化学电源.ppt模板

电池发明的小故事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。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定电流的电池（见下图）。（意大利生物学家伽伏尼）（法国物理学家、化学家伏特）锂电池干电池叠层电池纽扣电池各类电池知识点1：各类电池学习目标1、了解常见的化学电源种类，掌握不同原电池的工作原理，学会书写电极方程式。2、通过分类比较的方法，掌握碱性锌锰电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池的电极方程式的书写。3、认识化学知识对对人类生活的重大作用，提高学习化学的积极性。自主学习1)概念:将化学能变成电能的装置2)分类:①一次电池又称不可充电电池——如：干电池②二次电池又称充电电池——蓄电池③燃料电池3)优点:4)电池优劣的判断标准: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。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比时间---电池的储存时间的长短化学电池一次电池二次电池燃料电池定义例子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．干电池：电池中的电解质溶液制成胶体，不流动，故称干电池．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、锌银纽扣电池化学电池小型高性能燃料电池化学电池的组成组成负极正极电解质电子流向反应类型电极材料电极上发生反应的物质能导电的物质还原性较强的物质（大多是金属电极本身）氧化性较强的物质酸、碱、盐溶液或熔融液流出电子流入电子氧化反应还原反应（1）讨论目标：1、各组成员全力解决自己组内问题，理清知识点，明确解题方法2、能对相关的知识点进行简单总结。特别提示：1、细心审题，理解原电池的工作原理。2、讨论中明确原电池的原理在化学电源中的体现。（3）讨论要求：1.先小组学科内“兵教兵”分层讨论3分钟，再小组内集中讨论5分钟2.没解决的问题组长及时反馈给老师，新生成的问题组长记录好，以便小组展示、质疑。3、再现错题思路，使错误在争辩中顿悟，在思考过程中化解。合作、交流、讨论、纠错（2）重点讨论的问题：探究一1、二、三2及迁移应用2、3展示题目地点方式展示小组点评小组探究一1黑板书面2组C14组A1探究一2黑板书面3组C26组A2探究二1黑板书面5组C12组A1探究二2口头1组C28组A2探究三1黑板书面8组C11组A1探究三2口头7组C23组A2迁移应用2口头6组C15组A1迁移应用3口头9组C210组A2展示、修改、查漏、补缺要求：1.展示同学书写工整、迅速，3分钟内完成。2.展示内容后写出小结和新生成问题。（注意事项、方法规律、拓展内容）3.非展示同学落实好讨论结果后，边看边记，认真思考，准备质疑或追问。要求：1.点评同学要脱稿点评，大声点出注意事项、要点，总结解题方法和规律并拓展提升。2.用红笔修改补充，标出注意点，给出评价。3.非点评同学都要面向点评同学坐端正，认真听、思考、迅速记录，大胆提出疑问和补充观点。点评、质疑、补充、归纳展示题目地点方式展示小组点评小组探究一1黑板书面2组C14组A1探究一2黑板书面3组C26组A2探究二1黑板书面5组C12组A1探究二2口头1组C28组A2探究三1黑板书面8组C11组A1探究三2口头7组C23组A2迁移应用2口头6组C15组A1迁移应用3口头9组C210组A2探究一、一次电池：1、碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质：KOHZn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间比干电池增大几倍，不会气涨或漏液。钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO2、银-锌电池负极：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag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。铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……铅蓄电池1)正负极材料正极：PbO2负极：Pb2)工作机制电解质：H2SO4溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程探究二、二次电池放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)氧化反应还原反应负极：①放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)②充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)还原反应阴极：阳极：2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：放电充电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、铅蓄电池的两极分别为Pb，PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为：•Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。•下列结论正确的是（）•A．Pb为正极被氧化•B．只向PbO2极移动•C．电解质溶液密度不断减小•D．溶液的pH不断减小C3.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。使用锂电源的手机与手提电脑4.微型锂电池常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池，一般用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液为溶有四氯化铝锂（LiAlCl4）的亚硫酸氯（SOCl2）。电池的总反应式如下：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S这种电池的容量大，电压稳定，能在-56.70C-+71.10C的大范围温差内正常工作日本产海水电池以海水电池为能源的航海标志灯探究三：燃料电池甲烷燃料电池总反应式可表示为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。下列关于甲烷燃料电池的说法中不正确的是()A．负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OB．正极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OH-C．随着电池的不断放电，电解质溶液的碱性不变D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率高C迁移应用1、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此它得到了广泛的应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(1)=Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)。下说法中错误的是（）A．电池工作时，Zn失去电子B．电池负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2C．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，Zn的质量理论上减小6.5g2、LiFeO4电池具有稳定性高，安全，对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）A．可加入硫酸以提高电解质导电性B．放电时电池内部Li+向负极移动C．充电过程中，电池正极材料的质量减少\D．放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e-=LiFePO4CCD•3、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池负极发生的反应为（）•A．H2+2OH--2e-=2H2OB．O2+4H++4e-=2H2O•C．H2-2e-=2H+D．O2+2H2O+4e-=4OH-•4、如下图为一种纽扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池。该电池的总反应式为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag。根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是（）•A．锌为负极，Ag2O为正极•B．放电时正极附近溶液的pH升高•C．放电时负极附近溶液的pH升高•D．溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动CAB大有发展前景的燃料电池燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。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；燃料电池发明于19世纪30年代末，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：燃料电池碱性电解质负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:2H2+O2=2H2O负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O[阅读]P76-77了解燃料电池的优点酸性电解质：燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O酸性负极正极中性负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-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，同时将电极反应产物不断排出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。负极H2：2H2+4OH--4e-=4H2O正极O2：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：O2+2H2=2H2O氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。碱性介质使用氢氧燃料电池动力的法国产标致TAXI优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友好用途：宇宙飞船，应用前景广阔2.熔融盐燃料电池这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同，有多个不同的品种，如天然气、CO、---熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等，一般要在一定的高温下（确保盐处于熔化状态）才能工作。燃料电池的规律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。③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。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反应产物不断排出下面以CO-Li2CO3+Na2CO3-空气与CO2型电池为例加以说明：总反应式为：2CO+O2=2CO2该电池的工作温度一般为6500C负极反应式：2CO+2CO32--4e-=4CO2正极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO32-海水电池1991年，我国科学家首创以铝---空气---海