化學(xué)電源課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版2

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量

第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量

課時3化學(xué)電源

學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解一次電池、二次電池、燃料電池等發(fā)展中的化學(xué)電源。2、能正確的書寫簡單化學(xué)電源的電極反應(yīng)式?；仡櫯f知：原電池的工作原理Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑現(xiàn)象實(shí)質(zhì)反應(yīng)外電路負(fù)極

導(dǎo)線

正極電子流向：電流方向：正極

導(dǎo)線

負(fù)極內(nèi)電路陽離子正極陰離子負(fù)極口訣“羊師傅”諧音“氧失負(fù)”探究課堂（一）化學(xué)電源的發(fā)展與分類“電子不下水，離子不上岸”一次電池(干電池)放電之后不能充電,內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行二次電池(充電電池)充電時氧化還原反應(yīng)可以逆向進(jìn)行燃料電池將燃料（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)裝置探究課堂（一）一次電池Zn、碳棒、NH4Cl糊、MnO2糊負(fù)極(Zn)：Zn－2e-＝Zn2＋正極(C)：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O放電后不能充電，便于攜帶，價格比較低材料:特點(diǎn)：總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+

1.普通鋅錳電池探究課堂（一）一次電池特點(diǎn)：鋅粉代替鋅筒，KOH代替NH4Cl，增大接觸面積加快反應(yīng)速率，減少電池內(nèi)阻，電流大電壓高壽命長。負(fù)極：Zn+2OH?

?2e?

=Zn(OH)2正極：2MnO2+2e?

+2H2O=2MnO(OH)+2OH?總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnO(OH)2.堿性鋅錳干電池課堂小練1.某普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是A.鋅筒是原電池的正極B.石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.銨根離子流向石墨電極D.電子經(jīng)石墨棒沿電解質(zhì)溶液流向鋅筒C課堂小練2.銀鋅電池廣泛用作電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：在此電池放電時，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）A、AgB、Zn（OH）2C、Ag2OD、Zn2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2OD充電放電探究課堂（二）二次電池二次電池也叫充電電池常見類型有：鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池等。化學(xué)能電能充電放電不是可逆反應(yīng)(條件不同)探究課堂（二）二次電池Pb－2e－=Pb2+負(fù)極PbO2+4H++2e－=2H2O+Pb2+正極放電總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb2++SO42-=PbSO4Pb-2e－+SO42-=PbSO4Pb2++SO42-=PbSO4

鉛酸蓄電池放電原理Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O充電放電探究課堂（三）燃料電池燃料電池：一種連續(xù)的將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。常用燃料：H2、甲烷CH4、乙醇C2H5OH常用氧化劑：O2①反應(yīng)物儲存在電池外部由外設(shè)設(shè)備提供燃料和氧化劑。②能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔、安全③供電量易于調(diào)節(jié)特點(diǎn)：常見燃料電池：氫氧燃料電池、乙醇燃料電池、甲烷燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池探究課堂（三）燃料電池—+KOH(aq)H2SO4(aq)—+總反應(yīng):2H2+O2

＝2H2O1.氫氧燃料電池負(fù)極：正極：O2+4e-+4H+

＝2H2OO2+4e-+2H2O＝4OH-負(fù)極：正極：H2

－2e-

＝2H+2H2

－4e-

＝4H+H2-2e-+2OH-＝2H2O2H2

－4e-

＝4H+2H2-4e-+4OH－＝4H2O2H2

-4e-+4OH－＝4H2O探究課堂（三）燃料電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項(xiàng)：3．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如+4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32-形式存在）；2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；4．水溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H+結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-；1．正極為氧化劑的一極；負(fù)極為燃料極探究課堂（三）燃料電池電極反應(yīng)式的書寫步驟：1.判斷正負(fù)極（氧化劑--正極，燃料--負(fù)極）2.寫總反應(yīng)燃燒方程式(不寫燃燒條件，沒有燃燒現(xiàn)象)3.寫正極式：酸性:O2+4H++4e-

=2H2O

正極(O2)

堿性/中性:O2＋4e-+2H2O=4OH-4.寫負(fù)極式：負(fù)極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式

(將總反應(yīng)式中的O2全部消去)探究課堂（三）燃料電池練習(xí)1：分別寫出甲烷燃料電池（CH4-O2）在酸、堿性條件的電極反應(yīng)式。CH4?8e?

+2H2O===CO2+8H+CH4＋2O2===CO2+2H2O2O2+8e?

+8H+===4H2O負(fù)極：正極：總反應(yīng):酸性：堿性：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2OH-=3H2O+CO32-2O2+8e-+4H2O=8OH-負(fù)極：正極：總反應(yīng):探究課堂（三）燃料電池練習(xí)2：分別寫出甲醇燃料電池（CH3OH-O2）在酸、堿性條件的電極反應(yīng)式。2CH3OH?12e?

+2H2O===2CO2+12H+2CH3OH＋3O2===2CO2+4H2O3O2+12e?

+12H+===6H2O負(fù)極：正極：總反應(yīng):酸性：堿性：

3O2+12e?

+6H2O===12OH?負(fù)極：正極：總反應(yīng):探究課堂（三）燃料電池CH4?8e?＋4O2?===CO2＋2H2OCH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8e?===4O2－負(fù)極：正極：總反應(yīng):酸性：堿性：

CH4＋2O2===CO2＋2H2O

負(fù)極：正極：總反應(yīng):拓展：分別寫出甲烷燃料電池（CH4-O2）在固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2-)、熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)條件的電極反應(yīng)式。課堂小練3.氫氧燃料電池可以使用在航天飛機(jī)上,其反應(yīng)原理示意圖如圖。下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法正確的是(

)A.該電池工作時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.該電池中電極a是正極C.外電路中電子由電極b通過導(dǎo)線流向電極aD.該電池的正極反應(yīng)是O2+4H++4e-=H20D課堂小練4.鉛酸電池常用作汽車電瓶，其構(gòu)造如圖所示，工作時該電池總的方程式為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O按要求回答下列問題：(1)負(fù)極材料是____，正極材料是______，電解質(zhì)溶液是_______。PbPbO2H2SO4(2)工作時，電解質(zhì)溶液中的H＋移向___________極。(3)工作時，電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度_____(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)當(dāng)鉛蓄電池向外電路提供2mole－時,理論上