人教版化学选修四化学电源
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人教版高中化学选修四 化学电源 PPT课件
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
燃料电池汽车
四、燃料电池：
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
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
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
燃料电池汽车
四、燃料电池：
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
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
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
化学电池的分类
一次电池：
活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫 充电电池或蓄电池
燃料电池：
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
比功率：
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
❖
1．戏曲脸谱的审美之所以受到各门传 统艺术 的影响 ，是因 为戏曲 艺术综 合了多 门类传 统艺术 ，受到 各门传 统艺术 美学思 想的影 响。
❖
2．民间美术作品中的脸谱，与戏曲舞 台上的 脸谱大 多是相 同的， 而有时 不尽相 同的脸 谱图案 ，都是 自由发 挥和再 创造的 结果。
❖
10. 经过时间淘洗的经典之作，是不同 时期的 重要作 家倾其 心力与 才力创 作出来 的时代 精品
❖
11. 经过不同时期淘洗的经典之作是重 要的时 代精品 ，不同 时期的 作家倾 尽了心 力与才 力
感谢观看，欢迎指导！
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
3、银锌纽扣电池
总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
第二节 化学电源
第一课时
化学电池的分类
一次电池：
活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫 充电电池或蓄电池
燃料电池：
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
比功率：
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
❖
1．戏曲脸谱的审美之所以受到各门传 统艺术 的影响 ，是因 为戏曲 艺术综 合了多 门类传 统艺术 ，受到 各门传 统艺术 美学思 想的影 响。
❖
2．民间美术作品中的脸谱，与戏曲舞 台上的 脸谱大 多是相 同的， 而有时 不尽相 同的脸 谱图案 ，都是 自由发 挥和再 创造的 结果。
❖
10. 经过时间淘洗的经典之作，是不同 时期的 重要作 家倾其 心力与 才力创 作出来 的时代 精品
❖
11. 经过不同时期淘洗的经典之作是重 要的时 代精品 ，不同 时期的 作家倾 尽了心 力与才 力
感谢观看，欢迎指导！
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
3、银锌纽扣电池
总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版选修4 化学：4.2 化学电源 课件(共18张PPT)
课堂小结
1.先写总反应。 2.给总反应画双线桥。 3.按双线桥拆出两个 电极反应式的主干。 4.用电子守恒、电荷 守恒、原子守恒配平。
电解质的一大职能就 是传导阴阳离子！ 将阳离子从负极区 域传导到正极区域。 将阴离子从负极区 域传导到正极区域。
（一） 操 作 方 法
课后作业： 整理笔记，加强记忆。
⑴12、CH科3O学H家+预3O言2+，4K燃O料H电=2池K2将CO是32+16世H2纪O获得电力的重要途
⑵径正，极美：国3O已2＋计6划H将2O甲+1醇2e燃-=料12用OH于-；军事目的。一种甲醇燃料 负电极池：是2C采H用3O铂H或+1碳6O化H钨-－作12电e-极=2催C化O3剂2- +，1在2H稀2O KOH电解液
+4e一
正极区的PH值会发生怎样的变化？
负极区的PH值会发生怎样的变化？
整个电解质溶液的PH值会发生怎样的变化？
电解质溶液 是氢氧化钠
溶液
电解质的一大职能就是传导OH-！ 将OH-从负极区域传导到正极区域。
OH-
OH-选择性透过膜
燃料电池(连续电池)
甲烷燃料电池：
CH4+2O2=CO2+2H2O
电解质溶液 是稀硫酸
e-
+
e-
燃料电池(连续电池)
4e一
氢氧燃料电池：2H2+O2= 2H2O
请同学们总结：
+4e一
1电.先极写反总应反式应及。电池总反应式之间有哪些联系。
2哪.给个总对反你应来画说双，线最桥好。写！
3.按双线桥拆出两个电极反应式的主干。
4.用电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平。
人教版化学选修四二节《化学电源》PPT课件
解质）
工作原理
铅与二氧化铅在硫酸溶 液中发生氧化还原反应
优点
电压稳定、容量大、使 用寿命长
应用
汽车、摩托车启动电源 ，不间断电源等
锂离子电池
构造
碳材料（负极）、金属氧化物（正极）、锂 盐有机溶液（电解质）
优点
能量密度高、自放电小、无记忆效应
工作原理
锂离子在正极和负极之间嵌入和脱出产生电 流
应用
手机、笔记本电脑、数码相机等
环保与节能
相比传统能源，化学电源具有更高 的能量密度和更少的污染排放，有 助于实现环保和节能目标。
化学电源技术的发展趋势与挑战
发展趋势
化学电源技术正朝着高能量密度 、长循环寿命、快速充电和低成
本的方向发展。
技术挑战
当前化学电源技术仍面临安全性 、稳定性、寿命和成本等方面的 挑战，需要不断进行技术创新和
内阻与极化
内阻
电源内部的电阻，包括电解质、电极 和隔膜等部分的电阻。内阻大小直接 影响电源的输出电压和电流。
极化
电极在电流通过时发生偏离平衡电位 的现象。极化会导致电源输出电压降 低，效率下降。
容量与比能量
容量
表示电源在一定条件下可以输出的电量，通常用安时(Ah)或毫安时(mAh)作为 单位。
比能量
THANKS
感谢观看
燃料电池
构造
阳极、阴极、电解质
工作原理
燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电 子从阳极通过负载流向阴极构成电路
优点
能量转换效04 化学电源的性能 参数与评价指标
电压与电动势
电压
表示电源正负极之间的电势差， 通常用伏特(V)作为单位。
电动势
表示电源内部非静电力将正电荷 从负极移到正极所做的功，也反 映了电源将其他形式的能转化为 电能的本领。
工作原理
铅与二氧化铅在硫酸溶 液中发生氧化还原反应
优点
电压稳定、容量大、使 用寿命长
应用
汽车、摩托车启动电源 ，不间断电源等
锂离子电池
构造
碳材料（负极）、金属氧化物（正极）、锂 盐有机溶液（电解质）
优点
能量密度高、自放电小、无记忆效应
工作原理
锂离子在正极和负极之间嵌入和脱出产生电 流
应用
手机、笔记本电脑、数码相机等
环保与节能
相比传统能源，化学电源具有更高 的能量密度和更少的污染排放，有 助于实现环保和节能目标。
化学电源技术的发展趋势与挑战
发展趋势
化学电源技术正朝着高能量密度 、长循环寿命、快速充电和低成
本的方向发展。
技术挑战
当前化学电源技术仍面临安全性 、稳定性、寿命和成本等方面的 挑战，需要不断进行技术创新和
内阻与极化
内阻
电源内部的电阻，包括电解质、电极 和隔膜等部分的电阻。内阻大小直接 影响电源的输出电压和电流。
极化
电极在电流通过时发生偏离平衡电位 的现象。极化会导致电源输出电压降 低，效率下降。
容量与比能量
容量
表示电源在一定条件下可以输出的电量，通常用安时(Ah)或毫安时(mAh)作为 单位。
比能量
THANKS
感谢观看
燃料电池
构造
阳极、阴极、电解质
工作原理
燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电 子从阳极通过负载流向阴极构成电路
优点
能量转换效04 化学电源的性能 参数与评价指标
电压与电动势
电压
表示电源正负极之间的电势差， 通常用伏特(V)作为单位。
电动势
表示电源内部非静电力将正电荷 从负极移到正极所做的功，也反 映了电源将其他形式的能转化为 电能的本领。
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)
栏 目 链 接
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：
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
栏 目 链 接
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：
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
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
栏 目 链 接
栏 目 链 接
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
人教版高中化学选修4第四章第二节 化学电源 课件(共21张PPT)
剖 析 总 反 应 式
明 确 氧 化 与 还 原
确 定 正 负 极
书 写 电 极 反 应 式
做 加 法 验 证
氧(负);还(正) 总=负+正
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
放电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O2-
H+ H2O
H2O OH-
放电 充电 总反应
放电
充电
负-阴;正-阳
总反应 介质的影响
O2-的转化
两极质量变化
酸性电解质 碱性电解质
总： 2FeO42-+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
• 不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月13日星期三下午3时59分2秒15:59:0222.4.13 • 读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月下午3时59分22.4.1315:59April 13, 2022 • 正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022年4月13日星期三3时59分2秒15:59:0213 April 2022 • 书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
谢谢观赏
You made my day!
第四章第二节 化学电源
高中化学选修四 “三导”新授课程系列
干电池
碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
镉镍电池
氢镍电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 甲烷燃料电池 氢氧燃料电池
左侧用H2O还是 OH-补齐？
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
原子守恒
电荷守恒
做加法可用于验证书写正误
做减法可求另一极反应式
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共张PPT)PPT
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：
放电
Ag2O+Zn+H2O 充电 2Ag+Zn(OH)2
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-
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
化学电池的分类
一次电池：
活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫 充电电池或蓄电池
燃料电池：
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
比功率：
❖
2.写故事 一定要 有头有 尾,完整 地叙述 一件事 。要想 将故事 叙述完 整具体 ，各要 素必须 交代清 楚，揭 示故事 发展变 化的原 因和内 在联系 ，才能 使读者 对整个 故事有 全面完 整的印 象。
❖
3.当然, 各要素 交代清 楚了并 不是故 事就精 彩了。 故事不 能叙述 太简单, 看了开 头就能 猜出结 局;也 不能平 铺直叙 、平淡 无奇,否 则无法 引起读 者的阅 读兴趣 。
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
一、一次电池(干电池)
普通锌锰电池
负极：Zn
正极：MnO2和C
电解质：NH4Cl
负极:
Zn-2e- = Zn2+
正极:
2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ 2MnOOH + 2NH3↑
放电
Ag2O+Zn+H2O 充电 2Ag+Zn(OH)2
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-
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
化学电池的分类
一次电池：
活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫 充电电池或蓄电池
燃料电池：
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
比功率：
❖
2.写故事 一定要 有头有 尾,完整 地叙述 一件事 。要想 将故事 叙述完 整具体 ，各要 素必须 交代清 楚，揭 示故事 发展变 化的原 因和内 在联系 ，才能 使读者 对整个 故事有 全面完 整的印 象。
❖
3.当然, 各要素 交代清 楚了并 不是故 事就精 彩了。 故事不 能叙述 太简单, 看了开 头就能 猜出结 局;也 不能平 铺直叙 、平淡 无奇,否 则无法 引起读 者的阅 读兴趣 。
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
一、一次电池(干电池)
普通锌锰电池
负极：Zn
正极：MnO2和C
电解质：NH4Cl
负极:
Zn-2e- = Zn2+
正极:
2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ 2MnOOH + 2NH3↑
人教版高中化学选修四课件4.2化学电源
书写电极反应式应注意以下几点：
1．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总 反应，总反应减去一存在O2-：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-。
1、氢氧燃料电池两类型：
(1)酸性电解质时：
负极反应式：2H2－4e－===4H＋； 正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)碱性电解质时： 负极反应式：2H2＋4OH－－4e－===4H2O； 正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 返回
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练习、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使 用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃 料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。 请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃 料电池中a极的电极反应式：
--8e-=CO 2-+7H O CH +10 OH 4 3 2 ________________________
2、碱性锌锰电池：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
碱性电池
碱性锌锰电池构造示意图
3、锌银电池—纽扣电池
(-) Zn│KOH│Ag2O(+)
负极(Zn)：Zn +2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极(Ag2O)：Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH-
电池总反应：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag
铅蓄电池的充放电过程：
充电 放电
2PbSO4(s)+2H2O(l)
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
三、燃料电池
1、氢氧燃料电池 ① (-) Pt│H2│H+│O2│Pt (+) 负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O ②(-) Pt│H2│OH-│O2│Pt (+) 负极(Pt)：2H2- 4e- + 4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2+ 2H2O + 4e- = 4OH电池总反应：2H2+O2=2H2O
高中化学人教选修四课件：第4章 第2节 化学电源(共78张PPT)
总反应:
。
微思考 1 一次电池和二次电池有什么区别?
【答案】一次电池不可充电,二次电池可以充电,可以重复使用。
微思考 2 可充电电池的反应是可逆反应吗?
【答案】可充电电池有充电和放电两个过程,放电时的原理是原 电池,充电时的原理是电解池;放电时的负极反应和充电时的阴极反 应,放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆,因此总反 应在形式上也是互逆的,但因为互逆的反应是在不同条件下进行的, 所以并不属于可逆反应。
2Pb(s)+SO4 (aq)-2e-
PbSO4(s);
正极:
PbO2(s)+4H+(aq)+SO4
2-
(aq)+2e- PbSO4(s)+2H2O(l); 2PbSO4(s)+2H2O(l)。
总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) b.充电时 阴极:PbSO4(s)+2e2Pb(s)+SO4 (aq)
【解析】在锌锰干电池中,锌外壳是负极,石墨碳棒是正极,在外 电路中电子从锌外壳流向碳棒,电流的方向与电子的流向相反,电池 内部,阳离子向正极碳棒移动,故 A 项正确,B、C、D 三项均错误。 【答案】A
3.燃料电池是燃料(如 CO、H2、CH4 等)与氧气或空气起反应,将此反 应的化学能转化为电能的装置,电解质溶液通常是 KOH 溶液。下列 关于甲烷燃料电池的说法不正确 的是( ．．． A.负极反应式为 CH4+10OH--8e)。
(2)工作时,正极的电极反应式为 。 (3)工作时,电解质溶液的 pH (4)工作时,电解质溶液中阴离子移向 (5)电流方向从 极流向 极。 (填“增大”“减小”或“不变”)。 极。
人教版化学选修四4.2化学电源(17张)ppt
人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
减少污染 节约资源
人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
【课堂练习】
1.如图所示，烧杯内盛水，铁
圈和银圈直接相连接，在接头
处用一根绝缘细线吊住使之平
衡，小心地向烧杯中央滴入
CuSO4溶液，一段时间后可观察到的现象是 A.两圈仍保持平衡 B.铁圈向下倾斜
人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
碱性锌-锰干电池
电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
电解质： KOH
负极：——Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：——MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH + 2OH-
负极
正极 负极 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
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正极：_____________________。
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1．戏曲脸谱的审美之所以受到各门传 统艺术 的影响 ，是因 为戏曲 艺术综 合了多 门类传 统艺术 ，受到 各门传 统艺术 美学思 想的影 响。
人教版选修四高中化学4.2-化学电源(共45张PPT)
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• ①放电过程——原电池
负极：氧化反应 Pb+SO42--2e-=PbSO4 正极：还原反应
优点：比能量大、电压稳定、储存时间长， 适宜小电流连续放电。
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为什么废旧纽扣电池应专门回收？
• 钮扣电池含有汞，当其废弃在自然界里，外 层金属锈蚀后，汞就会慢慢从电池中溢出来， 进入土壤或在下雨之后进入地下水，再通过 农作物进入人体，损伤人的内脏。在微生物 的作用下，无机汞可以转变成甲基汞，聚积 在鱼类的身体里，人食用了这种鱼后，甲基 汞会进入人的大脑细胞，使人的神经系统受 到严重破坏，重者会发疯致死。日本水俣病 就是甲基汞所致。
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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。
• 在锂电池家族中,有特高容量而且自放电率特 别低的,主要使用在工业自动化仪表仪器中的 锂—亚硫酰氯电池;也有长寿又安全的用于心 脏起搏器的锂—碘电池;还有在环境温度一二 条件下应用于井下的锂—氧化铜电池,及
在照相机中使用的锂……
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永久性人造心脏在美问世
•锂碘电池可作为真正的干电池的代表。它的负 极是金属锂，正极是I3-的盐，固体电解质为能够 传导锂离子的LiI晶体，可将放电时负极产生的 锂离子传导到正极与碘的还原产物I-结合。—— 可用于心脏起搏器。
人教版高中化学选修四课件4.2化学电源
小结：
1、一次电池
——锌锰干电池 掌握每一类典型 电池的正负极、 电极反应；了解 每一类电池的优 缺点；对其它电 池有初步的认识
化 学 2、二次电池 ——铅蓄电池 电 源 3、燃料电池
——氢氧燃料电池
冲击高考题:1、（江苏高考）碱性电池具有容量大、 放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌 - 锰碱性 电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：
二次电池
铅蓄电池
①放电过程
铅蓄电池
负极
正极
氧化反应 负极： Pb+SO42--2e-=PbSO4 还原反应 正极： PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O 放电过程总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
②充电过程
Zn Zn A B s ＋2MnO2 s ＋H2O OH 2 s ＋Mn2O3 s 电池工作时，锌失去电子 电池正极电极反应式为： l ＝
C
下列说法错误的是（）
2MnO2 s 2OH aq
C D
＋ H2O
l
＋ 2e
＝ Mn2O3
s
＋
电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 外电路中每通过0 2mol电子，锌的质量理论上
燃料电池与前几种电池的差别：
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充； ②反应产物不断排出； ③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利 于节约能源。 缺点：体积较大、附属设备较多 优点：能量转换率高、清洁、对环境好 其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池 ……
若将上述碱性电池中的燃料换成甲烷，请写出电 极反应式和总反应式。
高中化学人教版选修4课件：4.2 化学电源
第二节
化学电源
-1-
第二节 化学电源
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学 习 目 标 思 维 脉 络 1.了解化学电源 的分类。 2.熟悉几种常见 化学电源的组成 及工作原理,会 熟练书写电极反 应式。 3.了解化学电源 的广泛应用及废 旧电池对环境的 危害及处理方 法。
-4-
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(2)银锌电池: ①组成: 负极:Zn,正极:Ag2O,电解质:KOH。 ②工作原理:
负极反应:Zn+2OH--2eZn(OH)2; 正极反应:Ag2O+2e -+H2O 2Ag+2OH-。 电池反应:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH) 2+2Ag。
-10-
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3.燃料电池是一种新型电池,它利用燃料在反应过程中把化学能 直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应如下:X 极,O2(g)+2H2O(l)+4e4OH-;Y极,2H2(g)+4OH--4e4H2O(l)。 下列判断中,正确的是( ) A.X是负极 B.Y是正极 C.Y极发生还原反应 D.Y极发生氧化反应 答案:D
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学 习 目 标 思 维 脉 络 1.了解化学电源 的分类。 2.熟悉几种常见 化学电源的组成 及工作原理,会 熟练书写电极反 应式。 3.了解化学电源 的广泛应用及废 旧电池对环境的 危害及处理方 法。
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(2)银锌电池: ①组成: 负极:Zn,正极:Ag2O,电解质:KOH。 ②工作原理:
负极反应:Zn+2OH--2eZn(OH)2; 正极反应:Ag2O+2e -+H2O 2Ag+2OH-。 电池反应:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH) 2+2Ag。
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3.燃料电池是一种新型电池,它利用燃料在反应过程中把化学能 直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应如下:X 极,O2(g)+2H2O(l)+4e4OH-;Y极,2H2(g)+4OH--4e4H2O(l)。 下列判断中,正确的是( ) A.X是负极 B.Y是正极 C.Y极发生还原反应 D.Y极发生氧化反应 答案:D
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人教版化学选修4第四章第二节化学电源
二次电池
燃料电池
减 少 污 染 节 约 资 源
绿色电池种种
1、金属氢化物镍电池
2、锂离子蓄电池
3、可充电碱锰电池 4、太阳能电池
……
1、电池是人类生产和生活中的重要能量来源， 各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡 献，下列有关电池的叙述不正确的是( B ) A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．甲醇燃料电池中甲醇参与正极反应 C．碱性锌锰电池中，锌电极是负极 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的硅
1791年他在解剖时在实验 室将悬有去了皮的青蛙腿的 铜钩挂在铁架台上，发现蛙 腿会有肌肉抽搐的现象。伽 伏尼认为动物的组织会产生 电流，而金属是传递电流的 导体。
（意大利生物 学家伽伏尼）
他从独特的角度认为电 流是由两种不同的金属产 生的，经过一系列的实验， 终于在1800年成功研制 了世界上第一个能产生稳 （法国物理定电流的电池（见下图）。
正极
正极：2MnO2+2e-+ 2H2O =2MnOOH+2OH氢氧化氧锰
电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+2Zn(OH)2
碱性锌锰电池构造示意图 碱性电池
• 优缺点简析：只能一次使用，不能充电； 价格较贵；比能量和储存时间有所提高， 适用于大电流和连续放电。
银锌电池
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 19751983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。 1979-1987,为 美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。
碱性锌－锰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。
人教版选修4第四章第二节化学电源
电极 反应 以及 电池 总反 应 特点
负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋ 负极(Zn):Zn + 2OH-－2e-
正极(C):
＝Zn(OH)2
22e-NH4+ + 2MnO2 + 总=H2反2ON应H:Z3n++2MMnn2OO23 + +2NH4+ ＝Zn2＋+2NH3 + Mn2O3+H2O
正极(C):
正极反应：
Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2
总反应：
Li1－xMO2＋LixCn======nC＋LiMO2或Li1－xMO2 ＋xLi=====LiMO2。
三、二次电池
1、二次电池又称充电电池，放电时进行的氧化还原
反应在充电时可以逆向进行。优点：可以重复使用。
放电—原电池—化学能转化为电能 充电—电解池—电能转化为化学能
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
四、燃料电池（重点）
与其它电池区别：反应 物不是储存在电池内。
1、优点
①高效、环境友好（产物无污染）。
② 燃料电池的电极本身不参与化学 反应，只是一个催化转化元件。
燃料电池工作时燃料与氧化剂由外部持 续供给。
小型高性能燃料电池
④燃料电池中电解质溶液酸碱性不同时， 化学反应也不相同。
练习：肼（N2H4）空气燃料电池
电解质为碱性时 负极: N2H4+4OH- -4e-=N2 +4H2O 正极: O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应方程式为:N2H4+O2=N2+2H2O
电解质为酸性时 负极:N2H4- 4e-+=N2+4H+ 正极:O2+4e-+4H+=2H2O 总反应方程式为:N2H4+O2=N2+2H2O
4.2化学电源课件(人教新课标选修4)
正极反应
总反应
O2+4e—+4H+==2H2O
2H2+O2==2H2O
O2+4e—+2H2O==4OH—
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。 （2）污染小，被誉为“绿色”发电站。
要点一： 化学电源电极反应式的书写 1.根据装置书写电极反应式 （1）先分析题目给定的图示装置，确定原电池的正负极上的反应 物质。 （2）电子反应的书写 ①负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的 阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。 如铅蓄电池， 2－ SO 4 负极：Pb+ —2e—==PbSO4。 ②正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有 以下规律： 电解质是碱性或中性：O2+2H2O+4e-==4OH电解质是酸性：O2+4H++4e-==2H2O
【例2】 生产铅蓄电池时，在两极板上的铅锑合金棚架上均匀涂上膏 状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是
PbO2+Pb+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
下列对铅蓄电池的说法错误的是（ ） A.理论上需要定期补充硫酸 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 2－ SO 4 ==PbSO Pb-2e-+ 4 D.工作时电解质溶液的密度减小 解析：铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的物质是负极，发 生还原反应的物质是正极，所以Pb是负极，PbO2是正极；在工作时，负 2－ 2+ 2+ SO 极发生的反应是铅失去电子生成Pb ，Pb 与溶液中的 生成PbSO 4 4 沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，理论上不需要定期补 充硫酸，A错误。工作时，不断生成PbSO4，所以电解质溶液的密度减小。 答案：A。
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其结果又如何呢？写出电极反应。
熔融的氯化钠中有Na+和Cl— ，Na+在
阴极放电生成金属钠，Cl—在阳极放电生成
铜
CuCl2溶液
KI-淀 粉试纸变蓝 ——Cl2
结论：CuCl2溶液在电流的作用下发生了 化学变化，分解生成了Cu和Cl2
实验分析：
电解氯化铜溶液微观模拟
第三节 电解池
一、电解原理 1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、 阳两极引起氧化还原反应的过程。 注意：①电流必须是直流而不是交流。 ②熔融态的电解质也能被电解。 2、电解池（电解槽）： 把电能转化为化学能的装置
【思考5】如何书写电极反应方程式和总方程式？
６、电极反应式的书写：
（以电解CuCl2 为例）
阳离子移向阴极放电，
e－ 阴极
e－ 阳极
阴离子移向阳极放电
C
C
阴极：Cu2++2e-＝Cu 还原反应
阳极：2Cl- -2e- ＝Cl2 ↑ 氧化反应
总反应式： 通式：
CuCl2
电解
Cu+Cl2 ↑
阴极：氧化剂＋ne- = 还原产物
电子的流向: 电子从外加电
源的负极流出，流到电解 e－
e－
池的阴极，再从阳极流回 阴极
阳极
电源正极。（注意：电子 C
C
只在外电路定向移动，不
能从溶液中移动）
离子定向移动的方向:
CuCl2溶液
阳离子向阴极移动,
阴离子向阳极移动。
【思考4】电解质溶液导电的实质是什么？
5、电解质溶液导电的实质
对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电 子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电 解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应； 电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组 成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应， 电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源 的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔 融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过 溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液 （或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质 溶液（或熔融态电解质）的电解过程。
CuCl2溶液
——仅仅导电，不参与反应
活性电极(除铂、金外的金属)：
——既可以导电、又可以参与电极反应
【思考2】形成电解池的条件是什么？
4、形成电解池的条件 e－
e－
⑴与电源相连的两
⑵电解质溶液或熔化的
电解质
⑶形成闭合回路
CuCl2溶液
【思考3】在电解过程中，电子、离子 是如何形成闭合回路的？
人教版选修4 · 化学反应原理 第四章 电化学基础
第二节 化学电源
〖复习回顾〗
想一想：构成原电
池的条件是什么?
e－
e－
Zn
Cu
⑴两个活性不同的电极
⑵电解质溶液(一般与活泼性强 的电极能发生氧化还原反应)
⑶形成闭合回路
CuCl2溶液
(4)自发进行的氧化还原反应
原电池：将化学能转变为电能的装置。
〖复习回顾〗
【思考11】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2＋和Cl－放
电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？
溶液中Cu2+和Cl—放电完毕后，原溶液变为纯 水，此时，在纯水中存在H+和OH—， H+在阴极放 电，OH—在阳极放电，实际上是电解水的过程， 所以：
阴极：4H+ + 4e— = 2H2 ↑
阳极：4OH— －4e— =2H2O + O2 ↑ 总反应：2H2O电=解2H2↑ + O2 ↑ 【思考12】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解 质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。
注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,
不阳同极时按：（①H+）活性材料作电极时：金属在阳极失 电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容 易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时： 溶液中阴离子的放电顺序是：
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F-
CuCl2溶液
阳极：还原剂－ne- = 氧化产物
总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子
（考虑电子守恒）
【思考6】电解后氯化铜的浓度如何变化？ 变小
【思考7】若要使电解质溶液复原，怎么办？ 加CuCl2溶液
【思考8】什么叫放电？
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
【思考9】为什么Cu2+、Cl-放电，而不是
H+和OH-？
阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关
阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关
【思考10】阴阳离子的放电顺序是什么？
７、离子放电顺序： 阴极无: 论是惰性电极还是活性电极都不参与电 极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离 子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
【思考1】电解池的两极是怎样确定的？
３、两个电极及电极反应
⑴、两个电极的确定及电极反应
e－
e－
阴极
阳极
C
C
CuCl2溶液 阴极：与电源负极相连——电子流进——还原反应
阳极：与电源正极相连——电子流出——氧化反应
⑵、两个电极的类型： 惰性电极与活性电极
阴极 C
阳极 C
阴极 Cu
阳极 Cu
CuCl2溶液 惰性电极(铂、金、石墨)：
（1）溶液中所含阳离子：H+、Na+，
放电顺序：H+ > Na+
阴 极：2H+ + 2e— = H2 ↑
（2）溶液中所含阴离子：OH—、Cl—，
放电顺序：Cl— > OH—
阳 极：2Cl— －2e— = Cl2 ↑
总反应：
2NaCl
+
电解
2H2O =
2NaOH
+
H2
↑+
Cl2
↑
【思考13】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，
问一问：原电池的
电极如何判断?
e－
e－
负极
正极
Zn
Cu
较不活泼金属 较活泼金属 或非金属
电子流出 电子流入
CuCl2溶液
氧化反应 还原反应
原电池：将化学能转变为电能的装置。
〖复习回顾〗
写一写：原电池的 电极反应式?
G
Zn
Cu
负极： Zn – 2e- = Zn2+
正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu 电池总反应：Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
CuCl2溶液
联想*质疑
C
C
如果把两根石墨棒作电极插入 C这u还Cl是2 溶原液电中池，装外置接吗直？流电源，CuCl2溶液
一、电解原理（以电解氯化铜为例） 实验4-2：用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液
现象：
阴极：碳棒上有一层红色 阳极
阴极
的物质析出 ——铜
阳极：有气泡，气体有刺
氯 气
激性气味，并能使 湿润的