2018秋高中化学第二章化学反应与能量2.2.2化学能与电能课件新人教版必修2

充电

2 PbSO4 + 2H2O
（3）新型燃料电池
把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的 “能量转换器”
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
优点：效率高、无污染，装置可持续使用
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？
正极： 2H++2e-＝H2↑
+＝Zn2++H ↑ Zn+2H 总反应： 2
及时训练
负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： Cu2+ + 2e-＝Cu
总反应： Zn + Cu2+＝Zn2+ + Cu 或 Zn + CuSO4＝Cu + ZnSO4
干电池—— Zn- Mn普通干电池
负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+
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让更多的农民成为新型职业农民
中央农业广播电视学校
刘天金
2013˙05˙07
陕西
农业部部长韩长赋：
这是一项基础性工程、创新性工作，
要大抓特抓、坚持不懈。
——让更多的农民成为新型职业农民（目标） ——生产更多更好更安全的农产品供给社会（方向）
负极：Zn + 2OH－－2e- = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH－ 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO（OH）
铅蓄电池
（1）电极材料及原料 正极：PbO2 （2）电解质溶液 负极：Pb H2SO4溶液
负极H2：2H2+4OH- -4e- =4H2O 正极O2：O2+2H2O +4e- =4OH总反应： O2+2H2 =2H2O
燃 料 电 池
介质
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极 负极 正极 负极 正极
酸性 中性 碱性
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
3)优点:
①能量转换效率高，供能稳定可靠。 ②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池 和电池组，使用方便。 ③易维护，可在各种环境下工作。
三、常见电池电极反应式的书写 铜锌原电池 先分析
正、负极，再根据负极发 生氧化反应，正极发生还 原反应的规律书写电极反 应式。
负极： Zn－2e-＝Zn2+
正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O
碱性Zn- Mn干电池
锌锰碱性电池是一种新型的干电池。 正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn， 还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液， 总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH 请写出电极反应式并分析其工作原理。
书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃 料电池总反应； （2）写出正极的电极反应式(一般较简单);
（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极 的电极反应式。
正极反应一般为 ①酸性介质 O2+4H++4e－=2H2O ②碱性介质
O2+2H2O+4e－=4OH-
（1）氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种新型的 化学电池，其构造如图示： 两个电极均由多孔性碳制成， 通入的气体由孔隙逸出，并 在电极表面放电。碱性介质
CH4燃料电池（酸性介质）
1、燃料电池总反应： CH4+2O2=CO2+2H2O ① 2、正极反应：O2+4H++4e-=2H2O ② 3、负极反应：①-②×2，得： CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
（3）甲醇燃料电池（酸性介质） 总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O 正极的电极反应式为： 3O2+12e-+12H+ === 6H2O 负极的电极反应式为： 2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
（2）CH4燃料电池（碱性介质）
1.燃烧总化学反应： CH4+2O2→CO2+2H2O
2.燃料电池总反应：
CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O 3.正极： 2O2+4H2O+8e－= 8OH4.负极： CH4+10OH--8e－= CO32-+7H2O
甲醇燃料电池（碱性介质）
总反应式： 2CH4O + 3O2 +4KOH === 2K2CO3 + 6H2O 正极的电极反应式为： 3O2+12e- + 6H20===12OH负极的电极反应式为： 2CH4O -12e-+16OH- === 2CO32- +12H2O
小
结
①本节课学习了哪些知识和学习方法？ ②通过本节课的学习你有哪些收获或感想？
（3）电极反应式：
负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4
正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O 总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
铅蓄电池的放电过程——原电池
负极：Pb+SO42- =PbSO4+2e正极：PbO2+SO42-+4H++2e - =PbSO4+ 2H2O 电池总反应：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+
铅蓄电池的充电过程——电解池
阴极： PbSO4 +2e- ＝ Pb+SO42阳极： PbSO4+ 2H2O ＝ PbO2+SO42-+4H++2e电池总反应：2PbSO4+2H2O＝ Pb+ PbO2+2SO42- +4H+
=2PbSO4+2H2O
铅蓄电池的充放电过程
放电
PbO2 + Pb + 2H2SO4
第二节 化学能与电能
（第2课时）
学习目标 (1). 掌握简单的电极反应 的书写。 (2). 了解常见化学电池的组成与应 用。 (3). 通过原电池原理加强对新型 原电池、燃料电池的掌握和理解。
一，常见的各类电池
锂电池
叠层电池
各 类 电 池
干电池
纽扣电池
二：化学电池
1)概念: 将化学能变成电能的装置 ①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 2)分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池 ③燃料电池