【精选课件】人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第2课时课件.ppt

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化学反应与能量
第二节 化学能与电能 第2课时 化学电源
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学
典 例 精 析
课 时 训 练
第2课时 化学电源
锂离子电池的阴极材料为锂金属氧化物，具有高效率、 高能量密度的特点，并具有放电电压稳定、工作温度范围宽、 自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。但 目前锂离子电池在大尺寸制造方面存在一定问题，过充控制 的特殊封装要求高，价格昂贵，所以尚不能普遍应用。目前 世界上运行的最大锂离子储能系统是A123公司投资建设的， 装机容量为2兆瓦。
变式应用 2．镍镉电池是一种可充电电池，其反应的化学方程式
为：Cd(OH)2＋Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O。由此可知， 该电池的负极材料是( )
A．CdB．NiO(OH)
C．Cd(OH)2D．Ni(OH)2
解析：在判断原电池的负极材料时应看放电过程，且负 极发生的是氧化反应，化合价升高，所以镍镉电池的负极材 料为Cd。
答案：A
水平测试 1．某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋， 不能实现该反应的原电池是( ) A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
答案：B
4．废旧电池处理不当不仅会造成浪费，还会对环境造 成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废 为宝，他的以下想法你认为不正确的是( )

① 两种活泼性不同的金属（或其中一 种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电 极，其中较活泼金属为负极。较不活泼金 属（或非金属）为正极（正极一般不参与 电极反应，只起导电作用）。
② 电解质溶液（做原电池的内电路， 并参与反应）
③ 形成闭合回路
④ 能自发地发生氧化还原反应
二、发展中的化学电源
1）化学电池有三大类型： 一次性电池 、 二次电池 、 燃料电池 .
总电解反应:
通电
2PbSO4＋2H2O ＝ PbO2＋Pb＋2H2SO4
镍镉电池
• 镍镉电池（Ni-Cd，Nickel-Batteries）：镍镉电池是 最早应用于手机等设备的电池种类，它具有良好的大 电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单。镍镉
电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处理不当，
会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短。
2）特点： ①一次电池：不可充电，
如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池） ②二次电池：可循环利用，
放电过程是将 化学能转化为 电 能； 充电过程是将 电 能转化为 化学能。 ③燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用， 最理想的燃料是 H2 。
（1）产物为水，无污染 （2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多 （3）来源广
放电时：为原电池
负极(Pb) ：Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4 正极(PbO2) PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O 总电池反应:PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O 充电时：为电解池
阴极(Pb)： PbSO4 ＋2e- ＝ Pb＋SO42-
阳极(PbO2) PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－

乙醇是非电 解质，与Zn、 Cu化学能转化为电能的装置。 构成条件： 两极一液一连线
自发进行的氧化还原反应 具有活泼性不同的两个金属电极（或金属 与能导电的非金属） 合适的电解液：两电极均插入电解液 导线：两极用导线相连，形成闭合回路。
现象
锌表片面逐有渐气溶泡；解， 锌 铜片片逐表渐面溶有解气，
两锌片逐渐溶 解且表面都有
铜片表面无气 泡，电流表指 气泡，电流表
泡
针发生偏转 指针不偏转
无现象
解释 或
说明
锌与稀硫酸发
生置换反应产
生H2，而铜则 不能
锌与稀硫酸反 应，但氢气在 铜片上产生， 有电流 产生
锌与稀硫酸 反应产生氢 气，无电流 产生
正极
Ag
负极
Fe
H2SO4 (aq)
负极(Fe ): Fe – 2e- = Fe2+ 正极(Ag ): 2H+ +2e- = H2 总反应式 ：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2



活学活用
如图装置中，明显有电流产生的是 (C )

探究之路
原电池工作原理：
负极
氧化反应
Zn－2e－==Zn2＋
正极
还原反应
2H＋＋2e－==H2↑
原电池总电极反应式： Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑

A
Zn
Zn
酒精
(2)
A
Zn
Cu
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
(3)
A
Zn
C
CuSO4 (aq)
(4)
CuSO4 (aq)
(5)

例子
如：普通锌锰 电池、碱性锌 锰电池、锌银 纽扣电池
二次电池
燃料电池
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池
氢气、甲醇、天 然气、煤气与氧 气组成燃料电池。
小型高性能 燃料电池
2.化学电池优点
（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。
（２）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的 电池和电池组，使用方便。 （３）易维护，可在各种环境下工作。
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铅蓄电池放电的电极反应：
负极（ Pb ） Pb(s) + SO42-(aq) - 2e- = PbSO4 (s)（氧化反应）
正极（PbO2） PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq) + 2e- = PbSO4 (s)
二、二次电池介绍
二次电池
铅蓄电池 镉镍电池
氢镍电池 锂离子电池 ……
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铅蓄电池
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一、一次电池介绍
锂电池 ……
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碱性锌锰电池：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
负极(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 优缺点简析：只能使用一次，不能充电；价格较贵；比 能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。