高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2.2.2 發(fā)展中的化學(xué)電源課件 新人教版必修2-新人教版高一必修2化學(xué)課件

1、發(fā)展中的化學(xué)電源復(fù)習(xí)：原電池工作原理復(fù)習(xí)：原電池工作原理1 1、構(gòu)成條件、構(gòu)成條件 1 1）活潑性不同的兩電極）活潑性不同的兩電極 2 2）電解質(zhì)溶液）電解質(zhì)溶液 3 3）形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極）形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液插入電解質(zhì)溶液 4 4）自發(fā)的）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)( (本質(zhì)條件本質(zhì)條件) )2 2、工作原理、工作原理：正極反應(yīng)：得到電子正極反應(yīng)：得到電子 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）負極反應(yīng)：失去電子負極反應(yīng)：失去電子 （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）3 3、離子的移動方向：、離子的移動方向： 陽離子移向帶負電的正極；陽離子移向帶負電的正極；

2、陰離子移向帶正電的負極。陰離子移向帶正電的負極。二、發(fā)展中的化學(xué)電源二、發(fā)展中的化學(xué)電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池問：課本中對化學(xué)電池如何分類？舉出各類電池問：課本中對化學(xué)電池如何分類？舉出各類電池的具體電池名稱。的具體電池名稱?；瘜W(xué)電池化學(xué)電池的分類：的分類：干電池干電池充電電池充電電池 燃料電池燃料電池 鋅錳電池、堿性鋅錳電池鋅錳電池、堿性鋅錳電池鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池池氫氧燃料電池、甲烷燃料氫氧燃料電池、甲烷燃料電池電池負極（負極（Zn）：）：Zn - 2e-=Zn2+ 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：鋅錳干電池鋅錳干電池1、干電池、干電池 （一次電池）（一次

3、電池）改進后的優(yōu)點：電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍，改進后的優(yōu)點：電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍， 不會氣漲或漏液。不會氣漲或漏液。改進方法：將電池內(nèi)的電解質(zhì)改進方法：將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的換成濕的KOH， 并在結(jié)構(gòu)上作了改進，制成堿性鋅錳電池。并在結(jié)構(gòu)上作了改進，制成堿性鋅錳電池。 缺點：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液缺點：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液鋅錳電池有什么缺點？如何改進？鋅錳電池有什么缺點？如何改進？堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池: :負極：負極： Zn + 2OHZn + 2OH- - - 2e- 2e- - Zn(OH) Zn(OH)2 2正極：正極： 2M

4、nO2MnO2 2 + H+ H2 2O + 2eO + 2e- - Mn Mn2 2O O3 3+2OH+2OH- -總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2MnOZn + 2MnO2 2 + H+ H2 2O O Zn(OH)Zn(OH)2 2+ Mn+ Mn2 2O O3 3 隨著用電器朝著隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)小型化、多功能化發(fā)展的要求，對電池的展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。多功能化發(fā)展的要求。 體積小、性能好的堿性鋅錳電池體積小、性能好的堿性鋅錳電池應(yīng)運而生。這類電池的重要特征是電應(yīng)運而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)

5、電性更解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。度提高。 1. 1.平時電池應(yīng)存放在平時電池應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)的地方干燥、通風(fēng)的地方，避免潮濕，避免潮濕和陽光照射，且保存時間不宜過長。長期存放會因外界和陽光照射，且保存時間不宜過長。長期存放會因外界因素的影響（如潮濕、塵埃等）以及內(nèi)部自身的緩慢的因素的影響（如潮濕、塵埃等）以及內(nèi)部自身的緩慢的化學(xué)反應(yīng)而自行消耗，造成電能下降?；瘜W(xué)反應(yīng)而自行消耗，造成電能下降。 2.2.電池的電能耗盡時應(yīng)及時更換，電池的電能耗盡時應(yīng)及時更

6、換，不要將廢電池留不要將廢電池留在電器內(nèi)在電器內(nèi)，以防電池中的電解液溢出，腐蝕電器。較長，以防電池中的電解液溢出，腐蝕電器。較長時間不用時，也應(yīng)將電池從電器的電池倉中取出另外存時間不用時，也應(yīng)將電池從電器的電池倉中取出另外存放。放。 3.3.使用多節(jié)電池的電器，使用多節(jié)電池的電器，更換電池時，應(yīng)全部更換更換電池時，應(yīng)全部更換，不可留下部分舊電池與新電池混用，因為電池用舊后，不可留下部分舊電池與新電池混用，因為電池用舊后，其內(nèi)阻較大，新舊電池混用時，舊電池實際上不能起電其內(nèi)阻較大，新舊電池混用時，舊電池實際上不能起電源的作用，卻相當(dāng)于在電路上串聯(lián)了一個電阻，加速了源的作用，卻相當(dāng)于在電路上串聯(lián)了

7、一個電阻，加速了新電池的電能消耗。新電池的電能消耗。 鋅錳干電池使用和保存是應(yīng)注意什么？鋅錳干電池使用和保存是應(yīng)注意什么？ 一次電池用過之后一次電池用過之后不能復(fù)原不能復(fù)原，因為一次電池中的氧，因為一次電池中的氧化還原反應(yīng)是不可逆的，放完電之后就不能再使用?；€原反應(yīng)是不可逆的，放完電之后就不能再使用。 二次電池充電后能繼續(xù)使用，二次電池中的二次電池充電后能繼續(xù)使用，二次電池中的氧化還氧化還原反應(yīng)是可逆的原反應(yīng)是可逆的，它在放電時所進行的氧化還原反應(yīng)，它在放電時所進行的氧化還原反應(yīng)，在充電時可以逆向進行，使生成物恢復(fù)原狀。在充電時可以逆向進行，使生成物恢復(fù)原狀。一次電池和二次電池用何區(qū)別？原因

8、何在？一次電池和二次電池用何區(qū)別？原因何在？2.充電電池：充電電池：充電電池又稱充電電池又稱 ，能夠重復(fù)使用，能夠重復(fù)使用至一定的周期。至一定的周期。1）鉛蓄電池：）鉛蓄電池： 最早使用的充電電池最早使用的充電電池， 在在正極板正極板上有一層棕褐色的上有一層棕褐色的PbO2， 負極板負極板是海綿狀的是海綿狀的金屬鉛金屬鉛， 兩極均浸入硫酸溶中。兩極均浸入硫酸溶中。二次電池二次電池已知鉛蓄電池的兩個極板發(fā)生氧化還原反應(yīng)，材料分已知鉛蓄電池的兩個極板發(fā)生氧化還原反應(yīng)，材料分別為別為PbO2和和金屬鉛金屬鉛，兩極均浸入硫酸溶中。試分析充，兩極均浸入硫酸溶中。試分析充放電時化合價如何變化。放電時化合價

9、如何變化。鉛蓄電池： 2）鎳鎘充電電池）鎳鎘充電電池：它是一種體積少，具有殘留性記：它是一種體積少，具有殘留性記憶的充電電池，可重復(fù)使用憶的充電電池，可重復(fù)使用500次以上。它以次以上。它以Cd為負為負極，極，NiO(OH)為正極，為正極，KOH為電解為電解 質(zhì)。廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電質(zhì)。廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等。動剃須刀等。但鎘是重金屬離子，致癌，會嚴重污染但鎘是重金屬離子，致癌，會嚴重污染環(huán)境環(huán)境。 3）鋰離子電池）鋰離子電池：它是新一代可充電的：它是新一代可充電的綠色電池綠色電池，現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機等低功耗現(xiàn)已成為筆記本電

10、腦、移動電話、攝像機等低功耗電器的主流。電器的主流。鋰電池 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。 燃料電池不是把還原劑、燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池高效、環(huán)境友好它的電極材料一般為活性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極，活性炭電極等。3 3、燃料電池、燃料電池 3 3、燃料電池、燃料電池 氫氧燃料電池氫氧燃料電池是一種是一種連續(xù)地連續(xù)地將燃料和氧化劑的反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換將

11、燃料和氧化劑的反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。能源利用率高、環(huán)保。成電能的化學(xué)電池。能源利用率高、環(huán)保。總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2+O2= 2H2O正極：正極：O2+4H+4e- = 2H2O負極：負極：2H2-4e - = 4H+可供選擇的燃料很多，如氫氣、烴類、肼、甲醇、氨、可供選擇的燃料很多，如氫氣、烴類、肼、甲醇、氨、煤氣等液態(tài)或氣態(tài)的燃料煤氣等液態(tài)或氣態(tài)的燃料總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2+O2= 2H2O正極：正極：O2+2H2O+4e- = 4OH-負極：負極：2H2+4OH-4e - = 4H2O(堿堿性電解質(zhì)性電解質(zhì))(酸酸性電解質(zhì)性電解質(zhì)) 燃料電池優(yōu)點突出，是當(dāng)燃料電池優(yōu)點突出，是

12、當(dāng)前各國努力開發(fā)的新型電池之前各國努力開發(fā)的新型電池之一。在某些領(lǐng)域已經(jīng)投入使用一。在某些領(lǐng)域已經(jīng)投入使用或正在進行投入使用的試驗階或正在進行投入使用的試驗階段。段。3 燃料電池燃料電池減 少 污 染節(jié) 約 資 源例,1969年美國“阿波羅11號”登月成功。飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電。a是 極， b是 極負正 KOH溶液溶液H2O2H2Oa b 1.干電池與充電電池的本質(zhì)區(qū)別在干電池與充電電池的本質(zhì)區(qū)別在于：于： ；而燃料電；而燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在池與干電池或蓄電池的主要差別在于于 。內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是否可逆內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是否可逆 反應(yīng)是否能連續(xù)進行反應(yīng)是否能連續(xù)進行 2.2.科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計的心臟起搏器的電池科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計的心臟起搏器的電池是以是以P