-1化學(xué)能與電能3

化學(xué)反應(yīng)與電能第3課時(shí)第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化

通過前面的學(xué)習(xí)，我們了解了原電池的工作原理和構(gòu)成條件。為了滿足生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究等各方面的需要，科學(xué)家根據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)出了許許多多形狀各異、用途不同的實(shí)用電池，極大地方便了我們的生活，也有力地促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展。干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池二、發(fā)展中的化學(xué)能源化學(xué)電池的類型一次性電池（不可充電電池）二次電池（可充電電池）燃料電池電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少；(2)比功率：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小；(3)電池存儲(chǔ)時(shí)間的長(zhǎng)短。

Zn﹣2e-

=Zn2+1、一次電池（1）鋅錳干電池（酸性）負(fù)極：鋅正極：碳電極缺點(diǎn)：一次電池，不能反復(fù)使用；電壓不穩(wěn)定；易脹氣而泄露電解液，腐蝕用電器。2MnO2+2e-+2NH4+=MnO(OH)+2NH3↑（2）鋅錳干電池（堿性）

堿性鋅錳干電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏；堿性電池使用壽命較長(zhǎng)，因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性要高。Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2負(fù)極：正極：——Zn——C與MnO2Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

【模型構(gòu)建】

電極反應(yīng)式的書寫

一般來講，負(fù)極反應(yīng)較易寫出，可先寫。（1）列物質(zhì)，標(biāo)得失

負(fù)極：

還原劑-ne-→氧化產(chǎn)物

正極：

氧化劑+ne-→還原產(chǎn)物（2）看環(huán)境，配守恒。（3）兩式加，驗(yàn)總式

注意電解質(zhì)溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加H+、OH-、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。

（3）鋅銀紐扣電池（堿性）鋅Zn-2e-+2OH-

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

2Ag+2OH-Zn+Ag2O+H2O

Zn(OH)2

+2Ag電池總反應(yīng)：負(fù)極：正極：（4）鋰電池（無水環(huán)境）Li-MnO2電池Li-FeS2電池Li+MnO2=LiMnO2Li-SOCl2電池4Li+FeS2=Fe+2Li2S4Li+2SOCl2

=4LiCl+S+SO2↑負(fù)極：Li-e-=Li+正極：MnO2+e-=MnO2-負(fù)極：4Li-4e-=4Li+正極：FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S負(fù)極：4Li-4e-=4Li+；正極：2SOCl2+4e-

=SO2↑+S+4Cl-2、二次電池(充電電池)：可循環(huán)利用放電過程是將

能轉(zhuǎn)化為

能；化學(xué)電

充電過程是將

能轉(zhuǎn)化為

能。

電化學(xué)鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池…（1）鉛蓄電池

最常見的二次電池，負(fù)極材料是

，正極材料是

。放電時(shí)的反應(yīng)

①負(fù)極反應(yīng)：

。

②正極反應(yīng)：

。PbPbO2

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

Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O充電時(shí)的反應(yīng)

①陰極反應(yīng)：

。

②陽(yáng)極反應(yīng)：

。接電源負(fù)極接電源正極(-)(+)可充電電池充電時(shí)的電極接法書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）。2、同時(shí)書寫兩極電極反應(yīng)特別注意電子得失數(shù)目相同，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)。3、注意電極反應(yīng)產(chǎn)生的微粒與電解質(zhì)中微粒能否反應(yīng)：如鉛蓄電池等電極反應(yīng)。4、注意電極反應(yīng)后的產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)：正極：___________________________負(fù)極：___________________________（2）鎳氫電池（堿性）儲(chǔ)氫合金電池

某些金屬具有很強(qiáng)的捕氫能力，在一定條件下，這些金屬能夠大量吸收氫氣，生成金屬氫化物（MH）。這些金屬以合金形成存在，又稱儲(chǔ)氫合金。鎳氫電池總反應(yīng)：MH+NiOOH

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

=

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

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長(zhǎng)。（3）鋰離子電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負(fù)極：

；正極：

。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S(-)(+)（4）LiFePO4電池(負(fù)極-Li，正極-LiFePO4，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì))已知：Li＋FePO4LiFePO4，則負(fù)極：______________________________；正極：______________________________。(-)(+)例1、（14全國(guó)II）2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池，下列敘述錯(cuò)誤的是

（）A.a為電池的正極

B.電池充電時(shí)的總反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4=Li1-