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(共22張PPT)
第二章 化學鍵 化學反應規律
第2課時 電池原理的應用
第二節 化學反應與能量轉化
判斷正負極時應注意的幾個問題
(1)活潑性強的不一定是負極，如鎂和鋁放入氫氧化鈉溶液中形成原電池，鋁是負極；銅和鋁放入濃硝酸中形成原電池，由于鋁的鈍化，銅是負極。
(2)燃料電池中電極不參與反應，通入燃料的一極為負極，通入助燃劑(一般為氧氣)的一極為正極。
(3)如果給了電池反應，正負極還可以根據化合價的改變來判斷，化合價升高的物質失電子，為負極；化合價降低的物質得電子，為正極。
一、正、負極的判斷(大多數原電池)
判斷依據
電極材料活潑性
電子流向或電流流向
溶液中粒子移動的方向
兩極的反應類型
電極反應現象
負極
正極
二、加快反應速率
【實驗·探究】
實驗內容 實驗現象 結論
在試管1、2中加入一定量的鋅片和等量的稀鹽酸，觀察現象；在試管2中滴加幾滴硫酸銅溶液，觀察實驗現象并思考。 [試管1]
[試管2] 試管1鋅片溶解，并冒出氣泡
試管2在滴入硫酸銅溶液后，氣泡產生速率加快。
利用原電池原理可以加快化學反應速率。
三、設計原電池
1．基本思路
2.設計原電池步驟：
(1)首先寫出利用的氧化還原反應。
(2)根據原電池的反應特點，將氧化還原反應拆成兩個半反應，看電子得失情況，結合環境分析產物。
(3)按上圖寫出正負極材料及電解液寫出電極反應方程式
四、保護金屬
在輪船外殼上鑲嵌鋅塊，在海水中形成原電池，鋅做負極失去電子，從而保護輪船。
“犧牲負極的正極保護法”
“犧牲負極的正極保護法”
“犧牲陽極的陰極保護法”
五、常見化學電池
原電池
干電池（一次電池）—鋅錳電池
充電電池（二次電池）
燃料電池—氫氧燃料電池
鉛蓄電池
鋰離子電池
燃料電池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧氣反應從而將化學能轉化成電能的裝置。如圖是關于CO空氣燃料電池(KOH作電解質)。
a極 為______極 發生_________ 通入_______
b極 為______極 發生_________ 通入_______
內電路中鉀離子移動方向 由a極向b極移動 負
氧化反應
H2
正
還原反應
空氣
燃料電池的原理
基于燃料電池的電極反應方程式的書寫
Ⅰ.氫氧燃料電池
a.電解液為H2SO4
【復習·回顧】
缺項氧化還原反應方程式的配平，缺項常為H2O、H+、OH-
b.電解液為NaOH
c.高溫熔融氧化物為電解質
d.熔融碳酸鹽為電解質
__MnO4-+ __ C2O42-+____＝ __ Mn2++ __ CO2+___
__ ClO3-+ __ Fe2++____＝ __ Cl-+ __ Fe3++___
得失電子守恒→電荷守恒→質量守恒
基于燃料電池的電極反應方程式的書寫
Ⅱ.乙醇燃料電池
a.電解液為H2SO4
b.電解液為NaOH
c.高溫熔融氧化物為電解質
d.熔融碳酸鹽為電解質
Ⅲ.肼(N2H4)燃料電池
a.電解液為H2SO4
b.電解液為NaOH
質子交換膜
五、常見化學電池
充電電池：鉛蓄電池
PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
放電
充電
【思考】
試著寫出電極反應方程式
五、常見化學電池
干電池（一次電池）—鋅錳電池
1、鋅錳干電池
負極（鋅筒）：
總反應：
Zn + 2MnO2 + 2NH4 + =Zn2+ +Mn2O3+2NH3 ↑ + H2O
Zn -2e Zn2+
=
2MnO2 + 2NH4 + + 2e Mn2O3+2NH3 ↑ + H2O
=
正極（石墨）：
2、堿性干電池
電極 :
Zn為負極，碳棒為正極
電解液：
KOH
負極：
Zn + 2OH- - 2e- == Zn(OH)2
2MnO2 + H2O + 2e- == Mn2O3 + 2OH-
Zn + 2MnO2 + H2O == Zn(OH)2 + Mn2O3
總反應：
正極：
堿性干電池的優點：能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續放電；不易發生泄漏
五、常見化學電池
以能力為本！
拓展·創新
質子交換膜
微生物燃料電池工作示意圖
微生物燃料電池（microbial fuel cell，縮寫MFC），使用自然界細菌及仿真細菌交互作用產生電流。
【思考】
根據示意圖試著寫出電極反應方程式
拓展·創新
【思考】
根據示意圖試著寫出電極反應方程式
氮化鎵光電池
氮化鎵光電池
利用該裝置成功地實現了以CO2和H2O為原料來合成CH4
1．把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀疏酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；b、c相連時，c上有大量氣泡；b、d相連時，d上有大量氣泡產生，則這四種金屬的活動順序由強到弱為(　　)A．a>b>c>d B．a>c>b>d C．c>a>b>d D．b>d>c>a
A
2．一個原電池總反應為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該電池材料及電解質溶液可能是(　　)
選項 正極 負極 電解質溶液
A Zn Cu CuCl2
B Cu Zn H2SO4
C Cu Zn CuSO4
D Ag Cu CuSO4
C
3．將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入過量稀硫酸中，同時向a中加少量CuSO4溶液，圖中產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系，其中正確的是(　　)
A
B
C
D
A
4．某活動小組設計原電池裝置，你認為設計合理的是(　　)
A　　　B　　　　 C　　　 　D
B
5．下列關于原電池的敘述中錯誤的是(　　)A．電子流入的一極為正極 B．一般不活潑的一極為正極C．電子流出的一極為負極 D．發生氧化反應的一極為正極
D
6．氫氧燃料電池可以用在航天飛機上，其反應原理示意圖如圖所示。下列有關氫氧燃料電池的說法不正確的是 (　　)A．該電池工作時化學能轉化為電能B．該電池中電極b是正極，發生還原反應C．電流由電極a通過導線流向電極bD．該電池的總反應為2H2＋O2===2H2O
C
能源的分類
1、按轉換傳遞過程分類：
(1)一次能源，是指直接取自自然界沒有經過加工轉換的各種能量和資源。如：煤、石油、天然氣、水能、風能、校能、海洋能、生物能。
(2)二次能源，由一次能源經過加工轉換以后得到的能源產品如：沼氣、汽油、柴油、焦炭、煤氣、蒸汽、火、水電、核電、太陽能發電、潮汐發電、波浪發電等。
2、按屬性分類：
（1）可再生能源，指具有自然恢復能力，不會隨本身的轉化或人類的利用而日益減少的能源。如：太陽能、地熱、水能、風能、生物能、海洋能。
（2）非可再生能源，則不能自然再生。如：煤、石油、天然氣、核能、油頁巖。
3、按開發利用狀況分類：
(1)常規能源，是指當前被廣泛利用的一次能源。如：煤、石油、天然氣、水能生物能。
(2)新能源，是目前尚術廣泛利用而正在積極研究以便推廣利用的一次能源。如：核能、地熱、海洋能、太陽能、風能。
4、按是否清潔分
(1)清潔能源：指對環境無污染或污染小的能源。如：太陽能、水能、風能。
(2)非清潔能源：指對環境污染較大的能源。如：煤、石油、天然氣。
能源的分類

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