高中化學化學電源課件新人教版選修PPT學習教案

1、會計學1高中化學化學電源課件新人教版選修高中化學化學電源課件新人教版選修返回第1頁/共51頁返回第2頁/共51頁返回第3頁/共51頁返回第4頁/共51頁返回氧化還原氧化還原電能電能第5頁/共51頁返回第6頁/共51頁返回一、化學電池一、化學電池將將 轉化為轉化為電能電能的裝置。的裝置。1 1分類分類化學能化學能第7頁/共51頁返回 2優(yōu)點優(yōu)點 具有具有 高，供能穩(wěn)定可靠，使用方便，高，供能穩(wěn)定可靠，使用方便，易于維護等優(yōu)點。易于維護等優(yōu)點。 3判斷電池優(yōu)劣的主要標準判斷電池優(yōu)劣的主要標準 (1)比能量：即單位質量和單位體積所能輸出電能比能量：即單位質量和單位體積所能輸出電能的多少，單位的多少，

2、單位“(Wh)/kg”或或“(Wh)/L”。 (2)比功率：即單位質量或單位體積所能輸出功率比功率：即單位質量或單位體積所能輸出功率的大小，單位的大小，單位“W/kg”或或“W/L”。 (3)電池電池 的長短。的長短。能量轉化率能量轉化率可儲存時間可儲存時間第8頁/共51頁返回二、幾種常見的化學電池二、幾種常見的化學電池1一次電池一次電池(1)堿性鋅錳電池：堿性鋅錳電池：構造：構造：第9頁/共51頁返回組成：組成：正極：正極： ；負極：；負極： ；電解質：；電解質： 。工作原理：工作原理：負極反應：負極反應： ；正極反應：正極反應： ；總反應：總反應：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(

3、OH)2。MnO2ZnKOHZn2OH2e=Zn(OH)22MnO22e2H2O=2MnOOH2OH第10頁/共51頁返回(2)銀鋅電池：銀鋅電池：構造：構造：第11頁/共51頁返回組成：負極：組成：負極： ，正極：，正極： ，電解質：，電解質： 。 工作原理：工作原理：負極反應：負極反應： ；正極反應：正極反應： ；電池反應：電池反應： 。ZnAg2OKOHZn2OH2e=Zn(OH)2Ag2O2eH2O=2Ag2OHZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag第12頁/共51頁返回2二次電池二次電池(以鉛蓄電池為例以鉛蓄電池為例)(1)構造：構造：第13頁/共51頁返回 (2)組成：正極：組成

4、：正極： ；負極：；負極： ；電解；電解質：質： 。 (3)工作原理：工作原理： 鉛蓄電池是最常見的二次電池，其電極反應分鉛蓄電池是最常見的二次電池，其電極反應分為放電和充電兩個過程。為放電和充電兩個過程。PbO2H2SO4溶液溶液Pb第14頁/共51頁返回放電過程的電極反應、總反應：放電過程的電極反應、總反應：負極：負極： ；正極：正極： ；總反應：總反應：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。第15頁/共51頁返回充電過程的電極反應、總反應：充電過程的電極反應、總反應：陰極：陰極： (還原反應還原反應)；陽極：陽極： (氧化反應氧化反應)；總反應：總反應：2PbSO42H2O=P

5、bPbO22H2SO4。第16頁/共51頁返回第17頁/共51頁返回3 3燃料電池燃料電池( (以酸性氫氧燃料電池為例以酸性氫氧燃料電池為例) )(1)(1)構造：構造：第18頁/共51頁返回(2)(2)工作原理：工作原理：負極反應：負極反應： ；正極反應：正極反應： ；電池反應：電池反應： 。H22e=2H第19頁/共51頁返回第20頁/共51頁返回1想一想，連一連。想一想，連一連。a干電池干電池一次電池一次電池b鉛蓄電池鉛蓄電池 二次電二次電池池c鋅錳電池鋅錳電池 燃料電池燃料電池d氫氧燃料電池氫氧燃料電池 綠色電池綠色電池答案：答案：a，b，c，d、第21頁/共51頁返回2人造衛(wèi)星用到的

6、一種高能電池人造衛(wèi)星用到的一種高能電池銀鋅電池，其銀鋅電池，其電極反應為：電極反應為：Zn2OH2e=Zn(OH)2，Ag2OH2O2e=2Ag2OH。根據(jù)反應。根據(jù)反應式判斷氧化銀是式判斷氧化銀是 ()A負極被氧化負極被氧化 B正極被還原正極被還原C負極被還原負極被還原 D正極被氧化正極被氧化第22頁/共51頁返回分析：分析：銀鋅電池放電時，銀鋅電池放電時，Ag2O得到電子被還原為得到電子被還原為Ag，故，故Ag2O作電池的正極。作電池的正極。答案：答案：B第23頁/共51頁返回3下列化學電源屬于綠色電池的是下列化學電源屬于綠色電池的是 ()A干電池干電池 B鎳鎘電池鎳鎘電池C鋅錳電池鋅錳電

7、池 D氫氧燃氫氧燃料電池料電池第24頁/共51頁返回解析：解析：干電池、鎳鎘電池、鋅錳電池都含有一些毒干電池、鎳鎘電池、鋅錳電池都含有一些毒性很強的重金屬，會給土壤、水源造成嚴重的污染性很強的重金屬，會給土壤、水源造成嚴重的污染，并通過食物鏈給人體健康造成威脅和危害。，并通過食物鏈給人體健康造成威脅和危害。答案：答案：D第25頁/共51頁返回4討論鉛蓄電池放電時，討論鉛蓄電池放電時，PbSO4只在負極上生成嗎？只在負極上生成嗎？答案：答案：不是，正極和負極上均生成不是，正極和負極上均生成PbSO4第26頁/共51頁返回5 5科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，科學家近年來研制出一種新型細菌

8、燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發(fā)電，電池的負極反應酸為電解質的燃料電池發(fā)電，電池的負極反應式為式為_。第27頁/共51頁返回分析：分析：該燃料電池中該燃料電池中H2失去電子，產(chǎn)生失去電子，產(chǎn)生H，因此，因此通通H2的電極為負極，由于該電池用的電極為負極，由于該電池用H3PO4作電解質作電解質，故負極反應式為，故負極反應式為H22e=2H。答案：答案：H22e=2H第28頁/共51頁返回第29頁/共51頁返回第30頁/共51頁返回1 1一般電極反應式的書寫一般電極反應式的書寫第31頁/共51頁返回第32頁/共51頁返

9、回第33頁/共51頁返回 例例1(2011安徽高考安徽高考)研究人員最近發(fā)明了一種研究人員最近發(fā)明了一種“水水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為：別進行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列。下列“水水”電池電池在海水中放電時的有關說法正確的是在海水中放電時的有關說法正確的是 ()第34頁/共51頁返回A正極反應式：正極反應式：AgCle=AgClB每生成每生成1 mol Na2Mn5O10轉移轉移2 mol電子電子CNa不斷向不斷向“水水”電池的

10、負極移動電池的負極移動DAgCl是還原產(chǎn)物是還原產(chǎn)物第35頁/共51頁返回 解析解析分析元素化合價變化，推知分析元素化合價變化，推知“水電池水電池”中中Ag失去電子，作負極，電極反應式為失去電子，作負極，電極反應式為AgeCl=AgCl，AgCl應為氧化產(chǎn)物；應為氧化產(chǎn)物；MnO2得到電子作正得到電子作正極，根據(jù)得失電子守恒，每生成極，根據(jù)得失電子守恒，每生成1 mol Na2Mn5O10轉轉移移2 mol電子；原電池工作過程中，陽離子電子；原電池工作過程中，陽離子(Na)應向應向正極運動。正極運動。 答案答案B第36頁/共51頁返回 若原電池正、負兩極產(chǎn)生的陰、陽離子能與電解若原電池正、負兩

11、極產(chǎn)生的陰、陽離子能與電解質溶液中的離子發(fā)生反應時，要把后續(xù)反應一并寫入質溶液中的離子發(fā)生反應時，要把后續(xù)反應一并寫入電極反應式中，如本題中負極反應應為電極反應式中，如本題中負極反應應為AgeCl=AgCl，而不是，而不是Age=Ag。第37頁/共51頁返回第38頁/共51頁返回 1工作原理工作原理 (1)以以H2、烴、醇、肼作燃料在負極上失電子發(fā)生氧化、烴、醇、肼作燃料在負極上失電子發(fā)生氧化反應，以空氣或反應，以空氣或O2作氧化劑在正極上得到電子，連續(xù)不斷作氧化劑在正極上得到電子，連續(xù)不斷的把燃料和氧化劑中的化學能轉化為電能。的把燃料和氧化劑中的化學能轉化為電能。 (2)所用電極一般為惰性電

12、極。所用電極一般為惰性電極。 (3)所用電解質為酸所用電解質為酸(或堿或堿)、熔融氧化物、熔融氧化物(或熔融鹽或熔融鹽)等。等。第39頁/共51頁返回2應用實例應用實例(1)氫氧燃料電池：氫氧燃料電池：電解質電解質負極反應負極反應正極反應正極反應總反應式總反應式酸性電酸性電解質解質2H24e=4HO24e4H=2H2O2H2O2=2H2O堿性電堿性電解質解質2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O第40頁/共51頁返回第41頁/共51頁返回第42頁/共51頁返回第43頁/共51頁返回 A在熔融電解質中，在熔融電解質中，O2由負極移向正極由負極移向正極 B該電池的總

13、反應是：該電池的總反應是：C3H85O2=3CO24H2O C電路中每通過電路中每通過5 mol電子，約有電子，約有5.6 L標準狀況下的標準狀況下的丙烷被完全氧化丙烷被完全氧化 D通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應為通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應為：C3H820e10O2=3CO24H2O第44頁/共51頁返回 解析解析該燃料電池的化學反應原理是：該燃料電池的化學反應原理是：C3H85O2=3CO24H2O，B正確；放電過程中通入丙烷的正確；放電過程中通入丙烷的電極為負極：電極為負極：C3H820e10O2=3CO24H2O，C正確；通入正確；通入O2的電極為正極：的電極為正

14、極：O24e=2O2，產(chǎn)，產(chǎn)生的生的O2將向負極移動，將向負極移動，A項錯。項錯。 答案答案A第45頁/共51頁返回 書寫燃料電池電極反應式的方法書寫燃料電池電極反應式的方法 (1)(1)電池的負極反應物是還原性物質，失去電子發(fā)電池的負極反應物是還原性物質，失去電子發(fā)生氧化反應。電池的正極反應物是氧化性物質，得到電生氧化反應。電池的正極反應物是氧化性物質，得到電子發(fā)生還原反應。子發(fā)生還原反應。 (2)(2)寫電極反應式時，一定要注意電解質是什么，寫電極反應式時，一定要注意電解質是什么，電解質溶液的酸堿性如何，其中陰、陽離子要和電極反電解質溶液的酸堿性如何，其中陰、陽離子要和電極反應式中出現(xiàn)的離子相對應。應式中出現(xiàn)的離子相對應。第46頁/共51頁返回 (3) (3)正、負兩極的電極反應式在得失電子相正、負兩極的電極反應式在得失電子相等時相加，所得電池反應必是燃料燃燒反應和燃等時相加，所得電池反應必是燃料燃燒反應和燃燒產(chǎn)物與電解質溶液反應的疊加反應式。燒產(chǎn)