化學(xué)能與電能人教必修_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

關(guān)于化學(xué)能與電能人教必修第1頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)能與電能第2頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月

電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源,又稱為電力。第3頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月電能(電力):二次能源閱讀【資料卡片】p39:一次能源和二次能源第4頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【思考與交流】化學(xué)反應(yīng)不僅有新物質(zhì)生成,同時(shí)還伴隨著能量的變化,但這種能量的變化通常以熱能形式表現(xiàn)出來,那么有沒有以電能形式表現(xiàn)出來的時(shí)候呢,試舉例說明。水電17.6%其他1.2%2001年我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成圖火力81.2%第5頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月利用煤、石油、天然氣等自然界蘊(yùn)藏極為豐富的化石燃料來發(fā)電稱為火力發(fā)電。估計(jì)在2050年火電仍居首位第6頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【火力發(fā)電原理及過程】思考:火力發(fā)電的過程能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?化學(xué)能(燃料)燃燒熱能蒸汽機(jī)械能(渦輪機(jī))發(fā)電機(jī)電能第7頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式之一:火力發(fā)電(間接發(fā)電)

間接轉(zhuǎn)化第8頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【思考】火力發(fā)電有什么缺點(diǎn)?1.煤炭是非可再生資源,會(huì)造成能源危機(jī)2.煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體3.經(jīng)多次轉(zhuǎn)換,能量損耗大,燃料的利用率低間接轉(zhuǎn)化第9頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【思考與交流】?3.怎樣才能使氧化還原反應(yīng)中的電子定向移動(dòng)?化學(xué)能電能?能否直接轉(zhuǎn)化為電子的定向移動(dòng)形成的2、氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)?電子的轉(zhuǎn)移怎樣才能提高能源的利用率,減小污染呢?1、電流是怎樣形成的?回顧復(fù)習(xí):第10頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月

將銅片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中,觀察現(xiàn)象并解釋原因?!緦?shí)驗(yàn)2一4】p40稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象:解釋:Zn片上有氣泡(H2),Zn片逐溶解;Cu片無(wú)明顯現(xiàn)象。Zn+2H+=Zn2++H2↑第11頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月

將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插入稀硫酸溶液中,觀察現(xiàn)象并解釋原因。實(shí)驗(yàn)2-4稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象:解釋:

Zn片逐漸溶解但無(wú)氣泡;Cu片上有氣泡(H2);電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。?G第12頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象剖析】

Zn片逐漸溶解但無(wú)氣泡;Cu片上有氣泡(H2);電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。指針偏轉(zhuǎn),說明電路中有電流通過,說明發(fā)生了電子定向移動(dòng)。Zn比Cu活潑,用導(dǎo)線連在一起時(shí),Zn片失去的電子(Zn-2e-

=Zn2+)變成Zn2+進(jìn)入溶液,電子經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片,溶液中的H+由于電場(chǎng)作用下移向Cu片得電子被還原成H2(2H++2e-

=H2↑)整個(gè)裝置能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?第13頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月

★2、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式之二:原電池(直接轉(zhuǎn)化)AZnCuH2SO4(1)定義:將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置,稱為原電池電源+-第14頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【學(xué)與問】p41:

你知道電子是怎樣流動(dòng)的嗎?你如何判定裝置的正、負(fù)極?(2)正負(fù)極:負(fù)極:電子流進(jìn)(或電流流出)的一極正極:電子流出(或電流流進(jìn))的一極第15頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(3)電極反應(yīng):負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2↑(兩個(gè)電極反應(yīng)之和)【小結(jié)】負(fù)極失去電子的一極氧化反應(yīng)活性強(qiáng)正極得到電子的一極還原反應(yīng)活性弱第16頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月e-↑e-→e-↓⊕_外電路:內(nèi)電路:陽(yáng)離子→正極陰離子→負(fù)極負(fù)極→正極e-這樣整個(gè)電路構(gòu)成了閉合回路,帶電粒子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流。(4)工作原理:正極→負(fù)極

Ⅰ第17頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月

H2SO4(aq)

CuSO4(aq)

ZnCu負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.課堂練習(xí):請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向,并判斷正負(fù)極,寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式.

AgFeIe-e-IFeAgFe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑ZnCuZn-2e-=Zn2+

Cu2++2e-=CuZn+Cu2+

=Zn2++

Cu第18頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)化學(xué)能與電間接:直接:化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)動(dòng)機(jī)電能裝置原電池概念構(gòu)成條件工作原理?第19頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月請(qǐng)將化學(xué)反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2

↑設(shè)計(jì)成原電池。實(shí)驗(yàn)素材:導(dǎo)線、鋅片、銅片、鐵片、石墨棒、電流計(jì)、兩個(gè)燒杯、稀H2SO4溶液、乙醇、水果汁、蒸餾水。怎樣才能設(shè)計(jì)一個(gè)原電池?【科學(xué)探究】p41:第20頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【交流與討論】通過實(shí)驗(yàn)2-4想想原電池是由哪幾部分組成的,構(gòu)成原電池的條件又有哪些?組成:兩電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液以及容器構(gòu)成條件猜想:電極有關(guān)---相同的電極材料?導(dǎo)線有關(guān)---切斷導(dǎo)線?電解質(zhì)溶液有關(guān)---非電解質(zhì)?第21頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月√?????【實(shí)驗(yàn)探究】設(shè)計(jì)原電池,探究形成條件第22頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月不可實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論:有兩種活動(dòng)性不同的金屬作電極第23頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件有兩種活潑性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極其中:較活潑的金屬作負(fù)極較不活潑的金屬、石墨等作正極可以結(jié)論:第24頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論:一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可以

Fe第25頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論:電極材料均浸入的是電解質(zhì)溶液不可第26頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論:整個(gè)裝置構(gòu)成閉合電路不可第27頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月√√×××√【實(shí)驗(yàn)探究】設(shè)計(jì)原電池,探究形成條件第28頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【思考與交流】p42:

通過以上實(shí)驗(yàn)和探究,試說明化學(xué)電池應(yīng)由哪幾部分構(gòu)成,各起什么作用?第29頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月原電池:(5)常見原電池的形成條件:兩極一液一連線①兩種活潑性不同的金屬(或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬,如“碳棒”)作電極。其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金屬(或非金屬)為正極(正極一般不參與電極反應(yīng),只起導(dǎo)電作用);特殊AI-Mg-NaOH是Al作負(fù)極Fe-Cu-HNO3(濃)是Cu作負(fù)極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路④能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)酒精、蔗糖、四氯化碳不行第30頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【實(shí)踐活動(dòng)】p42:

利用水果如蘋果、柑橘、檸檬或番茄等制作原電池。電能化學(xué)電池化學(xué)能氧化還原反應(yīng)第31頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Fe

=3Fe2+設(shè)計(jì)原電池,你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3想一想?第32頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月下列各種情況是否形成了原電池?[1]ZnCuH2SO4CuZn乙醇A[3]H2SO4ZnZnA[2]鹽酸溶液AlMgA[4]食鹽溶液含雜質(zhì)C的Fe片[5]√√ㄨㄨㄨ過手練習(xí)第33頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月學(xué)以致用第34頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第35頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第36頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月你能為她開一個(gè)藥方嗎?第37頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月

通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分,裝有一定數(shù)量的鋅塊,請(qǐng)解釋原因。學(xué)以致用思考?原因:輪船的船身一般是用鐵做的,裝上鋅塊后,鐵跟鋅形成原電池,此時(shí)鋅作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)溶解,而鐵作為正極被保護(hù)起來不受腐蝕。第38頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月判斷原電池正、負(fù)極的方法(1)由組成原電池的兩極材料判斷:一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極(2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷:電子流出的一極是負(fù)極,電子流進(jìn)的一極是正極(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷:發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的是正極【歸納小結(jié)1】(5)電極反應(yīng)現(xiàn)象:

負(fù)極質(zhì)量減少,變細(xì);正極有氣泡產(chǎn)生,或質(zhì)量增加(3)根據(jù)內(nèi)電路離子移動(dòng)的方向判斷:陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極第39頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月③2H+

+2e-

=H2↑負(fù)極:總反應(yīng):正極:Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑根據(jù)“負(fù)失氧,正得還”確定負(fù)極材料和得電子的物質(zhì),確定正負(fù)極產(chǎn)物(“負(fù)變正析”)利用電荷守恒寫出電極反應(yīng)式3.電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng),遵循書寫離子反應(yīng)式的一切規(guī)則。例:Zn-Ag-稀硫酸原電池電極方程式書寫【歸納小結(jié)2】第40頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月⑤④負(fù)極:正極:總反應(yīng):正極:負(fù)極:總反應(yīng):Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑Fe-2e-=Fe2+Cu2++2e-=CuFe+Cu2+=Fe2++CuFe+CuSO4=Cu+FeSO4例1:Zn-Cu-稀鹽酸原電池例2:Fe-Ag-CuSO4原電池第41頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)Mg-AI-HCl溶液原電池(3)Fe-Cu-稀HNO3原電池(4)Fe-Cu-濃HNO3原電池【練一練】寫出下列原電池的電極反應(yīng)式(2)Mg-AI-NaOH溶液原電池第42頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、發(fā)展中的化學(xué)電源空氣電池鋰電池第43頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月發(fā)明電池的故事

伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究電學(xué)的物理學(xué)家。有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學(xué)家的一篇論文,說動(dòng)物肌肉里貯存著電,可以用金屬接觸肌肉把電引出來??戳诉@篇論文,伏特非常興奮,便決定親自來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。他用許多只活青蛙反復(fù)實(shí)驗(yàn),終于發(fā)現(xiàn),實(shí)際情況并不像加伐尼所說的那樣,而是兩種不同的金屬接觸產(chǎn)生的電流,才使蛙腿的肌肉充電而收縮。為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的,伏特決定更深入地了解電的來源。第44頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月發(fā)明電池的故事

一天,他拿出一塊錫片和一枚銀幣,把這兩種金屬放在自己的舌頭上,然后叫助手將金屬導(dǎo)線把它們連接起來,剎時(shí),他感到滿嘴的酸味兒。接著,他將銀幣和錫片交換了位置,當(dāng)助手將金屬導(dǎo)線接通的一瞬間,伏特感到滿嘴的咸味。

這些實(shí)驗(yàn)證明,兩種金屬在一定的條件下就能產(chǎn)生電流。伏特想,只要能把這種電流引出來,就能大有作用。

伏特經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),終于發(fā)明了被后人稱做“伏特電堆”的電池,這就是在銅板和鋅板中間夾上紙和用鹽水浸過的布片,一層一層堆起來的蓄電池。這種電池,今天仍然在使用著。

為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn),人們把電壓的計(jì)量單位叫做伏特,簡(jiǎn)稱伏,符號(hào)V。比如我們手電筒里的電池的電壓是1.5伏特,我們家里的電燈的電壓是220伏特。

第45頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)電池的分類(閱讀教材p42-44)1、一次電池(干電池):活性物質(zhì)消耗到一定程度,就不能使用;2、二次電池(充電電池或蓄電池):放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生;3、燃料電池:一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。第46頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)干電池的構(gòu)造是什么樣的?(2)干電池的負(fù)極和正極分別是什么?電解質(zhì)溶液又是什么?(3)干電池使用久了會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?閱讀教材p42:第47頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)普通鋅錳電池:

干電池用鋅制筒形外殼作負(fù)極,位于中央的頂蓋上有銅帽的石墨棒作正極,在石墨棒的周圍由內(nèi)向外依次是:

A:二氧化錳粉末(黑色)——用于吸收在正極上生成的氫氣;

B:用飽和氯化銨的淀粉糊(溶液呈酸性)作為電解質(zhì)溶液。1、干電池(一次性電池)第48頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月干電池上圖是鋅-錳干電池第49頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月普通鋅錳干電池電極反應(yīng)式:

負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+

正極:2NH4++2e-+2MnO2=Mn2O3+2NH3↑+H2O

總反應(yīng):Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O第50頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月

體積小、性能好的堿性鋅-錳電池應(yīng)運(yùn)而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性,負(fù)極也由鋅片改為鋅粉,反應(yīng)面積成倍增長(zhǎng),使放電電流大幅度提高。第51頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2)堿性鋅錳干電池:活性物質(zhì)為KOH和淀粉糊作電解質(zhì),還填有MnO2和炭黑。書寫電極反應(yīng)式:負(fù)極:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

正極:2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-(氫氧化氧錳)總反應(yīng):

Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2第52頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)什么叫做充電電池?鉛蓄電池的構(gòu)造是什么樣的?(2)鉛蓄電池負(fù)極和正極分別是什么?電解質(zhì)溶液又是什么?(3)廢舊電池是否應(yīng)該回收?為什么?閱讀教材p43:第53頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、充電電池(二次電池)(1)鉛蓄電池:其電池反應(yīng)可以正向和逆向進(jìn)行。蓄電池放電時(shí)為自發(fā)電池,充電時(shí)為電解池,充電后電池容量得到恢復(fù),充放電次數(shù)可達(dá)千百次。充電時(shí)電極反應(yīng)式與放電時(shí)電極反應(yīng)式相反,所以可以把上述反應(yīng)寫成一個(gè)可逆反應(yīng)式:

Pb+PbO2+2H2SO4=

2PbSO4+2H2O放電充電第54頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月鉛蓄電池:第55頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O【練習(xí)】寫出鉛蓄電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式:負(fù)極:Pb+SO42--2e-=PbSO4(正極:PbO2得電子)+4H+

2H2O正極:PbO2+SO42-+2e-

=PbSO4第56頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2)堿性蓄電池(閱讀教材p43)

這類電池一般壽命比鉛酸蓄電池長(zhǎng)很多,且拾攜帶很方便。

例1:Ni-Cd電池:

Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2

由于Ni-Cd電池會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,鎳氫電池的面世初步解決了這個(gè)問題。

第57頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(堿性可充電電池及簡(jiǎn)易充電座)

第58頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月例2:銀鋅電池

一般用不銹鋼制成小圓盒形,圓盒由正極殼和負(fù)極殼組成,形似鈕扣(俗稱鈕扣電池);盒內(nèi)正極殼一端填充由氧化銀和石墨組成的正極活性材料,負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金組成的負(fù)極活性材料,電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液?!鹃喿x資料】選修四p75第59頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月銀鋅電池鋅汞電池第60頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月例2:銀鋅電池(電解質(zhì)為KOH)的電池總反應(yīng)為:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag寫出其正、負(fù)極反應(yīng)。

Zn-2e-=ZnO

+2OH-+H2O

Ag2O+2e-=2Ag+H2O+2OH-負(fù)極:正極:電池的電壓一般為1.59V,使用壽命較長(zhǎng)。第61頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(3)鋰電池鋰是密度最小的金屬,用鋰作為電池的負(fù)極,跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較,使用壽命大大延長(zhǎng)。第62頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月例:微型鋰電池:常用于心臟起搏器、手機(jī)的一種微型電池。一般用金屬鋰作負(fù)極,石墨作正極,電解質(zhì)熔融液為溶有四氯化鋁鋰(LiAlCl4)的亞硫酰氯(SOCl2

)。電池的總反應(yīng)式如下:

8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S

這種電池的容量大,電壓穩(wěn)定,能在-56.70C~+71.10C的大范圍溫差內(nèi)正常工作。第63頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3、燃料電池一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。工作時(shí),燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給,在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng),生成物不斷地被排除,于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點(diǎn)。閱讀教材p44:第64頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月新型燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi),而是在工作時(shí),不斷從外界輸入,同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池第65頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月燃料電池第66頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3、燃料電池

燃料

O2

電解質(zhì)溶液電極材料:多孔性鎳、鉑(惰性電極)

電解質(zhì)溶液:KOH等強(qiáng)堿、H2SO4等強(qiáng)酸、NaCl等鹽溶液(1)燃料電池的構(gòu)成

第67頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月例:氫氧燃料電池(KOH溶液):一種高效低污染的新型電池。負(fù)極:2H2-4e-

+4OH-=

4H2O

正極:O2+2H2O+4e-=4OH-

總反應(yīng):2H2+O2=2H2O(2)燃料電池的電極反應(yīng)式的書寫堿性條件下:—有效地防止電解質(zhì)溶液對(duì)外殼的腐蝕第68頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月【思考】氫氧燃料電池在酸性條件下的電極反應(yīng)式又如何書寫呢?例:氫氧燃料電池(稀H2SO4):負(fù)極:2H2-4e-=4H+正極:O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng):2H2+O2=2H2O【想一想】如何書寫CO、CH4、CH3OH等燃料電池(介質(zhì)為酸性或堿性)的電極反應(yīng)式?

第69頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月H2CH4

改變?nèi)剂险龢O:2O2+

8H++8e-=4H2O負(fù)極:CH4–8e-+2H2O

=CO2+8H+

CH4

燃料電池(稀硫酸溶液)O2總反應(yīng):CH4+2O2=CO2+2H2O第70頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月H2CH4

改變?nèi)剂险龢O:2O2+4H2O+8e-=8OH-負(fù)極:CH4+10OH-–8e-=CO32-+7H2OCH4

燃料電池(KOH溶液)CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2OO2總反應(yīng):第71頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月②再寫正極反應(yīng):O2+2H2O+4e-=4OH-酸性①先寫總反應(yīng):燃料在氧氣中的燃燒【小結(jié)】燃料電池的電極反應(yīng)式的書寫方法:若有CO2生成,且電解質(zhì)為強(qiáng)堿時(shí),考慮CO2+2OH-=CO32-+H2OO2+4H++4e-=2H2O堿性③最后寫負(fù)極反應(yīng):總反應(yīng)減去正極反應(yīng)常見燃料:H2、CO、CH4、CH3OH等第72頁(yè),課件共80頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)海水電池

1991年,我國(guó)科學(xué)家首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為材料組成的新型電池,用

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