6.1.3 化学电池 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修二

该高中化学课件聚焦化学电池，系统讲解一次电池、二次电池、燃料电池的特点及电极反应式书写，通过“电池200年进化史”情景导入，从历史发展脉络构建原电池知识与化学电源的联系，搭建学习支架。 其亮点在于以化学观念为统领，对比一次与二次电池充放电原理、燃料电池不同介质反应，培养科学思维。结合银锌电池练习、锂空气电池例题强化科学探究，课堂小结分类化学电源并渗透环保意识，帮助学生建立知识体系，教师可高效教学。

第3课时 化学电池 人教版 必修二 作者编号：35008 1.知道一次电池、二次电池、燃料电池等化学电源的特点，能正确书写简单电池的电极反应式。 2.通过原电池的学习，体会新型电池的重要性，体会提高燃料燃烧效率，开发高能清洁燃料的重要性。 学习目标 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 情境导入 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 一次电池 二次电池 燃料电池 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 干电池 负极： Zn - 2e- = Zn2+ 正极： 2MnO2+2NH4+ +2e- =Mn2O3+2NH3↑+H2O ①锌锰电池(最早使用的电池) 改进：用湿的KOH代替NH4Cl作电解质 缺点：使用寿命短，易泄露 材料：石墨棒、MnO2糊、NH4Cl糊、锌筒 负极 正极 电解质溶液 总反应： Zn+2MnO2 +2NH4+=Zn2+ +2MnOOH+2NH3↑ 一、一次电池 作者编号：35008 因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物，所以叫做干电池，这是相对于具有可流动电解质的电池说的 。总反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ =Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3↑H2O会发生自放电使电压下降,缩短存放时间。锌猛干电池失效的主要原因是电池负极锌的自放电，造成锌负极的腐蚀，电池性能下降，另外就是长时间放置导致电解液干枯，电池出现气胀、冒浆、鼓胀以及铜帽生锈等等。 干电池 ②碱性锌锰电池 材料：石墨棒、MnO2糊、KOH 、锌筒 负极 正极 电解质溶液 负极：Zn+2OH- - 2e- =Zn(OH)2 正极：2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH- 一、一次电池 总反应：Zn+2MnO2+2H2O = 2MnOOH+Zn(OH)2 作者编号：35008 因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物，所以叫做干电池，这是相对于具有可流动电解质的电池说的 。总反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ =Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3↑H2O会发生自放电使电压下降,缩短存放时间。锌猛干电池失效的主要原因是电池负极锌的自放电，造成锌负极的腐蚀，电池性能下降，另外就是长时间放置导致电解液干枯，电池出现气胀、冒浆、鼓胀以及铜帽生锈等等。 一、一次电池 ③钮扣式银锌电池 Zn + 2OH- - 2e- == Zn(OH)2 负极 电解质溶液 正极 Ag2O + 2e- + H2O == 2Ag + 2OH- 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2 干电池 作者编号：35008 1. 银锌纽扣电池放电时反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列说法错误的是( 　　) A.Zn是电池的负极,发生氧化反应 B.该电池的电解质溶液呈碱性 C.电池工作时,电子从Ag2O极经过电解质溶液流到Zn极 D.正极的电极反应式:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 练习 C C 解析:由电池放电时反应分析,Zn化合价升高,失去电子,作电池的负极,发生氧化反应,A正确;该电池反应产物存在Zn(OH)2,电解质溶液呈碱性,B正确;电池工作时,电子从电池的负极流向正极,即电子从Zn极经过外电路流到Ag2O极,电子不能通过电解质溶液,C错误;正极得到电子,发生还原反应,电极反应式为Ag2O+2e-+H2O = 2Ag+2OH-,D正确。 作者编号：35008 任务二 二次电池/蓄电池/充电电池 1.二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的 ，在充电时可以 ，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。 (3)常见的充电电池： 电池、 电池、 电池等。 氧化还原反应 逆向进行 铅酸蓄 镍氢 锂离子 (2)能量转化： 化学能 电能 放电 充电 作者编号：35008 任务二 二次电池/蓄电池/充电电池 PbO2 （4）放电时电极反应式： Pb H2SO4溶液 PbO2＋Pb＋2H2SO4 ==2PbSO4＋2H2O Pb－2e-＋SO42-＝PbSO4 PbO2＋2e-＋4H＋＋SO42－＝PbSO4＋2H2O 2、铅酸电池 （1）负极材料是： ____（2）正极材料是：_______（3）电解质是 __________ 正 极 负 极 总反应 tips：放电时，电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。 减小 【工作原理】放电时二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应。 作者编号：35008 任务二 二次电池/蓄电池/充电电池 2PbSO4＋2H2O==PbO2＋Pb＋2H2SO4 PbSO4＋2e- ＝Pb＋SO42- PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－ 阳 极 阴 极 总反应 tips：充电时，电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。 增大 （5）充电时电极反应式 正 极 负 极 优点：_______________________________________________ 寿命长，价格低 缺点：_______________________________________________ 重量大、体积大、废弃的铅污染 作者编号：35008 任务二 二次电池/蓄电池/充电电池 3、锂离子电池 （1）负极材料是： ___________ （2）正极材料是： _________________ Li 正极材料在锂电池的总成本中占据40%以上的比例，目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。 正 极 负 极 总反应 （3）放电时电极反应式： LixCy - xe-= xLi+ + Cy Li1-xCoO2+ xLi+ + xe- = LiCoO2 阳 极 阴 极 xLi+ + Cy + xe- =LixCy LiCoO2- xe-= Li1-xCoO2 + xLi+ 作者编号：35008 特点：是一种高效,环境友好的发电装置 原理：将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。 与其他电池的区别：反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂 氢氧燃料电池 2个电极材料：惰性金属Pt（或2个石墨棒） 负极：通入燃料（H2、甲烷CH4或乙醇） 正极：通入O2 三、燃料电池 作者编号：35008 将燃料和氧化剂的化学能转化为电能的装置，反应物不是储存在电池的内部，而是由外部来通入的，负极通入的是燃料，发生氧化反应，正极通入的是氧化剂，发生还原反应，最常见的一种燃料电池就是氢氧燃料电池 三、燃料电池——燃料电池分类 (依据介质种类) 燃料 氧气 介质 有可传导的离子 酸性介质 可传导H＋ 碱性介质 可传导OH− 固体氧化物 可传导O2− 熔融碳酸盐 可传导CO32− 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 三、燃料电池——氢氧燃料电池 H2SO4(aq) H2 O2 负极：2H2 - 4e- = 4H+ 正极：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 酸性:电解质溶液为稀硫酸. 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 三、燃料电池——氢氧燃料电池 NaOH(aq) H2 O2 — + 碱性:电解质溶液为氢氧化钠溶液 负极：2H2 - 4e- +4OH- = 4H2O 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 总反应: 2H2＋O2＝2H2O 负极 正极 正极: O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32- 负极: 2H2 - 4e- + 2CO32- = 2CO2 +2H2O 熔融碳酸盐：可传导CO32- 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 正极: O2 + 4e- = 2O2- 负极: 2H2 - 4e- + 2O2- = 2H2O 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 负极 正极 固体氧化物电解质：可传导O2- 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- O2 + 4e- + 2CO2 == 2CO32- O2 + 4e- == 2O2- 总反应 正极反应 负极 燃料的燃烧反应 还原剂失电子反应 酸性: 碱性: 固体O2-： 熔融CO32-： 课堂小结 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 燃料电池 电极反应式的书写技巧 1、判断正、负极 正极： 负极： O2 2、先写总反应式（考虑电解质溶液） 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。 CH3OH燃料电池(碱性电解质)总反应式 2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O 燃料(H2、CH4、C2H5OH等) 3、再写正极反应式 ①酸性： O2 + 4e- ＋ 4H+ = 2H2O O2 + 4e- ＋ 2H2O = 4OH- 负极反应式＝总反应式－正极反应式 (将总反应式中的O2全部消去) 4、最后写负极反应式： ②中性或碱性： 作者编号：35008 CH4燃料电池 （1）电解质溶液为H2SO4溶液 CH4＋2O2＝CO2＋2H2O CH4－8e-＋2H2O＝CO2＋8H＋ O2＋4H＋＋4e－= 2H2O 电池总反应： 负 极： 正 极： 作者编号：35008 CH4＋2O2＋2OH－＝CO32－＋3H2O CH4－8e-＋10OH－＝CO32－＋7H2O O2＋4e-＋ 2H2O ＝4OH－ CH4燃料电池 （2）电解质溶液为KOH溶液 电池总反应： 负 极： 正 极： 作者编号：35008 练习 酸性 H2SO4 电池反应 负极 正极 碱性 KOH 电池反应 负极 正极 负极：通入C2H5OH 正极：通入O2 乙醇燃料电池 C2H6O + 3O2 + 4OH- == 5H2O + 2CO32- C2H6O + 3O2 == 3H2O + 2CO2 C2H6 O + 3H2O - 12e- == 2CO2 + 12H+ O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- C2H6 O + 16OH- - 12e- == 2CO32- + 11H2O O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O 作者编号：35008 注意：碱性介质中，若生成CO2，结合OH- → CO32- 甲醇燃料电池 CH3OH 为______极，O2 为_____极 ①电解质溶液为NaOH溶液时： 总方程式：_____________________________ 正极：_____________________________ 负极：_____________________________ ②电解质溶液为H2SO4溶液时： 总方程式：_____________________________ 正极：_____________________________ 负极：_____________________________ 负 正 2CH3OH - 12e- +16OH- = 2CO32- + 12H2O 3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH- 2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O 2CH3OH - 12e- + 2H2O = 2CO2↑ + 12H＋ 3O2＋12H＋＋12e－ = 6H2O 2CH3OH + 3O2 = 2CO2↑ + 4H2O 练习 作者编号：35008 类型 反应式 pH变化 酸性 燃料电池 总反应: 2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O 正极: O2＋4e−＋4H＋＝2H2O 负极: CH3OH−6e−＋H2O＝CO2↑＋6H＋ 碱性 燃料电池 总反应: 2CH3OH＋3O2＋4OH−＝2CO32−＋6H2O 正极: O2＋4e−＋2H2O＝4OH− 负极: CH3OH−6e−＋8OH−＝CO32−＋6H2O 增大 减小 增大 增大 减小 减小 口诀: 正增负减 分析：正、负极区及电解质溶液pH变化 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 一节电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值，并造成永久性公害！ 一粒纽扣电池可污染60万升水，相当于一个人一生的饮水量 ！ 垃圾分类，电池回收，环境保护，从你我做起！ 新知讲授 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 化学电源 一次电池 二次电池 燃料电池 如氢氧燃料电池等 铅蓄电池 锂离子电池 镍氢蓄电池 碱性锌锰电池 普通锌锰干电池 银锌纽扣电池 （干电池最常见） （可充电电池、蓄电池） 课堂小结 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 1.对化学电源的叙述正确的是（　　） A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高 B.化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位 C.化学电源均是安全、无污染的 D.化学电源即为可充电电池 A 典例训练 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 2.一种锂—空气电池如图所示。当电池工作时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x（x＝0 或1）。下列说法正确的是（　　） A.多孔碳材料电极为负极 B.锂电极发生氧化反应 C.电池工作时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 D.正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O4OH－ B 典例训练 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 3.碱性电池具有容量大、放电时电流大等特点。碱性锌锰干电池以氢氧化钾为电解质，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2OZnO＋2MnO（OH）。下列说法错误的是（　　） A.电池工作时，锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为MnO2＋H2O＋e－MnO（OH）＋OH－ C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过0.2 mol电子，理论上锌的质量减小6.5 g C 典例训练 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 4.燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4等）与氧气（或空气）反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液。下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是（　　） A.负极反应：O2＋2H2O＋4e－4OH－ B.负极反应：CH4＋8OH－－8e－CO2＋6H2O C.随着放电的进行，溶液的c（OH－）不变 D.放电时溶液中的阴离子向负极移动 D 典例训练 第六章 化学反应与能量变化 作者编号：35008 Lavf58.43.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.11 $