高中二年級(jí)上學(xué)期化學(xué)《化學(xué)電源》教學(xué)課件

原電池第三課時(shí)

化學(xué)電源目錄目錄一一次電池1目錄二二次電池2目錄三燃料電池3一、化學(xué)電源的分類與優(yōu)劣判斷1.分類：化學(xué)電源可以分為一次電池、二次電池和燃料電池等。判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？2.優(yōu)劣判斷（1）比能量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量/體積所能輸出電能的多少，單位是(W·h)/kg或(W·h)/L。（2）比功率：?jiǎn)挝毁|(zhì)量/體積所能輸出功率的大小，單位是W/kg或W/L。（3）電池可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。一、一次電池一、一次電池一次電池，也叫做干電池，放電后不可再充電。常見的一次電池有普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、紐扣式銀鋅電池等。一、一次電池堿性鋅錳干電池總反應(yīng)負(fù)極正極Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2Zn+2OH-﹣2e-===Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-===2MnO(OH)+2OH-負(fù)極材料：Zn正極材料：MnO2

電解質(zhì)：濕KOH優(yōu)點(diǎn)：比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電一節(jié)更比六節(jié)強(qiáng)二、二次電池二、二次電池

有些電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使活性物質(zhì)獲得再生，從而實(shí)現(xiàn)放電與充電的循環(huán)。

這種充電電池屬于二次電池，也叫充電電池或蓄電池。常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前汽車上使用的大多是鉛蓄電池。二、二次電池鉛酸蓄電池負(fù)極材料：Pb正極材料：PbO2

電解質(zhì)：H2SO4Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放電充電工作原理：放電總反應(yīng)負(fù)極

正極

Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O二、二次電池怎么充電？鉛酸蓄電池的充電過程與其放電過程相反。二、二次電池放電總反應(yīng)負(fù)極

正極

Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O充電總反應(yīng)陰極

陽極

2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+4H++2SO42-PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-

PbSO4(s)+2H2O-2e-=PbO2(s)+4H++SO42-Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放電充電三、燃料電池思考與交流

我們知道電解水可以得到氫氣和氧氣，這是由電能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。按照能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)推測(cè)：氫氣與氧氣反應(yīng)由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程也可以實(shí)現(xiàn)。這一過程到底能否實(shí)現(xiàn)呢?是怎么樣發(fā)生的呢？

一種連續(xù)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.

電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給,在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點(diǎn)?？晒┻x擇的燃料很多，如:氫氣、烴類、肼、甲醇、氨、煤氣等液態(tài)或氣態(tài)的燃料。三、燃料電池三、燃料電池電解質(zhì)H2SO4溶液總反應(yīng)負(fù)極

正極

2H2

+

O2

===2H2O2H2-4e-===4H+O2+4H++

4e-===2H2O氫氧燃料電池(酸性)負(fù)極：H2正極：O2

電解質(zhì)：H2SO4電解質(zhì)KOH溶液總反應(yīng)2H2

+

O2

===2H2O負(fù)極

正極

2H2+

4OH--4e-===4H2OO2+

2H2O+4e-===4OH-三、燃料電池氫氧燃料電池(堿性)負(fù)極：H2正極：O2

電解質(zhì)：KOHKOH溶液H2O2

H2Oa極b極甲烷酸性燃料電池正極：2O2+8e-+8H+=4H2O負(fù)極：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+

總反應(yīng)：CH4+2O2=CO2+2H2O電解質(zhì)：H2SO4

溶液甲烷堿性燃料電池正極：2O2+8e-+4H2O=8OH-負(fù)極：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O總反應(yīng)：CH4+2O2