化学电源课件高一下学期化学人教版

第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化第2课时

化学反应与电能［学与问］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？二、常见化学电源化学电源一次电池二次电池燃料电池（干电池最常见）（可充电电池、蓄电池）如氢氧燃料电池等铅酸蓄电池锂离子电池银锌蓄电池碱性锌锰电池普通锌锰干电池银锌纽扣电池1、

一次电池——干电池（1）普通干电池负极(Zn)：正极(C)：电解质溶液：NH4Cl、淀粉糊Zn

+

2MnO2

+

2NH4+=Zn2+

+

Mn2O3

+

2NH3

+

H2O

优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快。Zn－2e－=Zn2+2MnO2

+2NH4+

+2e－

=Mn2O3

+

2NH3

+

H2O

1、

一次电池——干电池（2）碱性锌锰干电池电解质溶液：KOHZn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2

2MnO2＋2H2O＋2e－ =2MnOOH＋2OH－

负极(Zn)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2

正极(C)：优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。（3）银-锌纽扣电池负极(Zn)：Zn+2OH--2e-

=Zn(OH)2正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag优点：比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。ZnAg2O2、

二次电池——充电电池（蓄电池）2、

二次电池——充电电池（蓄电池）铅酸蓄电池：（－）Pb(s)|H2SO4(aq)|PbO2(s)（＋）电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放电充电电极反应：PbO2+2e－＋4H+＋SO42－=PbSO4

+2H2O—（Pb）：Pb－2e－＋SO42－

=PbSO4

+（PbO2）：注：PbSO4是沉淀。汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是（

）是正极

2得电子，被氧化C.负极反应是Pb＋SO42-－2e－=PbSO4D.电池放电时，溶液的酸性增强C镍镉充电电池密封、体积小、寿命长。镉（Cd）作负极，NiO（OH）作正极。以KOH作电解质。但镉有毒。锂离子充电电池优点：质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。

发展中的燃料电池

燃料电池是一种将燃料（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。当以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。与常规发电厂相比，其二氧化碳排放量明显降低。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。

燃料电池的供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领域有广阔的应用前景。3、燃料电池①负极燃料失电子被氧化，正极一般是氧气得电子被还原。②总反应即燃料的燃烧，注意产物是否与电解质溶液反应。

氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。H2SO4(aq)H2O2—＋负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4e-+4H+=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O氢氧酸性燃料电池KOH(aq)H2O2—＋负极：2H2-4e-+4OH－=4H2O正极：O2+4e-+2H2O=4OH－总反应：2H2+O2=2H2O氢氧碱性燃料电池

以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通入甲烷和氧气。燃料电池总反应：负极：正极：甲烷新型燃料电池燃烧反应：CH4+2O2→CO2+2H2OCH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2OCH4－8e-+10OH-=CO32-+

7H2O2O2

+8e-+4H2O=8OH-分析溶液的pH变化：pH变小pH变大电解质溶液的pH变小甲烷新型燃料电池的电解质溶液换成H2SO4溶液时，燃料电池总反应：负极：正极：CH4＋2O2=CO2＋2H2OCH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋2O2＋8H＋＋8e－=4H2O

甲醇燃料电池CH3OH为______极氧气为_____极①电解质溶液为NaOH溶液时：负极：_____________________________正极：_____________________________总方程式：_____________________________②电解质溶液为H2SO4溶液时：负极：_____________________________正极：_____________________________总方程式：_____________________________负正2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O3O2+6H2O+12e-=12OH-2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O2CH3OH-12e-

+2H2O=2CO2↑

+12H＋3O2＋12H＋＋12e－=6H2O2CH3OH+3O2=2CO2↑

+4H2O熔融盐燃料电池

可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。总方程式：2CO+O2=2CO2负极:正极:2CO-4e-+2CO32-=4CO2O2+4e-+2CO2=2CO32-例:一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷(C4H10)气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2—。下列对该燃料电池说法正确的是（

）A．电池的总反应是：2C4H10+9O2=8CO+10H2OB．在熔融电解质中，O2—由负极移向正极C．通入空气的一极是正极，电极反应为：

O2+4e—=2O2—D．通入丁烷的—极是正极，电极反应为：

C4H10+26e—+13O2—=4CO2+5H2OC熔融氧化物燃料电池1、下列有关电池的说法不正确的是 (

)A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中，锌电极是负极B2、碱性锌锰电池工作时的总方程式为Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。关于碱性锌锰电池的说法正确的是(

)A.碱性锌锰电池是二次电池B.正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－C.连续工作后的碱性锌锰电池中电解液的pH将减小D.工作中，每转移电子时，负极质量减轻B3、一种新型燃料电池，它是用两根金属作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气，其电极反应如下。X极：CH4－8e-+10OH-=CO32-+

7H2O，Y极：4H2O

+2O2+8e-=8OH-，下列关于此燃料电池的说法中错误的是(

)A.通入甲烷的电极(X)为电池负极，通入氧气的电极(Y)为电池正极B.放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量改变C.在标准状况下，通入氧气，完全反应后有电子发生转移D.放电时，通过甲烷的一极附近的OH-增多D4.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示。关于该电池的叙述正确的是(

)。A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极区向负极

区迁移D．在电