【高中化學(xué)課件】化學(xué)電源

1、化學(xué)電源、化學(xué)電池分類化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池定義例子電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用又稱充電電池或蓄電池在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源，又稱連續(xù)電池干電池：電池中的電解質(zhì)溶液制成膠體，不流動，故稱干電池鉛蓄電池、鋅銀蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池。如：普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀紐扣電池一、化學(xué)電池小型高性能燃料電池 、化學(xué)電池優(yōu)點（）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、不同容量和電壓的電池

2、和電池組，使用方便。（）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) （）比能量符號(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（）比功率符號是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?。?）電池的儲存時間的長短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，其質(zhì)量好。電極:Zn為負(fù)極,石墨為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2。電極方程式：負(fù)極（鋅筒）:Zn2e-Zn2正極（石墨）： 2NH4+2e- =2NH3+H2 H2+2MnO2=Mn2O3+H2O干電池(普通鋅-錳電池

3、）二、一次電池總反應(yīng)：Zn+ 2NH4+ 2MnO2 =Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖堿性鋅錳干電池負(fù)極(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正極(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-電池總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2電解質(zhì)：KOH鈕扣電池：不銹鋼制成一個由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已

4、知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為Zn(OH)2，銀-鋅電池負(fù)極：Zn+ 2OH- -2e- =Zn(OH)2正極：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 總反應(yīng)： Ag2O+ Zn + H2O =Zn(OH)2+ 2Ag三、二次電池-蓄電池鉛蓄電池正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。 二次電池鉛蓄電池放電過程：負(fù)極(Pb)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極(PbO2)：PbO2+2e-+4H+ SO42- =PbSO4+2H2O電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 充電過程陰極(接電源負(fù)極)：還原反應(yīng)PbS

5、O4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)陽極(接電源正極)：氧化反應(yīng)PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)充電過程總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2.鎳氫電池圓柱可充鎳氫電池 方形可充鎳氫電池 負(fù)極： H2 + 2OH- -2 e- = 2H2O 正極： 2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni(OH)2 + 2OH-電池反應(yīng)：H2 + 2NiOOH 2Ni(OH)2 放電充電3.微型鋰電池 常用于心臟起搏器、手機的一種微型電池，一般用金屬鋰作負(fù)極，石墨作正極，電

6、解質(zhì)溶液為溶有四氯化鋁鋰（LiAlCl4 ）的亞硫酸氯（SOCl2 ）。電池的總反應(yīng)式如下：8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO3 + 2S 這種電池的容量大，電壓穩(wěn)定，能在-56.70C- +71.10C的大范圍溫差內(nèi)正常工作使用鋰電源的手機與手提電腦鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。 4.海水電池 1991年，我國科學(xué)家首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為材料組成的新型電池，用作航海標(biāo)志燈。該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。其電極反應(yīng)式如下：負(fù)極：4Al 12e- = 4Al3+正極：3O

7、2 + 6H2O + 12e- = 12OH-總反應(yīng)式為：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3這種電池的能量比普通干電池高20-50倍！日本產(chǎn)海水電池以海水電池為能源的航海標(biāo)志燈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。 氫氧燃料電池 酸性電解質(zhì)：堿性電解質(zhì)負(fù)極: 2H2-4e-+4OH-=4H2O正極: O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng): 2H2+O2=2H2O負(fù)極： 2H2-4e-=4H+正極： O2+4H+4e-=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O四、燃料電池 熔融碳酸鹽燃料電池是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔金屬陽極構(gòu)成的

8、燃料電池。其電解質(zhì)是熔融態(tài)碳酸鹽（在陰極充入CO2氣作助燃劑）。反應(yīng)原理如下：陰 極（正極）： O2 + 2CO2 + 4e - =2CO32-陽 極（負(fù)極）： 2H2 + 2CO32- - 4e= 2CO2 + 2H2O 總反應(yīng)： O2 2H2 = 2H2O熔融鹽燃料電池燃料電池的規(guī)律燃料做負(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)電子的作用。能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。燃料電池與前幾種電池的差別：氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出 電極反應(yīng)：負(fù)極：CH4 + 10OH- 8e = CO32- + 7H2O 正極： O2 + 2H2O + 4e = 4OH- 總反應(yīng)式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O 以甲烷作燃料的燃料電池 電極為金屬鉑，電解質(zhì)為KOH，在兩極分別通入甲烷和氧氣。光合作用有二氧化碳與水合成葡萄糖，同時放出氧氣，寫出化學(xué)方程式。6CO2（g)+ 6H2O (l) = C6H12O6 (g) +6 O2 (g) 設(shè)想將寫