高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化示范课课件ppt

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化示范课课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了化学电源的分类，普通锌锰干电池，一次电池，碱性锌锰干电池，银锌纽扣电池，铅蓄电池，PbO2，硫酸溶液，二次电池，②原理等内容，欢迎下载使用。
化学电源包括一次电池、二次电池、以及燃料电池等
一次电池：反生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用的电池。
二次电池：放电后可以再充电使活性物质再生，可多次重复使用。
燃料电池：利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能 直接转化为电能。
包括：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌纽扣电池等
包括：铅蓄电池、、镍铬电池、锂电池、锂离子电池等
包括：氢氧燃料电池、甲烷、甲醇、肼（N2H4)、氨等
负极：Zn－2e－ + 2NH4+ = [Zn(NH3)2]2+ + 2H＋ 正极：MnO2 + H+ + e － =MnOOH
总反应为： Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2 + 2MnOOH
优点：制作简单，价格便宜缺点：放电时间短，放电后电压下降快
氯化铵溶液显酸性，会跟锌皮发生反应，使用一段时间后电池会鼓胀，漏液。后来把氯化铵换成了碱性的物质，制成了碱性锌锰干电池
总反应为： Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+ 2MnOOH
你能书写该电池的电极反应式吗？
负极：Zn－2e－ + 2OH － = Zn(OH)2 正极：MnO2 + H2O + e － =MnOOH + OH －
优点：克服了普通锌锰干电池的缺点，比能量大，能提供较大电流并持续放电
总反应为：Zn +Ag2O + H2O == 2Ag + Zn(OH)2
负极：Zn－2e－+ 2OH－==Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O +2e－==2Ag + 2OH－
试着书写该电池的电极反应式
优点：电池比能量大，电压稳定，存储时间长，适宜小电流持续放电
①结构：负极材料是 ，正极材料是 ，电解质溶液是 。
负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4
正极: PbO2+4H++SO42- + 2e- = PbSO4 +2H2O
PbSO4 =Pb+ SO42-
PbSO4 +2H2O = PbO2 + 4H++ SO42-
阴极: 与外接电源负极相连
阳极: 与外接电源正极相连
铅蓄电池的充、放电原理可以用下列化学方程式表示：
由铅蓄电池的电池反应可以看出，随着放电反应的进行，硫酸的浓度不断下降，密度不断减小，人们常常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电。
铅蓄电池性能优良，安全可靠，价格低廉；但是其比能量低、笨重，废弃电池污染环境。
随着信息技术的发展，我们更青睐小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池。目前已开发出镍铬电池、镍氢电池、锂电池、锂离子电池。
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充； ②反应产物不断排出； ③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。 缺点：体积较大、附属设备较多 优点：能量转换率高、清洁、对环境好 种类：氢氧燃料电池、甲烷、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……
1.燃料电池与前几种电池的差别：
2. 燃料电池的规律：
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。
原理：根据2H2＋O2===2H2O，使燃料(H2)与氧化剂(O2)分别在两个电极上发生氧化反应和还原反应。
电极材料: Pt或石墨制作的惰性电极
电解质溶液: 分为酸性溶液和碱性溶液
负极：2H2－4e－===4H+
正极：O2＋4H+＋4e－===2H2O
思考：电池工作一段时间后，上述溶液的pH如何变化？
当电解质溶液: 硫酸溶液
反应生成水，硫酸溶液酸性减弱，pH变大。
写出正、负极电极反应式：
当电解质溶液: KOH溶液
正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
负极：2H2＋4OH－－4e－=4H2O
思考：电池工作一段时间后，正极侧、负极侧和电解质溶液的pH如何变化？
写出正负极电极反应式：
正极pH增大，负极pH减小，整个溶液的pH减小。
氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、甲醇、汽油等。
请写出甲醇酸性、碱性燃料电池的电极反应式
碱性条件化学方程式：2CH3OH + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O 正极：O2 + 4e-+ 2H20 = 4OH- 负极：CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32- + 6H2O 酸性条件 化学方程式：2CH3OH +3O2=2CO2+4H2O 正极：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 负极：CH3OH - 6e- + H2O = 6H+ + CO2
熔融碳酸盐燃料电池，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。氢气和氧气以及熔融态碳酸盐形成的燃料电池。
（3）熔融碳酸盐燃料电池
H2－2e－ =H2O
O2＋4e－ =
1．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，电池放电时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列对电池放电时的分析正确的是(　　)A．Pb为正极被氧化B．电子从PbO2流向外电路C．SO42-向PbO2处移动D．电解质溶液pH不断增大
2．(双选)如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的化学原理示意图，下列判断不正确的是(　　)
A．电极A为电池负极B．电极B表面上发生氧化反应C．工作一段时间溶液pH保持不变D．燃料电池工作时不会出现火焰
3．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。(1)该电池的负极是锂，负极反应式是 。(2)正极现象是 。(3)放电时OH－向 (填“正极”或“负极”)移动。