高中化學(xué)選修4課件：第四章_第二節(jié)_化學(xué)電源

1、學(xué)與問學(xué)與問在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道電池的其它應(yīng)用嗎？道電池的其它應(yīng)用嗎？ 電池電池化學(xué)電池化學(xué)電池太陽能電池太陽能電池原子能電池原子能電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生的熱將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池用途廣泛的電池用于用于“神六神六”的太陽能電的太陽能電池池筆記本電腦專用電池筆記本電腦專用電池手機(jī)專用電池手機(jī)專用電池?cái)z像

2、機(jī)專用電池?cái)z像機(jī)專用電池各式各樣的紐扣電各式各樣的紐扣電池池電池發(fā)明的小故事電池發(fā)明的小故事q17911791年他在解剖時(shí)年他在解剖時(shí)會(huì)有肌肉抽搐的現(xiàn)象。伽會(huì)有肌肉抽搐的現(xiàn)象。伽伏尼認(rèn)為動(dòng)物的組織會(huì)產(chǎn)生伏尼認(rèn)為動(dòng)物的組織會(huì)產(chǎn)生電流，而金屬是傳遞電流的電流，而金屬是傳遞電流的導(dǎo)體。導(dǎo)體。 q他從獨(dú)特的角度認(rèn)為電他從獨(dú)特的角度認(rèn)為電流是由兩種不同的金屬產(chǎn)流是由兩種不同的金屬產(chǎn)生的，經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)，生的，經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)，終于在終于在1800年成功研制年成功研制了世界上第一個(gè)能產(chǎn)生穩(wěn)了世界上第一個(gè)能產(chǎn)生穩(wěn)定電流的電池（見下圖）。定電流的電池（見下圖）。 （意大利生物（意大利生物學(xué)家伽伏尼）學(xué)家伽伏

3、尼）（法國物理（法國物理學(xué)家、化學(xué)學(xué)家、化學(xué)家伏特）家伏特）、化學(xué)電池分類、化學(xué)電池分類化學(xué)電池化學(xué)電池一次電池一次電池二次電池二次電池燃料電池燃料電池定義定義例子例子電池中的反應(yīng)物質(zhì)電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次氧化還原進(jìn)行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用就不能再次利用又稱充電電池或又稱充電電池或蓄電池蓄電池在放電后經(jīng)充電可使電在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用多次重復(fù)使用是一種連續(xù)地將燃料和是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源，化成電能的化學(xué)電源，又稱

4、連續(xù)電池又稱連續(xù)電池干電池：干電池：電池中的電池中的電解質(zhì)溶液制成膠電解質(zhì)溶液制成膠體，不流動(dòng)，故稱體，不流動(dòng)，故稱干電池干電池鉛蓄電池、鉛蓄電池、鋅銀蓄電池、鋅銀蓄電池、鎳鎘電池、鎳鎘電池、鋰離子電池鋰離子電池氫氣、甲醇、天然氣、氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料煤氣與氧氣組成燃料電池。電池。如：普通鋅錳電池、如：普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅堿性鋅錳電池、鋅銀紐扣電池銀紐扣電池一、化學(xué)電池一、化學(xué)電池小型高性能小型高性能燃料電池燃料電池 、化學(xué)電池優(yōu)點(diǎn)、化學(xué)電池優(yōu)點(diǎn)（）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（）可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的（）可以制

5、成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。電池和電池組，使用方便。（）易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。（）易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。、判斷電池優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)判斷電池優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn) （）比能量（）比能量 符號(hào)符號(hào)(Ah/kg)，(Ah/L)指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少（）比功率（）比功率符號(hào)是符號(hào)是W/kg，W/L)指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小（3）電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長短）電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大

6、、儲(chǔ)存時(shí)間長的電池，其質(zhì)量好。功率大、儲(chǔ)存時(shí)間長的電池，其質(zhì)量好。二、一次電池二、一次電池普通鋅錳電池普通鋅錳電池堿性電池堿性電池 鋅筒鋅筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通鋅普通鋅- -錳干電池的結(jié)構(gòu)錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等干電池干電池負(fù)極負(fù)極正極正極422),(Zn NH ClZnCl MnO C2222222MnOHOeMnOOHOH電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：24322222()ZnMnONH ClMnOOHZn NHCl氫氧化氧錳氫氧化氧錳（Zn）：）：Zn 2e- = Zn2+（MnO2和和C）：）：本節(jié)要求會(huì)判斷電池的正負(fù)極，不要求寫電極反應(yīng)式本節(jié)要求會(huì)判斷電池

7、的正負(fù)極，不要求寫電極反應(yīng)式堿性鋅堿性鋅-錳干電池錳干電池負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOHZnZnMnOMnO2 2Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考思考該電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì)該電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì)三、二次電池三、二次電池鉛蓄電池放電時(shí)總反應(yīng)：放電時(shí)總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O負(fù)極：負(fù)極：Pb- -2e- -+SO42- -=PbSO4正極：正極：PbO2+2e- -+4H+SO42- -=Pb

8、SO4+2H2O負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電解質(zhì)：電解質(zhì)：H2SO溶液溶液PbPbPbOPbO2 2閱讀閱讀 P75-761、了解鉛蓄電池充電時(shí)的電極反應(yīng)。、了解鉛蓄電池充電時(shí)的電極反應(yīng)。2、了解鉛蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)。、了解鉛蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)。四、燃料電池四、燃料電池燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。 氫氧燃料電池氫氧燃料電池 酸性電解質(zhì)：酸性電解質(zhì)：堿性電解質(zhì)堿性電解質(zhì)負(fù)極負(fù)極: 2H2-4e-+4OH-=4H2O正極正極: O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)總反應(yīng): 2H2+O2=2H2O負(fù)極：負(fù)

9、極： 2H2-4e-=4H+正極：正極： O2+4H+4e-=2H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O閱讀閱讀P76-77了解燃料電池的優(yōu)點(diǎn)了解燃料電池的優(yōu)點(diǎn)燃料電池的規(guī)律燃料電池的規(guī)律燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正極燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正極電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。作用。能量轉(zhuǎn)化率高能量轉(zhuǎn)化率高(超過超過80%)，普通的只有，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。有利于節(jié)約能源。燃料電池與前幾種電池的差別：燃料電池與前幾種電池的差別：氧化劑與還原劑在工作時(shí)不斷補(bǔ)充；氧化劑與還原劑在工作時(shí)不斷補(bǔ)充；反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出化學(xué)電池的組成化學(xué)電池的組成組 成負(fù) 極正 極電解質(zhì)電子流向反應(yīng)類型 電極材料電極上發(fā)生反應(yīng)的