化学能与电能第二课时ppt课件

书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离 子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加 得到总反应，总反应减去一极反应即得到 另一极反应；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子 所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如 ＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在， 在碱性溶液中以CO32－形式存在）；
①电极材料：金属为负极，金属化合物为正极．
②电子得失均由两电极本身发生． ③电极反应需考虑电解质溶液的参与． 3、电极材料本身均不参与反应的电池（燃料电池） ①两电极材料均为惰性电极． ②负极－可燃性气体失电子，正极－助燃性气体得
电子． ③电极反应考虑电解质溶液．
充电过程总反应：
2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
铅蓄电池的充放电过程：
充电
2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
放电过程为化学电池！
银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的 充电和放电过程可以表示为：
电解液: KOH溶液 这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适 宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电 子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
4、锂电池
锂电池：（-）Li（S） LiI（晶片） I2(+） 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S 负极： 8Li-8e-=8Li+ ；正极： 3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S。
4．溶液中不存在O2－：氧元素在酸性溶液中 它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它 与水结合成OH－；
练习：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、 轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱 式两种，它们放电时的总反应都可以表示为 2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极 反应可表示为2H2-4e-=4H+ ，则其正极反应式为 _O_2_+_4_e_-_+_4_H_+_=_2_H_2O _。
还原反应
+2H2O(l)
放电过程总反应：
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
充电过程： 接电源负极
阴极：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应
阳极：
接电源正极
2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + H+(aq) 氧化反应 + SO42-(aq)
一、化学电池的分类
化学电池 一次电池
二次电池
燃料电池
定义 例子
电池中的反应物质 进行一次氧化还原 反应并放电之后， 就不能再次利用．
又称充电电池或蓄电池 在放电后经充电可使电 池中的活性物质获得重 生，恢复工作能力，可 多次重复使用．
干电池：电池中的 电解质溶液制成胶 体，不流动，故称 干电池．
如：普通锌锰电池、
用途广泛的电池
用于“神六”的太阳能电 池
笔记本电脑专用电池 手机专用电池
摄
池各
像
式
机
各
专
样
用
的
电
纽
池
扣
电
二、一次电池
1、干电池
普通锌锰电池
碱性电池
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
)Zn NH4Cl ZnCl2 MnO2,C(
负极（Zn）：Zn – 2e- = Zn2+ 正极 （MnO2和C）：
正极:O2
+
2H2O
+
4e-
=
4OH-
电解质 溶液
正极室 隔膜
总反应:2H2 + O2 = 2H2O
氢氧燃料电池工作原理
A
负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O e-
e-
正极:2O2+4H2O+8e-=8OH总反应:
CH4
Pt Pt (-) (+)
O2
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH- ， 则 其 负 极 反 应 可 表 示 为 _2_H__2_-4_e_-_+。4OH-=4H2O
课堂总结
1、仅有一个电极材料参与反应的原电池： 负极：M-xe=Mx+ 正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属
2、两个电极均参与反应的原电池 （如蓄电池，纽扣电池）
③最后写负极反应： 总反应减去正极反应
燃料电池
电解质溶液为酸性: 负极:2H2 - 4e- = 4H+
A
e-
e-
H2 Pt Pt O2 (-) (+)
正极:O2 + 4H++4e- = 2H2O 总反应:2H2 + O2 = 2H2O
电解质溶液为碱性:
负极室
负极:2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O
CO、CH4、燃料
电解质
O2
CH3OH等
溶液
电解质溶液 ：
KOH等强碱、 H2SO4等强酸、NaCl等盐溶液
电极材料 ：多孔性镍、铂
2、燃料电池的电极反应的书写
①先写总反应：燃料在氧气中的燃烧 若有CO2生成，且电解质为强碱时， 考虑CO2+2OH—=CO32—+H2O
②再写正极 碱性O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 反应： 酸性 O2＋4H+＋4e－＝ 2H2O
用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工 作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。
三、二次电池
能量：化学能
放电 充电
电能
放电过程：
负极：Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s) 氧化反应
正极：
PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =PbSO4 (s)
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池
碱性锌锰电池、锌
银纽扣电池
是一种连续地将燃料和 氧化剂的化学能直接转 化成电能的化学电源， 又称连续电池．
氢气、甲醇、天然气、 煤气与氧气组成燃料 电池。
小型高性能 燃料电池
各类电池
锂电池 叠层电池
各 干电池 类 电 池
纽扣电池
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
负极：——Zn
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：——MnO2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质：KOH
改进后碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间增大几倍， 不会气涨或漏液。
3.银锌电池
总反应式:
Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2 电极反应式: 负极: Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2 正极: Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH －
2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH
电池反应：
Zn 2MnO2 2NH4Cl 2MnOOH Zn(NH3 )2 Cl2
氢氧化氧锰 本节要求会判断电池的正负极，不要求写电极反应式．
缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液
2、碱性锌-锰干电池
电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 ［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极室
阳极室
KOH 溶液
Байду номын сангаас隔膜
甲烷氧气燃料电池工作原理
大有发展前景的燃料电池
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃 料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的 化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃 料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发 电（ 30% ）的2倍。这是因为火力发电中放出 的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮 氧化物等废气污染都接近零；被人们誉为“绿 色”发电站。
充电
2Ag+Zn(OH)2 放电 Ag2O+Zn+H2O 此电池放电时，负极上发生反应的物质是（D） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
电极反应：
负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
四、燃料电池
1、燃料电池的构成
常见燃料：
H2、NH3、