化学电源燃料电池(ppt)
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高中化学人教版《化学电源》PPT优质版1
总反应：CH4 ＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 离子反应： CH4＋2O2＋2OH-＝CO32-＋3H2O 电极反应为： 正极（O2）： O2＋2H2O＋4e-＝4OH负极（CH4）： CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O
【详解】A、pH=1的溶液呈酸性，NO3-在酸性溶液中会将Fe2+氧化，即H+、NO3-、Fe2+不能共存，A不符合题意；
＋SO42 －＋2H＋；
2、燃料电池与干电池、蓄电池的主要差别？ ④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
D．金属晶体中阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔点越高，离子半径：Na+＞Mg2+＞Al3+，所带电荷Na+＜ Mg2+＜Al3+，金属键强度：Na＜Mg＜Al，所以熔点：Na＜Mg＜Al，故D正确；故选D。
第二章 化学反应与能量
学习目标
1. 复习原电池工作原理 2. 了解干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。 3. 能正确书写简单化学电源的电极反应式。 4. 了解研制新型电池的重要性。
核心素养
1. 创新意识：利用原电池原理能设计原电池。 2. 宏观辨识与微观探析：会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构 的关系。 3. 模型认知：能利用原电池工作原理分析常见简单的化学电源。
正极：金属性较不活泼的一极或导电的非金属电极； 得电子的一极； 电流流出的一极； 发生还原反应的一极； 阳离子移向的一极； 电极增重或产生气泡的一极。
发展中的化学电源
干电池 碱性电池 蓄电池 锂离子电池
燃料电池
1、干电池的结构及电极反应原理
干电池
碱性电池
【详解】A、pH=1的溶液呈酸性，NO3-在酸性溶液中会将Fe2+氧化，即H+、NO3-、Fe2+不能共存，A不符合题意；
＋SO42 －＋2H＋；
2、燃料电池与干电池、蓄电池的主要差别？ ④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
D．金属晶体中阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔点越高，离子半径：Na+＞Mg2+＞Al3+，所带电荷Na+＜ Mg2+＜Al3+，金属键强度：Na＜Mg＜Al，所以熔点：Na＜Mg＜Al，故D正确；故选D。
第二章 化学反应与能量
学习目标
1. 复习原电池工作原理 2. 了解干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。 3. 能正确书写简单化学电源的电极反应式。 4. 了解研制新型电池的重要性。
核心素养
1. 创新意识：利用原电池原理能设计原电池。 2. 宏观辨识与微观探析：会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构 的关系。 3. 模型认知：能利用原电池工作原理分析常见简单的化学电源。
正极：金属性较不活泼的一极或导电的非金属电极； 得电子的一极； 电流流出的一极； 发生还原反应的一极； 阳离子移向的一极； 电极增重或产生气泡的一极。
发展中的化学电源
干电池 碱性电池 蓄电池 锂离子电池
燃料电池
1、干电池的结构及电极反应原理
干电池
碱性电池
燃料电池 课件
(1)乙烯(C2H4) 负极: ; (2)乙烷(C2H6) 负极: ; (3)丙烷(C3H8) 负极: ; (4)丁烷(C4H10) 负极: ; (5)甲醇(CH3OH) 负极: ; (6)乙醇(C2H5OH) 负极: 。
答案:(1)C2H4+16OH--12e- 2CO32-+10H2O (2)C2H6+18OH--14e- 2CO32-+12H2O (3)C3H8+26OH--20e- 3CO32-+17H2O (4)C4H10+34OH--26e- 4CO32-+22H2O (5)CH3OH+8OH--6e- CO32-+6H2O (6)C2H5OH+16OH--12e- 2CO32-+11H2O
燃料电池
预习导引
1.燃料电池:燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的 一种原电池,所以燃料电池也是化学电源。它与其他电池不同,它不 是把还原剂、氧化剂全部贮存在电池内,而是在工作时,不断地从外 界输入,同时把电极反应产物不断排出电池。因此,燃料电池是名符 其实地把化学能直接转化为电能的“能量转换器”。燃料电池的正极 和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、 煤气、水煤气、甲烷等气体;从正极连续通入氧气或空气。电解液可 以用碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等)把两个电极隔开。燃料电池中的 最终产物和燃烧时的产物相同。
Hale Waihona Puke (4)一般燃料电池的负极反应都是采用间接方法书写,即按上述 要求先正确写出燃料电池的总反应和正极反应,然后在电子守恒的 基础上用总反应减去正极反应即得负极反应。
2.有机物燃料电池
活动与探究 2
将铂丝插入 KOH 溶液作电极,然后向两个电极上分别通入甲烷
答案:(1)C2H4+16OH--12e- 2CO32-+10H2O (2)C2H6+18OH--14e- 2CO32-+12H2O (3)C3H8+26OH--20e- 3CO32-+17H2O (4)C4H10+34OH--26e- 4CO32-+22H2O (5)CH3OH+8OH--6e- CO32-+6H2O (6)C2H5OH+16OH--12e- 2CO32-+11H2O
燃料电池
预习导引
1.燃料电池:燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的 一种原电池,所以燃料电池也是化学电源。它与其他电池不同,它不 是把还原剂、氧化剂全部贮存在电池内,而是在工作时,不断地从外 界输入,同时把电极反应产物不断排出电池。因此,燃料电池是名符 其实地把化学能直接转化为电能的“能量转换器”。燃料电池的正极 和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、 煤气、水煤气、甲烷等气体;从正极连续通入氧气或空气。电解液可 以用碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等)把两个电极隔开。燃料电池中的 最终产物和燃烧时的产物相同。
Hale Waihona Puke (4)一般燃料电池的负极反应都是采用间接方法书写,即按上述 要求先正确写出燃料电池的总反应和正极反应,然后在电子守恒的 基础上用总反应减去正极反应即得负极反应。
2.有机物燃料电池
活动与探究 2
将铂丝插入 KOH 溶液作电极,然后向两个电极上分别通入甲烷
高中化学 人教版选修4 课件：第四章 第二节 化学电源(33张PPT)
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总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。 上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：
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3．铅蓄电池的特点 电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉、生产生活 中应用广泛，缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境
接
要点二
一次电池
胶状 ，不流动，也叫做 一次电池的电解质溶液制成________ 干电池。 1．特点 一次电池不能充电，不能反复使用。 2．常见的一次电池
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种类 特点 基本构造
碱性锌锰电池 负极：①______ 锌 正极：②______ MnO2 电解质：③______ KOH ⑦__________________
－ ＋
－ －
2
2
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2.燃料电池的优点 (1)能量转换率高：燃料电池的能量转换率超过 80%，普通燃烧过 程能量转换率仅 30%多。
小 。 (2)污染________
综合
拓展 电极反应式的书写方法 1．书写要遵循的原则 原电池两电极上分别发生氧化反应或还原反应，因此电极反 应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
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1.了解化学电源的优点及在各方面的应用。 2.认识一次电池、二次电池和燃料电池。 3.了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识
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要点一
化学电池
化学 能变成________ 电 能的装置。 化学电池是将________ 1．化学电池的分类
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。 上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：
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3．铅蓄电池的特点 电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉、生产生活 中应用广泛，缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境
接
要点二
一次电池
胶状 ，不流动，也叫做 一次电池的电解质溶液制成________ 干电池。 1．特点 一次电池不能充电，不能反复使用。 2．常见的一次电池
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种类 特点 基本构造
碱性锌锰电池 负极：①______ 锌 正极：②______ MnO2 电解质：③______ KOH ⑦__________________
－ ＋
－ －
2
2
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2.燃料电池的优点 (1)能量转换率高：燃料电池的能量转换率超过 80%，普通燃烧过 程能量转换率仅 30%多。
小 。 (2)污染________
综合
拓展 电极反应式的书写方法 1．书写要遵循的原则 原电池两电极上分别发生氧化反应或还原反应，因此电极反 应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
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1.了解化学电源的优点及在各方面的应用。 2.认识一次电池、二次电池和燃料电池。 3.了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识
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要点一
化学电池
化学 能变成________ 电 能的装置。 化学电池是将________ 1．化学电池的分类
燃料电池讲解：PPT课件
这艘212型潜艇是世界上最现代化的常规潜艇。潜艇采用的 燃料电池推进系统可使潜 艇保持更长的潜航时间，更不容 易被敌人探测到。
德 国 海 军 新 一 代 燃 料 电 池 潜 艇 服 役
甲 醇 燃 料 電 池 ， 燃 料 電 池 的 层 狀 結 构
燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相 同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正 极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的 活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃 料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换 元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的 能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给， 进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排 除，燃料电池就能连续地发电。这里以氢-氧燃料电池为 例来说明燃料电池 氢-氧燃料电池反应原理 这个反映是电觧水的逆过程。 电极应为： 负极：H2 +2OH-→2H2O +2e正极：1/2O2 +H2O+ 2e-→2OH电池反应：H2 +1/2O2==H2O
但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金 数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与 发达国家尚有较大差距。我国有关部门和专家对 燃料电池十分重视，1996年和1998年两次在香山 科学会议上对中国燃料电池技术的发展进行了专 题讨论，强调了自主研究与开发燃料电池系统的 重要性和必要性。近几年中国加强了在PEMFC方 面的研究力度
3，高效率的发电装置 4，分散型的发电装置 规模最大的可以替代火力发电或核能发电，用于 商业发电。不需要庞大的设备，不需要变送电系 统；与核能相比，发生事故的危险性较小。可以 建在大城市的近郊。规模稍小的可以建在住宅小 区、办公楼、厂区甚至城市的中心地带。可以减 少因长距离输送电力而产生的损耗。面向个人用 途的超小型燃料电池可以作为笔记本电脑和移动 便携电话的电源。
完整版 化学电源PPT课件
碱性锌锰电池构造示意图
Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+Zn(OH)2
• 优缺点简析：只能一次使用，不能 充电；价格较贵；比能量和储存时
碱性电池
间有所提高，适用于大电流和连续
放电。
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（二）、二次电池——铅蓄电池
• (-) Pb│H2SO4│PbO2 (+) • 负极(Pb)：
Pb-2e-+SO42-=PbSO4 • 正极(PbO2)： PbO2+2e-+4H++SO42-
工作原理
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌锰干电池的结构 普通锌锰电池
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• (-) Zn│KOH│MnO2 (+)
• 负极(Zn)：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 • 正极(MnO2)： 2MnO2+2H2O+2e-
=2MnOOH+2OH-
• 电池总反应：
还有隔膜，电池外壳及其它一些配件。例如接线柱，汇流 排（见下图），电池各部分的作用为：
1. 正极和负极 正极和负极的作用是参加电化学
反应和导电。负极通常都是由电位较 负的金属承担。如：Zn、Mn、Al、 Cd、Fe······。它们本身都是还原剂， 在放电过程中被氧化，所以电池的负 极也就是阳极；正极通常是采用电位 较正的金属或其它氧化物，例如 MnO2、PbO2······。它们都是氧化剂， 在放电的过程中被还原，放电时电池 的正极也是阴极。
造成短路。隔膜的好坏对电池的质量影响很大，对隔膜通 常有如下要求：
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（1）内阻小 （2）能阻挡脱落的活性物质透过 （3）能耐电解质溶液的腐蚀，及电极氧化剂的氧化 （4）来源丰富，价格低廉 4. 电池外壳
应用电化学课件第三章化学电源
要点二
详细描述
质子交换膜燃料电池以质子交换膜为媒介，通过电化学反 应产生电能。在电池中，氢气在阳极被氧化成氢离子和电 子，氢离子通过质子交换膜传递到阴极，与氧气和电子反 应生成水。电子通过外电路传递形成电流，为外部负载提 供电力。质子交换膜燃料电池具有较高的能量密度和效率 ，且工作温度较低，因此被广泛应用于汽车、便携式电源 等领域。
甲醇燃料电池
总结词
甲醇燃料电池是一种以甲醇为燃料，通 过电化学反应产生电能的装置。
VS
详细描述
甲醇燃料电池以甲醇为燃料，通过电化学 反应产生电能。甲醇在阳极被氧化生成甲 醛和电子，电子通过外电路传递形成电流 ，为外部负载提供电力。同时，在阴极上 ，氧气与电子和水反应生成水。
磷酸燃料电池
总结词
磷酸燃料电池是一种以磷酸为电解质，通过 电化学反应产生电能的装置。
应用电化学课件第三章化学 电源
目录
• 化学电源概述 • 一次电池 • 二次电池 • 燃料电池 • 化学电源的应用
01
化学电源概述
定义与分类
定义
化学电源是一种将化学能直接转 化为电能的装置，也称为电池。
分类
根据工作原理和特点，化学电源 可分为一次电池、二次电池、燃 料电池等类型。
工作原理与特点
和充电效率较低，且存在一定的环境污染问题。
镍镉电池
总结词
镍镉电池是一种可充电的二次电池，具有较高的能量密度和自放电率较低的优点，但存在记忆效应和重金属污染 问题。
详细描述
镍镉电池由正极、负极、电解液和隔膜组成，正极为氢氧化镍，负极为镉。在充电过程中，正极上的氢氧化镍发 生还原反应，负极上的镉发生氧化反应。镍镉电池的优点包括较高的能量密度、自放电率较低、可快速充电以及 较好的耐过充过放能力。然而，其存在记忆效应和重金属污染问题，且镉资源有限。
《化学电源》PPT课件
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化学电源已有200多年的发展历史：
1836年，英国化学家和气象学家丹尼尔（1790-1845） 对“伏特电堆”进行了改良，他使用稀硫酸作电解液， 解决了电池极化问题，制造出第一个不极化、能保持平 稳电流、并可反复充电的锌-铜电池，又称“丹尼尔电 池”。
从1859年普兰特 (Plant‘e)试制成功化成式铅蓄电池以后， 化学电源便进入了萌芽状态。
锌-银电池 Zn| KOH | Ag2O 锂电池
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（2）蓄电池 (二次电池)
电池工作时，在两极上进行的反应均为可逆 反应。因此可用充电的方法使两极活性物质恢复 到初始状态，从而获得再生放电的能力。这种充 电和放电能够反复多次，循环使用。常见的蓄电 池有：
铅酸蓄电池 Pb|H2SO4|PbO2 镉-镍蓄电池 Cd|KOH|NiOOH
（1）原电池 (一次电池)
电池经过连续放电或间歇放电后，不能用充电 的方法使两极的活性物质恢复到初始状态，即反 应是不可逆的，因此两极上的活性物质只能利用 一次。
原电池的特点是小型、携带方便，但放电电流 不大。一般用于仪器及各种飞子器件。广泛应用 的原电池有:
锌-锰干电池 Zn|NH4Cl，ZnCl2| MnO2， 锌-汞电池 Zn| KOH |HgO
综上所述，化学电源的发展是和社会的进步、 科学技术的发展分不开的，同时化学电源的发展 反过来又推动了科学技术和生产的发展。
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二、 化学电源的分类
化学电源的分类有不同的方法： 1.按活性物质的保存方式分类
(1)活性物质保持在电极上 (i)非再生型一次电池 (ii)再生型二次电池 (蓄电池)
铁-镍蓄电池 Fe|KOH|NiOOH
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