化学能转化为电能z.ppt

电池发明的小故事 新型绿色环保燃料电池车 优点： 效率高 无污染 装置可持续使用 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入氧化剂和还原剂，同时将电极反应产物不断排出电池。它是把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。 2H2 + O2 === 2H2O 燃料电池工作原理 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……） 氢氧燃料电池 酸性电解质： 碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH- = 4H2O 正极: O2+2H2O+4e- = 4OH- 总反应: 2H2+O2 = 2H2O 负极： 2H2-4e- = 4H+ 正极： O2+4H++4e- = 2H2O 总反应：2H2+O2 = 2H2O 一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。 该电池负极发生的反应是 A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e- B.O2(g)+4H+(aq)+4e -=2H2O(1) C.CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e- D.O2(g)+2H2O(1)+4e -=4OH- C 普通锌锰电池 干电池：属一次性电池，又因为其电解质是一种不能流动的糊状物，所以称干电池。 随着科学技术的发展，干电池已经发展成为 一个大的家族，到目前为止已经约有１００ 多种。常见的有普通锌锰干电池、碱性锌锰 干电池、镁锰干电池、锌空气电池、锌氧化 汞电池、锌氧化银电池、锂锰电池等。 干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。 一次性锌锰干电池 普通锌锰电池 锌锰电池 南孚电池 特点：电压为1.5V，价格便宜，电量较好，储存时间长，温度适应条件好，用途广泛。 普通锌-锰干电池的结构 锌筒 石墨棒 MnO2和C NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 锌锰干电池的电极反应 负极：Zn – 2e- = Zn2+ 2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2 2MnO2+ H2 = 2MnO(OH) ZnCl2+ 2NH3 = Zn(NH3)2Cl2 正极： 特点与应用： 银锌纽扣电池的容量比普通的干电池大得多， 电流大，放电电压平稳，工作电压是1.6伏。 银锌电池体积小、重量轻，已广泛用于小型电子计算器、高级仪表、宇航、火箭、潜艇等方面。 电极反应 负极：Zn +2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O +2e- = 2OH- + 2Ag 总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag 负极：Zn 正极：Ag2O 电解质：KOH 铅蓄电池 1859年由普南特(Plante)发明 ,一个半世纪以来，广泛应用于汽车、轮船、火车等交通工具的点火电源和照明。 * 实验1：把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里 实 验 与 探 究 结论或解释 现象 实验 铜片表面无变化无气泡 铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸反应 Cu 稀H2SO4 Zn 稀H2SO4 锌片表面有气泡质量减小 实验现象： 锌片上有气泡产生 而铜片上没有 实验2：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。 实验3：用导线将锌片和铜片连起来。 Zn片溶解 铜片有大量气泡 实验现象： 实验现象： 电流计指针发生偏转， Cu片上有气泡产生 Zn片溶解 实验4：在导线中接入一个灵敏电流计。 铜片上氢气是怎么产生的？ 讨论 锌片上为什么会有电子流向铜片？ 两电极质量如何变化？ 过程中能量如何变化？ 一、化学能转化为电能 1、原电池： 把化学能转化为电能的装置。 负极：电子流出的一极。 正极：电子流入的一极。 负极 正极 Zn-2e-=Zn2+ 2H+ +2e-=H2 还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应 氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应 还原剂失去的电子从锌极流出 流入铜极. 经外电路 Zn2+ H+ SO42- 电流方向 2、反应原理: 原电池工作原理： 负极材料 电子，发生 反应，（负极不断溶解消耗）电子 ；电子经导线 正极，电解质溶液