第二節(jié)化學電源編輯ppt課程標準導航1.了解化學電源的種類及其工作原理，知道化學電源在生產、生活和國防中的實際應用。2．認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要作用。3．掌握一次電池、二次電池、燃料電池的反應原理，會書寫電極反應式。編輯ppt新知初探自學導引自主學習一、化學電池1．定義化學電池是利用________原理，將________變成電能的裝置。化學能原電池編輯ppt2．分類干電池氧化還原反應充電電池蓄電池燃料和氧化劑編輯ppt3．優(yōu)點(1)化學電池的_______________較高，供能穩(wěn)定可靠。(2)可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池及電池組。(3)使用方便，易于維護。能量轉換效率編輯ppt4．判斷電池優(yōu)劣的主要標準(1)比能量：即單位質量或單位體積所能___________的多少。(2)比功率：即單位質量或單位體積所能__________的大小。(3)電池的_______________的長短。輸出電能輸出功率可儲存時間編輯ppt二、常見的一次電池種類特點堿性鋅錳電池銀鋅電池基本構造負極：_______正極：_______電解質：_____負極：________正極：_________電解質：_______ZnMnO2KOHZnAg2OKOH編輯ppt種類特點堿性鋅錳電池銀鋅電池工作原理負極反應Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正極反應2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－總反應Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag編輯ppt種類特點堿性鋅錳電池銀鋅電池性能與適用范圍比能量和可儲存時間比普通鋅錳電池均有提高，適用于________和___________比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適宜______________大電流連續(xù)放電小電流連續(xù)放電編輯ppt三、二次電池1．鉛蓄電池的構造編輯ppt氧化還原PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)編輯ppt逆過程還原氧化2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)編輯ppt編輯ppt3．鉛蓄電池的特點可重復使用，電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉在生產生活中應用廣泛。缺點是比能量低、笨重，廢棄電池污染環(huán)境。編輯ppt四、燃料電池(以氫氧燃料電池為例)1．構造編輯ppt2．工作原理酸性電解質(H2SO4)堿性電解質(KOH)正極反應O2＋4e－＋4H＋

===2H2OO2＋4e－＋2H2O===4OH－負極反應_________________________________________________________總反應2H2＋O2===2H2O2H2－2e－===4H＋2H2－4e－＋4OH－===4H2O編輯ppt3.燃料除H2外，烴、肼、______、_____、_______等液體或氣體。氧化劑：除純氧氣外，空氣中的____也可。4．燃料電池的優(yōu)點(1)能量轉換率_____；(2)污染_______。甲醇氨煤氣O2高小編輯ppt自主體驗1．下列說法正確的是(

)A．堿性鋅錳電池是二次電池B．鉛蓄電池是一次電池C．二次電池又叫蓄電池，它放電后可以再充電使活性物質獲得再生編輯pptD．燃料電池的活性物質儲存在電池內部解析：選C。鋅錳電池是一次電源，鉛蓄電池是二次電池。燃料電池的電極本身不包含活性物質。編輯ppt編輯pptC．電池放電時，鎳元素被還原D．電池放電時，H2在負極放電解析：選A。電池放電時，Ni元素化合價降低被還原，A錯，C對；充電時，H元素化合價從＋1→0，化合價降低，被還原，B對；放電時，H元素化合價升高，在負極被氧化,D對。編輯ppt3．鉛蓄電池放電時，PbSO4(

)A．只在正極上生成B．只在負極上生成C．在兩個電極上生成

D．在兩個電極上除去編輯ppt編輯ppt要點突破講練互動要點1常見的燃料電池探究導引1燃料電池中電極和電解質溶液的選擇與一般電池有何不同？編輯ppt提示：設計燃料電池，其電極和電解質溶液的選擇與一般電池不同：(1)燃料電池的電極反應物為外界不斷通入的燃料和氧化劑，電極本身不參與反應，故其電極可使用相同的惰性電極；(2)燃料電池的電解液未必能與電極反應物直接反應，但一般為酸或堿，如氫氧燃料電池。編輯ppt要點歸納編輯ppt編輯ppt特別提醒通常燃料電池中負極為可燃性物質失電子，正極為O2得電子,電極材料一般為惰性電極。在寫正極反應方程式時要注意給出的電解質溶液的酸堿性,在酸性條件下O2＋4e－＋4H＋===2H2O，在堿性或中性條件下O2＋4e－＋2H2O===4OH－。編輯ppt即時應用1．燃料電池是一種新型電池，它主要是利用燃料在氧化過程中把化學能直接轉化為電能。氫氧燃料電池的基本反應是：X極：1/2O2(g)＋H2O(l)＋2e－===2OH－；Y極：H2(g)＋2OH－－2e－===2H2O(l)。下列判斷中正確的是(

)A．兩電極的電極材料不能相同編輯pptB．該電池工作時會產生藍色火焰C．工作一段時間后電解質溶液pH增大D．工作時負極區(qū)附近pH變小編輯ppt解析：選D。燃料電池中，電極不參與反應,只作為催化轉化元件，因此可以使用相同的惰性電極，所以A錯誤；電池工作時并不是H2在燃燒，因此看不到火焰，所以B錯誤；氫氧燃料電池的產物為水m電解質溶液(堿性)的pH減小，所以C錯誤；電池工作時，負極區(qū)OH－參與電極反應，因此負極區(qū)附近pH變小，故D正確。編輯ppt探究導引2電極反應與電池反應有何區(qū)別與聯(lián)系？提示：電極反應是分別在兩極上發(fā)生的“半反應”(氧化反應或還原反應)，電池反應是兩個電極反應加合消去電子后的總反應?？赏ㄟ^電極反應相加求電池反應，也可通過電池反應減一個電極反應求另一個電極反應。要點2化學電源電極反應式的書寫編輯ppt要點歸納1．根據給出的兩個電極反應式寫總反應式書寫時注意使兩個電極反應式得失電子數相等后相加兩式，消去反應物和生成物中相同的物質即可。編輯ppt編輯ppt編輯ppt②正極：陽離子得到電子生成單質或O2得到電子，若反應物是O2，則有以下規(guī)律：電解質是堿性或中性：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；電解質是酸性：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。(3)正負電極反應式相加得到電池反應的總反應方程式。編輯ppt編輯ppt負極書寫步驟為：(1)根據總電池方程式列出總式兩邊化合價升高的有關物質，標出失去電子的數目：2H2－4e－―→2H2O。(2)根據電解質溶液的酸堿性，用H＋或OH－或其他離子配平，使反應式兩邊電荷總數相等：2H2＋4OH－－4e－―→2H2O。編輯ppt此時注意：①電子帶負電，②在堿性電解質溶液中，電極反應式不宜出現H＋，如上式寫成2H2－4e－===4H＋就不對了。(3)利用H2O使兩邊元素守恒，即2H2＋4OH－－4e－===4H2O同理：正極電極反應式書寫如下：①O2＋4e－―→4OH－

②O2＋2H2O＋4e－===4OH－編輯ppt將正負極電極方程式相加，若得到總反應式,說明寫法正確。4．可充電電池電極反應式的書寫可充電電池放電時為原電池，充電時為電解池。(1)原電池的負極發(fā)生氧化反應，充電時為陰極，發(fā)生還原反應，故放電時的負極反應式與充電時的陰極反應式相反。編輯ppt(2)原電池的正極發(fā)生還原反應，充電時為陽極，發(fā)生氧化反應，故放電時的正極反應式與充電時的陽極反應式相反。編輯ppt特別提醒原電池電極反應均是氧化還原反應，因此電極反應式的書寫要遵循質量守恒、電子守恒及電荷守恒的原則，兩電極反應式相加得電池總反應式。編輯ppt即時應用2．可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是(

)A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－編輯pptB．以NaOH溶液為電解液時，負極反應為:Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極編輯ppt解析：選A。本題著重考查了化學電池電極方程式的書寫及分析。電解質溶液顯堿性或中性，該燃料電池的正極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A正確；以NaOH作電解質時，負極Al失電子生成的Al3＋與電解質NaOH(過量)反應生成NaAlO2，編輯ppt編輯ppt題型探究權威預測題型1二次電池的工作原理例1編輯ppt編輯ppt編輯ppt在電池制備時，PbSO4的量是一定的，制成膏狀的PbSO4干燥后安裝，說明H2SO4不用補充；放電時，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物質的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小?！敬鸢浮?/p>

A編輯ppt【規(guī)律方法】二次電池在充電時，正、負電極上發(fā)生的反應正好與放電時發(fā)生的反應相反，因而充電時，二次電池的正極應與充電電源的正極相連接，負極應與充電電源的負極相連接。編輯ppt

(2010·高考安徽卷)某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H＋，其基本結構如圖，電池總反應可表示為：2H2＋O2===2H2O，下列有關說法正確的是(

)題型2燃料電池例2編輯ppt編輯pptA．電子通過外電路從b極流向a極B．b極上的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每轉移0.1mol電子，消耗1.12L的H2D．H＋由a極通過固體酸電解質傳遞到b極編輯ppt【解析】本題考查原電池知識，意在考查學生的分析能力。該原電池的化學原理是H2被氧化，在負極(a極)發(fā)生反應：H2－2e－===2H＋，H＋由a極轉移到b極，D項正確；O2發(fā)生還原反應，在正極(b極)發(fā)生反應：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，則電子從a極流向b極，A、B兩項不正確；C項因未指明氣體所處的溫度和壓強，不正確。編輯ppt【答案】

D【名師點睛】燃料電池電極反應式書寫應注意的問題(1)電池的負極一定是可燃性氣體，失去電子發(fā)生氧化反應。電池的正極一定是助燃性氣體，得到電子發(fā)生還原反應。編輯ppt(2)寫電極反應式時，一定要注意電解質是什么，其中陰、陽離子要和電極反應式中出現的離子相對應，在堿性電解質中，電極反應式中不能出現H＋；在酸性電解質中，電極反應式中不能出現OH－。(3)正、負兩極的電極反應式在得失電子相等時相加，所得電池反應必是燃料燃燒反應和燃燒產物與電解質溶液反應的疊加反應式。編輯ppt燃料電池在生活中的應用燃料電池的基本組成為電極、電解質、燃料和氧化劑，此中電池的能量利用率可高達80%，產物污染也少。氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因是該電池的產物為水，經過處理之后可供宇航員使用。熱點示例思維拓展編輯ppt[經典案例]

在長期載人太空飛行的宇航器中，每個宇航員平均每天需要消耗0.9kg氧氣，呼出1.0kg二氧化碳。為了能保持飛船座艙內空氣成分的穩(wěn)定，宇航科學家進行了大量的科學探索。方法一：有的科學家提出“金屬過氧化物處理系統(tǒng)”，即不斷地將座艙內的空氣通過盛有金屬過氧化物(以過氧化鈉為例)的容器，編輯ppt并把處理后的氣體充入座艙。有關反應的化學方程式為(1)__________