4.1 原電池 第2課時(shí) 課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第2講

化學(xué)電源新人教版化學(xué)選擇性必修一第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)原電池引入新課

模塊一化學(xué)電源一、化學(xué)電源1.化學(xué)電源

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。優(yōu)點(diǎn)能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠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，使用方便易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。一、化學(xué)電源2.電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)

比能量比功率電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短［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[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.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。

模塊二化學(xué)電源的分類二、化學(xué)電源的分類化學(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二、化學(xué)電源的分類一次電池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—紐扣電池正極：不斷被還原負(fù)極：逐漸消耗電解質(zhì)溶液電池電壓逐漸降低，最后失效鋅錳干電池構(gòu)造原理普通（酸性）鋅錳干電池二、化學(xué)電源的分類一次電池負(fù)極：Zn—2e—===Zn2+氫氧化氧錳正極：2MnO2+2NH4++2e—=2MnOOH+2NH3↑總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：易發(fā)生自放電而導(dǎo)致存放時(shí)間短，

放電后電壓下降快速容易漏液（鋅外殼變?。┙Y(jié)構(gòu)：石墨棒作正極，鋅筒作負(fù)極電解質(zhì)溶液（氯化銨和氯化鋅混合

液）用淀粉糊固定化堿性鋅錳干電池濕的氫氧化鉀NH4Cl糊狀電解液負(fù)極：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)二、化學(xué)電源的分類一次電池負(fù)極：Zn，正極：MnO2，電解質(zhì)：KOH溶液0+4+2+3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。銀鋅電池二、化學(xué)電源的分類一次電池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－二、化學(xué)電源的分類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。

二次電池又稱可充電電池或蓄電池，放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)又逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。汽車用鉛酸蓄電池鎳氫電池二次電池二、化學(xué)電源的分類二、化學(xué)電源的分類二次電池結(jié)構(gòu)鉛酸蓄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?？偡磻?yīng)放電時(shí)（原電池角度）充電時(shí)（電解池角度）特點(diǎn)常作汽車電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便充電

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電負(fù)極：Pb+SO42-

－2e-==PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-

+2e-==PbSO4+2H2O鉛酸蓄電池陰極（接負(fù)極）PbSO4+2e-=Pb+SO42-還原反應(yīng)

陽(yáng)極（接正極）PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-氧化反應(yīng)鋰電池總反應(yīng)：正極：

負(fù)極：

LixCy+Li1-xCoO2LiCoO2＋Cy放電充電負(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LixCy－xe－＝xLi++CyLi1-xCoO2+xLi+

+xe-＝LiCoO2二、化學(xué)電源的分類二次電池Li1-xCoO2LixCy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。放電時(shí)：Li+由石墨中脫嵌移向正極，嵌入LiCoO2晶體充電時(shí)：Li+從LiCoO2晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極，嵌入石墨中燃料電池將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑(如氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。

反應(yīng)物不儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，由外設(shè)設(shè)備提供燃料和氧化劑。二、化學(xué)電源的分類氫氧燃料電池酸性電解質(zhì)堿性電解質(zhì)負(fù)極反應(yīng)2H2－4e—＝

4H+2H2＋4OH—－4e—＝4H2O正極反應(yīng)O2

＋4H+

＋4e—＝2H2OO2＋2H2O＋4e—

＝

4OH—總反應(yīng)2H2+O2

＝2H2O二、化學(xué)電源的分類燃料電池二、化學(xué)電源的分類燃料電池氫氧燃料電池在四種常見(jiàn)介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)O2一律在正極，O2（1mol）一律4e-（特例：產(chǎn)物為H2O2是2e-）正極：2O2＋8H+＋8e—＝4H2O總反應(yīng)：CH4＋2O2＝CO2＋2H2OO2CH4負(fù)極正極

酸性電解質(zhì)下反應(yīng)式：負(fù)極：CH4＋2H2O－8e—＝CO2＋8H+甲烷燃料電池二、化學(xué)電源的分類燃料電池正極：2O2＋4H2O＋8e—＝8OH—總反應(yīng)：CH4＋2O2＋2OH—＝CO32-＋3H2O

堿性電解質(zhì)下反應(yīng)式：負(fù)極：CH4＋10OH—－8e—＝CO32-＋7H2O微提醒燃料電池書(shū)寫(xiě)步驟①析價(jià)態(tài)，定正負(fù)

②列物質(zhì)

③標(biāo)得失

④看環(huán)境，配守恒二、化學(xué)電源的分類補(bǔ)項(xiàng)原則：酸性介質(zhì)（缺H補(bǔ)H+，缺O(jiān)補(bǔ)H2O）；

堿性介質(zhì)（缺H補(bǔ)H2O，缺O(jiān)補(bǔ)OH-）；