化学电源市赛

第四章电化学基础第二节化学电源干电池蓄电池锂离子电池燃料电池碱性电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池小型高性能燃料电池化学电池一次电池二次电池燃料电池氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池铅蓄电池锌银蓄电池镍镉电池锂离子电池普通干电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用。是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池。阅读课文P74页并回答问题：1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？2、判断电池的优劣标准主要是什么？3、目前化学电池主要分哪几大类？能量转换效率高，供能稳定可靠，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，易于维护，并可在各种环境下工作单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。碱性锌锰电池构造示意图碱性电池

-n│OH│MnO2负极n：n2OH--2e-=nOH2正极MnO2：2MnO22H2O2e-=2MnOOH（氢氧化氧锰）2OH-电池总反应：n2MnO22H2O=2MnOOHnOH2优缺点简析：只能一次使用，不能充电；价格较贵；比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。一、一次电池——练习1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为：ns＋2MnO2s＋H2Ol＝nOH2s＋Mn2O3s下列说法错误的是（）A电池工作时，锌失去电子B电池正极电极反应式为：2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaqC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过02mol电子，锌的质量理论上减小65gC一、一次电池——锌银电池纽扣电池-n│OH│Ag2O负极n：n2OH--2e-=nOH2正极Ag2O：Ag2OH2O2e-=2Ag2OH-电池总反应：nAg2OH2O=nOH22Ag二、二次电池——铅蓄电池-Pb│H2SO4│PbO2负极Pb：Pb-2e-SO42-=PbSO4正极PbO2：PbO22e-4HSO42-=PbSO42H2O电池总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O

放电原理充电原理①放电过程负极：氧化反应PbsSO42-aq-2e-=PbSO4s正极：还原反应PbO2s4HaqSO42-aq2e-=2PbSO4s2H2Ol放电过程总反应：PbsPbO2s2H2SO4aq=2PbSO4s2H2Ol②充电过程阴极接电源负极：还原反应PbSO4s2e-=PbsSO42-aq阳极接电源正极：氧化反应2PbSO4s2H2Ol-2e-=PbO2s4HaqSO42-aq充电过程总反应：2PbSO4s2H2Ol=PbsPbO2s2H2SO4aq缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……铅蓄电池的充放电过程：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)充电放电铅蓄电池的优缺点简析：锂电池锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。使用锂电源的手机与手提电脑

练习2有一种锂电池，它是用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯化铝锂LiAlCl4溶解在亚硫酰氯SOCl2中形成的，电池总反应方程式为：8Li3SOCl2==6LiClLi2SO32S。这种电池的容量大，电压稳定，---的大范围温差内正常工作,下列有关叙述中，正确的是（）A．金属锂做电池的正极，石墨做电池的负极B．电池工作过程中，亚硫酰氯SOCl2被还原为Li2SO3C．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响D．电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4:1D练习3市场上经常见到的标记为Li­ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料碳作为金属锂的载体，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋22下列说法不正确的是A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋B．该电池不能用水溶液作为电解质C．充电时，2既发生氧化反应又发生还原反应D．放电过程中Li＋向负极移动D三、燃料电池——氢氧燃料电池-Pt│H2│H│O2│Pt负极Pt：2H2-4e-=4H正极Pt：O24H4e-=2H2O电池总反应：2H2O2=2H2O-Pt│H2│OH-│O2│Pt负极Pt：2H2-4e-4OH-=4H2O正极Pt：O22H2O4e-=4OH-电池总反应：2H2O2=2H2O工作原理APt(-)Pt(+)氢氧燃料电池工作原理负极室正极室隔膜电解质溶液APt(-)Pt(+)e-e-CH4O2负极室阳极室隔膜H2SO4溶液甲烷氧气燃料电池工作原理以H2SO4溶液为电解质：负极反应式：

正极反应式：

总反应式： CH4–8e－２H2O==CO2８H＋O2４H＋4e－===２H2OCH42O2===CO２２H2O负极:CH410OH--8e-=CO32-7H2O正极:2O24H2O8e-=8OH-总反应:CH42O22OH=2CO33H2O以OH溶液为电解质：书写电极反应式应注意以下几点：1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在；4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；②反应产物不断排出；③能量转化率高超过80%，普通的只有30%，有利于节约能源。缺点：体积较大、附属设备较多优点：能量转换率高、清洁、对环境好其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：①燃料做负极，助燃剂氧气为正