原电池课件上学期高二化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能第一节原电池第2课时化学电源学习目标1、了解化学电源的种类，优缺点及适用范围。2、掌握一次电池、二次电池、燃料电池构造、工作原理。(重点)3、掌握原电池电极方程式及总反应方程式的书写。(难点)【阅读思考】阅读教材p98，思考下列问题。①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少。②比功率：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。【问题1】化学电源可以分为哪几类？【问题2】与其他能源相比，电池有哪些有优点？【问题3】化学电池优劣的主要标准。单位W·h·kg-1或W·h·L-1。单位是W·kg-1或W·L-1。一次电池、二次电池、燃料电池方便携带、易于维护、能量转化效率较高，供能稳定可靠，可以制成各种形状、大小和容量不同的电池及电池组等思考·讨论【阅读思考】阅读教材p98，思考下列问题。【问题4】一次电池的概念【问题5】以及常见的一次电池有哪些？【问题6】一次电池的优点和缺点。又称干电池，放电后不可再充电，电解质溶液制成胶状，不流动优点：结构简单、价格低廉；缺点：会发生自放电，不能长期放置。普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池思考·讨论新知探究一、一次电池1.普通锌锰干电池【资料卡片】普通锌锰干电池是最早进入市场的实用干电池。因其电解质溶液用淀粉糊固定化，称为干电池。普通锌锰干电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2

===Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)结合资料和示意图分析：电极反应中的还原剂和氧化剂、电极材料、离子导体；写出正、负极电极反应式。电极反应物电极材料电解质溶液正极反应式负极反应式总反应式负极：Zn正极：MnO2负极：Zn正极：石墨棒NH4Cl糊Zn+2NH4Cl+2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)Zn－2e－＋2NH3＝Zn(NH3)2

2＋2MnO2＋2NH4＋＋2e－＝2MnO(OH)

＋2NH3优点：结构简单、价格低廉。缺点：容易漏液（锌外壳变薄）糊状NH4Cl显酸性结合资料和示意图，分析下列原电池的正负极，写出正、负极电极反应式。电极反应物电极材料电解质正极反应式负极反应式总反应负极：Zn正极：MnO2KOH负极：Zn正极：石墨棒MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2新知探究一、一次电池2.碱性锌锰干电池【资料卡片】已知该电池总反应为：Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2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：只能一次使用，不能充电；价格较贵分析下列原电池的正负极，写出正、负极电极反应式。电极反应物电极材料电解质正极反应式负极反应式总反应Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2OAg2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－负极：Zn正极：Ag2O负极：Zn正极：Ag2OKOH溶液Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag新知探究一、一次电池3.纽扣式银锌电池回归教材(选必1P119

）这种电池能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。【阅读思考】阅读教材p99，思考下列问题。【问题1】二次电池的概念。【问题2】以及常见的二次电池有哪些？【问题3】铅酸蓄电池的优点和缺点。又称可充电电池或蓄电池，放电后可再充电而反复使用①优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。②缺点：比能量低、笨重。铅酸蓄电池是一种常见的二次电池；镍氢电池、锂离子电池思考·讨论1.铅酸蓄电池

根据铅蓄电池放电过程的总反应写出电极反应式。【资料卡片】铅蓄电池放电时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2OPbSO4难溶于水，充电过程与上述过程相反。负极：Pb+SO42--2e-

PbSO4

正极：PbO2+4H++SO42-+2e-

PbSO4+2H2O优点:电压稳定使用方便安全可靠价格低廉

缺点：比能量低、笨重新知探究二、二次电池

①放电过程②充电过程

阴极：

阳极：

总反应：阴极(接负极)：阳极(接正极)：还原反应氧化反应PbSO4+2e-=Pb+SO42-

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4圆柱可充镍氢电池

方形可充镍氢电池

H2+2NiOOH2Ni(OH)2

放电充电总反应：放电负极：H2

-2e-+2OH-=2H2O正极：2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-充电阴极：2H2O+2e-=H2+2OH-

阳极：2

Ni(OH)2

－2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O2.镍氢电池新知探究二、二次电池能量密度高；无镉污染，是一种绿色电池；可大电流快速充放电；电池工作电压为1.2V；在小型便携电子器件、电动工具、电动车辆和混合动力车上逐步得到应用。3.锂离子电池以钴酸锂—石墨锂电池为例：Li1-xCoO2+LixCy

LiCoO2+Cy放电充电

负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)，其总反应为新知探究二、二次电池①放电过程负极：正极：总反应：LixCy－xe－===xLi＋＋CyLi1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2LixCy

+Li1-xCoO2

===LiCoO2+Cy

锂离子电池中不含有金属态的锂，它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭/石墨）中形成负极。锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。充电时：Li+由石墨中脱嵌移向正极，嵌入LiCoO2晶体【阅读思考】阅读教材p100和p101，思考下列问题。【问题1】燃料电池的概念。【问题2】分析燃料电池的特点。一种连续地将燃料（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化学电源。思考·讨论②燃料和氧化剂连续的由外部供给；生成物不断地被排出，可以连续不断地提供能。③

能量转化率高(超过80%)，有利于节约能源。①电极材料本身不参与氧化还原反应，只是一个催化转化元件，起传导电子的作用；①氢氧燃料电池—酸性以氢氧燃料电池为例总反应式:

2H2+O2＝2H2O负极：正极：2H2-4e-＝4H+

O2+4e-+4H+＝2H2O新知探究三、燃料电池②氢氧燃料电池——碱性总反应式:

2H2+O2＝2H2O正极：O2+4e-+

2H2O

＝4OH-

负极：2H2+4OH--4e-＝4H2O③氢氧燃料电池—固体氧化物以氢氧燃料电池为例总反应式:

2H2+O2＝2H2O负极：正极：新知探究三、燃料电池总反应式:

2H2+O2＝2H2O正极：负极：高温传导O2-O2+4e-=2O2－

2H2-4e-+2O2－=2H2O熔融碳酸盐（能传导CO32—）④氢氧燃料电池——熔融碳酸盐一极通入H2，一极通入空气和CO2混合气体，以Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质。O2+2CO2+4e-=2CO32-2H2+2CO32--4e-=2CO2

+2H2O燃料电池电极反应式书写的方法第一步：写出燃料电池反应的总反应式与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。第二步：写出电池的正极反应式一般为氧气得电子，介质不同反应式不同，如：酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；碱性电解质溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－；第三步：根据总反应和正极反应式，写出负极反应式。电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。归纳·总结燃料电池熔融碳酸盐（能传导CO32—）：O2+2CO2+4e-=2CO32-1．镍­镉电池是一种可充电的“干电池”，使用寿命长达10～15年。其总反应为Cd＋2NiO（OH）＋2H2O===2Ni（OH）2＋Cd（OH）2。下列说法不正确的是（）A．放电时，负极发生了氧化反应，反应为Cd＋2OH－－2e－===Cd（OH）2B．充电时，正极反应为Ni（OH）2－e－＋OH－===