4.1.2 化學(xué)電池 課件-高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

高中化學(xué)選擇性必修1(第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)

原電池回憶原電池由單液到雙液的演變過(guò)程名稱單液原電池雙液原電池隔膜原電池優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電流強(qiáng)1.能量轉(zhuǎn)化率低2.氧化劑與還原劑直接接觸，壽命短1.內(nèi)阻大，電流弱2.鹽橋需要定期更換1.能量轉(zhuǎn)化率高2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長(zhǎng)1.能量轉(zhuǎn)化率高2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長(zhǎng)3.內(nèi)阻小，電流強(qiáng)高中化學(xué)選擇性必修1(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理的發(fā)現(xiàn)和各式各樣電池裝置的發(fā)明,是貯能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步,是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn),極大地推進(jìn)了現(xiàn)代化的進(jìn)程,改變了人們的生活方式,提高了人們的生活質(zhì)量?；瘜W(xué)電池是新能源和可再生能源的重要組成部分,本節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)幾種常見(jiàn)的化學(xué)電池?！半姵氐陌l(fā)展史”高中化學(xué)選擇性必修1(第2課時(shí)

化學(xué)電池1.通過(guò)對(duì)常見(jiàn)化學(xué)電池的分析，建立對(duì)原電池認(rèn)識(shí)的思維模型，提高對(duì)原電池本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。2.增強(qiáng)科技意識(shí)，不斷研發(fā)新型電池，滿足人類社會(huì)發(fā)展的需求。積極回收利用廢舊電池，減少其對(duì)環(huán)境的污染。高中化學(xué)選擇性必修1(將化學(xué)能變成電能的裝置。廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、照相機(jī)、計(jì)算器、遙控器、汽車、衛(wèi)星等。1.概念:2.優(yōu)點(diǎn):①能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠②可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便③易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。

化學(xué)電池高中化學(xué)選擇性必修1(3.電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn):①比能量［單位：(w·h/kg)，(w·h/L)］指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少②比功率[單位：（W/kg，W/L)]指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小.③電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)的電池，更易滿足使用者需求。高中化學(xué)選擇性必修1(化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池等鋰離子電池鎳氫電池普通鋅錳干電池鋅銀紐扣電池4.化學(xué)電池的分類高中化學(xué)選擇性必修1(01一次電池和二次電池高中化學(xué)選擇性必修1(一次電池是放電后不可充電的電池電解質(zhì)溶液制成不流動(dòng)膠狀也叫干電池普通鋅錳干電池堿性鋅錳干電池鋅銀電池—紐扣電池1.1一次電池高中化學(xué)選擇性必修1(meiyangyang8602

普通鋅錳干電池電極反應(yīng)活性物質(zhì)負(fù)極：Zn正極：MnO2電極材料負(fù)極：Zn正極：石墨棒離子導(dǎo)體NH4Cl和ZnCl2混合物主要反應(yīng)為：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)正極：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：會(huì)發(fā)生自放電,不同時(shí)間后的普通鋅錳干電池.1.1一次電池高中化學(xué)選擇性必修1(容量高，能大電流連續(xù)放電。還具有優(yōu)良的低溫性能、儲(chǔ)存性能和防漏性能。電極反應(yīng)還原劑：Zn粉氧化劑

：MnO2電極材料負(fù)極：銅針正極：金屬外殼離子導(dǎo)體KOH、離子型導(dǎo)電隔膜總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2

堿性鋅錳干電池0+4+3+2負(fù)極：Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2正極：2MnO2+2e-+2H2O2MnO(OH)+2OH-

1.1一次電池高中化學(xué)選擇性必修1(紐扣式銀鋅電池的總反應(yīng)式為：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2

電解質(zhì)液為KOH溶液，請(qǐng)寫(xiě)出的電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2Ag2O＋2e－＋H2O＝2Ag＋2OH－鋅銀電池—紐扣電池1.1一次電池高中化學(xué)選擇性必修1(課堂檢測(cè)鋰亞硫酰氯(Li/SOCl2)電池Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。①負(fù)極材料為_(kāi)___，電極反應(yīng)為_(kāi)________________。②正極的電極反應(yīng)為_(kāi)______________________________。鋰8Li－8e－===8Li＋3SOCl2＋8e－===2S＋

＋6Cl－

必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下組裝鋰金屬電池，原因是構(gòu)成電池的兩個(gè)主要成份Li能和氧氣水反應(yīng)，且SOCl2也與水反應(yīng)。高中化學(xué)選擇性必修1(1.1一次電池一次電池存在什么問(wèn)題？如何改進(jìn)？電壓隨著使用時(shí)間延長(zhǎng)而下降當(dāng)電池使用一段使電壓下降時(shí)，可以給它通以反向電流，使電池電壓回升。因?yàn)檫@種電池能充電，可以反復(fù)使用，所以稱它為“蓄電池”，也即二次電池。高中化學(xué)選擇性必修1(1.2二次電池二次電池又稱可充電電池或蓄電池，是一類放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池。鉛酸蓄電池、

鎳氫電池、

鋰離子電池高中化學(xué)選擇性必修1(可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉。鉛酸電池由兩組柵狀電極板交替排列而成，正極板上覆蓋有PbO2,負(fù)極板上覆蓋有Pb，電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液。構(gòu)造：缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境：(-)Pb|H2SO4|PbO2(+)meiyangyang8602

鉛蓄電池1.2二次電池高中化學(xué)選擇性必修1(總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正極：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)負(fù)極：鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過(guò)程②充電過(guò)程：PbSO4+2e-=Pb+SO42-

還原反應(yīng)陰極(接負(fù)極)：陽(yáng)極(接正極)：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-

氧化反應(yīng)總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4充放電過(guò)程：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電正接正，負(fù)接負(fù)高中化學(xué)選擇性必修1(meiyangyang8602

鎳氫電池圓柱可充鎳氫電池

方形可充鎳氫電池

能量密度高；無(wú)鎘污染，是一種綠色電池；可大電流快速充放電；電池工作電壓為1.2V；在小型便攜電子器件、電動(dòng)工具、電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力車上逐步得到應(yīng)用。H2+2NiOOH2Ni(OH)2

放電充電總反應(yīng)：電解質(zhì)液為KOH溶液，請(qǐng)寫(xiě)出的電極反應(yīng)式。放電負(fù)極：H2

-2e-+2OH-=2H2O正極：2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-充電陰極：2H2O+2e-=H2+2OH-

陽(yáng)極：2

Ni(OH)2

－2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O1.2二次電池高中化學(xué)選擇性必修1(負(fù)極材料：嵌鋰層狀石墨(LixC6

)正極材料：鈷酸鋰(Li1-xCoO2)電解液：鋰導(dǎo)電有機(jī)電解液總反應(yīng)：正極：

負(fù)極：

放電陽(yáng)極：陰極：充電LixC6+Li1-xCoO2LiCoO2＋6C放電充電LixC6

－xe－＝6C+xLi+Li1-xCoO2+xe-+xLi+

＝LiCoO26C+xe－+xLi+＝LixC6

LiCoO2－xe-

＝Li1-xCoO2+xLi+

Li+由石墨中脫嵌移向正極，嵌入LiCoO2晶體Li+從LiCoO2晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極，嵌入石墨中

鋰離子電池鋰離子電池中不含有金屬態(tài)的鋰，它是把鋰離子嵌入碳（石油焦炭/石墨）中形成負(fù)極。鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。1.2二次電池高中化學(xué)選擇性必修1(鋰離子電池工作原理示意圖高中化學(xué)選擇性必修1(磷酸鐵鋰系鋰離子電池：負(fù)極：正極：放電充電陰極：正極：LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4放電充電6C+xLi++xe-

＝LixC6LiFePO4

－xe-＝Li1-xFePO4+xLi+

LixC6

－xe-

＝xLi++6CLi1-xFePO4+xe-+xLi+

＝LiFePO4總反應(yīng)：

請(qǐng)寫(xiě)出的電極反應(yīng)式課堂檢測(cè)高中化學(xué)選擇性必修1(五、廢電池對(duì)環(huán)境的危害

電池中含有汞、鎘、鉛等有毒金屬。隨意丟棄廢電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。上世紀(jì)50年代，震驚世界的日本“水俁病”就是因汞中毒引起的。高中化學(xué)選擇性必修1(23減少污染節(jié)約資源廢舊電池處理高中化學(xué)選擇性必修1(02新型的燃料電池高中化學(xué)選擇性必修1(將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池負(fù)極正極H2,CO,烴類，醇類，其他有機(jī)物失電子不同電解質(zhì)體系下的特定結(jié)構(gòu)形式通常為氧氣得電子不同電解質(zhì)體系下的特定結(jié)構(gòu)形式如OH-,H2O,O2-高中化學(xué)選擇性必修1(①氫氧燃料電池——酸性總反應(yīng)式:

2H2+O2＝2H2O負(fù)極：2H2-4e-＝4H+

正極：O2+4e-+4H+＝2H2O燃料電池pH變化正極負(fù)極溶液酸性溶液增大減小增大2.1氫氧燃料電池高中化學(xué)選擇性必修1(②氫氧燃料電池——堿性總反應(yīng)式:

2H2+O2＝2H2O負(fù)極：2H2+4OH--4e-＝4H2O正極：O2+4e-+

2H2O

＝4OH-

燃料電池pH變化正極負(fù)極溶液堿性溶液增大減小減小2.1氫氧燃料電池高中化學(xué)選擇性必修1(介質(zhì)電池反應(yīng)：負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2OO2+4e-=2O2－

2H2+Ｏ２=2H2O③氫氧燃料電池——高溫傳導(dǎo)O2-或H+2.1氫氧燃料電池高中化學(xué)選擇性必修1(

一極通入H2，一極通入空氣和CO2混合氣體，以Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì)。負(fù)極：

正極：

總反應(yīng)式：④氫氧燃料電池——熔融碳酸鹽2H2+2CO32--4e-=2CO2

+2H2OO2+2CO2+4e-=2CO32-2H2+O2＝2H2O2.1氫氧燃料電池高中化學(xué)選擇性必修1(

負(fù)極：

CH4＋10OH－－8e－

=CO32－＋7H2O

正極：

2O2＋4H2O＋8e－

=8OH－

總反應(yīng)式：

CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O