人教版高中化学选择性必修1第四章化学反应与电能化学电源课件

化学电源1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。2.了解几类化学电源的构造、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)2习学目标各种化学电源3情境导入结构简单一次电池反复使用二次电池连续工作燃料电池新型电池电池的研发判断电池优劣的主要标准①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。②比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。③电池可储存时间的长短。4情境导入化学电源是将化学能变成电能的装置。原电池是化学电源的雏形，常分为如下三类：化学电源一次电池二次电池燃料电池又叫干电池，活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能继续使用了又称可充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以重复使用一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源，如氢氧燃料电池5情境导入6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。回顾普通锌锰干电池构造示意图一、一次电池一次电池是放电后不可充电的电池碱性干电池银锌电池主要反应为：Times电极反应活性物质负极：Zn

正极：MnO2电极材料负极：Zn

正极：石墨棒离子导体NH4Cl和ZnCl2混合物正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)知识点一一次电池分析普通锌锰干电池长期占据市场和现在逐渐被替代的可能原因。AZn石墨棒NH4ClMnO2NH4ClZnCl2单液电池优点：结构简单、价格低廉。缺点：会发生自放电。放置不同时间后的普通锌锰干电池7知识点一一次电池碱性锌锰干电池结构金属外壳离子型导电隔膜Zn粉和KOH混合物铜针MnO2和KOH混合物碱性干电池容量高，能大电流连续放电。还具有优良的低温性能、储存性能和防漏性能。电极反应还原剂：Zn粉氧化剂

：MnO2电极材料负极：铜针正极：金属外壳离子导体KOH、离子型导电隔膜8知识点一一次电池9电极活性物质:Zn粉、高活性电解MnO2电极材料：增大相对面积离子导体:高导电性的KOH溶液减小电池内阻加快反应速率大电流高电压普通电池与碱性锌锰干电池的比较知识点一一次电池10正极：2MnO2+2e-+2H2O2MnO(OH)+2OH-

正极金属外壳离子型导电隔膜负极铜针e-Zn粉KOH混合物MnO2KOH混合物+-负极：Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2小结一次电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)20+4+3+2资料：碱性干电池增大了正负极间的相对面积，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，锌也变成粉末状，同时采用了反应活性更高的电解二氧化锰粉

知识点一一次电池11二、二次电池二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。回顾铅蓄电池铅酸蓄电池的构造示意图稀硫酸铅蓄电池优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉知识点二二次电池正极：PbO2+4H++SO42-+2e-

=PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42-

-2e-=PbSO4

总反应：1.铅酸蓄电池铅酸蓄电池的构造示意图总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O铅蓄电池的电极反应物(Pb、PbO2)和放电后的产物(PbSO4)均以固体形式附着在电极材料表面。PbPbSO4负极PbO2PbSO4正极放电充电放电充电目的：使电极反应物和产物富集在电极材料表面，充、放电时可以循环转化，实现电池重复使用。知识点二二次电池13负极

LixCy电极电极反应负极嵌锂石墨(______)：正极钴酸锂(

)：总反应LixCyLixCy－xe－=xLi＋＋CyLiCoO2Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。2.锂离子电池知识点二二次电池负极：2H2-4e-4H+正极：O2+4H++4e-2H2O

燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。稀硫酸氢氧燃料电池工作原理示意图①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电能。②电池内部的电极材料和离子导体在工作过程中不发生改变，使燃料电池可以持续工作。三、燃料电池1.构造与工作原理氢氧燃料电池汽车知识点三燃料电池能量转换:所有的燃烧均为放热反应，若能量以电的形式向外释放，则形成燃料电池，所以燃料电池的总方程式类似燃烧的总方程式，只不过条件不同而已。理论上来说，所有的燃烧反应均可设计成燃料电池，所以燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等气体或液体，且能量转化率超过80%，由燃料电池组合成的发电站被誉为“绿色发电站”。知识点三燃料电池第四步最后据氢原子守恒配平H2O的化学计量数2.燃料电池电极反应式的书写第一步确定生成物故CH4的最终产物为CO32-和H2O；第二步确定价态变化及电子转移知识点三燃料电池燃料电池电极反应式书写的注意事项(1)燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧，书写总反应方程式时，要注意产物与电解质溶液是否发生反应，若能反应，电解质溶液要写在总反应方程式中。(2)燃料电池正极反应的本质是氧气得电子发生还原反应，即O2＋4e－=2O2－，产生的O2－存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系。(3)书写燃料电池的电极反应式，一定要注意电解质的酸碱性。碱性溶液电极反应式不能出现H＋；酸性溶液电极反应式不能出现OH－。知识点三燃料电池18电池类型原理工艺及目的一次电池二次电池燃料电池原电池原理加入隔膜分隔氧化剂与还原剂，减少电池自损耗。原电池及电解池原理将相关活性物质富集在电极材料表面，实现物质循环转化。原电池原理燃料和氧化剂连续由外部提供，保持电极材料和离子导体稳定，能够实现连续工作。使用后的废弃电池中含有大量的重金属、酸和碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。【课堂小结】191.下列说法错误的是()A.氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源B.化学电源中的负极材料不一定参加电极反应C.二次电池的充电和放电过程是可逆反应D.丢弃废旧电池不但会污染环境，而且是资源的极大浪费C随堂训练2.电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋H2O＋Zn=Zn(OH)2＋2Ag。下列说法正确的是(

)A.Ag2O是正极，Zn是负极B.Zn是正极，Ag2O是负极C.工作时，电池负极区溶液pH增大D.工作时，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极A随堂训练4.将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CO和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是