新人教版高中化学化学电源PPT课件

化学电池一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池等锂离子电池银锌蓄电池普通锌锰干电池锌银纽扣电池化学电池的分类化学电源1.锌银钮扣电池正极：Ag2O+H2O+2e－==2Ag+2OH－负极：Zn+2OH－－2e－==Zn(OH)2总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag电极分别为Ag2O和Zn电解质溶液为KOH锌筒石墨棒MnO2和C普通锌―锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等2.普通干电池3.碱性锌锰干电池电解质：KOH负极：——ZnZn+2OH－－2e－=Zn(OH)2正极：——MnO22MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－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电池反应：Zn+2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)2单位质量的电极材料放出电能的大小二次电池—铅蓄电池①放电过程负极：氧化反应Pb+SO42--2e-=PbSO4正极：还原反应PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O②充电过程阴极(接电源负极)：还原反应PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极(接电源正极)：氧化反应2PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4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……)氢氧燃料电池酸性电解质：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书写电极反应式应注意以下几点：2．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关(如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在)；1．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；3．溶液中不存在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－。练习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，锌的质量理论上减小65gC练习2：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+3H2O1．如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－==4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化C2．某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，向负极通入C2H4或Al(g)，向正极通入O2或Cl2。试完成下列问题：(1)当分别通入C2H4和O2时：①正极反应：_________________________；②负极反应：_________________________________；③电池总反应：_______________________________。(2)当分别通入少量Al(g)和Cl2时：①正极反应：_______________；②负极反应：_________________________________；③电池总反应：__________________________________。3O2＋6H2O＋12e－==12OH－C2H4＋16OH－－12e－==2CO32－＋10H2OC2H4＋3O2＋4OH－==2CO32－＋4H2O3Cl2＋6e－==6Cl－2Al(g)－6e－＋8OH－==2AlO2－＋4H2O2Al(g)＋3Cl2＋8OH－==2AlO2－＋6Cl－＋4H2O3．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是______________。(2)此电池正极发生的电极反应式是____________________，负极发生的电极反应式是__________________________。(3)电解液中的H＋向____极移动，向外电路释放电子的电极是_____。(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池能量转化效率高，其次是______________。2CH3OH＋3O2==2CO2＋4H2O3O2＋12H＋＋12e－=6H2O2CH3OH＋2H2O-12e－==2CO2＋12H＋正负极对环境无污染4．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉。铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是_____，在导线中电子流动方向为______(用a、b表示)。(2)负极反应式为_________________________。(3)电极表面镀铂粉的原因是_____________________________。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li＋H2==2LiHⅡ.LiH＋H2O==LiOH＋H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是______，反应Ⅱ中的氧化剂是______。②已知LiH固体密度为0.82g·cm－3，用锂吸收224L(标况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比值为__________。③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为____mol。化学能转变为电能a流向bH2－2e－＋2OH－==2H2O增大吸附H2、O2分子数LiH2O8.71×10－43213．(1)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：①外电路的电流方向是由_____极流向____极。(填字母)②电池正极反应式为___________________________。baMnO2＋e－＋Li＋==LiMnO2(2)二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kW·h·kg－1)，若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应式为___________________________________________________。CH3OCH3－12e－＋3H2O==2CO2＋12H＋(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：①Pt电极上发生的是_____反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式：________________________。还原NO＋O2－－2e－==NO2