【課件】第3課時化學電池課件 2023-2024學年高一化學人教版（2019）必修第二冊

第6章化學反應與能量

第一節(jié)化學反應與能量變化第3課時化學電池導入一從伏打發(fā)明了人類歷史上第一個具有實用價值的電池,人類從此就進入了使用能源的新紀元。文明社會發(fā)展至今,電池已經(jīng)成為我們的生活中不可或缺的必需品,大家舉例說說生活中有哪些類型的電池。電池多種多樣,本節(jié)課我們來學習幾種常見的化學電池。導入二[播放視頻]“電池的發(fā)展史”。導入二[播放視頻]“石墨烯電池”。導入二化學能轉化為電能的原理的發(fā)現(xiàn)和各式各樣電池裝置的發(fā)明,是貯能和供能技術的巨大進步,是化學對人類的一項重大貢獻,極大地推進了現(xiàn)代化的進程,改變了人們的生活方式,提高了人們的生活質量?；瘜W電池是新能源和可再生能源的重要組成部分,本節(jié)課我們來學習幾種常見的化學電池。一、一次電池和二次電池一次電池:放電之后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應無法逆向進行)的電池,屬于一次電池,如干電池。一、一次電池和二次電池鋅錳干電池:負極:鋅筒,電極反應式為Zn?2e?Zn2+。正極:石墨棒,被還原的物質是MnO2。電解質溶液:NH4Cl糊。一、一次電池和二次電池【拓展延伸】鋅錳干電池在使用過程中,鋅會逐漸溶解,鋅外殼變薄,最后內(nèi)部的糊狀電解質會泄露出來,使電器腐蝕。為了延長電池壽命和提高其性能,人們將電池內(nèi)的電解質NH4Cl糊換成濕的KOH,制成了堿性鋅錳電池,廣泛用于拉式錄音機、閃光燈、電動玩具、袖珍電視機等。堿性鋅錳干電池的電池總反應為Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnO(OH)。一、一次電池和二次電池二次電池:二次電池(充電電池)放電時所進行的氧化還原反應,在充電時可以逆向進行,使電池恢復到放電前的狀態(tài),從而實現(xiàn)放電(化學能轉化為電能)與充電(電能轉化為化學能)的循環(huán)。常見的充電電池:鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。一、一次電池和二次電池鉛酸蓄電池常用作汽車電瓶,其構造如圖所示:負極:Pb+SO42??2e?PbSO4正極:PbO2+4H++SO42?+2e?PbSO4+2H2O電池總反應:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O一、一次電池和二次電池小試牛刀1.某普通鋅錳干電池的結構如圖所示,下列說法正確的是()A.鋅筒是原電池的正極B.石墨電極上發(fā)生氧化反應C.NH4+

移向石墨電極D.電子經(jīng)石墨棒沿電解質溶液流向鋅筒C一、一次電池和二次電池A2.氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池,其能量密度是目前鋰電池的十倍以上。其中一種氟離子電池的工作原理為3Mg+2BiF3

3MgF2+2Bi(MgF2為難溶鹽),電解質為熔融氟化物。下列說法正確的是()A.放電時,負極的電極反應式為Mg?2e?

+2F?MgF2

B.放電時,電子從鎂電極流出,經(jīng)電解質流向正極C.放電時,化學能完全轉化為電能D.放電時,F-向正極移動二、燃料電池燃料電池的電極材料一般為活化電極,具有很強的催化活性,如鉑電極、活性炭電極等,電極本身只是一個催化轉化原件。燃料電池中的燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給,在電極上不斷地進行反應,生成物不斷地被排出。二、燃料電池1.燃料電池的概念:一種將燃料(如氫氣、甲烷、乙醇)和氧化劑(如氧氣)的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置。2.燃料電池的特點:(1)清潔、安全、高效。(2)能量轉化率可以達到80%以上。(3)反應物不是儲存在電池內(nèi)部,而是從外部提供,供電量易于調(diào)節(jié)。3.燃料電池的應用:在航天、軍事、交通等領域有廣闊的應用前景。二、燃料電池[問題思考]

1.氫氧燃料電池的總反應方程式如何書寫?2.如何判斷氫氧燃料電池的正、負極?1.燃料電池相當于燃料的燃燒,氫氧燃料電池的總反應為2H2+O22H2O。2.從總反應的方程式可知,H2失電子,在負極上發(fā)生氧化反應,O2得電子,在正極上發(fā)生還原反應,則通H2

的一極作負極,通O2

的一極作正極。二、燃料電池氫氧燃料電池正、負極反應:電解質溶液負極正極酸性(H+)堿性(OH?)2H2?4e?4H+

O2+4H++4e?2H2O2H2?4e?

+4OH?4H2OO2+2H2O+4e?

4OH?在書寫電極反應式時必須注意溶液的酸堿性,在酸性條件下不能出現(xiàn)OH?

,堿性條件下不能出現(xiàn)H+

。二、燃料電池小試牛刀1.正誤判斷。(1)燃料電池是利用燃料的燃燒發(fā)電。()(2)燃料電池中,燃料在正極上發(fā)生氧化反應。()(3)氫氧燃料電池將熱能直接轉變?yōu)殡娔堋?)(4)原電池中正極材料一定發(fā)生還原反應。()(5)原電池中的負極反應一定是電極材料失電子。()×××××二、燃料電池2.某公司全自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池系統(tǒng)廣泛應用于氫能大巴。某種氫燃料電池的內(nèi)部結構如圖所示,下列說法正確的是()A.電池工作時,電解質溶液中的H+

向b極移動B.a極發(fā)生的電極反應為H2+2e?

+2OH?2H2OC.b極為正極,發(fā)生氧化反應D.當外電路有1mol電子轉移時,b極消耗5.6LO2A總結課堂練習1.下列有關電池的說法不正確的是()A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B.銅、鋅、稀硫酸電池工作時,當轉移0.2mol電子時,正極區(qū)可生成氫氣2.24LC.氫氧燃料電池可把化學能轉化為電能D.鋅錳電池、鎳鎘電池、化學電池易造成環(huán)境污染,而氫氧燃料電池是環(huán)境友好型電池B課堂練習C2.堿性鋅錳電池的總反應為Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列說法正確的是()A.Zn為正極,MnO2為負極B.該電池為二次電池C.負極的電極反應式為Zn+2OH??2e?Zn(OH)2

D.工作時電子由MnO2經(jīng)外電路流向Zn課堂練習3.有一種銀鋅微型紐扣電池,其電極分別是Ag2O和Zn,電解質溶液為KOH溶液,電極反應為Zn+2OH??2e?ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e?2Ag+2OH?

,電池總反應為Ag2O+Zn2Ag+ZnO。下列有關敘述中不正確的是()A.Zn為負極、Ag2O為正極B.電池工作時,正極質量逐漸減小C.電池工作時,電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極D.電路中每通過0.2mol電子,負極的質量理論上減少6.5gD課堂練習C4.將兩個鉑電極插入KOH溶液中,向兩極分別通入CH4和O2即可構成甲烷燃料電池。已知通入甲烷的一極的電極反應式為