高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)4.1.2化学电源(学生版+解析).docxVIP

第四章化学反应与电能

第一节原电池

4.1.2化学电源

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01/学习目标明确内容要求，落实学习任务

02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆

03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识

04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点

05/问题探究探究重点难点，突破学习任务

06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养

1.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

2.掌握常见化学电源的电极反应式和总方程式。

重点:化学电池的工作原理；燃料电池电极反应式的书写。

难点:掌握几种典型化学电池的电极反应。

一、化学电源的优点和优劣判断标准

1.相对其他能源，电池的优点是能量转换效率，供能，形状、小小，使用方便等。

2.判断电池优劣的标准是电池所能输出的比能量或比功率及可储存。

二、日常生活中的几种电池

1.碱性锌锰干电池——一次电池（放电后不可再充电的电池）

正极反应：；

负极反应：；

总反应：。

2.银锌电池——一次电池（放电后不可再充电的电池）

负极反应：；

正极反应：；

总反应：。

3.锂电池——一次电池（放电后不可再充电的电池）

Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为。

①负极材料为锂，电极反应为。

②正极的电极反应为。

4.二次电池(可充电电池)：放电后能充电复原继续使用

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。

①放电时的反应

a．负极反应：；

b．正极反应：；

c．总反应：。

②充电时的反应

a．阴极反应：；

b．阳极反应：；

c．总反应：。

注：可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。

③图解二次电池的充放电

④二次电池的充放电规律

a.充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的相连以获得电子，可简记为负接后作极，正接后作极。

b.工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pO的变化趋势也。

⑤二次电池电极反应式的书写方法

a.标：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与负极和正极反应的物质。

b.写：写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)

c.减：在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。

eq\a\vs4\al(注意：)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，即：

充电时的阳极反应与放电时的正极反应相反；充电时的阴极反应与放电时的负极反应相反。

5.“高效、环境友好”的燃料电池

【思考与讨论】p100参考答案：氢气与氯气反应由化学能转化为电能的过程可以实现。一般用酸溶液或碱溶液作电解质溶液，以Pt作电极，负极室通入氢气，正极室通入氯气，用导线外接用电器形成闭合回路，即可实现化学能转化为电能。以碱溶液为例，负O2-2e-+2OO-=2O2O,正极发生的电极反应：O2＋2O2O＋4e－===4OO－,总反应为2O2+O2=2O2O。

①氢氯燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。

种类

酸性

碱性

负极反应式

正极反应式

电池总反应式

备注

燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用

②甲烷燃料电池

a.酸性介质(如O2SO4)或传导质子（O＋）固体介质

总反应式：