化学电源ppt教程

第二节化学电源形形色色的电池ACuZn稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa极b极阅读课文P73页并回答系列问题：1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？2、判断电池的优劣标准主要是什么？3、目前化学电池主要分哪几大类？能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、易于维护、并可在各种环境下工作单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短化学电池一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池锂离子电池锌银蓄电池普通干电池锌银纽扣电池1、干电池（锌锰电池）负极：Zn–2e-==Zn2+正极：2NH4++2MnO2+2e-==2NH3+Mn2O3+H2O总反应：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O正极：MnO2负极：Zn电解质：NH4Cl一、一次电池正负极材料正极：MnO2负极：Zn工作机制负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-氢氧化氧锰碱性锌锰电池构造示意图氧化反应还原反应电解质：KOH2、碱性锌锰电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)23、优缺点缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电其它一次电池锌银电池、锂电池……锌银电池（纽扣电池）正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH－负极：Zn+2OH－—2e-=ZnO+H2O总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag（2004年江苏高考）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s下列说法错误的是A电池工作时，锌失去电子B电池正极电极反应式为：2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaqC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过02mol电子，锌的质量理论上减小65g答案：C二、二次电池铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……铅蓄电池1、正负极材料正极：PbO2负极：Pb2、工作机制电解质：H2SO4溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)氧化反应还原反应负极：①放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)①充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)还原反应阴极：阳极：2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：放电充电3、优缺点简析缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……三、燃料电池氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……酸性氢氧燃料电池1、正负极材料正极室：通氧气负极室：通氢气电解质：H2SO4溶液（氧化剂）（燃料）使用铂电极2、工作机制2H2-4e-=2H+负极：正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O3、优缺点简析缺点：体积较大、附属设备较多优点：能量转换率高、清洁、对环境友好其它燃料电池氢氧燃料电池负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O中性负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O碱性负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O酸性甲烷燃料电池电极为金属铂，在两极分别通入甲烷和氧气。电解质为KOH电极反应：负极：正极：总反应式:电解质为稀硫酸电极反应：负极：正极：总反应式:CH4－8e-+2H2O=CO2+8H+O2+4H++4e-=2H2OCH4+2O2=CO2+2H2OCH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2OO2+2H2O+4e-=4OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O练习1：据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFC）常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导电离子是H+。该燃料电池:1、正极反应为：___________________。2、负极反应为：______________________。3、总的化学反应为：_____________________。4、氢离子通过电解质向_______移动。（正极、负极）点燃O2+4H++4e－=2H2O2H2－4e－=4H+2H2+O2=2H2O正极例3.有人设计将两根铂丝做电极插入到KOH溶液中，然后在两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃料电池。该电池中反应的化学方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，则关于此燃料电池的下列说法中错误的是（）A.通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极为正极B.在标准状况下，每消耗5.6LO2，需转移1moL的电子C.通过甲烷电极的电极反应为：CH4+10OH－－8e－=CO32-+7H2OD.放电一段时间后，溶液的pH升高D书写电极反应式应注意以下几点：2．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）；1．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；3．溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH－；减少污染节约资源