学修4--42-化学电源-课件
合集下载
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。
人教版高中化学选修四4.2--化学电源(共29张PPT)
_C_H__4+__1_0_O_H__--_8_e_-=_C_O__32_-+__7_H_2_O
ab
此时电池内总的反应式 ：
C_H__4+_2_O__2+__2_K_O_H_=_K__2C_O__3+_3_H__2O_
b极：2O4
O2 KOH溶液
化学电源
3、锂电池
锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池，其中用 廉价的r-MnO2作正极活性材料，电解液是LiClO4溶于碳酸丙烯（简称 PC）和二甲基氧乙烷（简称DMF）的混合溶剂中，浓度为1mol/L，其 浓度比是PC：DME=1:1，电池反应为：
负极的反应：Li - e- = Li + 正极的反应：Li + + MnO2 + e- = LiMnO2 电池总反应：Li + MnO2 = LiMnO2
三、燃料电池
（2）不同类型的氢氧燃料电池 ① 酸性
负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O
②碱性
负极(Pt)：2H2- 4e- + 4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2+ 2H2O + 4e- = 4OH电池总反应：2H2+O2=2H2O
化学电源
习题导第学23 页
6、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优
点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可
以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可
表示为2H2-4e-=4H+ ，则其正极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O
ab
此时电池内总的反应式 ：
C_H__4+_2_O__2+__2_K_O_H_=_K__2C_O__3+_3_H__2O_
b极：2O4
O2 KOH溶液
化学电源
3、锂电池
锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池，其中用 廉价的r-MnO2作正极活性材料，电解液是LiClO4溶于碳酸丙烯（简称 PC）和二甲基氧乙烷（简称DMF）的混合溶剂中，浓度为1mol/L，其 浓度比是PC：DME=1:1，电池反应为：
负极的反应：Li - e- = Li + 正极的反应：Li + + MnO2 + e- = LiMnO2 电池总反应：Li + MnO2 = LiMnO2
三、燃料电池
（2）不同类型的氢氧燃料电池 ① 酸性
负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O
②碱性
负极(Pt)：2H2- 4e- + 4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2+ 2H2O + 4e- = 4OH电池总反应：2H2+O2=2H2O
化学电源
习题导第学23 页
6、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优
点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可
以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可
表示为2H2-4e-=4H+ ，则其正极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O
课件4：4.2 化学电源
(3)乙醇燃料电池。 用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液，分别向两极通入 乙醇和氧气。 ①酸作电解质 负极:C2H5OH+3H2O-12e-====2CO2+12H+ 正极:3O2+12H++12e-====6H2O 总反应式：C2H5OH+3O2====2CO2+3H2O ② KOH作电解质 负极：C2H5OH+16OH--12e-====2CO32-+11H2O 正极：3O2+12e-+6H2O====12OH总反应式：C2H5OH+3O2+4OH-====2CO32-+5H2O
二、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)确定原电池的正负极及放电的物质。 首先根据题目给定的图示装置特点，结合原电池正负极 的判断方法，确定原电池的正负极及放电的物质。
(2)书写电极反应式。 ①负极反应： 规律：活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属 阳离子或H+(或其他氧化产物)。 特例：若电解质溶液中的阴离子与生成的金属阳离子或 H+能反应，则该阴离子应写入电极反应式，如铅蓄电池 的负极反应是Pb＋SO42－－2e－====PbSO4。
（2）碱性锌锰电池：活性物质为KOH和淀粉糊，做电 解质，还填有MnO2和炭黑。电极反应式：
负 极：Zn-2e-+2OH- ====Zn(OH)2 正 极：2MnO2+2e-+2H2O====2MnOOH+2OH-
氢氧化氧锰
总反应：Zn+2MnO2+2H2O====2MnOOH+Zn(OH)2
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。
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-
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
人教版化学选修四4.2化学电源(17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。
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)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
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。
2021年人教版高二化学选修4教学课件：第四章4.2 化学电源(共12张PPT)
13、志不立，天下无可成之事。2021/2/52021/2/52021/2/52021/2/52/5/2021
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
优点：比能量和可储存时间有提高，适用于大电流 和连续放电，不会涨气或漏液。 缺点：不能充电；价格较贵。
一、一次电池
2. 银锌电池
Zn-Ag2O-KOH
负极：Zn−2e- +2OH- ══ Zn(OH)2 正极：Ag2O+H2O+2e- ══ 2Ag+2OH总反应：Zn+Ag2O+H2O ══ 2Ag+Zn(OH)2
特点：这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长， 适宜小电流连续放电。 用途：常制成纽扣式微型电池，广泛用于电子手表、 照相机、计算器和其他微型电子仪器。
二、二次电池
铅蓄电池
Pb-PbO2-H2SO4放过程：阴极：发生还原反应的电极 阳极：发生氧化反应的电极
负极：Pb−2e- +SO42- ══ PbSO4 正极：PbO2+2e- +4H+ +SO42- ══ PbSO4+2H2O 充电过程：(放电的逆过程)
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
高中化学人教选修四 4-2 化学电源 课件(21张)1
1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应 Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s 下列说法错误的是( C ) A 电池工作时，锌失去电子
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
B 电池正极电极反应式为：
2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过02 mol电子，锌的质量理论上减小65 g
二、一次电池
普通锌锰干电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电
解质，还填有MnO2 和炭黑。 Zn + 2NH4+ +2MnO2＝ Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O 负 极：Zn - 2e－ ＝ Zn2+ 正 极：2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ 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，且NH4Cl使锌外壳逐 渐变薄，最后内部糊状的电解质会泄露出来。
锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)： 8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S + 负极： 8Li-8e =8Li
-=6Cl-+SO 2-+2S 3SOCl +8e 2 3 正极：
； 。
用途：质轻、高能 ( 比能量高 )、高工作效率、高稳定电压、 工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。
2 、人造地球卫星使用一种高能电池 — 银锌电 池，其电池的电极反应为： Zn+2OH -2e ＝ ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e ＝
42化学电源课件-高中化学人教版选修4
一、化学电源 1、分类。
充电
失去电子
得电子
2、衡量电池优劣的指标: (1)比能量:单位质量或单位体积所能输出电能的多少。 (2)比功率:单位质量或单位体积所能输出功率的大小。 (3)电池的可储存时间的长短。
二、一次电池 只能使用一次，不能充电复原继续使用 1.碱性锌锰干电池
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 负极材料： Zn 。 电极反应： Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 。 正极材料：碳棒。 电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 。
甲烷燃料电池工作原理
①酸性电解质
负极反应：CH4-8e-+2H2O = CO2+8H+ 正极反应：2O2+8H++8e- = 4H2O 电池反应：CH4+2O2=CO2+2H2O。 ②碱性电解质
负极反应：CH4- 8e-+10OH- = CO32-+7H2O 正极反应：2O2+8e-+4H2O = 8OH电池反应：CH4+2O2+2OH- = CO32-+2H2O。
(2)特点。 ①能量转换率高,污染小。 ②电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。 ③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极 上不断进行反应，生成物不断地被排除。
(3)燃料电池常用的燃料
H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)等。 (4)燃料电池常用的电解质
③固体氧化物电解质(能传导O2-)
负极反应：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O 正极反应：2O2+8e- = 4O2电池反应：CH4+2O2= CO2+2H2O。 ④熔融盐电解质(熔融K2CO3做电解质，CO2做正 极助燃气)
高中化学人教选修四 4-2 化学电源 课件 (12张)
明外电路中电子的流向；写出正负极电极反
应式。
A
Cu
C
CuCl2溶液
FeCl3溶液
3．如下图,电池中使用了阴离子交换膜，请
写出该电池的电极反应式，指出内电路中离
子的迁移情况。
Cu C
Cu(NO3)2
AgNO3
① 在外电路中，电流由铜电极流向银电极
② 正极反应为：Ag+ + eˉ＝Ag ③ 实验过程中取出盐桥，原电池 仍继续工作 ④ 将铜片浸入AgNO3溶液中发生
Cu Ag 盐桥
的化学反应与该原电池反应相同
A．①② C．②④ B．②③ D．③④
Cu(NO3)2溶液 AgNO3溶液பைடு நூலகம்
2．根据反应Cu+2Fe3+ = Cu2++2Fe2+，设计一 个双液原电池，画出装置简图；写出原电池 各部分构成；注明原电池的正极和负极；注
请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个原电池，画出装置简图；写出原电池各 部分构成；注明原电池的正极和负极。
A
Zn
Cu
硫酸铜溶液
反应起始
反应18分钟
反应35分钟
思维创新
CuSO4溶液
有盐桥的双液电池
1．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和 盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下 有关该原电池的叙述正确的是
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
摄像机 专用电池
“神七”用 太阳能电池
人教版高中化学选修四 第四章 电化学基础
第一节 原电池
（第一课时）
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。
高二化学课件：选修4 4.2 化学电源 (共25张PPT)
1 2H2 NiO(OH)
Ni(OH)2
根据此反应式判断，下列叙述中正确的是：
A不．断电增池大放电时，电池负极周围溶液的pH值
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，H2是负极
C
镍氢（MH-Ni) 电池 负极： H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O 正极： 2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni(OH)2 +2 OH电池反应：H2 + 2NiOOH =2Ni(OH)2
四川阿坝锂矿即便如此，据电池中国网20日报道称，由于矿产储量和 产能的原因，我国严重依赖境外锂资源，其中70%需要海外进口解决。据 《日本经济新闻》12月1日报道，中国预计消费了全球超过40%的锂。不过， 这并不准确。根据国内锂业分会的测算，国内锂盐折纯碳酸锂消费量全球 占比，已经从2011年的29.63%增长到了2016年的47.15%，成为全球锂产 业消费主力军。
发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物 理学家。
有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖 学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可 以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文， 伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他 用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情 况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的 金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而 收缩。为了证明自己的发现是正确的，伏特决 定更深入地了解电的来源。
左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正 极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物 的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子 Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳 （石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的 负极连接。电池的上下端之间是电池的电解 质，电池由金属外壳密闭封装。
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
《化学电源》人教版高二化学选修4PPT课件
二、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。
锂离子电池
燃料电池
氢氧燃料电池
一、化学电池的分类
化学电池
一次电池
二次电池
燃料电池
定义
电池中的反应物质进行一 次氧化还原反应并放电之 后，就不能再次利用．
又称充电电池或蓄电池在放电 后经充电可使电池中的活性物 质获得重生，恢复工作能力， 可多次重复使用．
是一种连续地将燃料和氧化 剂的化学能直接转化成电能 的化学电源，又称连续电 池．
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： Pb+PbO2+2H2SO4 放充电电2PbSO4+2H2O 人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电
三、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 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……
练习
1.镁条和铝片为电极，并用导线连接同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的
是( B )
A.镁条作负极，电极反应：Mg-2e-====Mg2+
B.铝片作负极，电极反应：Al+4OH--3e-==== C.电流从Al电极沿导线流向Mg电极
学修442化学电源课件
•废旧电池的回收利用
• 电池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、 汞、锰等。据专家测试，一节钮扣电池能污染 60万升水；一节一号电池烂在地里，能使一 平方米的土地失去利用价值。若将废旧电池混 入生活垃圾一起填埋，渗出的重金属物质就会 渗透土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作 物等，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类 的健康，有的还能致癌。所以我们不要乱扔电 池，要及时回收。
• 3. 锂离子电池
•放电原理：
• 负极(Li ) ：Li-e-＝Li＋ • 正极(MnO2) ：MnO2＋Li＋＋e-＝LiMnO2 • 电极总反应式：Li＋MnO2＝LiMnO2 • 特点：寿命长、高能电池、电压高、质量轻、容
量大、贮存时间长等，是新一代可充电的绿色电 池，但电解液中不能有水。 • 用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
•蓄电池 •锂离子电池
•燃料电池
•“震动动力充电电池” •尿液充电的电池
•勺水充电
•三 •维 •纳 •米 •结 •构 •电 •池
•(1)化学电源：•将化学能转化成电能的装置
•①能量转换效率高，供能稳定可靠。
•(2)优点: •②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的
• 电池和电池组，使用方便。 •③易维护，可在各种环境下工作。
•总反应： •放
•2NiO(OH) + 2H2O + Cd电•充电 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2
负极：Cd + 2OH- - 2e- = Cd(OH)2
•正极：2NiO(OH) + 2H2O + 2e- =2Ni(OH)2+ 2•O特H点- ：镉镍电池是一种新型的封闭式体积 小的充电电池，其寿命比铅蓄电池长。 •用途：广泛用于收音机、无线对讲机、电 子闪光灯、电动剃须刀等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2021/2/21
12
1925年, 日本氮肥公司在水俣
建厂,后又开设了合成醋酸厂，和乙
烯(C2H3Cl)制造厂 。 1956年，水俣湾附近发现了一
种奇怪的病。这种病症最初出现在
猫身上， 病猫步态不稳，抽搐，甚
至跳海“自杀” ， 因此被称为“猫
舞蹈症” 。但是不久之后， 当地发
现了有人患有这些病症。患者轻者
燃料电池
2021/2/21
3
“震动动力充电电池” 尿20液21/2充/21 电的电池
勺水充电
三 维 纳 米 结 构 电
4
池
(1)化学电源: 将化学能转化成电能的装置
①能量转换效率高,供能稳定可靠。
(2)优点: ②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的
电池和电池组,使用方便。 ③易维护,可在各种环境下工作。
正极:氧化剂+ne-=还原产物 （3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生 反应。例如电解质溶液的酸碱性,适当的在电极方 程式两边添加H+、OH—、H2O，以遵循电荷守恒 和质量守恒。 （4）燃料电池一般先写总反应，再写正极反应式， 最后相减 得负极反应式。
2021/2/21
9
锌筒
石墨棒
2.干电池(普通锌锰电池）
(3)电池优劣的判断标准:
①比能量 ［符号(W·h/kg),(W·h/L)］ 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
②比功率 [符号是W/kg,W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
③202电1/2池/21 的储存时间的长短
5
普通锌锰干电池 一次电池 放碱电完性后锌不锰能电池
再银次充锌电钮扣电池
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、 负极为Fe
B. 电池放电时，负极反应为:
Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2 C. 电池放电过程中，负极附近溶液的pH升高
D. 电池充电时，阳极反应为：
220N21/i2(/2O1 H)2+2OH--2e-= Ni2O3+3H2O
17
2. 镉镍碱性蓄电池
化学电池
2021/2/21
二次电池
放铅电蓄后可电再池次充电利用, 镍放反电应镉时,在电进充行电池的时氧可化以还逆原 向的锂进状离行态，。子恢电复到池放电前
氢氧燃料电池
燃料电池 甲烷燃料电池
6
一、一次电池
1.碱性锌-锰干电池
负极(Zn):
Zn + 2OH– – 2e– = Zn(OH)2 正极(C):
铅蓄电池的充放电过程:
氧化反应
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4(s)+2H2O(l)
2021/2/21
16
巩固拓展
Байду номын сангаас
1、铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应
为:Fe+Ni2O3+3H2O
放电 充电
Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列
有关该电池的说法不正确的是（ C）
2021/2/21
1
学与问
1、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?
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
原子能电池
将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过
热能转换器转变为电能的装置
2021/2/21
2
形形色色的电池
干电池
碱性电池
蓄电池 锂离子电池
13
二.充电电池
化学能
放电 充电
电能
铅蓄电池
2021/2/21
14
1.铅蓄电池
放电原理:
负极: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O
电池总反应式：
Pb + PbO2 + 2H2SO4放充电电 2PbSO4 + 2H2O
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等糊状物
MnO2和C
练习:写出锌锰干电池的电极反应方程式。 负极:——Z—n-—2e—-=Z—n—2+ ————————— 正极：—2M—n—O2—+2—N—H4—++—2—e-—= M—n—2O—3+—2—NH—3+—H—2O
总反应: Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O
总反应:Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2+ 2Ag
2021/2/21
11
废旧电池的回收利用
电池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、 汞、锰等。据专家测试,一节钮扣电池能污染 60万升水;一节一号电池烂在地里,能使一平方 米的土地失去利用价值。若将废旧电池混入生 活垃圾一起填埋，渗出的重金属物质就会渗透 土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物等， 破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康， 有的还能致癌。所以我们不要乱扔电池，要及 时回收。
口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、
手足麻痹、知觉出现障碍、手足变
形， 重者神经失常，直至死亡。
氯乙烯和醋酸乙烯在制造过程中要
使用含汞（Hg）的催化剂，而废水
中大量的汞未经处理直接出去。当
汞在水中被水生物食用后，会转化
成甲基汞（CH3HgCl）。这种剧毒 物质只要有挖耳勺的一半大小就可
以致20人21/2于/21死命。
总反应： 放电
2MnO2 + 2H2O +2e– = 2MnOOH + 2OH–
总反应:
氢氧化氧锰
Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2
缺点:多数只能一次使用,不能充电;价格较贵
2021/2/21
8
原电池电极反应式的书写（泼负失氧）
（1）首先,写出总反应的离子方程式并标出变价。 （2）负极:还原剂-ne- =氧化产物
通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已 经不能正常供电了? ___锌_筒__变__软__,电__池__表__面_变__得__不__平__整__________
2021/2/21
10
3.锌银钮扣电池
Zn
工作原理:
负极( Zn ):Zn +2OH － － 2e- =Zn(OH)2
正极(Ag2O ):Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH－
Pb
+
PbO2
+
4H+
+2SO42-
放电 充电
2PbSO4
+
2H2O
2021/2/21
15
铅蓄电池充电原理:
②充电原理: 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 接电源负极
阴极:PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 还原反应
接电源正极
阳极: PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H++ SO42-