人教版高中化学选择性必修1第四章化学反应与电能化学电源课件.ppt

*化学电源1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。2.了解几类化学电源的构造、原理。(重点)3.掌握原电池电极方程式及总反应方程式的书写。(难点)*习学目标各种化学电源*情境导入结构简单一次电池反复使用二次电池连续工作燃料电池新型电池电池的研发判断电池优劣的主要标准①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。②比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。③电池可储存时间的长短。*情境导入化学电源是将化学能变成电能的装置。原电池是化学电源的雏形，常分为如下三类：化学电源一次电池二次电池燃料电池又叫干电池，活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能继续使用了又称可充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以重复使用一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源，如氢氧燃料电池*情境导入*普通锌锰干电池是最早进入市场的实用干电池。因其电解质溶液用淀粉糊固定化，称为干电池。回顾普通锌锰干电池构造示意图一次电池是放电后不可充电的电池碱性干电池银锌电池主要反应为：Times正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)知识点一一次电池分析普通锌锰干电池长期占据市场和现在逐渐被替代的可能原因。AZn石墨棒NH4ClMnO2NH4ClZnCl2单液电池优点：结构简单、价格低廉。缺点：会发生自放电。*知识点一一次电池碱性锌锰干电池结构金属外壳Zn粉和KOH混合物铜针MnO2和KOH混合物碱性干电池容量高，能大电流连续放电。还具有优良的低温性能、储存性能和防漏性能。*知识点一一次电池*电极活性物质:Zn粉、高活性电解MnO2电极材料：增大相对面积离子导体:高导电性的KOH溶液减小电池内阻加快反应速率大电流高电压普通电池与碱性锌锰干电池的比较知识点一一次电池*正极：2MnO2+2e-+2H2O2MnO(OH)+2OH-正极金属外壳离子型导电隔膜负极铜针e-Zn粉KOH混合物MnO2KOH混合物+-负极：Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2小结一次电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)20+4+3+2资料：碱性干电池增大了正负极间的相对面积，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，锌也变成粉末状，同时采用了反应活性更高的电解二氧化锰粉知识点一一次电池*二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。回顾铅蓄电池铅酸蓄电池的构造示意图稀硫酸铅蓄电池优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉知识点二二次电池正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42--2e-=PbSO4总反应：1.铅酸蓄电池铅酸蓄电池的构造示意图总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O铅蓄电池的电极反应物(Pb、PbO2)和放电后的产物(PbSO4)均以固体形式附着在电极材料表面。PbPbSO4负极PbO2PbSO4正极放电充电放电充电目的：使电极反应物和产物富集在电极材料表面，充、放电时可以循环转化，实现电池重复使用。知识点二二次电池*负极LixCy电极电极反应负极嵌锂石墨(______)：正极钴酸锂()：总反应LixCyLixCy－xe－=xLi＋＋CyLiCoO2Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。2.锂离子电池知识点二二次电池负极：2H2-4e-4H+正极：O2+4H++4e-2H2O燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。稀硫酸氢氧燃料电池