2021-2022学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册第六章第一节第四课时化学电源课件（16张ppt）

第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量
第4课时 化学电源
1、了解干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点
2、能正确书写简单化学电源的电极反应式。
学习目标
形形色色的电池
干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
锌锰干电池
负极（锌筒）：
总反应：
Zn + 2MnO2 + 2NH4 + == Zn2+ +Mn2O3+2NH3 ↑ + H2O
Zn -2e? Zn2+
=
2MnO2 + 2NH4 + + 2e? Mn2O3+2NH3 ↑ + H2O
==
正极（石墨）：
电池放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，属于一次电池。
1、一次电池
优点：制作简单，价格便宜；
缺点：放电时间短，电压下降快；容易漏液（锌外壳变薄）
碱性干电池
电极 :
Zn为负极，碳棒为正极
电解液：
KOH
负极：
Zn + 2OH- - 2e- == Zn(OH)2
2MnO2 + H2O + 2e- == Mn2O3 + 2OH-
Zn + 2MnO2 + H2O == Zn(OH)2 + Mn2O3
总反应：
正极：
碱性干电池的优点：能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电；不易发生泄漏
2、充电电池
充电电池又称二次电池，放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
铅酸蓄电池
镍氢电池
锂离子电池
铅酸蓄电池
电极：Pb为负极, PbO2为正极.
电解液: 30%的H2SO4溶液
放电时：原电池
负极：
正极:
总电池反应:
Pb＋SO42-－2e- == PbSO4
PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e- == PbSO4＋2H2O
PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
放电
充电
利用原电池的工作原理，燃料和氧化剂分别放在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能。
反应物不储存在电池内部，由外设设备提供燃料和氧化剂。
高效(燃料利用率高), 环境友好。
优点
3.
与其他电池的区别
2.
原理
1.
3、燃料电池
A
Pt
(-)
Pt
(+)
正极室
负极室
隔膜
电解质溶液
H2
O2
（1）氢氧燃料电池
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
酸性电解质
碱性电解质
负极反应
2H2－4e—＝ 4H+
2H2＋4OH—－4e—＝ 4H2O
正极反应
O2 ＋4H+ ＋4e—＝ 2H2O
O2＋2H2O＋4e— ＝ 4OH—
总反应
2H2 + O2 ＝ 2H2O
常见的燃料电池
4.
中性电解质
负极反应:
正极反应:
2H2 - 4e- == 4H+
O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
甲烷电池
H2SO4作电解质
KOH作电解质
负极反应
?
?
正极反应
?
?
总反应
?
?
CH4 + 2H2O - 8e- === CO2 + 8H+
CH4 + 10OH- - 8e- === ????????????????? + 7H2O
?
2O2 + 8H+ + 8e- === 4H2O
2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH-
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
CH4 + 2O2 + 2OH- === ????????????????? + 3H2O
?
(2)甲烷燃料电池
(3)甲醇燃料电池
酸性电解质下反应式：
负极：2CH3OH － 12e— ＋2H2O ＝ 12H+ ＋ 2CO2
正极：3O2 ＋ 12e—＋12H+ ＝ 6H2O
总反应：2CH3OH ＋ 3O2 ＝ 2CO2 ＋ 4H2O
注意：1.燃料电池不燃烧，不写“点燃”条件。
2.电极一般都为 Pt或C 。
3.燃料为负极，O2为正极
4.电解质酸碱性不同，电极反应不同。
1、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）
A、Ag B、Zn(OH)2
C、Ag2O D、Zn
2Ag + Zn(OH)2 Ag2O +Zn+H2O
充电
放电
D
2、铅酸电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
按要求回答下列问题：
(1)负极材料是____，正极材料是______，电解质
溶液是_______。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向___________极。
(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
Pb
PbO2
H2SO4
PbO2电(正)
减小
3、据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFC）常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导电离子是H+。下列对该燃料电池的描述中正确的是( )
①正极反应为：O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
②负极反应为：2H2－4e－ = 4H+
③总的化学反应为：2H2 + O2 == 2H2O
④氢离子通过电解质向正极移动
A①②③ B②③④ C①②④ D①②③④
D
练一练
练习书写乙烷(C2H6)、乙醇(C2H6O)燃料电池的电极反应
巩固练习：
6.1.2化学反应与电能第2课时