化学电源 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 化学电源 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1(共21张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-08-10 11:56:10 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
化学电池
将化学能转换成电能的装置
太阳能电池
将太阳能转换成电能的装置
原子能电池
碱性锌锰电池、锌银电池、铅蓄电池、 镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。
广泛应用于通讯、交通、文化、办公 及家用电子产品。高科技、军事、生 产行业也有特殊应用。
1、在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗
将放射性同位素自然衰变时产生的热 能通过热能转换器转变为电能的装置
电池
形形色色的电池
干电池
碳棒
MnO 糊
NH Cl 糊
锌筒
蓄电池
于电道
碱性电池
燃料电池
燃料电池
用途广泛的电池
“震动动力充电电池”
尿液充电的电池
三维纳米结构电池
勺水充电
新型绿色环保燃料电池车
863-燃料电池公共汽车
伏打电堆 丹尼尔电池 铅蓄电池 燃料电池 锂离子电池
1800年 1836年 1859年 1948年 1979年时间
氧化剂室
备 电 极
负 电解质
燃 料 电 极 燃料室
正极(+)排气口
燃料 进口
排气口
氧化剂 进口
S0.
稀硫酸2HO
电流计
盐桥
装置原型
负极(-)
电器
载
2 、 (1)目前化学电池主要分为哪几个大类
在性能等方面它们各有什么特点
产生电能的基本原理是什么
(2)化学电池与其他能源相比有哪些优点
(3)判断电池的优劣标准主要是什么
《选必1》P98
二、化学电源
(1)概念： 将化学能变成电能的装置
(2)分类： ②二次电池又称充电电池——蓄电池
(3)优点： ②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便
(4)电池优劣的判断标准：
①比能量 [符号(W-h/kg),(W-h/ L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
②比功率 [符号是W/kg,W/L]]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
③电池可储存时间的长短
①一次电池又称不可充电电池 如：干电池
③燃料电池
①能量转换效率高，供能稳定可靠。
③易维护，可在各种环境下工作。
(一)一次电池
1、干电池(普通锌锰电池)
练习：写出锌锰干电池的电极反应方程式。
Zn-2e-=Zn +
负极：
正极： 2MnO +2NH ++2e==Mn O +2NH +H O
总反应 Zn+2MnO +2NH Cl=ZnCl +Mn O +2NH +H O
通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了
锌筒变软，电池表面变得不平整 _我们在使用干电池的过程中并没有发现有 气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用
优点：制作简单、价格便宜。
缺点：放电时间短，电压下降快。
锌筒
石墨棒
NH CI、ZnCl 和 H O 等糊状物
MnO 和C
负极
材料：Zn
反应：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)
正极
材料：MnO
反应：MnO +H O+e-=MnO(OH)+OH-
电解质(离子导体) : KOH
锌粉和KOH 的混合物
-MnO
一金属外壳
碱性锌锰电池
普通锌锰电池
田
白
E/V
2.0
1.5
1.0-
0.5
总反应：Zn+2MnO +2H O=2MnO(OH)+Zn(OH)
0 0.20.40.60.81.01.21.4
放电时间/h
2、碱性锌锰电池
装置要素
原 理 要素
人 万
【模型建构】
化学电源
原理 要素
原理 维度
电极产物
反应过程 电极反应物
负极 材料 离子 导体 正极 材料
装置 维度
氧化产物
失
电
子
还原剂
阳离子
阴离子
电子移动方向
得 电
子
氧化剂
宏观 微观
还原产物
装置 要素
3、银-锌电池
电池反应：Ag O+Zn+H O=Zn(OH) +2Ag
负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)
正极：Ag O+H O+2e-=2Ag +2OH-
负极锌膏
吸液体
正 权
隔膜
优点：比能量大、电压稳定，储存时间长， 适宜小电流连续放电。广泛用于电子手表、 照相机、计算器和其他微型电子仪器。
密封圈
正极环 外壳
锌银扣式电池结构
负极盖
□一次电池的应用
一次电池的优点：
使用范围广
电压稳定
便于携带
不可回避的问题：
消耗量大，无法循环，
资源浪费，废弃物对环境的污染
法国人普兰特于1859年发明铅酸蓄电池，已经历了近150年的发展历程， 铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得 到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个 经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。
思考：铅蓄电池解决了电池二次使用问题，它有哪些缺点
比能量低
寿命短
产业链铅污染
占 品
使 及
讨论1:铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe+Ni O +3H O=Fe(OH) +2Ni(OH)
下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni O 、负极为Fe B.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e==Fe(OHD
C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH 降低
D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH) +2OH-2e-=Ni O +3H O
讨论2: (浙江高考)镍氢电池(NiMH) 目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池
类型。NiMH 中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH) +M=NiOOH+MH。
已知：6NiOOH+NH +H O+OH-=6 Ni(OH) +NO -
下列说法正确的是
A.NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：
NiOOH+H O+e-=Ni(OH) +OH 一
B. 充电过程中OH- 离子从阳极向阴极迁移
C. 充电过程中阴极的电极反应式：H O+M+e-=MH+OH-,H O 中的H 被M 还原
D.NiMH 电池中可以用KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液
优 点 ：体积小便于携带，可重复使用500次以上，寿命比铅蓄电池长。 广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。
缺 点 ：镉有致癌作用，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境， 有被镍氢电池取代的趋势。
另：镉镍电池
负极材料：Cd;
正极材料：涂有NiO ,
电解质：K
总反应式：
充电电池充电、放电的原理
(1)充电电池是既能将化学能转化为电能(放电),又能将电能转化 为化学能(充电)的一类特殊电池。需要注意的是充电和放电的反应不 互为逆反应。
(2)充、放电时各电极上发生的反应
电源( - )
负极 氧化反应 还原反应一
阴极
放电 电池
充电
正极 还原反应 氧化反应-
阳极
电源(+)
[归纳总结
1、复习本节课知识
2、《升华》
课后作业
化学电池
将化学能转换成电能的装置
太阳能电池
将太阳能转换成电能的装置
原子能电池
碱性锌锰电池、锌银电池、铅蓄电池、 镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。
广泛应用于通讯、交通、文化、办公 及家用电子产品。高科技、军事、生 产行业也有特殊应用。
1、在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗
将放射性同位素自然衰变时产生的热 能通过热能转换器转变为电能的装置
电池
形形色色的电池
干电池
碳棒
MnO 糊
NH Cl 糊
锌筒
蓄电池
于电道
碱性电池
燃料电池
燃料电池
用途广泛的电池
“震动动力充电电池”
尿液充电的电池
三维纳米结构电池
勺水充电
新型绿色环保燃料电池车
863-燃料电池公共汽车
伏打电堆 丹尼尔电池 铅蓄电池 燃料电池 锂离子电池
1800年 1836年 1859年 1948年 1979年时间
氧化剂室
备 电 极
负 电解质
燃 料 电 极 燃料室
正极(+)排气口
燃料 进口
排气口
氧化剂 进口
S0.
稀硫酸2HO
电流计
盐桥
装置原型
负极(-)
电器
载
2 、 (1)目前化学电池主要分为哪几个大类
在性能等方面它们各有什么特点
产生电能的基本原理是什么
(2)化学电池与其他能源相比有哪些优点
(3)判断电池的优劣标准主要是什么
《选必1》P98
二、化学电源
(1)概念： 将化学能变成电能的装置
(2)分类： ②二次电池又称充电电池——蓄电池
(3)优点： ②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便
(4)电池优劣的判断标准：
①比能量 [符号(W-h/kg),(W-h/ L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
②比功率 [符号是W/kg,W/L]]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
③电池可储存时间的长短
①一次电池又称不可充电电池 如：干电池
③燃料电池
①能量转换效率高，供能稳定可靠。
③易维护，可在各种环境下工作。
(一)一次电池
1、干电池(普通锌锰电池)
练习：写出锌锰干电池的电极反应方程式。
Zn-2e-=Zn +
负极：
正极： 2MnO +2NH ++2e==Mn O +2NH +H O
总反应 Zn+2MnO +2NH Cl=ZnCl +Mn O +2NH +H O
通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了
锌筒变软，电池表面变得不平整 _我们在使用干电池的过程中并没有发现有 气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用
优点：制作简单、价格便宜。
缺点：放电时间短，电压下降快。
锌筒
石墨棒
NH CI、ZnCl 和 H O 等糊状物
MnO 和C
负极
材料：Zn
反应：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)
正极
材料：MnO
反应：MnO +H O+e-=MnO(OH)+OH-
电解质(离子导体) : KOH
锌粉和KOH 的混合物
-MnO
一金属外壳
碱性锌锰电池
普通锌锰电池
田
白
E/V
2.0
1.5
1.0-
0.5
总反应：Zn+2MnO +2H O=2MnO(OH)+Zn(OH)
0 0.20.40.60.81.01.21.4
放电时间/h
2、碱性锌锰电池
装置要素
原 理 要素
人 万
【模型建构】
化学电源
原理 要素
原理 维度
电极产物
反应过程 电极反应物
负极 材料 离子 导体 正极 材料
装置 维度
氧化产物
失
电
子
还原剂
阳离子
阴离子
电子移动方向
得 电
子
氧化剂
宏观 微观
还原产物
装置 要素
3、银-锌电池
电池反应：Ag O+Zn+H O=Zn(OH) +2Ag
负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)
正极：Ag O+H O+2e-=2Ag +2OH-
负极锌膏
吸液体
正 权
隔膜
优点：比能量大、电压稳定，储存时间长， 适宜小电流连续放电。广泛用于电子手表、 照相机、计算器和其他微型电子仪器。
密封圈
正极环 外壳
锌银扣式电池结构
负极盖
□一次电池的应用
一次电池的优点：
使用范围广
电压稳定
便于携带
不可回避的问题：
消耗量大，无法循环，
资源浪费，废弃物对环境的污染
法国人普兰特于1859年发明铅酸蓄电池，已经历了近150年的发展历程， 铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得 到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个 经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。
思考：铅蓄电池解决了电池二次使用问题，它有哪些缺点
比能量低
寿命短
产业链铅污染
占 品
使 及
讨论1:铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe+Ni O +3H O=Fe(OH) +2Ni(OH)
下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni O 、负极为Fe B.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e==Fe(OHD
C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH 降低
D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH) +2OH-2e-=Ni O +3H O
讨论2: (浙江高考)镍氢电池(NiMH) 目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池
类型。NiMH 中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH) +M=NiOOH+MH。
已知：6NiOOH+NH +H O+OH-=6 Ni(OH) +NO -
下列说法正确的是
A.NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：
NiOOH+H O+e-=Ni(OH) +OH 一
B. 充电过程中OH- 离子从阳极向阴极迁移
C. 充电过程中阴极的电极反应式：H O+M+e-=MH+OH-,H O 中的H 被M 还原
D.NiMH 电池中可以用KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液
优 点 ：体积小便于携带，可重复使用500次以上，寿命比铅蓄电池长。 广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。
缺 点 ：镉有致癌作用，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境， 有被镍氢电池取代的趋势。
另：镉镍电池
负极材料：Cd;
正极材料：涂有NiO ,
电解质：K
总反应式：
充电电池充电、放电的原理
(1)充电电池是既能将化学能转化为电能(放电),又能将电能转化 为化学能(充电)的一类特殊电池。需要注意的是充电和放电的反应不 互为逆反应。
(2)充、放电时各电极上发生的反应
电源( - )
负极 氧化反应 还原反应一
阴极
放电 电池
充电
正极 还原反应 氧化反应-
阳极
电源(+)
[归纳总结
1、复习本节课知识
2、《升华》
课后作业