4.2《化学电源》ppt课件

第四章电化学基础第二节化学电源形形色色的电池ACuZn稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa极b极用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池电池化学电池太阳能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置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化学电池分类化学电池一次电池二次电池燃料电池定义例子小型高性能燃料电池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．铅蓄电池、锌银蓄电池、镍镉电池、锂离子电池氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池。如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银纽扣电池２、化学电池优点（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。（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。３、判断电池优劣的标准（１）比能量［符号(A·h/kg)，(A·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（3）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，其质量好。碱性锌-锰干电池一次电池负极：——ZnZn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极：——MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电解质：KOH碱性电池电池反应：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银锌钮扣电池正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH－负极：Zn+2OH－-2e-=Zn(OH)2总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag一次电池特点：比能量大，电压稳定，储存时间长，适用于小电流的连续放电。二次电池铅蓄电池放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O氧化反应还原反应负极：①放电过程铅蓄电池负极正极②充电过程PbSO4+2e-=Pb+SO42-还原反应阴极：阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电缺点：比能量低、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、银锌电池、锂电池、锂离子电池……铅蓄电池燃料电池燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能直接转换成电能的化学电源。（氢气、甲烷、肼、甲醇、氨等燃料电池……）氢氧燃料电池碱性电解质（KOH）负极:2H2-4e-+4OH-==4H2O正极:O2+2H2O+4e-==4OH-总反应:2H2+O2==2H2O若把电解质KOH(aq)换成H2SO4(aq)，电极反应式该如何呢？若换为NaCl(aq),电极反应又该如何•酸性电解质：•负极：2H2-4e-==4H+•正极：O2+4H++4e-==2H2O•总反应：2H2+O2==2H2O①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……燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：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，只起传导电子的作用。怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？书写步骤：1、写出燃烧反应；2、根据电解液改写燃料电池总反应；3、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－=2H2O②碱性介质O2+2H2O+4e－=4OH－4、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。其它常见化学电源的电极反应式也可据此写出若将上述碱性电池中的燃料换成甲烷，请写出电极反应式。总反应式：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O正极：2O2+8e-+4H2O=8OH-负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O小结：化学电源1、一次电池2、二次电池3、燃料电池——锌锰干电池——铅蓄电池——氢氧燃料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：Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s下列说法错误的是（）A电池工作时，锌失去电子B电池正极电极反应式为：2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq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02mol电子，锌的质量理论上减少65gC2: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：，此时电池内总的反应式:。KOH溶液CH4O2H2OabCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O3、如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是()A．a电极是负极B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置C九九电影网九九电影网