化学电源.ppt资料
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《化学电源》精美课件-PPT【人教版】
此燃料电池的下列说法中错误的是（ D）
A.通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极 为正极
B.在标准状况下，每消耗5.6 L O2，需转移1moL 的电子
C.通过甲烷电极的电极反应为： CH4+10OH－－8e－ = CO32-+7H2O
D.放电一段时间后，溶液的pH升高
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3、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质：KOH
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
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放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
下列对铅蓄电池的说法中错误的是（ A ）
A.需要定期补充硫酸 B.工作时铅是负极，PbO2是正极。 C.工作时负极上发生的反应是：
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42D.工作时电解质溶液的密度减小。
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形形色色的电池
化学电池的分类
普通锌锰干电池
一次电池 碱性锌锰电池
A.通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极 为正极
B.在标准状况下，每消耗5.6 L O2，需转移1moL 的电子
C.通过甲烷电极的电极反应为： CH4+10OH－－8e－ = CO32-+7H2O
D.放电一段时间后，溶液的pH升高
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3、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质：KOH
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
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放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
下列对铅蓄电池的说法中错误的是（ A ）
A.需要定期补充硫酸 B.工作时铅是负极，PbO2是正极。 C.工作时负极上发生的反应是：
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42D.工作时电解质溶液的密度减小。
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形形色色的电池
化学电池的分类
普通锌锰干电池
一次电池 碱性锌锰电池
高一化学化学电源ppt课件
工业生产
各种电动工具、测量 仪器、自动化设备中 使用的化学电源。
通讯设备
手机、笔记本电脑、 摄像机等通讯设备中 使用的锂离子电池等 。
航空航天
卫星、飞船、火箭等 航空航天器中使用的 特种化学电源。
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02
原电池原理及构成条件
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原电池的工作原理
氧化还原反应
原电池中的化学反应本质 上是氧化还原反应，其中 负极发生氧化反应，正极 发生还原反应。
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优化电极结构
通过改进电极材料的组成、结 构和制备工艺，可以提高电极 的导电性和催化活性，降低内 阻和极化损失，从而提高能量 转化效率。
提高电解质性能
控制反应条件
选用高性能的电解质材料，如 高分子聚合物电解质、无机固 态电解质等，可以提高电解质 的离子传导能力和稳定性，降 低内阻和自放电率，从而提高 能量转化效率。
建立完善的回收体系，对废弃的化学电源进行回收、拆解和再利用， 减少资源浪费和环境污染。
发展绿色制造技术
采用环保材料和清洁生产技术，降低化学电源制造过程中的能耗和排 放，提高产品的环保性能。
推广绿色消费观念
引导消费者选择环保、节能的化学电源产品，减少不必要的浪费和污 染。
加强政策引导和监管
政府应制定相关政策和标准，鼓励和引导企业和消费者采取环保行动 ，同时加强监管和执法力度，确保环保政策的落实和执行。
废弃物处理
废弃的化学电源如处理不当，会对土壤和水体造 成污染，其中的重金属和有害物质还可能通过食 物链危害人类健康。
温室气体排放
化学电源在使用和废弃处理过程中会产生温室气 体，如二氧化碳、甲烷等，加剧全球气候变化。
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
《高一化学化学电源》课件
从而形成电流。
电解池的工作原理
电解池是将电能转化为化学能 的装置，由电源、电解液和电 极组成。
当电流通过电解液时，阳极发 生氧化反应，阴极发生还原反 应，从而在两极之间形成电位 差。
电解池中的电极反应与原电池 相反，电流通过电解液时，电 解质溶液中的离子在电极上发 生氧化还原反应。
电池的电动势与能量转换
4. 连接灯泡
将灯泡连接到电池上，观察灯 泡是否发光。
1. 准备材料
确保所有材料都准备齐全，并 检查其质量。
3. 加入稀硫酸
在容器中加入适量的3%稀硫 酸，将铜片和锌片浸入其中。
5. 记录结果
记录实验过程中的现象和结果 。
实验结果与讨论
灯泡发光
如果灯泡发光，说明化学反应产生了电流，原电池工作正 常。
铅蓄电池
1859年，普兰特发明了铅 蓄电池，并被广泛应用于 汽车和电动车领域。
锂离子电池
1991年，索尼公司成功开 发出了锂离子电池，具有 高能量密度、无记忆效应 等优点。
新型化学电源的研究进展
固态电池
固态电池使用固态电解质代替了 传统的液态电解质，具有更高的
能量密度和安全性。
燃料电池
燃料电池通过氢气和氧气反应产生 电能，具有高效、环保、可再生的 特点。
料组成。
干电池的电压较低，通常为1.5伏 特，使用时间较短，适用于小型 电子设备如遥控器、计算器等。
干电池的优点是易于购买和使用 ，价格便宜，缺点是使用时间短
，容易漏液。
铅蓄电池
铅蓄电池是一种可充电的化学电源， 由铅、氧化铅和硫酸等材料组成。
铅蓄电池的优点是容量大、电压稳定 、使用寿命长，缺点是较重、充电时 间长、容易产生硫酸盐化现象。
电解池的工作原理
电解池是将电能转化为化学能 的装置，由电源、电解液和电 极组成。
当电流通过电解液时，阳极发 生氧化反应，阴极发生还原反 应，从而在两极之间形成电位 差。
电解池中的电极反应与原电池 相反，电流通过电解液时，电 解质溶液中的离子在电极上发 生氧化还原反应。
电池的电动势与能量转换
4. 连接灯泡
将灯泡连接到电池上，观察灯 泡是否发光。
1. 准备材料
确保所有材料都准备齐全，并 检查其质量。
3. 加入稀硫酸
在容器中加入适量的3%稀硫 酸，将铜片和锌片浸入其中。
5. 记录结果
记录实验过程中的现象和结果 。
实验结果与讨论
灯泡发光
如果灯泡发光，说明化学反应产生了电流，原电池工作正 常。
铅蓄电池
1859年，普兰特发明了铅 蓄电池，并被广泛应用于 汽车和电动车领域。
锂离子电池
1991年，索尼公司成功开 发出了锂离子电池，具有 高能量密度、无记忆效应 等优点。
新型化学电源的研究进展
固态电池
固态电池使用固态电解质代替了 传统的液态电解质，具有更高的
能量密度和安全性。
燃料电池
燃料电池通过氢气和氧气反应产生 电能，具有高效、环保、可再生的 特点。
料组成。
干电池的电压较低，通常为1.5伏 特，使用时间较短，适用于小型 电子设备如遥控器、计算器等。
干电池的优点是易于购买和使用 ，价格便宜，缺点是使用时间短
，容易漏液。
铅蓄电池
铅蓄电池是一种可充电的化学电源， 由铅、氧化铅和硫酸等材料组成。
铅蓄电池的优点是容量大、电压稳定 、使用寿命长，缺点是较重、充电时 间长、容易产生硫酸盐化现象。
化学电源-完整PPT课件
[知识小练] 1．写出下列燃料电池装置的总反应方程式和电极反应式
[答案] ①CH4＋2O2===CO2＋2H2O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 2O2＋8e－＋8H＋===4H2O ②CH4＋2O2＋2OH－===CO23－＋3H2O CH4－8e－＋10OH－===CO23－＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
(2)复杂电池反应的电极反应式书写 复杂的电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应 式 如 CH4 碱性燃料电池负极反应式的书写： CH4＋2O2＋2OH－===CO23－＋3H2O……总反应式 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式 CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO23－……负极反应式
一次电池：活性物质__发__生__氧__化__还__原__反__应___的 物质消耗到一定程度，就不能使用了，其电解 质溶液制成__胶__状__，不流动，也叫做__干__电__池__，如锌锰电池 化学电池二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得 再 燃生 料， 电又 池称 ：一__充种__电连__电续__池地__或将__蓄____燃电____料池____和____氧__， _化_如 _剂_铅 __蓄 的电 化池 学 能直接转换成电能的化学电池，如氢氧燃料电池
(2)充电时。 铅蓄电池的充电反应是放电反应的__逆__过__程___。 阴极：__P_b_S_O_4_(_s)_＋__2_e_－_=_=_=_P__b_(s_)_＋__S_O_4_2_-(_a_q_) (__还__原__反应) 阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO42－(aq)(_氧__化__反应) 总反应：__2_P__b_S_O_4_(s_)_＋__2_H_2_O_(_l_)=_=_=__P_b_(s_)_＋__P_b_O_2_(_s)_＋__2_H__2S_O__4(_a_q_)___。 上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：
《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
ppt课件
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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
化学电源ppt课件
②优点：能连续不断的提供电能。能量转换率高(超过80%，普通的只有30%)，有利于
节约能源，排放的废弃物少甚至零排放，绿色环保。
③缺点：体积较大、附属设备较多
氢氧燃料电池：
氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料 (H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反 应和还原反应。
-+
总反应：2H2＋O2 2H2O
一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（常见的燃料除H2外， 还有烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、肼(NH2—NH2)等，氧化剂为空气中的氧气或纯 氧。
①结构特点： 电极本身只是催化转化元件，不参与反应 ，但具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭 电极等；反应物（燃料和氧化剂）不是储存在电池内部，由外部连续供给；产物不断排 出。
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境
工作原理:
①放电过程:
放电：化学能转化为电能 充电：电能转化为化学能
负极：Pb-2e- + SO42- PbSO4 氧化反应 正极：PbO2 +2e- + 4H++SO42- PbSO4 +2H2O 还原反应
电池总反应：2H2 + O2= 2H2O
负极
2H2 - 4e- = 4H+
正极 负极 正极 负极 正极 负极 正极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
节约能源，排放的废弃物少甚至零排放，绿色环保。
③缺点：体积较大、附属设备较多
氢氧燃料电池：
氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料 (H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反 应和还原反应。
-+
总反应：2H2＋O2 2H2O
一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（常见的燃料除H2外， 还有烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、肼(NH2—NH2)等，氧化剂为空气中的氧气或纯 氧。
①结构特点： 电极本身只是催化转化元件，不参与反应 ，但具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭 电极等；反应物（燃料和氧化剂）不是储存在电池内部，由外部连续供给；产物不断排 出。
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境
工作原理:
①放电过程:
放电：化学能转化为电能 充电：电能转化为化学能
负极：Pb-2e- + SO42- PbSO4 氧化反应 正极：PbO2 +2e- + 4H++SO42- PbSO4 +2H2O 还原反应
电池总反应：2H2 + O2= 2H2O
负极
2H2 - 4e- = 4H+
正极 负极 正极 负极 正极 负极 正极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
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3.如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解 质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的总反应式为： Zn +Ag2O====ZnO+2Ag。根据以上提供的资料，判断下列说 法正确的是（ B ）
A．锌为正极，Ag2O为负极
B．放电时正极附近溶液的pH升高 C．放电时负极附近溶液的pH升高 D．溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动
4.随着生活水平的不断提高，废电池必须集中处理的问 题被提到议事日程上来，首要原因是（ D ） A.利用电池外壳的金属材料
B.回收其中的石墨电极
C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品 D.防止电池中的汞、镉、铅等重金属离子污染水或土壤
5.（双选）下图为氢氧燃料电池工作原理示意图，按此图 提示，下列叙述不正确的是( A、D )
酸性和碱性氢氧燃料电池中，反应进行一段时间后电解质 溶液的pH分别如何变化？
碱性氢氧燃料电池中pH变小，
酸性氢氧燃料电池中pH变大。
燃料电池、充电电池的一般解题思路：
已知电池反应，根据化合价升降，确定正负极反应的物质； 注意电解质溶液可能参与电极反应，判断电极反应式的对 错或电解质溶液pH的变化。
第2课时
化学电源
1.了解常见化学电源的种类及其工作原理；
2.通过学习几种重要的化学电源，了解原电池在实际生活 中的应用。
化学电源是能够实际应用的原电池 锂 电 池 干 电 池
叠 层 电 池
钮 扣 电 池
了解化学电源的分类 普通锌锰干电池 一次电池 碱性锌锰电池 锌银钮扣电池
(干电池)
化学 电源 二次电池 (蓄电池或 可充电电池)
利用氢气、天然气等燃料与氧气 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。 用途：宇宙飞船，应用前景广阔。