化学人教版（2019）必修第二册6.1.3化学电源（共19张ppt）

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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第3课时 化学电源
电池交通、航天、照明、通讯、医药、生化…干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
常见的化学电源
氢氧燃料电池
常见的化学电源
1.一次电池：放电之后不能充电的电池 （内部氧化还原反应无法逆向进行）
负极（锌筒）：Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反应
正极（石墨棒）：MnO2 得电子 还原反应
锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。
电解质溶液
负极：Zn—2e—=== Zn2+正极：2MnO2+2NH4++ 2e—= 2 MnOOH + 2NH3↑总反应：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH1.一次电池锌锰干电池容易漏液（锌外壳变薄；糊状NH4Cl显酸性）锌锰干电池的缺点:干电池二、常见的化学电源常见的化学电源碱性锌锰干电池
1.一次电池
湿的氢氧化钾
NH4Cl糊状
电解液
总反应： Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+ 2MnO(OH)
负极反应： Zn + 2OH- - 2e-=Zn(OH)2
正极反应： 2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
四、常见的化学电源
常见的化学电源
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。
2.二次电池
汽车用铅酸蓄电池
镍氢电池
四、常见的化学电源
常见的化学电源
2.二次电池
铅酸蓄电池
正极： PbO2
负极：Pb
电解质溶液：稀硫酸
总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
负极：Pb + SO42- －2e- == PbSO4
正极：PbO2 +4H+ + SO42- +2e- == PbSO4 +2H2O
二、常见的化学电源
常见的化学电源
汽车用铅酸蓄电池
放电时：
2.二次电池
镍氢电池
二、常见的化学电源
负极：H2+2OH--2e- = 2H2O
正极：2NiO(OH) + 2H2O+2e- = 2Ni(OH)2+2OH-
总反应：H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2
放电
充电
无污染，能量密度高，可快速充放电，循环寿命长，有记效应
常见的化学电源
储氢合金
2.二次电池
锂离子电池
常见的化学电源
1.能量比比较高 2.使用寿命长，使用寿命可达到6年以上 3.自放电率低 4.重量轻 5.绿色环保，不论生产，使用和报废，都不含有、也不生产任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质
例1.可充电电池因其可以反复使用而深受广大消费者喜爱，请你根据对可充电 电池的理解，选出下列有关说法正确的是 (　　)
A．放电时，正极发生氧化反应
B．放电时，把热能转化为电能
C．充电时，电池的负极发生还原反应
D．充电时，把化学能转化为电能
C
D
3.燃料电池
将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂(如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，
具有清洁、安全、高效等特点。
燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。
原理
优点
与其他电池的区别
反应物不储存在电池内部，由外设设备提供燃料和氧化剂。
常见的化学电源
燃料电池的应用
在航天、军事、交通等领域有广阔的应用前景。
燃料电池汽车
电解质溶液 酸性 碱性
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
3.燃料电池
①氢氧燃料电池
常见的化学电源
电解质溶液 电极反应 总反应
H2SO4 溶液 负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正极：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O
KOH 溶液 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO32-＋3H2O
二、常见的学电源
3.燃料电池
②甲烷燃料电池：
该电池用金属铂片插入H2SO4溶液或KOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气
常见的化学电源
例2. 国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾”燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是 (　　)
A．电池工作时，电解质溶液中的H＋向b极移动
B．a极发生的电极反应为H2＋2e－＋2OH－===2H2O
C．b极为正极，发生氧化反应
D．当外电路有1 mol电子转移时，b极消耗5.6 L O2
A
[对点训练2]　固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是 (　　)
A．有O2参加反应的电极a为电池的负极
B．多孔电极b的电极反应式为 H2＋2e－＋O2－ = H2O
C．多孔电极a的电极反应式为 O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－
D．该电池的总反应式为 2H2＋O2 = 2H2O
D
【课堂小结】