人教版化学选修四4.2化学电源
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高中化学人教版选修4课件：4.2 化学电源
式:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。
一二三四
3.铅蓄电池的优缺点 (1)优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低 廉,在生产、生活中应用广泛。 (2)缺点:比能量低、笨重,废弃的电池污染环境。
一二三四
四、燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例) 1.基本构造 2.工作原理 负极反应:2H2-4e- 4H+; 正极反应:O2+4H++4e- 2H2O; 总反应:2H2+O2 2H2O。 3.燃料电池的优点 (1)能量转化率高。 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。
一二三四
思考感悟 燃料电池是利用燃料直接燃烧产生的热量发电吗?为什么? 提示:不是。燃料电池产生电流的过程并非燃料的直接燃烧,而 是燃料和氧化剂(氧气)分别在原电池的两极上发生反应,实现化学 能转化成电能。
一、燃料电池的工作原理
1.工作原理 (1)电极:所用电极一般为惰性电极。 负极:H2、烃、甲醇、肼均可作燃料,失电子发生氧化反应; 正极:空气或O2作氧化剂得到电子; 电子沿导线连续不断地把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。
(2)特点:比能量高、电压高、工作温度宽,储存时间长。
一二三四
三、二次电池(以铅蓄电池为例)
1.基本构造 负极:Pb。正极:PbO2。电解质:H2SO4溶液。
一二三四
2.工作原理 (1)放电时。 负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e- PbSO4(s); 正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e- PbSO4(s)+2H2O(l); 总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。 (2)充电时。 铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。 阴极:PbSO4(s)+2e- Pb(s)+SO42-(aq); 阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e- PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(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化学方程
一二三四
3.铅蓄电池的优缺点 (1)优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低 廉,在生产、生活中应用广泛。 (2)缺点:比能量低、笨重,废弃的电池污染环境。
一二三四
四、燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例) 1.基本构造 2.工作原理 负极反应:2H2-4e- 4H+; 正极反应:O2+4H++4e- 2H2O; 总反应:2H2+O2 2H2O。 3.燃料电池的优点 (1)能量转化率高。 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。
一二三四
思考感悟 燃料电池是利用燃料直接燃烧产生的热量发电吗?为什么? 提示:不是。燃料电池产生电流的过程并非燃料的直接燃烧,而 是燃料和氧化剂(氧气)分别在原电池的两极上发生反应,实现化学 能转化成电能。
一、燃料电池的工作原理
1.工作原理 (1)电极:所用电极一般为惰性电极。 负极:H2、烃、甲醇、肼均可作燃料,失电子发生氧化反应; 正极:空气或O2作氧化剂得到电子; 电子沿导线连续不断地把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。
(2)特点:比能量高、电压高、工作温度宽,储存时间长。
一二三四
三、二次电池(以铅蓄电池为例)
1.基本构造 负极:Pb。正极:PbO2。电解质:H2SO4溶液。
一二三四
2.工作原理 (1)放电时。 负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e- PbSO4(s); 正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e- PbSO4(s)+2H2O(l); 总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。 (2)充电时。 铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。 阴极:PbSO4(s)+2e- Pb(s)+SO42-(aq); 阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e- PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(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化学方程
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。
人教版选修4化学4.2《化学电源》课件
放电
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 充电 2PbSO4(s)+2H2O(l)
3)优缺点简析
缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂 离子蓄电池……
2、银锌蓄电池
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 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。
57、付出不一定有收获，努力了就值得了 58、要让事情改变，先改变自己；
酸性 负极 2H - 4e = 4H 2PbSO4(s)+2H2O(l)
2、两个电极均参与反应的原电池
-
+
——马克思24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。 2
正极 O + 4H + 4e = 2H O 53、没有激流就称不上勇进，没有山 54、励志的短句子：自信的生命最 55、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无
末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入 实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下：
氢氧燃料电池
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； ①电极材料：金属为负极，金属化合物为正极． 4)电池优劣的判断标准: Cd+2NiO(OH)+2H2O ⑹用久了的铅蓄电池会对环境造成污染，为什么？ B、 Li是负极，电极反应为Li － e- = Li+ 缺点：放电时间短，电压下降快。 57、付出不一定有收获，努力了就值得了 58、要让事情改变，先改变自己； O2+4e-+2CO2=2CO32Cd+2NiO(OH)+2H2O 43、能吃亏是做人的一种境界，是处世的一种睿智。 ——笛卡儿60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 充电 2PbSO4(s)+2H2O(l)
3)优缺点简析
缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂 离子蓄电池……
2、银锌蓄电池
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 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。
57、付出不一定有收获，努力了就值得了 58、要让事情改变，先改变自己；
酸性 负极 2H - 4e = 4H 2PbSO4(s)+2H2O(l)
2、两个电极均参与反应的原电池
-
+
——马克思24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。 2
正极 O + 4H + 4e = 2H O 53、没有激流就称不上勇进，没有山 54、励志的短句子：自信的生命最 55、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无
末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入 实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下：
氢氧燃料电池
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； ①电极材料：金属为负极，金属化合物为正极． 4)电池优劣的判断标准: Cd+2NiO(OH)+2H2O ⑹用久了的铅蓄电池会对环境造成污染，为什么？ B、 Li是负极，电极反应为Li － e- = Li+ 缺点：放电时间短，电压下降快。 57、付出不一定有收获，努力了就值得了 58、要让事情改变，先改变自己； O2+4e-+2CO2=2CO32Cd+2NiO(OH)+2H2O 43、能吃亏是做人的一种境界，是处世的一种睿智。 ——笛卡儿60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。
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
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
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【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-
人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
正极：_____________________。
人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
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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)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
• 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。
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
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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。
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
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……
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
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四 4-2 化学电源 课件(12张)
3.燃料电池 氢氧燃料电池
（2）碱性（KOH溶液） /中性（Na2SO4溶液） 总反应： 2H2+O2=2H2O 正极： O2+4e-+2H2O=4OH负极： 2H2-4e-+4OH-=4H2O
3.燃料电池 氢氧燃料电池
（3）熔融盐电解质（熔融K2CO3，负极产生气 体作为正极助燃气） 总反应：2H2+O2=2H2O 负极： 2H2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2 正极： O2+4e-+2CO2=2CO32-
绿色电池
总结：书写燃料电池的电极反应式
1、写出燃烧反应； 根据电解液改写燃料电池总反应；
2、写出正极的电极反应式(一般较简单); 正极反应一般为： ①酸性介质 O2+4H++4e－=2H2O ②碱性介质 O2+2H2O+4e－=4OH－ ③ 熔融碳酸盐 O2+4e-+2CO2=2CO323、由燃料电池总反应减去正极的电极反应式 得负极的电极反应式。
3.燃料电池 氢氧燃料电池
（4）熔融盐电解质（氧化锆-氧化钇，可传导O2-） 总反应：2H2+O2=2H2O 正极： O2 + 4e-= 2O2负极： 2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O
3.燃料电池 甲烷燃料电池
（1）酸性电解质（硫酸） 总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O 正极：2O2+8e-+8H+=4H2O 负极：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
3.燃料电池
30%多
燃料的化学能——热能——机械能——电能
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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X 新知导学 D答疑解惑
INZHIDAOXUE
AYIJIEHUO
S随堂检测
UITANGJIANCE
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-
第二节 化学电源
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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-
第二节 化学电源
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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
-6-
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化学电源
-1-
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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。
-10-
第二节 化学电源
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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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高中化学：4-2《化学电源》课件完整版(人教版选修4)
铅蓄电池
锂电池
二次电池——— 二次电池———
铅蓄电池
①放电过程 负极： Pb+SO42--2e-=PbSO4 负极：氧化反应 正极： 正极：还原反应 PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4 +2H2O 放电过程总反应： 放电过程总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O ②充电过程 阴极(接电源负极) 阴极(接电源负极)：还原反应 PbSO4+2e-=Pb+SO42阳极(接电源正极) 阳极(接电源正极)：氧化反应 2PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42充电过程总反应： 充电过程总反应： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4
）：Zn ）： 负极（Zn）： – 2e- = Zn2+ 正极 （MnO2和C）： ）：
2MnO2 + 2H2O + 2e → 2MnOOH + 2OH −
普通锌普通锌-锰干电池的结构
电池总反应： 电池总反应：
Zn + 2 M nO 2 + 2 N H 4 C l → 2 M nO O H + Z n ( N H 3 ) 2 C l 2
优点：比能量和储存时间有所提高， 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； 缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
可充电电池也称为____电池， 可充电电池也称为二次 电池， 电池 可以反复_____电和 电和_____电 可以反复 放 电和 充 电， 是电池发展的一个重要方向。 是电池发展的一个重要方向。
人教版高二化学选修4课件4-2化学电源
知 能
三、二次电池
定 位
铅蓄电池
自
组成：铅蓄电池由两组栅状极板交替排列而负极板上覆盖有________，电解质溶
问 液是________溶液。
题
探
究
资
料
备
课
选
堂
师 生 互 动
课 后 强 化
作
业
化学（人教版）
第四章 电化学基础
知 能 定 位
自 主 研
电池总反应：PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)
备 选
堂
师 生 互 动
课 后 强 化
作
业
化学（人教版）
第四章 电化学基础
知 能
二、一次电池
定 位
碱性锌锰电池
自 主
组成：该电池由负极________、正极________、电解
研 习
质________等组成。
问
其电极反应为：
题
探 究
负极：____________________________________
备 选
堂
师 生 互 动
电池；充电电池；蓄电池；多次重复 2．单位质量 单位体积 比能量
比功率
可储存时
课 后 强 化
作
间的长短
业
化学（人教版）
第四章 电化学基础
知 能 定 位
自 主
二、锌粉 二氧化锰 KOH
研 习
Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2
问 题
2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－
堂
师 生 互 动
课 后 强 化
作
业
化学（人教版）
第四章 电化学基础
高中化学人教选修四 4-2 化学电源 课件 (14张)
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
化学电源
新 型 燃 料 电 池
科技前沿 第 11
页
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮 藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同
化学电源
生活解读 第 12
页
用于“神六”的太阳 能电池 摄 像 机 专 用 电 池
笔记本电脑专用 电池 微 型 混 合 燃 料 电 池
化学 · 选修4《化学反应原 在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电 池的其它应用吗？
生活经验 第3
页
化学电源
交流总结 第4
页
碱性锌锰电池、锌银电 池、铅蓄电池、镉镍电 化学电池 池、氢镍电池、锂离子 将化学能转换成电能 电池等。
的装置 广泛应用于通讯、交通、 电池 太阳能电池 文化、办公及家用电子 产品。高科技、军事、 将太阳能转换成电能的 生产行业也有特殊应用。 装置 原子能电池
化学电源
二、二次电池 铅蓄 1、电池材料 电池 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶 液 2、工作原理
交流总结 第7
页
(1)放电过程 (2)充电过 程 3、特点
化学电源
三、燃料电池 酸性氢氧燃料 1、电池材 料 正极室：通氧气 （氧化剂） 电池
交流总结 第8
页
负极室：通氢（燃料） 气 电解质：H2SO4溶 液 使用铂电极
问题探究 第6
页
锌 筒 石墨 棒 Cl、 NH ZnCl2 和 H 2 O等 MnO 和C 普通锌锰干电池 的结构
2 4
=2MnOOH+ZnCl2+2NH3 负极(Zn)
Zn–2e- =Zn2+ （氧化反应）
优点：能量转换率高、清洁、对环境好
化学电源
新 型 燃 料 电 池
科技前沿 第 11
页
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮 藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同
化学电源
生活解读 第 12
页
用于“神六”的太阳 能电池 摄 像 机 专 用 电 池
笔记本电脑专用 电池 微 型 混 合 燃 料 电 池
化学 · 选修4《化学反应原 在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电 池的其它应用吗？
生活经验 第3
页
化学电源
交流总结 第4
页
碱性锌锰电池、锌银电 池、铅蓄电池、镉镍电 化学电池 池、氢镍电池、锂离子 将化学能转换成电能 电池等。
的装置 广泛应用于通讯、交通、 电池 太阳能电池 文化、办公及家用电子 产品。高科技、军事、 将太阳能转换成电能的 生产行业也有特殊应用。 装置 原子能电池
化学电源
二、二次电池 铅蓄 1、电池材料 电池 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶 液 2、工作原理
交流总结 第7
页
(1)放电过程 (2)充电过 程 3、特点
化学电源
三、燃料电池 酸性氢氧燃料 1、电池材 料 正极室：通氧气 （氧化剂） 电池
交流总结 第8
页
负极室：通氢（燃料） 气 电解质：H2SO4溶 液 使用铂电极
问题探究 第6
页
锌 筒 石墨 棒 Cl、 NH ZnCl2 和 H 2 O等 MnO 和C 普通锌锰干电池 的结构
2 4
=2MnOOH+ZnCl2+2NH3 负极(Zn)
Zn–2e- =Zn2+ （氧化反应）
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。
人教版 选修4 高二化学 4.2化学电源 上课课件【名校课件+集体备课】
纽扣电池
Page 15
普通干电池
正极
碳棒 锌皮 纸隔板
负极 二氧化锰 石墨
氯化锌和氯化 铵的糊状物
普通锌锰干电池
Page 16
碱性锌锰电池
电池符号:
(-)Zn|KOH(7~9mol·dm-3) | MnO2| C(+)
电极反应：
Zn(s)+2OHn (aq)=ZnO(s)+H2O(l)+2e-
电池反应:
成电能的装置 化、及家庭电子产品。高科
电
技及军事也有特殊应用。
池 太阳能电池
将太阳能转化为电能的装置
原子能电池
将放射性同位素自然衰变 时产生的热能通过热电转 化器转变为电能的装置
Page 9
锌锰干电池
Page 10
铅蓄电池
伏特
读一读
1792年，物理学教授伏特根 据一位名叫伽伐尼的解剖学家发 表的一篇论文说动物肌肉里贮存 着电，用金属接触它们，电就会 跑出来。伏特经过一次又一次的 实验，终于在1800年找到了“动 物肌肉里贮存着电”的秘密所在。 为纪念伏特，电压的单位以他的 名字来命名。
A．充电时作阳极，放电时作负极 B．充电时作阳极，放电时作正极 C．充电时作阴极，放电时作负极 D．充电时作阴极，放电时作正极
Page 33
4.据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇
和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电
量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连
续使用一个月才充一次电。其电池反应为： 2CH3OH+3O2 +4OH- =2CO32- +6H2O，则下列说法错
氢氧燃料电池
能转化为电能的化学电源
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10、别再去抱怨身边人善变，多懂 一些道 理，明 白一些 事理， 毕竟每 个人都 是越活 越现实 。
11．这篇散文叙事自然，抒情真诚， 议论率 真，谈 古论今 ，托物 言志， 写出了 自己的 生活虽 没有诗 意，却 努力追 求诗意 的过程 。
12．文章第一段运用比拟、衬托的手 法，既 凸显了 凌晨六 点郊野 的静， 又描摹 出寂静 之下万 物的生 趣，笔 触细致 ，富有 诗意。
第二节 化学电源
化学电池的分类
一次电池（干电池）：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。
普通锌锰电池
碱性电池
化学电池的分类
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。
锂离子充电电池
化学电池的分类
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。
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
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
摄 像 机 专 用 电 池
手机专用电池 池各 式 各 样 的 纽 扣 电
化学电池 将化学能转换成电能
的装置
电池
太阳能电池
将太阳能转换成电 能的装置
将放射性同位素自然
原子能电池 衰变时产生的热能通
过热能转换器转变为 电能的装置
酸性 中性 碱性
负极 正极
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-
燃料电池的规律
2．结合课文内容，借助课文图片，按 顺序说 清楚蝌 蚪成长 的变化 过程， 能看图 讲小蝌 蚪找妈 妈的故 事。
3．通过分角色朗读和讲述故事，感受 小蝌蚪 主动探 索的精 神，增 强阅读 科学童 话的兴 趣
4．能正确、流利地朗读课文，练习用 “象脚 鼓”等词 语，描 述周总 理和傣 族人民 一起过 泼水节 的情景 ，体会 周总理 和傣族 人民心 连心的 深厚情 意。
还原性较强 的物质（大 多是金属电 极本身）
电子流向
流出电子
氧化性较强 的物质
流入电子
酸、碱、 盐溶液或 熔融液
反应类型 氧化反应
还原反应
减少污染 节约资源
【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
感谢观看，欢迎指导！
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，起传导电子的作用。
燃料电池与前几种断补充； 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。
化学电池的组成
组成
负极
正极
电解质
电极材料
能导电的物质
电极上发生 反应的物质
C.银圈向下倾斜 D.有气泡产生，两圈摇摆不定
2.近年我国首创以Al──空气──海水为
能源的新型电池，以海水为电解液．靠空
气中的氧使铝不断氧化而产生电流．其工
作时电极总反应式为：
4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3；请判断： （1）原电池的负极是______；
（2）工作时原电池的两极反应：
负极
；正极
；
（3）工作时原电池正极附近pH______（增
大，减小，不变）。
3.市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、
碳粉、木屑与少量氯化钠、水等。它在使用之前需
用塑料袋与空气隔绝。使用时启开塑料袋上的气孔，
轻轻揉搓就会放出热量来。当使用完后还会发现有
铁锈生成。依上述现象回答：
（1）“热敷袋”放出的热量的利用是利用铁发
5．能积累描写周总理样子的句子，感 受总理 的平易 近人。
通过本课学习让学生对数量词产生兴 趣，培 养学生 能留心 观察周 围事物 、尝试 用数量 词表达 熟悉的 事物的 好习惯 。感受 数量词 儿歌的 语言美 。
6、借助图片、多媒体演示，采用自由 朗读、 指名朗 读，小 组读， 全班读 ，动作 演示、 创设情 景读等 不同的 方式正 确流利 的朗读 课文， 读出水 的神奇 。
7、在反复朗读课文的基础上，知道云 、雨、 雹子、 雪等自 然现象 都是水 的变化 形成的 。
8、时间就像一张网，你撒在哪里，你 的收获 就在哪 里。纽 扣第一 颗就扣 错了， 可你扣 到最后 一颗才 发现。 有些事 一开始 就是错 的，可 只有到 最后才 不得不 承认。
9、世上的事，只要肯用心去学，没 有一件 是太晚 的。要 始终保 持敬畏 之心， 对阳光 ，对美 ，对痛 楚。
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-
三、二次电池
四、燃料电池
氢氧燃料电池
介质
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
生
反应放出的热量；
（2）碳粉的主要作用__________________；
（3）加入氯化钠的作用是_____________；
（4）试写出上述变化过程中的电极反应式方程式：
负极：____________________；
正极：_____________________。
1.能分角色朗读课文。借助图片、表 示时间 变化的 句子、 表示动 作的词 语，了 解课文 内容。
小型高性能燃料电池
福田燃料电池汽车
二、一次电池
普通锌锰干电池
锌筒
负极 （Zn）：Zn – 2e- = Zn2+
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
正极
MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
（MnO2和C）：
电池反应：
Z n 2 M n O 2 2 N H 4 C l 2 ZM nCn O l2O +H 2 NZ Hn 3( +N H M3 n) 22 C Ol 2 3 +H2O