第四章-電化學(xué)基礎(chǔ)-第二節(jié)-化學(xué)電源課件

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)11/23/2022第二節(jié)化學(xué)電源第四章電化學(xué)基礎(chǔ)11/22/2022第二節(jié)化學(xué)電源1發(fā)明電池的故事伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究電學(xué)的物理學(xué)家。有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學(xué)家的一篇論文，說動物肌肉里貯存著電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來?？戳诉@篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來做這個實驗。他用許多只活青蛙反復(fù)實驗，終于發(fā)現(xiàn)，實際情況并不像加伐尼所說的那樣，而是兩種不同的金屬接觸產(chǎn)生的電流，才使蛙腿的肌肉充電而收縮。為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的，伏特決定更深入地了解電的來源。發(fā)明電池的故事伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究2發(fā)明電池的故事一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助手將金屬導(dǎo)線把它們連接起來，剎時，他感到滿嘴的酸味兒。接著，他將銀幣和錫片交換了位置，當(dāng)助手將金屬導(dǎo)線接通的一瞬間，伏特感到滿嘴的咸味。這些實驗證明，兩種金屬在一定的條件下就能產(chǎn)生電流。伏特想，只要能把這種電流引出來，就能大有作用。伏特經(jīng)過反復(fù)實驗，終于發(fā)明了被后人稱做“伏特電堆”的電池，這就是在銅板和鋅板中間夾上卡紙和用鹽水浸過的布片，一層一層堆起來的蓄電池。這種電池，今天仍然在使用著為了紀(jì)念他的貢獻，人們把電壓的計量單位叫做伏特，簡稱伏，符號V。比如我們手電筒里的電池的電壓是1.5伏特，我們家里的電燈的電壓是220伏特。

發(fā)明電池的故事一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩3化學(xué)電源［學(xué)與問］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？電池化學(xué)電池太陽能電池原子能電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將放射性同位素自然衰變時產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置化學(xué)電源［學(xué)與問］在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道4１、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

１、化學(xué)電池分類化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池電池中的反應(yīng)5２、化學(xué)電池優(yōu)點（１）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（２）可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。（３）易維護，可在各種環(huán)境下工作。３、判斷電池優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)

（１）比能量［符號(A·h/kg)，(A·h/L)］指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少（２）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。２、化學(xué)電池優(yōu)點（１）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（２）可6二、一次電池普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn-2e－＝Zn2+正極：2NH4++2e－+2MnO2＝Mn2O3+2NH3↑＋H2O總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2＝Zn2++Mn2O3+2NH3↑＋H2O優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。

缺點：放電時間短，電壓下降快。二、一次電池普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為NH4Cl和淀粉糊作電7堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn-2e－+2OH-＝Zn(OH)2正極：2MnO2+2e－+2H2O＝2MnOOH+2OH-總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O＝2MnOOH+Zn(OH)2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。缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴。堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有Mn8銀鋅電池總反應(yīng)式:

Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2

電極反應(yīng)式:負(fù)極:Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2正極:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-電解液:KOH溶液這種電池比能量大、電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適宜小電流連續(xù)放電，常制成紐扣式電池，廣泛用于電子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器。銀鋅電池總反應(yīng)式:負(fù)極:Zn＋2OH-－2e-＝9鋰電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負(fù)極：

；正極：

。用途：質(zhì)輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S鋰電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SO10三、二次電池鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進行．蓄電池放電時為自發(fā)電池，充電時為電解池．充電后電池容量得到恢復(fù)，充放電次數(shù)可達千百次。放電時電極反應(yīng)式：負(fù)極：Pb+SO42--2e-＝PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O充電時電極反應(yīng)式與放電時電極反應(yīng)式相反，所以可以把上述反應(yīng)寫成一個可逆反應(yīng)式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電三、二次電池鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進行．蓄電池放11優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉。缺點：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境。優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉。缺12四、燃料電池一種連續(xù)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。電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點。四、燃料電池一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化13燃料電池氫氧燃料電池：一種高效低污染的新型電池。負(fù)極：2H2-4e-＝4H+正極：O2+4H++4e-＝2H2O總反應(yīng)：2H2+O2＝2H2O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燃料電池氫氧燃料電池：一種高效低污染的新型電池。酸性電解質(zhì)：14中性電解質(zhì):負(fù)極:2H2-4e-=4H+正極:O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):2H2+O2=2H2O中性電解質(zhì):負(fù)極:2H2-4e-=4H+15電解質(zhì)溶液：KOH負(fù)極：CH4+10OH-–8e-==CO32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-==8OH-甲烷燃料電池。CH4+2O2+2OH-==CO32-+2H2O電解質(zhì)溶液：KOH負(fù)極：正極：甲烷燃料電池。16甲醇燃料電池2CH3OH+4OH-+3O2===2CO32-+6H2O電解質(zhì)溶液：KOH正極：3O2+6H2O+12e-==12OH-負(fù)極：2CH3OH+16OH-–12e-==2CO32-+12H2O甲醇燃料電池電解質(zhì)溶液：KOH正極：負(fù)極：17五、書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：1．確定原電池的正負(fù)極，弄清正負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)；2.電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則；3．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；五、書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：1．確定原電池的正負(fù)極，弄184.負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)(如＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32-形式存在)；5.溶液中不存在O2-

：在酸性溶液中它與H＋結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-。4.負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的19減少污染節(jié)約資源減少污染20第四章電化學(xué)基礎(chǔ)11/23/2022第二節(jié)化學(xué)電源第四章電化學(xué)基礎(chǔ)11/22/2022第二節(jié)化學(xué)電源21發(fā)明電池的故事伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究電學(xué)的物理學(xué)家。有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學(xué)家的一篇論文，說動物肌肉里貯存著電，可以用金屬接觸肌肉把電引出來。看了這篇論文，伏特非常興奮，便決定親自來做這個實驗。他用許多只活青蛙反復(fù)實驗，終于發(fā)現(xiàn)，實際情況并不像加伐尼所說的那樣，而是兩種不同的金屬接觸產(chǎn)生的電流，才使蛙腿的肌肉充電而收縮。為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的，伏特決定更深入地了解電的來源。發(fā)明電池的故事伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究22發(fā)明電池的故事一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助手將金屬導(dǎo)線把它們連接起來，剎時，他感到滿嘴的酸味兒。接著，他將銀幣和錫片交換了位置，當(dāng)助手將金屬導(dǎo)線接通的一瞬間，伏特感到滿嘴的咸味。這些實驗證明，兩種金屬在一定的條件下就能產(chǎn)生電流。伏特想，只要能把這種電流引出來，就能大有作用。伏特經(jīng)過反復(fù)實驗，終于發(fā)明了被后人稱做“伏特電堆”的電池，這就是在銅板和鋅板中間夾上卡紙和用鹽水浸過的布片，一層一層堆起來的蓄電池。這種電池，今天仍然在使用著為了紀(jì)念他的貢獻，人們把電壓的計量單位叫做伏特，簡稱伏，符號V。比如我們手電筒里的電池的電壓是1.5伏特，我們家里的電燈的電壓是220伏特。

發(fā)明電池的故事一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩23化學(xué)電源［學(xué)與問］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？電池化學(xué)電池太陽能電池原子能電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將放射性同位素自然衰變時產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置化學(xué)電源［學(xué)與問］在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道24１、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

１、化學(xué)電池分類化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池電池中的反應(yīng)25２、化學(xué)電池優(yōu)點（１）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（２）可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。（３）易維護，可在各種環(huán)境下工作。３、判斷電池優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)

（１）比能量［符號(A·h/kg)，(A·h/L)］指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少（２）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小（3）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。２、化學(xué)電池優(yōu)點（１）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（２）可26二、一次電池普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn-2e－＝Zn2+正極：2NH4++2e－+2MnO2＝Mn2O3+2NH3↑＋H2O總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2＝Zn2++Mn2O3+2NH3↑＋H2O優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。

缺點：放電時間短，電壓下降快。二、一次電池普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為NH4Cl和淀粉糊作電27堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2和炭黑。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn-2e－+2OH-＝Zn(OH)2正極：2MnO2+2e－+2H2O＝2MnOOH+2OH-總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O＝2MnOOH+Zn(OH)2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。缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴。堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有Mn28銀鋅電池總反應(yīng)式:

Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2

電極反應(yīng)式:負(fù)極:Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2正極:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-電解液:KOH溶液這種電池比能量大、電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適宜小電流連續(xù)放電，常制成紐扣式電池，廣泛用于電子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器。銀鋅電池總反應(yīng)式:負(fù)極:Zn＋2OH-－2e-＝29鋰電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負(fù)極：

；正極：

。用途：質(zhì)輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S鋰電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SO30三、二次電池鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進行．蓄電池放電時為自發(fā)電池，充電時為電解池．充電后電池容量得到恢復(fù)，充放電次數(shù)可達千百次。放電時電極反應(yīng)式：負(fù)極：Pb+SO42--2e-＝PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O充電時電極反應(yīng)式與放電時電極反應(yīng)式相反，所以可以把上述反應(yīng)寫成一個可逆反應(yīng)式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電三、二次電池鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進行．蓄電池放31優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉。缺點：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境。優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉。缺32四、燃料電池一種連續(xù)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。電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點。四、燃料電池一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化33燃料電池氫氧燃料電池：一種高效低污染的新型電池。負(fù)極：2H2-4e-＝4H+正極：O2+4H++4e-＝2H2O總反應(yīng)：2H2+O2＝2H2O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燃料電池氫氧燃料電池：一種高效低污染的新型電池。酸性電解質(zhì)：34中性