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第六章 化學反應與能量
第一節 化學反應與能量變化
第3課時 化學電源
電池交通、航天、照明、通訊、醫藥、生化…干電池
堿性電池
蓄電池
鋰離子電池
常見的化學電源
氫氧燃料電池
常見的化學電源
1.一次電池：放電之后不能充電的電池 （內部氧化還原反應無法逆向進行）
負極（鋅筒）：Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反應
正極（石墨棒）：MnO2 得電子 還原反應
鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。
電解質溶液
負極：Zn—2e—=== Zn2+正極：2MnO2+2NH4++ 2e—= 2 MnOOH + 2NH3↑總反應：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH1.一次電池鋅錳干電池容易漏液（鋅外殼變薄；糊狀NH4Cl顯酸性）鋅錳干電池的缺點:干電池二、常見的化學電源常見的化學電源堿性鋅錳干電池
1.一次電池
濕的氫氧化鉀
NH4Cl糊狀
電解液
總反應： Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+ 2MnO(OH)
負極反應： Zn + 2OH- - 2e-=Zn(OH)2
正極反應： 2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
四、常見的化學電源
常見的化學電源
充電電池又稱二次電池，放電時所進行的氧化還原反應，在充電時又逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態。
2.二次電池
汽車用鉛酸蓄電池
鎳氫電池
四、常見的化學電源
常見的化學電源
2.二次電池
鉛酸蓄電池
正極： PbO2
負極：Pb
電解質溶液：稀硫酸
總反應： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
放電
充電
負極：Pb + SO42- －2e- == PbSO4
正極：PbO2 +4H+ + SO42- +2e- == PbSO4 +2H2O
二、常見的化學電源
常見的化學電源
汽車用鉛酸蓄電池
放電時：
2.二次電池
鎳氫電池
二、常見的化學電源
負極：H2+2OH--2e- = 2H2O
正極：2NiO(OH) + 2H2O+2e- = 2Ni(OH)2+2OH-
總反應：H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2
放電
充電
無污染，能量密度高，可快速充放電，循環壽命長，有記效應
常見的化學電源
儲氫合金
2.二次電池
鋰離子電池
常見的化學電源
1.能量比比較高 2.使用壽命長，使用壽命可達到6年以上 3.自放電率低 4.重量輕 5.綠色環保，不論生產，使用和報廢，都不含有、也不生產任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質
例1.可充電電池因其可以反復使用而深受廣大消費者喜愛，請你根據對可充電 電池的理解，選出下列有關說法正確的是 (　　)
A．放電時，正極發生氧化反應
B．放電時，把熱能轉化為電能
C．充電時，電池的負極發生還原反應
D．充電時，把化學能轉化為電能
C
D
3.燃料電池
將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑(如氧氣）的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置，
具有清潔、安全、高效等特點。
燃料電池的能量轉化率可以達到80%以上。
原理
優點
與其他電池的區別
反應物不儲存在電池內部，由外設設備提供燃料和氧化劑。
常見的化學電源
燃料電池的應用
在航天、軍事、交通等領域有廣闊的應用前景。
燃料電池汽車
電解質溶液 酸性 堿性
負極反應 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e-===4H2O
正極反應 O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
總反應 2H2＋O2===2H2O
3.燃料電池
①氫氧燃料電池
常見的化學電源
電解質溶液 電極反應 總反應
H2SO4 溶液 負極：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ 正極：2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O
KOH 溶液 負極：CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 正極：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO32-＋3H2O
二、常見的學電源
3.燃料電池
②甲烷燃料電池：
該電池用金屬鉑片插入H2SO4溶液或KOH溶液中作電極，在兩極上分別通入甲烷和氧氣
常見的化學電源
例2. 國家電投氫能公司全自主研發的“氫騰”燃料電池系統廣泛應用于氫能大巴。某種氫燃料電池的內部結構如圖，下列說法正確的是 (　　)
A．電池工作時，電解質溶液中的H＋向b極移動
B．a極發生的電極反應為H2＋2e－＋2OH－===2H2O
C．b極為正極，發生氧化反應
D．當外電路有1 mol電子轉移時，b極消耗5.6 L O2
A
[對點訓練2]　固體氧化物燃料電池是以固體氧化鋯—氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是 (　　)
A．有O2參加反應的電極a為電池的負極
B．多孔電極b的電極反應式為 H2＋2e－＋O2－ = H2O
C．多孔電極a的電極反應式為 O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－
D．該電池的總反應式為 2H2＋O2 = 2H2O
D
【課堂小結】

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