人教版高中化学选修4-化学反应原理-第四章-第二节-化学电源(第1课时)PPT课件

17
二次电池
②充电过程 接电源负极
阴极：PbSO4 +2e- =Pb + SO42- 还原反应
阳极：
接电源正极
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42- 氧化反应 充电过程总反应：
2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程：
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
2020/11/3
15
二次电池
二、二次电池
二次电池特点：又称充电电池 或蓄电池，放电后可以再充电， 使活性物质可以获得再生。这 类电池可反复多次使用。
1、铅蓄电池
铅蓄电池是以平行排列的
铅、铅锑合金或铅钙合金栅 板为主架，栅格中交替地填 充着负极和正极地铅和二氧 化铅，电解质为H2SO4溶液。
2020/11/3
新课标人教版高中化学课件系列
选修4 化学反应原理 第四章 电化学基础 第二节 化学电源
第1课时
2020/11/3
1
化学电源
形形色色的电池
A
Cu
Zn
a极 b极
稀H2SO4
H2O
CH4
O2
KOH溶液
2020/11/3
2
化学电源
形形色色的电池
2020/11/3
3
化学电源
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
正极反应 两电极质量
PbO2→PbSO4 增加
PbSO4→ PbO2 减少
硫酸溶液 硫酸浓度变小,密度变小 硫酸浓度变大,密度变大
能量转换
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：——MnO2
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
2020/11/3
12
一次电池
3、锌银钮扣电池
锌银电池的负极是Zn， 正极是Ag2O，电解质是 KOH。
二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可 以再充电使活性物质获得再生；
燃料电池：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。
2020/11/3
6
化学电源
2、化学电池的分类
普通锌锰干电池
一次电池 碱性锌锰电池
锌银纽扣电池
铅蓄电池
化学电池 二次电池 银锌蓄电池
锂离子电池
燃料电池 氢氧燃料电池
2020/11/3
体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运 而生。这类电池的重要特征是电解液由原来 的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电 流大幅度提高。
11
一次电池
2、碱性锌-锰干电池
电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2M氢n氧O化O氧H锰+Zn(OH)2 负极：——Zn
2020/11/3
7
化学电源
3、化学电源的组成
正极：常选用金属氧化物 负极：常选用较活泼金属
与活性物质一起构成电极的添加剂一般有：导电剂、 粘结剂、缓蚀剂等。
电解液：高导电率，化学稳定性好、不易挥发、易于 长期贮存
隔膜：较高离子传输能力，较低电子导电能力，好的 化学稳定性和一定的机械强度。
2020/11/3
H2SO4
16
二次电池
①放电过程
负极：Pb + SO42- -2e- =PbSO4 氧化反应
正极：PbO2 + 4H++SO42-+2e- =PbSO4 +2H2O
放电过程总反应：
还原反应
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
2020/11/3
8
化学电源
4、衡量电池优劣的指标
比能量：电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少，符号(W·h)/kg ,(W·h)/L
比功率：电池单位质量或单位体积所能输出 功率的大小，符号W/kg ,W/L
储存时间：电池的储存时间的长短 除特殊情况外，质量轻、体积小而输
出电能多、功率大、储存时间长的电池， 更适合使用者的需要。
2020/11/3
4
化学电源
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 摄 像 机 专 用 电 池
手机专用电池 各 式 各 样 的 纽 扣 电 池
2020/11/3
5
化学电源
1、化学电池
化学电池是将化学能转变为电能的装置。
它主要包括一次电池、二次电池、燃料电池。
一次电池（干电池）：活性物质消耗到一定 程度，就不能使用；
2020/11/3
18
二次电池
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
2020/11/3
19
二次电池
电池反应
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
(负极) (正极) (电解液)
(白色沉淀)
过程
放电过程
充电过程
负极反应 Pb(铅)→PbSO4(硫酸铅) PbSO4(硫酸铅)→ Pb(铅)
2020/11/3
9
一次电池
一、一次电池(又叫干电池) 普通锌锰电池 1、普通干电池
碱性电池
锌筒
石墨棒
)Z nN H 4 C l Z n C l2M n O 2,C (
NH4Cl、ZnCl2
负极（Zn）：Zn – 2e- = Zn2+
和 H2O等 MnO2和C
正极 （MnO2和C）：
普通锌-锰干电池的结构
负极：Zn +2OH--Hale Waihona Puke Baidue- =Zn(OH)2
正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH总反应: Zn + Ag2O + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2
2020/11/3
13
一次电池
4、锂电池
锂是密度最小的金属，用锂作为电
池的负极，跟用相同质量的其他金属作 负极相比较，使用寿命大大延长。
2NH4++2MnO2 + 2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O
电池反应：
Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2020/11/3
10
一次电池
随着用电器朝着 小型化、多功能化发 展的要求，对电池的 发展也提出了小型化、 多功能化发展的要求。
2020/11/3
14
一次电池
4、锂电池（非水有机溶剂电解液）
负极：2Li - 2e- = 2Li+， 正极：I2 + 2e- = 2I-， 总反应：2Li + I2 = 2LiI
跟其它金属作负极相比，使用寿命延长， 高能、质轻、电压高、工作效率高、储存 寿命长。为什么？
与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂 提供电子数最多。