2023-2024學年蘇教版必修第二冊 專題6　第3單元　課題2　化學電源　燃料電池 課件（34張）

專題6化學反應與能量變化第三單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化課題2化學電源燃料電池內(nèi)容索引學習目標活動方案課堂反饋學習目標1.能利用原電池原理分析常見的化學電源、新型化學電池。2.能根據(jù)原電池、電解池的構(gòu)成條件識別原電池、電解池。3.體會研制新型電池的重要性，了解人類電池的基本原理?；顒臃桨父鶕?jù)原電池的構(gòu)成要素，動手制作簡易水果電池?；顒右唬涸O(shè)計簡易電池利用銅片、鋅片(可從廢舊干電池中拆取)或鋁片、純堿溶液、白醋(或橙子、蘆柑)等日常生活中的材料即可制作簡易電池。如右圖所示。利用橙子、金屬片以及導線制作的簡易電池能使檢流計指針偏轉(zhuǎn)。寫出用鋅、銅、白醋設(shè)計的原電池的正、負極，以及在正、負極上發(fā)生的電極反應式。【答案】

鋅為負極，電極反應式：Zn－2e－===Zn2＋銅為正極，電極反應式：2H＋＋2e－===H2↑1.閱讀教材，了解化學電源與簡易電池或原電池相比有什么優(yōu)點？【答案】

簡易電池無法長久穩(wěn)定地使用，于是人們發(fā)明并制造了多種多樣的能夠較長時間穩(wěn)定持續(xù)供電的化學電源?；瘜W電源的能量轉(zhuǎn)化率比燃料燃燒高得多。活動二：了解常見的化學電源2.電池的種類很多，常見有以下兩類。請你列舉出生活中的常見電池，并將其填入下表。種類特點實例一次電池放完電以后不能再使用二次電池充電、放電可循環(huán)進行干電池、紐扣電池等鉛蓄電池、鋰電池等4.根據(jù)下列化學電源的反應原理，判斷參加電極反應的物質(zhì)(未得失電子的物質(zhì)不填)。ZnMnO2PbPbO2ZnAg2OAlO2CH3OHO2燃料電池是一種將燃料(如H2、CH4、乙醇等)和氧化劑(如O2)的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。燃料電池中，燃料(還原性氣體等)作負極反應物，發(fā)生氧化反應，氧化劑(通常為O2)為正極反應物，發(fā)生還原反應，燃料電池在使用過程中，并沒有發(fā)生燃料與氧化劑之間的直接燃燒，而是在兩極之間發(fā)生放電反應，將化學能轉(zhuǎn)化為電能?；顒尤毫私馊剂想姵赜^察右圖的燃料電池。1.分析該電池和普通的化學電源有什么不同？【答案】

該電池中的反應物從電池的外部提供，并且需持續(xù)通入。而普通的化學電源的反應物均密封在電池內(nèi)部。2.H2、O2分別在電極上發(fā)生什么反應？寫出相應的電極反應式?！敬鸢浮?/p>

H2發(fā)生氧化反應，O2發(fā)生還原反應。負極：H2－2e－＋2OH－===2H2O，正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。3.若將電解質(zhì)溶液換成稀硫酸，寫出相應的電極反應式。【答案】

負極：H2－2e－===2H＋，正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。4.燃料電池與常見一次電池和二次電池的不同點是什么？【答案】

燃料電池反應的氧化劑和還原劑是從外界通入的，常見一次電池和二次電池的反應物均密封在電池內(nèi)部。【歸納總結(jié)】

電極反應式的書寫思路如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中：總反應式為CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O負極：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋1.什么是電解池(電解池能量如何轉(zhuǎn)化)?【答案】

電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。2.思考：電解在物質(zhì)制備中有哪些應用？【答案】

電解飽和食鹽水制備燒堿、氯氣和氫氣。電解熔融氯化鎂、氧化鋁可制得金屬鎂、金屬鋁?；顒铀模毫私怆娊獬卣n堂反饋24513768【答案】

A245137682.下列電池工作時，O2在正極得電子的是(

)A.鋅錳電池

B.鉛蓄電池

C.氫氧燃料電池

D.鎳鎘電池【解析】

氫氧燃料電池的總反應是2H2＋O2===2H2O，因而正極是O2得電子發(fā)生還原反應?！敬鸢浮?/p>

C24537683.某些反應根據(jù)原電池原理可設(shè)計成化學電源。下列關(guān)于化學電源的說法不正確的是(

)A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B.甲醇燃料電池可將化學能轉(zhuǎn)化為電能C.鋅錳干電池中，鋅電極為負極D.所有釋放能量的反應都能通過化學電源實現(xiàn)1【解析】

只有釋放能量的氧化還原反應才能通過化學電源實現(xiàn)化學能向電能的轉(zhuǎn)化，D錯誤。【答案】

D24537684.(2022·無錫期末)北京冬奧會上首次使用的氫燃料電池汽車，其電池工作原理如圖，下列說法正確的是(

)1【解析】

燃料電池中，燃料在負極發(fā)生氧化反應，氧氣在正極發(fā)生還原反應，氣體a為氫氣，氣體b為氧氣，A錯誤，B正確；燃料電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能，C錯誤；氧氣在正極發(fā)生還原反應，D錯誤。A.氣體a為O2B.氣體b發(fā)生了還原反應C.該裝置實現(xiàn)了電能向化學能的轉(zhuǎn)化D.正極室的電極反應式為H2－2e－===2H＋【答案】

B24537681【解析】

空氣－鋅電池中，失去電子的一極是負極，發(fā)生氧化反應，得到電子的一極是正極，發(fā)生還原反應，由此可知，石墨電極是正極，發(fā)生還原反應?！敬鸢浮?/p>

D24537686.一種直接鐵燃料電池(電池反應為3Fe＋2O2===Fe3O4)的裝置如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是(

)A.Fe極為電池正極B.KOH溶液為電池的電解質(zhì)溶液C.電子由多孔碳極沿導線移向Fe極D.5.6gFe參與反應，導線中轉(zhuǎn)移1.204×1023個電子124537681【解析】

該電池中，鐵失去電子，為電池負極，A錯誤；KOH溶液為電池的電解質(zhì)溶液，B正確；電子由Fe極沿導線移向多孔碳極，C錯誤；根據(jù)電池反應3Fe＋2O2===Fe3O4可知，3mol鐵參與反應時轉(zhuǎn)移8mol電子，故5.6gFe參與反應，導線中約轉(zhuǎn)移1.605×1023個電子，D錯誤。【答案】

B24537687.以海水為電解質(zhì)的Mg-AgCl電池在軍事上可用作電動魚雷的電源，其電池反應的離子方程式為2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。該電池工作時，下列說法正確的是(

)A.海水中的NaCl被氧化B.Mg電極發(fā)生還原反應C.電流由Mg經(jīng)外電路流向AgClD.正極反應式為AgCl＋e－===Ag＋Cl－124537681【解析】

由離子方程式可知，NaCl中的Cl元素與Na元素的化合價均沒有發(fā)生變化，A錯誤；鎂電極失去電子，發(fā)生氧化反應，B錯誤；電流從正極流向負極，鎂為負極，C錯誤；正極反應為氯化銀得到電子生成銀，電極反應式為AgCl＋e－===Ag＋Cl－，D正確?！敬鸢浮?/p>

D24537688.(2022·南通高一下階段聯(lián)考)可燃冰(mCH4·nH2O)、氫氣既是高效潔凈的能源，又是重要的化工原料。(1)已知25℃、101kPa時，1g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水放出55.64kJ熱量，則該條件下CH4完全燃燒的熱化學方程式為______________________________________________________________。(2)甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是________________________________________。1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890.24kJ·mol－1為甲烷分解提供高溫(能量)條件2453768(3)某種氫燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，兩極上發(fā)生的電極反應如下：A極：H2＋O2－－2e－===H2O

B極：O2＋4e－===2O2－。該燃料電池工作時能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為____________________，A極是電池的______極。(4)已知某