高中化学选修四-化学电源ppt课件

第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
化学电池的分类
一次电池：
活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫 充电电池或蓄电池
燃料电池：
衡量电池优劣的指标:
比能量:
电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
比功率：
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
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1．戏曲脸谱的审美之所以受到各门传 统艺术 的影响 ，是因 为戏曲 艺术综 合了多 门类传 统艺术 ，受到 各门传 统艺术 美学思 想的影 响。
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2．民间美术作品中的脸谱，与戏曲舞 台上的 脸谱大 多是相 同的， 而有时 不尽相 同的脸 谱图案 ，都是 自由发 挥和再 创造的 结果。
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10. 经过时间淘洗的经典之作，是不同 时期的 重要作 家倾其 心力与 才力创 作出来 的时代 精品
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11. 经过不同时期淘洗的经典之作是重 要的时 代精品 ，不同 时期的 作家倾 尽了心 力与才 力
感谢观看，欢迎指导！
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3、银锌纽扣电池
总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
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解质）
工作原理
铅与二氧化铅在硫酸溶 液中发生氧化还原反应
优点
电压稳定、容量大、使 用寿命长
应用
汽车、摩托车启动电源 ，不间断电源等
锂离子电池
构造
碳材料（负极）、金属氧化物（正极）、锂 盐有机溶液（电解质）
优点
能量密度高、自放电小、无记忆效应
工作原理
锂离子在正极和负极之间嵌入和脱出产生电 流
应用
手机、笔记本电脑、数码相机等
环保与节能
相比传统能源，化学电源具有更高 的能量密度和更少的污染排放，有 助于实现环保和节能目标。
化学电源技术的发展趋势与挑战
发展趋势
化学电源技术正朝着高能量密度 、长循环寿命、快速充电和低成
本的方向发展。
技术挑战
当前化学电源技术仍面临安全性 、稳定性、寿命和成本等方面的 挑战，需要不断进行技术创新和
内阻与极化
内阻
电源内部的电阻，包括电解质、电极 和隔膜等部分的电阻。内阻大小直接 影响电源的输出电压和电流。
极化
电极在电流通过时发生偏离平衡电位 的现象。极化会导致电源输出电压降 低，效率下降。
容量与比能量
容量
表示电源在一定条件下可以输出的电量，通常用安时(Ah)或毫安时(mAh)作为 单位。
比能量
THANKS
感谢观看
燃料电池
构造
阳极、阴极、电解质
工作原理
燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电 子从阳极通过负载流向阴极构成电路
优点
能量转换效04 化学电源的性能 参数与评价指标
电压与电动势
电压
表示电源正负极之间的电势差， 通常用伏特(V)作为单位。
电动势
表示电源内部非静电力将正电荷 从负极移到正极所做的功，也反 映了电源将其他形式的能转化为 电能的本领。

剖 析 总 反 应 式
明 确 氧 化 与 还 原
确 定 正 负 极
书 写 电 极 反 应 式
做 加 法 验 证
氧(负);还(正) 总=负+正
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
放电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O2-
H+ H2O
H2O OH-
放电 充电 总反应
放电
充电
负-阴;正-阳
总反应 介质的影响
O2-的转化
两极质量变化
酸性电解质 碱性电解质
总： 2FeO42-+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
• 不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月13日星期三下午3时59分2秒15:59:0222.4.13 • 读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月下午3时59分22.4.1315:59April 13, 2022 • 正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022年4月13日星期三3时59分2秒15:59:0213 April 2022 • 书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
谢谢观赏
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第四章第二节 化学电源
高中化学选修四 “三导”新授课程系列
干电池
碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
镉镍电池
氢镍电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 甲烷燃料电池 氢氧燃料电池
左侧用H2O还是 OH-补齐？
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
原子守恒
电荷守恒
做加法可用于验证书写正误
做减法可求另一极反应式

人教版化学选修四4.2化学电源(17张) ppt
减少污染 节约资源
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【课堂练习】
1.如图所示，烧杯内盛水，铁
圈和银圈直接相连接，在接头
处用一根绝缘细线吊住使之平
衡，小心地向烧杯中央滴入
CuSO4溶液，一段时间后可观察到的现象是 A.两圈仍保持平衡 B.铁圈向下倾斜
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碱性锌-锰干电池
电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
电解质： KOH
负极：——Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：——MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH + 2OH-
负极
正极 负极 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
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正极：_____________________。
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1．戏曲脸谱的审美之所以受到各门传 统艺术 的影响 ，是因 为戏曲 艺术综 合了多 门类传 统艺术 ，受到 各门传 统艺术 美学思 想的影 响。

3.燃料电池 氢氧燃料电池
（2）碱性（KOH溶液） /中性（Na2SO4溶液） 总反应： 2H2+O2=2H2O 正极： O2+4e-+2H2O=4OH负极： 2H2-4e-+4OH-=4H2O
3.燃料电池 氢氧燃料电池
（3）熔融盐电解质（熔融K2CO3，负极产生气 体作为正极助燃气） 总反应：2H2+O2=2H2O 负极： 2H2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2 正极： O2+4e-+2CO2=2CO32-
绿色电池
总结：书写燃料电池的电极反应式
1、写出燃烧反应； 根据电解液改写燃料电池总反应；
2、写出正极的电极反应式(一般较简单); 正极反应一般为： ①酸性介质 O2+4H++4e－=2H2O ②碱性介质 O2+2H2O+4e－=4OH－ ③ 熔融碳酸盐 O2+4e-+2CO2=2CO323、由燃料电池总反应减去正极的电极反应式 得负极的电极反应式。
3.燃料电池 氢氧燃料电池
（4）熔融盐电解质（氧化锆-氧化钇，可传导O2-） 总反应：2H2+O2=2H2O 正极： O2 + 4e-= 2O2负极： 2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O
3.燃料电池 甲烷燃料电池
（1）酸性电解质（硫酸） 总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O 正极：2O2+8e-+8H+=4H2O 负极：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
3.燃料电池
30%多
燃料的化学能——热能——机械能——电能

4．LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表 示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。 请回答下列问题： (1)电池的负极材料为___L_i ______，发生的电极反应为
__L_i_－__e_－_=_=_=_L_i＋___________________； (2)电池正极发生的电极反应为
普 质通，锌还锰填干有电Mn池O：2 和活炭性黑物。质为NH4Cl和淀粉糊作电解 Zn + 2NH4+ +2MnO2＝ Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3↑＋ 负 H2O极：Zn - 2e－ ＝ Zn2+ 正 极：2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O
优点：制作简单、价格便宜。
反应的化学方程式
_S_O__C_l2_＋__H__2O__=_=_=_S_O_2__↑＋___2_H_C_l↑ ___________________________________；
(4)组装该构电成池电必池须的在主无要水成、分无Li氧能的和条氧件气下、进水行反，应， 原因是__S_O_C_l_2_也_与__水__反__应__。________________
• 读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月下午3时59分22.4.1315:59April 13, 2022 • 正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022年4月13日星期三3时59分5秒15:59:0513 April 2022 • 书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq 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02 mol电子，锌的质量理论上减小65 g

介质的影响
负(氧)；正(还) 总=负+正
三个守恒
介质的影响
与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池， K2FeO4在电池中作为正极材料(+6价Fe易被还原为+3价)。
负： Zn +2OH--2e- =Zn(OH)2
×3
正： FeO42- +4H2O +3e- =Fe(OH)3+5OH- ×2
• 8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。下午1时14 分59秒下午1时14分13:14:5921.11.16
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
原子守恒
电荷守恒
做加法可用于验证书写正误
做减法可求另一极反应式
剖 析 总 反 应 式
明 确 氧 化 与 还 原
确 定 正 负 极
书 写 电 极 反 应 式
做 加 法 验 证
氧(负);还(正) 总=负+正
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
放电
O2-
H+ H2O
H2O OH-
放电 充电 总反应
放电
充电
负-阴;正-阳
总反应 介质的影响
O2-的转化
两极质量变化
酸性电解质 碱性电解质
不储活性物质 电极不消耗
O2-的转化
第四章第二节 化学电源
高中化学选修四 “三导”新授课程系列
干电池
碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
镉镍电池
氢镍电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 甲烷燃料电池 氢氧燃料电池
左侧用H2O还是 OH-补齐？
• 1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” • 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 • 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.

缺点：体积较大、附属设备较多
优点：能量转换率高、清洁、对环境好
化学电源
新 型 燃 料 电 池
科技前沿 第 11
页
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，同
化学电源
生活解读 第 12
页
用于“神六”的太阳 能电池 摄 像 机 专 用 电 池
笔记本电脑专用 电池 微 型 混 合 燃 料 电 池
化学 · 选修4《化学反应原 在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电 池的其它应用吗？
生活经验 第3
页
化学电源
交流总结 第4
页
碱性锌锰电池、锌银电 池、铅蓄电池、镉镍电 化学电池 池、氢镍电池、锂离子 将化学能转换成电能 电池等。
的装置 广泛应用于通讯、交通、 电池 太阳能电池 文化、办公及家用电子 产品。高科技、军事、 将太阳能转换成电能的 生产行业也有特殊应用。 装置 原子能电池
化学电源
二、二次电池 铅蓄 1、电池材料 电池 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶 液 2、工作原理
交流总结 第7
页
(1)放电过程 (2)充电过 程 3、特点
化学电源
三、燃料电池 酸性氢氧燃料 1、电池材 料 正极室：通氧气 （氧化剂） 电池
交流总结 第8
页
负极室：通氢（燃料） 气 电解质：H2SO4溶 液 使用铂电极
问题探究 第6
页
锌 筒 石墨 棒 Cl、 NH ZnCl2 和 H 2 O等 MnO 和C 普通锌锰干电池 的结构
2 4
=2MnOOH+ZnCl2+2NH3 负极(Zn)
Zn–2e- =Zn2+ （氧化反应）

国家和地区形成 商业化,半商业化 生产能力, 市场开 拓从 空间转向地 面系统应用。
负极：
2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+
高考真题
以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池 结构示意图如右图所示。关于该电 池的叙述正确的是( ) A.该电池能够在高温下工作 B.电池的负极反应为： C6H12O6+6H2O2-4e-=6CO2↑+24H+ C.放电过程中，H+从正极区向负极 区迁移 D.在电池反应中，每消耗1 mol氧 气，理论上能生成标况下CO2气体 22.4/6 L
作业：写出下列电极反应式
丙烷（C3H8）燃料电池（铂为两极、正极通入O2和 CO2、负极通入丙烷）
1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3）
2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液）
3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）
答案
丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷） 1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3） 正极 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32- (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液） 正极 ： 5O2 + 20e- + 26H+ == 10H2O (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 + 20 H+ (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）