化学人教版（2019）选择性必修1 4.1.2化学电源（共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修1 4.1.2化学电源（共24张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 12.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-29 17:06:35 | ||
图片预览
文档简介
(共24张PPT)
第1节 原电池
第2课时：化学电源
第四章
教学目标
1、了解化学电源的发展史，能列举常见的化学电源，并能运用原电池思维模型分析其工作原理。
2、能用电极反应表示其中发生的化学反应，体会变化与守恒思想。
3、能从物质变化和能量变化的角度分析新型电池的研发和利用，培养责任意识和创新精神。
化学电源的发展
一次电池：从简单原电池到锌锰干电池
液体电解质
易漏液，不便携带
加淀粉
稀酸：电容量较小
浓酸：自放电严重
换H2SO4
为NH4Cl
化学电源的发展
从简单原电池到锌锰干电池
自放电减弱
但产生H2
加MnO2
阻止H2产生
化学电源的发展
碱性锌锰干电池
分析装置中每一部分的功能：
MnO2
Zn粉
糊状KOH
隔膜
铜针
金属外壳
正极反应物
负极反应物
离子导体
负极集电体（负极材料）
隔离正负极
与顶帽一起做正极
集电体（正极材料）
化学电源的发展
碱性锌锰干电池
已知该电池总反应为：
Zn + 2MnO2 + 2H2O 2MnO(OH) + Zn(OH)2
请写出电极反应式：
正极：2MnO2 + 2H2O + 2e- 2MnO(OH) + 2OH-
负极：Zn + 2OH- - 2e- Zn(OH)2
化学电源的发展
从碱性锌锰干电池看铅蓄电池
抑制 H2 产生
常见的二次电池——铅蓄电池
Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
铅蓄电池放电时的总反应为：
请写出电极反应式：
正极：PbO2 + 4H+ + + 2e- PbSO4 + 2H2O
SO4
2-
负极：Pb + - - 2e- PbSO4
SO4
2-
充电过程与上述过程相反
化学电源的发展
常见的二次电池——铅蓄电池
化学电源的发展
燃料电池
化学电源的发展
气体与电极接触面积小
两电极间距离远，内阻大
片状或泡沫状电极
可附着催化剂
燃料电池
化学电源的发展
燃料电池
化学电源的发展
资料
燃料电池
化学电源的发展
电池总反应为：
2H2 + O2 2H2O
如果使用酸性电解质，电极反应为：
负极：2H2 - 4e- 4H+
正极：O2 + 4H+ + 4e- 2H2O
燃料电池
化学电源的发展
电池总反应为：
2H2 + O2 2H2O
如果使用碱性电解质，电极反应为：
(-):2H2 + 4OH- - 4e- 4H2O
(+):O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
燃料电池
化学电源的发展
电池总反应为：
2H2 + O2 2H2O
如果使用熔融K2CO3电解质，电极反应为：
负极：H2 - 2e- + CO32- H2O +CO2
正极：O2 + 2CO2 + 4e- 2CO32-
燃料电池
化学电源的发展
燃料电池能量转换率超过80%！
“绿色”、环保
能连续不断地提供电能
燃料电池汽车
科学前沿-新型电池
传感电池
NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
电极反应式为：
负极： ；
O2 + 4e- 2O2-
NO + O2- - 2e- NO2
正极： ；
科学前沿-新型电池
浓差电池
某化学兴趣小组将两个完全相同的铜片分别放入体积相同、浓度不同的CuSO4溶液中形成浓差电池(如图所示)，当两极附近电解质溶液浓度相等时停止放电。下列说法正确的是
A．Cu(2)极发生还原反应
B．Cu(1)极附近Cu2+通过膜1向右迁移
C．放电过程中，两膜之间的c(CuSO4)理论上保持不变
D．当Cu(2)极附近c(CuSO4)变为1mol·L-1时，该电池停止放电
C
科学前沿-新型电池
液流电池
锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所示
下列说法错误的是（）
A、放电时，N极为正极
B、放电时,左侧贮液器中 ZnBr2的浓度不断减小
C、充电时，M极的电极反应式为 Zn2++ 2e-=Zn
D、隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
B
我们希望未来的电池
更易于维护
便于携带
内阻更小
小身材，大电量
工作温度更宽
寿命更长
……
价格便宜
展望-新型电池
展望-新型电池
思考：当有1mol电子发生转移，所需金属的质量由少到多进行排列
比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
短周期元素
继续向长周期元素拓展
展望-新型电池
功能优越的电池
新型心脏起搏器
传统心脏起搏器
仅2克，减小异物感
展望-新型电池
近日，中国科学院研究团队联合香港理工大学研究团队，成功研制出新型硅—石墨双离子电池，革新柔性储能。
有巨大研究潜力的电池
新型柔性电池：
展望-新型电池
有巨大研究潜力的电池
有巨大研究潜力的电池
可穿戴技术的未来：印在衣服上的柔性电池
第1节 原电池
第2课时：化学电源
第四章
教学目标
1、了解化学电源的发展史，能列举常见的化学电源，并能运用原电池思维模型分析其工作原理。
2、能用电极反应表示其中发生的化学反应，体会变化与守恒思想。
3、能从物质变化和能量变化的角度分析新型电池的研发和利用，培养责任意识和创新精神。
化学电源的发展
一次电池：从简单原电池到锌锰干电池
液体电解质
易漏液，不便携带
加淀粉
稀酸：电容量较小
浓酸：自放电严重
换H2SO4
为NH4Cl
化学电源的发展
从简单原电池到锌锰干电池
自放电减弱
但产生H2
加MnO2
阻止H2产生
化学电源的发展
碱性锌锰干电池
分析装置中每一部分的功能：
MnO2
Zn粉
糊状KOH
隔膜
铜针
金属外壳
正极反应物
负极反应物
离子导体
负极集电体（负极材料）
隔离正负极
与顶帽一起做正极
集电体（正极材料）
化学电源的发展
碱性锌锰干电池
已知该电池总反应为：
Zn + 2MnO2 + 2H2O 2MnO(OH) + Zn(OH)2
请写出电极反应式：
正极：2MnO2 + 2H2O + 2e- 2MnO(OH) + 2OH-
负极：Zn + 2OH- - 2e- Zn(OH)2
化学电源的发展
从碱性锌锰干电池看铅蓄电池
抑制 H2 产生
常见的二次电池——铅蓄电池
Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
铅蓄电池放电时的总反应为：
请写出电极反应式：
正极：PbO2 + 4H+ + + 2e- PbSO4 + 2H2O
SO4
2-
负极：Pb + - - 2e- PbSO4
SO4
2-
充电过程与上述过程相反
化学电源的发展
常见的二次电池——铅蓄电池
化学电源的发展
燃料电池
化学电源的发展
气体与电极接触面积小
两电极间距离远，内阻大
片状或泡沫状电极
可附着催化剂
燃料电池
化学电源的发展
燃料电池
化学电源的发展
资料
燃料电池
化学电源的发展
电池总反应为：
2H2 + O2 2H2O
如果使用酸性电解质，电极反应为：
负极：2H2 - 4e- 4H+
正极：O2 + 4H+ + 4e- 2H2O
燃料电池
化学电源的发展
电池总反应为：
2H2 + O2 2H2O
如果使用碱性电解质，电极反应为：
(-):2H2 + 4OH- - 4e- 4H2O
(+):O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
燃料电池
化学电源的发展
电池总反应为：
2H2 + O2 2H2O
如果使用熔融K2CO3电解质，电极反应为：
负极：H2 - 2e- + CO32- H2O +CO2
正极：O2 + 2CO2 + 4e- 2CO32-
燃料电池
化学电源的发展
燃料电池能量转换率超过80%！
“绿色”、环保
能连续不断地提供电能
燃料电池汽车
科学前沿-新型电池
传感电池
NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
电极反应式为：
负极： ；
O2 + 4e- 2O2-
NO + O2- - 2e- NO2
正极： ；
科学前沿-新型电池
浓差电池
某化学兴趣小组将两个完全相同的铜片分别放入体积相同、浓度不同的CuSO4溶液中形成浓差电池(如图所示)，当两极附近电解质溶液浓度相等时停止放电。下列说法正确的是
A．Cu(2)极发生还原反应
B．Cu(1)极附近Cu2+通过膜1向右迁移
C．放电过程中，两膜之间的c(CuSO4)理论上保持不变
D．当Cu(2)极附近c(CuSO4)变为1mol·L-1时，该电池停止放电
C
科学前沿-新型电池
液流电池
锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所示
下列说法错误的是（）
A、放电时，N极为正极
B、放电时,左侧贮液器中 ZnBr2的浓度不断减小
C、充电时，M极的电极反应式为 Zn2++ 2e-=Zn
D、隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
B
我们希望未来的电池
更易于维护
便于携带
内阻更小
小身材，大电量
工作温度更宽
寿命更长
……
价格便宜
展望-新型电池
展望-新型电池
思考：当有1mol电子发生转移，所需金属的质量由少到多进行排列
比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
短周期元素
继续向长周期元素拓展
展望-新型电池
功能优越的电池
新型心脏起搏器
传统心脏起搏器
仅2克，减小异物感
展望-新型电池
近日，中国科学院研究团队联合香港理工大学研究团队，成功研制出新型硅—石墨双离子电池，革新柔性储能。
有巨大研究潜力的电池
新型柔性电池：
展望-新型电池
有巨大研究潜力的电池
有巨大研究潜力的电池
可穿戴技术的未来：印在衣服上的柔性电池