化學(xué)電源化學(xué)電池課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

第一節(jié)原電池

第2課時(shí)化學(xué)電源人教版選擇性必修第一冊(cè)第四章化學(xué)反應(yīng)與能量蓄電池鋰離子電池燃料電池情景引入依據(jù)生產(chǎn)生活不同的需求，科學(xué)工作者研制出了很多形狀多樣、性能各異的化學(xué)電池；學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解常見的化學(xué)電源，能描述其工作原理。2、掌握電極反應(yīng)式的書寫方法，逐步形成變化與守恒的思想；3、通過(guò)對(duì)改變電池結(jié)構(gòu)來(lái)提升電池性能的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)同學(xué)們的質(zhì)疑能力和創(chuàng)新精神；

重點(diǎn)：各類化學(xué)電源的工作原理；

難點(diǎn)：電池電極反應(yīng)式的書寫；重難點(diǎn)1、化學(xué)電源分類？化學(xué)電源的優(yōu)點(diǎn)有哪些？2、判斷一種電池的優(yōu)劣依據(jù)是什么？3、與普通鋅錳干電池相比，堿性鋅錳干電池的優(yōu)點(diǎn)有哪些？4、以堿性鋅錳干電池為例，找出正、負(fù)極，寫出電極反應(yīng)方程式？5、鉛酸蓄電池的組成？書寫電極方程式。6、鉛酸蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)有哪些?廢舊的電池如何處理？7、閱讀資料卡片，了解鋰離子電池的工作原理。閱讀課本P98-P100頁(yè)，思考下列問(wèn)題一、化學(xué)電池1、分類

2、優(yōu)點(diǎn)化學(xué)電池的能量轉(zhuǎn)化率較高，供能穩(wěn)定可靠?？梢灾瞥筛鞣N形狀和大小、、不同容量和電壓的電池及電池組。使用方便，易于維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。3、

判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)比能量：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，單位是：(W?h)/Kg或(W?h)/L。比功率：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的多少，單位是：W/Kg或W/L。電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。一次電池(又稱干電池)二次電池(又稱充電電池或蓄電池)燃料電池

除了特殊情況，質(zhì)量小、體積小、輸出功率大和儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)的電池，更易滿足使用者要求。二、一次電池1.特點(diǎn)：電池放電后不能充電2.常見種類：普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、鋅銀電池等3.普通鋅錳干電池與堿性鋅錳干電池（1）普通鋅錳干電池組成：①鋅筒為負(fù)極

②石墨棒為正極材料，二氧化錳是氧化劑總反化學(xué)方程式:Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O負(fù)極(Zn):Zn-2e-=Zn2+正極(C):2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O普通鋅錳干電池的缺點(diǎn)：1、NH4Cl呈酸性，對(duì)鋅筒腐蝕快，導(dǎo)致電池儲(chǔ)存時(shí)間短，鋅筒漏液會(huì)腐蝕用電器；2、比能量小，不能大電流持續(xù)放電；電極方程式書寫的技巧：

列物質(zhì)、標(biāo)得失、選離子、平電荷、巧用水、仔細(xì)查比能量高，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，適用于大電流連續(xù)放電?？偡磻?yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2Zn-2e-+2OH-

=Zn(OH)22MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-

（2）堿性鋅錳電池負(fù)極：正極：南孚聚能王，一節(jié)更比六節(jié)強(qiáng)！堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)：電極方程式書寫的技巧：列物質(zhì)、標(biāo)得失、選離子、平電荷、巧用水、仔細(xì)查；1.銀鋅鈕扣電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列說(shuō)法中不正確的是()A．工作時(shí)，正極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Ag2O B．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2C．工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液c(OH-)減小

D．溶液中OH-向正極移動(dòng)，K+、H+向負(fù)極移動(dòng)請(qǐng)寫出正極反應(yīng)方程式。課堂檢測(cè)正極(Ag2O):Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-D三、二次電池(充電電池或蓄電池)（1）特點(diǎn)：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，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。可多次使用，但不能永久使用。（2）能量轉(zhuǎn)化：（3）應(yīng)用：汽車；手機(jī)、筆記本電腦（4）實(shí)例：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池

鉛蓄電池結(jié)構(gòu)汽車用蓄電池放電過(guò)程總反應(yīng)式:正極(PbO2):負(fù)極(Pb):(5)鉛酸蓄電池工作原理A:放電過(guò)程(工作時(shí))B:鉛酸蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過(guò)程

電極:

Pb為負(fù)極PbO2為正極

電解質(zhì)溶液:30%的H2SO4溶液Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4氧化反應(yīng)

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O還原反應(yīng)2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4放電充電注：充電時(shí)電源正極接電池正極，

電源負(fù)極接電池負(fù)極

即正接正，負(fù)接負(fù)Pb極：PbSO4+2e-=Pb+SO42-還原反應(yīng)PbO2極：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

氧化反應(yīng)-充電：陰極--

陽(yáng)極---電化學(xué)中將發(fā)生氧化反應(yīng)的一極叫陽(yáng)極；發(fā)生還原反應(yīng)的一極叫陰極

放電時(shí)電解質(zhì)溶液酸性減弱知識(shí)拓展：1.鎳鎘電池2NiO(OH)+2H2O+Cd2Ni(OH)2+Cd(OH)2

放電

充電負(fù)極:

;正極：

;電解質(zhì)溶液:

。CdNiO(OH)KOH1、放電：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極：正極：Cd+2OH--2e-===Cd(OH)22NiO(OH)+2e-+2H2O===2Ni(OH)2+2OH-2、充電：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陰極：陽(yáng)極：Cd(OH)2+2e-===Cd+2OH-

2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiO(OH)+2H2O

用途：廣泛用于收錄機(jī)、無(wú)線對(duì)講機(jī)、電子閃光燈、電動(dòng)剃須刀等。特點(diǎn)：體積小，便于攜帶。可重復(fù)使用500次以上。壽命比鉛蓄電池長(zhǎng)。2.二次電池-----鋰離子電池組成：

負(fù)極材料：嵌鋰石墨；

正極材料：LiCoO2；

電解質(zhì)溶液：LiPF6的無(wú)水碳酸酯溶液負(fù)極：LixCy-xe-=xLi++Cy正極：Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2放電過(guò)程總反應(yīng)：LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy

特點(diǎn)：鋰離子電池具有質(zhì)量小、體積小、儲(chǔ)存和輸出能量大等特點(diǎn)，是多種便攜式電子設(shè)備(如智能手機(jī)、筆記本電腦等)和交通工具(如電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車等)的常用電池。

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，使電池壽命大大延長(zhǎng))

實(shí)例：

放電時(shí)，鋰離子由石墨中脫嵌移向正極，嵌入鈷酸鋰晶體中；

充電時(shí)，鋰離子從鈷酸鋰晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極，嵌入石墨中。

這樣在充放電時(shí)，鋰離子往返于電池的正負(fù)極之間，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。

鋰離子電池還可用于大型儲(chǔ)能電站(如圖4-