資源簡介

(共25張PPT)
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　化學電池
[學習目標]
1.知道干電池、充電電池、燃料電池等化學電池的特點。
2.掌握構成化學電池的基本要素，了解常見化學電池的工作原理及
電極反應式的書寫(重點)。
引入新課
干電池 鉛蓄電池 手機鋰電池 氫燃料電池汽車
常見的電池
常見的電池如何分類？
一次電池
二次電池
燃料電池
一、一次電池　二次電池
1. 一次電池
(1)特點：放電后不能充電。
(內部的氧化還原反應無法逆向進行)
(2)鋅錳干電池的構造
鋅錳干電池
電極反應：Zn－2e－===Zn2＋
負極
最終被還原的是MnO2
正極
電解質溶液
紐扣電池
鋅錳干電池在使用過程中，鋅會逐漸溶解，鋅外殼變
薄，最后內部糊狀電解質會泄露出來。為了延長電池
壽命和提高其性能，人們將電池內的電解質NH4Cl糊
換成濕的KOH，制成了堿性鋅錳電池。
總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，
寫出負極的電極反應式：____________________________。
思考1
1. 一次電池
Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
堿性鋅錳電池
一、一次電池　二次電池
2.二次電池(充電電池)
(1)特點：
放電時進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，
使電池恢復到放電前的狀態，實現放電與充電循環。
(3)常見的充電電池：
鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。
一、一次電池　二次電池
(1)負極材料是____，正極材料是______，電解質溶液是______。
(2)工作時，電解質溶液中的H＋移向___________極。
鉛酸蓄電池構造如圖所示，工作時電池總反應為
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
按要求回答下列問題：
(3)工作時，電解質溶液中硫酸的濃度_____(填“增大”“減小”或“不變”)。
Pb
PbO2
硫酸
PbO2(或正)
減小
思考2
2.二次電池(充電電池)
(4)當鉛酸蓄電池向外電路提供2 mol電子時，理論上負極板的質量增加____ g。
96
Pb-2e-→PbSO4，增加一個
一、一次電池　二次電池
2.二次電池(充電電池)
鉛酸蓄電池的電極反應：
歸納總結
一、一次電池　二次電池
應用體驗
1.某普通鋅錳干電池的結構如圖所示。下列說法正確的是
A.鋅筒是原電池的正極
B.石墨電極上發生氧化反應
C.銨根離子流向石墨電極
D.電子經石墨棒沿電解質溶液流向鋅筒
√
一、一次電池　二次電池
鋅筒是負極，石墨棒是正極
正極上二氧化錳得電子發生還原反應
陽離子向正極移動
電子經導線由負極鋅筒流向石墨棒
應用體驗
2.氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，其能量密度是目前鋰電池的十倍以上。其中一種氟離子電池的工作原理為3Mg＋2BiF3 3MgF2＋2Bi(MgF2為難溶鹽)，電解質為熔融氟化物。下列說法正確的是
A.放電時，負極的電極反應式為Mg－2e－＋2F－===MgF2
B.放電時，電子從鎂電極流出，經電解質流向正極
C.放電時，化學能完全轉化為電能
D.放電時，F－向正極移動
√
一、一次電池　二次電池
經導線
不完全，部分轉化為熱能
F-向負極移動
放電時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動
二、燃料電池
氫燃料電池汽車
1.概念
一種將燃料(如H2、CH4、乙醇)和氧化劑(如O2)的
化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置。
2.特點
(1)清潔、安全、高效等。
(2)能量轉化率可以達到80%以上。
(3)反應物不是儲存在電池內部，而是從外部提供，
供電量易于調節。
3.應用 在航天、軍事、交通等領域有廣闊的應用前景。
4.氫氧燃料電池
總反應：2H2＋O2===2H2O
負極
正極
0 +1
0 -2
電解質溶液 負極 正極
酸性(H＋)
堿性(OH-)
書寫電極反應式，酸性條件下不出現OH－，堿性條件下不出現H＋。
2H2－4e－===4H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O
2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
特別提醒：
二、燃料電池
思考
氫氧燃料電池在不同介質中的總反應相同，但正、負極反應與電解質溶液有關，寫出導電介質為固體電解質時的正、負極反應。
介質 電池反應：2H2＋O2===2H2O 負極 ________________________
正極 _________________
負極 _________________
正極 _______________________
2H2－4e－＋2O2－===2H2O
O2＋4e－===2O2－
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
二、燃料電池
應用體驗
1.判斷正誤
(1)燃料電池是利用燃料的燃燒發電(　　)
(2)燃料電池中，燃料在正極上發生氧化反應(　　)
(3)氫氧燃料電池將熱能直接轉變為電能(　　)
(4)原電池中正極材料一定發生還原反應(　　)
(5)原電池中的負極反應一定是電極材料失電子(　　)
×
×
×
×
×
二、燃料電池
應用體驗
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
√
二、燃料電池
應為H2－2e－===2H＋
發生還原反應
未說明標況，無法計算
隨堂檢測
1.下列說法正確的是
A.鋅錳電池是二次電池
B.燃料電池是一種高效但是會污染環境的新型電池
C.化學電池的反應原理是氧化還原反應
D.鉛酸蓄電池放電時正極是Pb
√
是一次電池
放電時Pb被氧化，為負極；
PbO2被還原，為正極
不污染環境
隨堂檢測
2.鎳氫電池是可充電電池，它的總反應是 H2＋NiO(OH)===Ni(OH)2，
根據此反應判斷，下列說法正確的是
A.電池放電時，電池負極周圍溶液的堿性不斷增大
B.電池放電時，鎳元素被氧化
C.電池放電時，氫元素被還原
D.電池放電時，通入H2的一極是負極
√
H2－2e-＋2OH-===2H2O
OH-↓，pH減小
鎳被還原 NiO(OH)＋H2O＋e-===OH-＋Ni(OH)2
氫被氧化
隨堂檢測
3.紐扣電池可作計算器、電子表等的電源。有一種紐扣電池，其電極分別為Zn和Ag2O，用KOH溶液作電解質溶液，電池的總反應為Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO。關于該電池下列敘述不正確的是
A.電池的正極發生還原反應
B.Zn為負極，發生氧化反應，反應過程中失去電子
C.電池工作時，電解質溶液中的陽離子移向正極
D.電池使用時，電子由Zn極經電解質溶液流向Ag2O極
√
電子由負極經導線流向正極
電子不能進入電解質溶液中！！
隨堂檢測
4.燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變為電能的裝置，若電解質溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是
A.負極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B.負極反應式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O
C.隨著放電的進行，溶液的OH－濃度不變
D.放電時溶液中的陰離子向負極移動
√
這是正極反應式
CH4＋10OH-－8e-=== ＋7H2O
減小
本節內容結束
1.概念
一種將燃料(如 、 、 )和氧化劑(如 )的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置。
2.特點
(1)清潔、安全、高效等。
(2)能量轉化率可以達到 以上。
(3)反應物不是儲存在電池內部，而是從外部提供，供電量易于調節。
3.應用
在航天、軍事、交通等領域有廣闊的應用前景。
4.氫氧燃料電池
目標二 答案
氫氣
甲烷
乙醇
氧氣
80%
(1)氫氧燃料電池的總反應方程式如何書寫？
提示　燃料電池相當于燃料的燃燒，
氫氧燃料電池的總反應為2H2＋O2===2H2O。
目標二 答案
思考1
(2)如何判斷氫氧燃料電池的正、負極？
提示　分析總反應的方程式可知，氫氣失電子化合價升高，在負極上反應，氧氣得電子化合價降低，在正極上反應。其規律是通燃料的一極做負極，通氧氣的一極做正極。
目標二 答案
氫氧燃料電池正、負極反應如下：
電解質溶液 負極 正極
酸性(H＋)
堿性(OH－)
特別提醒　在書寫電極反應式時應看清溶液的酸堿性，酸性條件下不出現OH－，堿性條件下不出現H＋。
目標二 答案
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
氫氧燃料電池在不同介質中的總反應相同，但正、負極反應與電解質溶液有關，寫出導電介質為固體電解質時的正、負極反應。
介質 電池反應：2H2＋O2===2H2O 負極 ________________________
正極 _________________
負極 _________________
正極 _______________________
2H2－4e－＋2O2－===2H2O
O2＋4e－===2O2－
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
思考2
目標二 答案

展開更多......

收起↑