【課件】第3課時(shí)化學(xué)電池課件 2023-2024學(xué)年高一化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第6章化學(xué)反應(yīng)與能量

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第3課時(shí)化學(xué)電池導(dǎo)入一從伏打發(fā)明了人類(lèi)歷史上第一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的電池,人類(lèi)從此就進(jìn)入了使用能源的新紀(jì)元。文明社會(huì)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(shuō)說(shuō)生活中有哪些類(lèi)型的電池。電池多種多樣,本節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)幾種常見(jiàn)的化學(xué)電池。導(dǎo)入二[播放視頻]“電池的發(fā)展史”。導(dǎo)入二[播放視頻]“石墨烯電池”。導(dǎo)入二化學(xué)能轉(zhuǎn)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(shù)的巨大進(jìn)步,是化學(xué)對(duì)人類(lèi)的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn),極大地推進(jìn)了現(xiàn)代化的進(jìn)程,改變了人們的生活方式,提高了人們的生活質(zhì)量?；瘜W(xué)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(lái)學(xué)習(xí)幾種常見(jiàn)的化學(xué)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(yīng)無(wú)法逆向進(jìn)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(fù)極:鋅筒,電極反應(yīng)式為Zn?2e?Zn2+。正極:石墨棒,被還原的物質(zhì)是MnO2。電解質(zhì)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(guò)程中,鋅會(huì)逐漸溶解,鋅外殼變薄,最后內(nèi)部的糊狀電解質(zhì)會(huì)泄露出來(lái),使電器腐蝕。為了延長(zhǎng)電池壽命和提高其性能,人們將電池內(nèi)的電解質(zhì)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(jī)、閃光燈、電動(dòng)玩具、袖珍電視機(jī)等。堿性鋅錳干電池的電池總反應(yīng)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(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)放電(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)與充電(電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能)的循環(huán)。常見(jiàn)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(chē)電瓶,其構(gòu)造如圖所示:負(fù)極:Pb+SO42??2e?PbSO4正極:PbO2+4H++SO42?+2e?PbSO4+2H2O電池總反應(yīng):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(jié)構(gòu)如圖所示,下列說(shuō)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(yīng)C.NH4+

移向石墨電極D.電子經(jīng)石墨棒沿電解質(zhì)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(zhì)為熔融氟化物。下列說(shuō)法正確的是()A.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為Mg?2e?

+2F?MgF2

B.放電時(shí),電子從鎂電極流出,經(jīng)電解質(zhì)流向正極C.放電時(shí),化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能D.放電時(shí),F-向正極移動(dòng)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(qiáng)的催化活性,如鉑電極、活性炭電極等,電極本身只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)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(jìn)行反應(yīng),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(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置。2.燃料電池的特點(diǎn):(1)清潔、安全、高效。(2)能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。(3)反應(yīng)物不是儲(chǔ)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(yīng)用:在航天、軍事、交通等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。二、燃料電池[問(wèn)題思考]

1.氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式如何書(shū)寫(xiě)?2.如何判斷氫氧燃料電池的正、負(fù)極?1.燃料電池相當(dāng)于燃料的燃燒,氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H2+O22H2O。2.從總反應(yīng)的方程式可知,H2失電子,在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),O2得電子,在正極上發(fā)生還原反應(yīng),則通H2

的一極作負(fù)極,通O2

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

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

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

4OH?在書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)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(yīng)。()(3)氫氧燃料電池將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?)(4)原電池中正極材料一定發(fā)生還原反應(yīng)。()(5)原電池中的負(fù)極反應(yīng)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(yīng)用于氫能大巴。某種氫燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.電池工作時(shí),電解質(zhì)溶液中的H+

向b極移動(dòng)B.a極發(fā)生的電極反應(yīng)為H2+2e?

+2OH?2H2OC.b極為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)D.當(dāng)外電路有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),b極消耗5.6LO2A總結(jié)課堂練習(xí)1.下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是()A.手機(jī)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(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),正極區(qū)可生成氫氣2.24LC.氫氧燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.鋅錳電池、鎳鎘電池、化學(xué)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(xí)C2.堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列說(shuō)法正確的是()A.Zn為正極,MnO2為負(fù)極B.該電池為二次電池C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn+2OH??2e?Zn(OH)2

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

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