-1化学能与电能3

化学反应与电能第3课时第一节

化学反应与能量变化

通过前面的学习，我们了解了原电池的工作原理和构成条件。为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要，科学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科学的发展。干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池二、发展中的化学能源化学电池的类型一次性电池（不可充电电池）二次电池（可充电电池）燃料电池电池优劣的判断标准(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)电池存储时间的长短。

Zn﹣2e-

=Zn2+1、一次电池（1）锌锰干电池（酸性）负极：锌正极：碳电极缺点：一次电池，不能反复使用；电压不稳定；易胀气而泄露电解液，腐蚀用电器。2MnO2+2e-+2NH4+=MnO(OH)+2NH3↑（2）锌锰干电池（碱性）

碱性锌锰干电池不易发生电解质的泄漏；碱性电池使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性要高。Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2负极：正极：——Zn——C与MnO2Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

【模型构建】

电极反应式的书写

一般来讲，负极反应较易写出，可先写。（1）列物质，标得失

负极：

还原剂-ne-→氧化产物

正极：

氧化剂+ne-→还原产物（2）看环境，配守恒。（3）两式加，验总式

注意电解质溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。

（3）锌银纽扣电池（碱性）锌Zn-2e-+2OH-

Zn(OH)2Ag2OAg2O+2e-+H2O

2Ag+2OH-Zn+Ag2O+H2O

Zn(OH)2

+2Ag电池总反应：负极：正极：（4）锂电池（无水环境）Li-MnO2电池Li-FeS2电池Li+MnO2=LiMnO2Li-SOCl2电池4Li+FeS2=Fe+2Li2S4Li+2SOCl2

=4LiCl+S+SO2↑负极：Li-e-=Li+正极：MnO2+e-=MnO2-负极：4Li-4e-=4Li+正极：FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S负极：4Li-4e-=4Li+；正极：2SOCl2+4e-

=SO2↑+S+4Cl-2、二次电池(充电电池)：可循环利用放电过程是将

能转化为

能；化学电

充电过程是将

能转化为

能。

电化学铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池…（1）铅蓄电池

最常见的二次电池，负极材料是

，正极材料是

。放电时的反应

①负极反应：

。

②正极反应：

。PbPbO2

PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42-=PbSO4＋2H2OPb－2e－＋SO=PbSO4

Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O充电时的反应

①阴极反应：

。

②阳极反应：

。接电源负极接电源正极(-)(+)可充电电池充电时的电极接法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、同时书写两极电极反应特别注意电子得失数目相同，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、注意电极反应产生的微粒与电解质中微粒能否反应：如铅蓄电池等电极反应。4、注意电极反应后的产物，与溶液的酸碱性有关：正极：___________________________负极：___________________________（2）镍氢电池（碱性）储氢合金电池

某些金属具有很强的捕氢能力，在一定条件下，这些金属能够大量吸收氢气，生成金属氢化物（MH）。这些金属以合金形成存在，又称储氢合金。镍氢电池总反应：MH+NiOOH

M+Ni(OH)2MH-e-+OH-=M+H2ONiOOH+e-+H2O

=

Ni(OH)2+OH-(-)(+)

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。（3）锂离子电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极：

；正极：

。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S(-)(+)（4）LiFePO4电池(负极-Li，正极-LiFePO4，含Li＋导电固体为电解质)已知：Li＋FePO4LiFePO4，则负极：______________________________；正极：______________________________。(-)(+)例1、（14全国II）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池，下列叙述错误的是

（）A.a为电池的正极

B.电池充电时的总反应为LiMn2O4=Li1-