长郡中学高二化学《化学电源》(课件)

1、湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18燃料电池是一种连续地将燃料与氧化剂的化学能燃料电池是一种连续地将燃料与氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源。它与一般化学电池不同，直接转化成电能的化学电源。它与一般化学电池不同，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，而而是在工作时是在工作时，不断地从外界输入，不断地从外界输入，同时把同时把电极反应产电极反应产物不断排出电池。物不断排出电池。三、燃料电池三、燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年

2、下学期制作 18燃料电池的规律燃料电池的规律湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18燃料电池的规律燃料电池的规律燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18燃料电池的规律燃料电池的规律燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极

3、，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18氧化剂与还原剂在工作时不断

4、补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有利于节约能源。，有利于节约能源。燃料电池的规律燃

5、料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有利于节约能源。，有利于节约能源。缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的

6、差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有利于节约能源。，有利于节约能源。缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多优点：优点：能量转换率高、清洁、对环境好能量转换率高、清洁、对环境好燃料电池的规律燃

7、料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有利于节约能源。，有利于节约能源。缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多优点：优点：能量转换率高、清洁、对环境好能量转换率

8、高、清洁、对环境好其它燃料电池：其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18正负极使用铂电极正负极使用铂电极氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校201

9、7年下学期制作 18负极室：通负极室：通氢氢气气正负极使用铂电极正负极使用铂电极氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18正极室：通正极室：通氧氧气气负极室：通负极室：通氢氢气气正负极使用铂电极正负极使用铂电极氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18正极室：通正极室：通氧氧气气负极室：通负极室：通氢氢气气正负极使用铂电极正负极使用铂电极电解质：电解质：H2SO4或或KOH溶液溶液氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 181.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖

10、南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e=4H+1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e=4H+l正极：正极：O2 +4e +4H+ = 2H2O1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2

11、017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e=4H+l正极：正极：O2 +4e +4H+ = 2H2Ol总反应方程式为：总反应方程式为：2H2+O2=2H2O1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e=4H+l正极：正极：O2 +4e +4H+ = 2H2Ol总反应方程式为：总反应方程式为：2H2+O2=2H2Ol当电解质溶液为当电解质溶液为KOH溶液时：溶液时：1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远

12、程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e=4H+l正极：正极：O2 +4e +4H+ = 2H2Ol总反应方程式为：总反应方程式为：2H2+O2=2H2Ol当电解质溶液为当电解质溶液为KOH溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e+4OH=4H2O1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e=4H+l正极：正极：O2 +4e +4H+ = 2H2Ol总反应方程式为：总反应

13、方程式为：2H2+O2=2H2Ol当电解质溶液为当电解质溶液为KOH溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e+4OH=4H2O l正极：正极：O2 +4e +2H2O =4OH1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18l电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e=4H+l正极：正极：O2 +4e +4H+ = 2H2Ol总反应方程式为：总反应方程式为：2H2+O2=2H2Ol当电解质溶液为当电解质溶液为KOH溶液时：溶液时：l负极：负极：2H2- 4e+4OH=4H2O l正极：正极：O2 +4e +2

14、H2O =4OHl总反应方程式为：总反应方程式为：2H2+O2=2H2O1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18【挑战自我挑战自我】注意：注意：固体电解质环境中，高温下能传导固体电解质环境中，高温下能传导O2； 1.一种新型燃料电池，一极通入空气，另一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入一极通入氢氢气；电解质是掺杂氧化钇气；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的的氧化锆氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导晶体，在熔融状态下能传导O2-。负极：负极：_；正极：正极：_。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18 2

15、.熔融盐燃料电池具有高的发电效率。某熔融盐燃料电池具有高的发电效率。某熔融盐燃料电池用熔融盐燃料电池用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混的熔融盐混合物作电解质，合物作电解质，负极通入负极通入H2，正极通入正极通入空气与空气与少量少量CO2的混合气，制得在的混合气，制得在650下工作的燃料下工作的燃料电池电池，则其电极反应分别为：则其电极反应分别为： 负极：负极：_；正极：正极：_。【勇攀高峰勇攀高峰】 注意：注意：在熔融在熔融碳酸盐碳酸盐环境中，环境中， O2会与会与CO2结合生成结合生成CO32-。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18 2.熔融盐燃料电池具有

16、高的发电效率。某熔融盐燃料电池具有高的发电效率。某熔融盐燃料电池用熔融盐燃料电池用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混的熔融盐混合物作电解质，合物作电解质，负极通入负极通入H2，正极通入正极通入空气与空气与少量少量CO2的混合气，制得在的混合气，制得在650下工作的燃料下工作的燃料电池电池，则其电极反应分别为：则其电极反应分别为： 负极：负极：_；正极：正极：_。【勇攀高峰勇攀高峰】 注意：注意：在熔融在熔融碳酸盐碳酸盐环境中，环境中， O2会与会与CO2结合生成结合生成CO32-。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 182.甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂

17、丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为质判断，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为_；通入氧气的一极；通入氧气的一极为为_，电极反应为，电极反应为_，总反应为总反应为_。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 182.甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电

18、极上分别溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为质判断，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为_；通入氧气的一极；通入氧气的一极为为_，电极反应为，电极反应为_，总反应为总反应为_。负极负极湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 182.甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别溶液作电极，然后向两

19、个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为质判断，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为_；通入氧气的一极；通入氧气的一极为为_，电极反应为，电极反应为_，总反应为总反应为_。负极负极CH410OH8eCO327H2O湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 182.甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别溶液作电极，然

20、后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为质判断，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为_；通入氧气的一极；通入氧气的一极为为_，电极反应为，电极反应为_，总反应为总反应为_。负极负极CH410OH8eCO327H2O正极正极湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 182.甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别

21、溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为质判断，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为_；通入氧气的一极；通入氧气的一极为为_，电极反应为，电极反应为_，总反应为总反应为_。负极负极CH410OH8eCO327H2O正极正极2O2 4H2O 8e 8OH湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 182.甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂

22、丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为质判断，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为_；通入氧气的一极；通入氧气的一极为为_，电极反应为，电极反应为_，总反应为总反应为_。负极负极CH410OH8eCO327H2O正极正极2O2 4H2O 8e 8OHCH4 2O22KOH K2CO3 3H2O湖南长郡卫星远程学校湖

23、南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18小结：电极反应式和化学方程式的书写：小结：电极反应式和化学方程式的书写： 1.由化学方程式书写电极反应式：由化学方程式书写电极反应式：湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18小结：电极反应式和化学方程式的书写：小结：电极反应式和化学方程式的书写： 1.由化学方程式书写电极反应式：由化学方程式书写电极反应式： 找出失去电子和得到电子的物质，确定找出失去电子和得到电子的物质，确定正负极反正负极反应物和产物应物和产物；湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18小结：电极反应式和化学方程式的书写：小结：电极反

24、应式和化学方程式的书写： 1.由化学方程式书写电极反应式：由化学方程式书写电极反应式： 找出失去电子和得到电子的物质，确定找出失去电子和得到电子的物质，确定正负极反正负极反应物和产物应物和产物； 分析电子转移，利用电荷守恒、原子守恒分别写分析电子转移，利用电荷守恒、原子守恒分别写出电极反应式；出电极反应式； 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18小结：电极反应式和化学方程式的书写：小结：电极反应式和化学方程式的书写： 1.由化学方程式书写电极反应式：由化学方程式书写电极反应式： 找出失去电子和得到电子的物质，确定找出失去电子和得到电子的物质，确定正负极反正负极反应物

25、和产物应物和产物； 分析电子转移，利用电荷守恒、原子守恒分别写分析电子转移，利用电荷守恒、原子守恒分别写出电极反应式；出电极反应式； 验证：验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确式相同，则书写正确湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18小结：电极反应式和化学方程式的书写：小结：电极反应式和化学方程式的书写： 1.由化学方程式书写电极反应式：由化学方程式书写电极反应式： 找出失去电子和得到电子的物质，确定找出失去电子和得到电子的物质，确定正负极反正负极反应物和产物应物和产物； 分析电子转移，利用电荷守恒、原子守恒

26、分别写分析电子转移，利用电荷守恒、原子守恒分别写出电极反应式；出电极反应式； 验证：验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确式相同，则书写正确如写出一电极反应式，而另一电极难写，可将化学方如写出一电极反应式，而另一电极难写，可将化学方程式减去已写出的电极反应式。程式减去已写出的电极反应式。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18 2.由电池装置写电极反应和化学方程式由电池装置写电极反应和化学方程式湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18 2.由电池装置写电极反应和化学方程式由电池装置写电

27、极反应和化学方程式据电极材料与电解质溶液或反应现象，先据电极材料与电解质溶液或反应现象，先确定正负极，确定正负极，湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18 2.由电池装置写电极反应和化学方程式由电池装置写电极反应和化学方程式据电极材料与电解质溶液或反应现象，先据电极材料与电解质溶液或反应现象，先确定正负极，确定正负极，确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物，要注意产物与溶液的酸碱性有关物，要注意产物与溶液的酸碱性有关湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 18 2.由电池装置写电极反应和化学方程式由电池装置写电

28、极反应和化学方程式据电极材料与电解质溶液或反应现象，先据电极材料与电解质溶液或反应现象，先确定正负极，确定正负极，确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物，要注意产物与溶液的酸碱性有关物，要注意产物与溶液的酸碱性有关写出电极反应和化学方程式。写出电极反应和化学方程式。湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 181.下列有关燃料电池的说法错误的是下列有关燃料电池的说法错误的是( )A.燃料电池的负极反应物质是氢气、甲烷、乙醇等物质燃料电池的负极反应物质是氢气、甲烷、乙醇等物质B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池氢氧燃料电池常用

29、于航天飞行器，原因之一是该电池 的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C.乙醇燃料电池的电解质常用乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应，该电池的负极反应 为：为：C2H5OH12e2CO23H2OD.甲烷燃料电池的正极反应为：甲烷燃料电池的正极反应为：O22H2O4e4OH能力提升能力提升湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年下学期制作 181.下列有关燃料电池的说法错误的是下列有关燃料电池的说法错误的是( )A.燃料电池的负极反应物质是氢气、甲烷、乙醇等物质燃料电池的负极反应物质是氢气、甲烷、乙醇等物质B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池 的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C.乙醇燃料电池的电解质常用乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应，该电池的负极反应 为：为：C2H5OH12e2CO23H2OD.甲烷燃料电池的正极反应为：甲烷燃料电池的正极反应为：O22H2O4e4OHC能力提升能力提升湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2017年上学期制作18 2.甲醇甲醇-空气燃料电池（空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电