第二課時

化學電源專題六

化學反應與能量變化第三單元

化學能與電能的轉(zhuǎn)化

人們根據(jù)原電池反應的原理，設計了很多種類的電池來實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化為電能?；瘜W電源的能量轉(zhuǎn)化率比燃料燃燒高的多。一、最初的電池伏打電池銅片鋅片浸有稀硫酸的紙板最初的電池容易漏液，體積大，使用不方便?？梢詼p小體積，并將電解質(zhì)溶液換成固體或糊狀，方便攜帶。伏打電池的缺點是什么？如何改進？負極：Zn－2e－+2NH4+=[Zn(NH3)2]2+

+2H＋正極：2MnO2+2H++2e－=2MnO(OH)1、結(jié)構(gòu)：鋅筒為

極，石墨棒為

極，在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作

。負正電解質(zhì)2、原理鋅錳干電池二、干電池總反應為：Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)氯化銨溶液顯酸性，會跟鋅皮發(fā)生反應，使用一段時間后電池會鼓脹，漏液。后來把氯化銨換成了堿性的物質(zhì)，但是電池電量總有消耗殆盡的時候。把電池制成可充電循環(huán)使用的電池。氯化銨溶液顯酸性，干電池有什么不足？如何改進？二次電池1、結(jié)構(gòu)：銀鋅電池是一種紐扣式大容量電池，Zn作

極，Ag2O作

極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。（1）銀鋅紐扣電池2、原理：總反應為：Zn+Ag2O+H2O==2Ag+Zn(OH)2

負正三、二次電池銀鋅扣電池負極：Zn－2e－+2OH－==Zn(OH)2

正極：Ag2O+H2O+2e－==2Ag+2OH－1、結(jié)構(gòu)：負極材料是

，正極材料是

，電解質(zhì)溶液是

。（2）鉛蓄電池PbPbO2硫酸溶液負極:Pb-2e-+SO42

-

=PbSO4正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O2、原理：放電：總反應：充電：PbSO4

=Pb+SO42-

PbSO4+2H2O=PbO2+4H++SO42-陰極:與外接電源負極相連陽極:與外接電源正極相連+2e--2e-

鉛蓄電池較笨重，不便于攜帶，提供電量有限，需要不斷充電。而且鉛是重金屬，對環(huán)境造成污染。

最輕的金屬是鋰，所以現(xiàn)在鋰電池很普遍。燃料電池在工作時將氧化劑和還原劑不斷從外界輸入，同時將反應產(chǎn)物不斷排出電池，達到了連續(xù)工作的效果。鉛蓄電池有什么不足？如何改進？鋰電池（1）氫氧燃料電池負極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－總反應：2H2＋O2===2H2O1、原理：燃料(H2)與氧化劑(O2)分別在兩個電極上發(fā)生氧化反應和還原反應。思考：若將電解質(zhì)溶液換為稀硫酸，則電極反應式如何書寫？四、燃料電池（1）氫氧燃料電池以KOH(aq)為電解質(zhì)溶液以稀硫酸為電解質(zhì)溶液總反應2H2＋O2===2H2O正極O2＋2H2O＋4e－=4OH－負極2H2＋4OH－－4e－=4H2O2H2＋O2===2H2O2H2－4e－===4H+O2＋4H+＋4e－===2H2O（2）甲醇燃料電池總反應：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O總反應：2CH3OH＋3O2＋4OH_===2CO32-＋6H2OCO2＋2OH_=CO32-＋H2O酸性：堿性：思考：兩種情況電極反應式如何書寫？堿性條件化學方程式：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O

正極：O2+4e-+2H20=4OH-

負極：CH3OH-6e-

+8OH-

=CO32-

+6H2O

酸性條件

化學方程式：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

正極：O2+4e-

+4H+

=

2H2O

負極：CH3OH-6e-

+H2O=6H+

+CO2（1）鎳氫電池NiO(OH)+MHNiO+M+H2O----二次電池五、隨著科技的發(fā)展，越來越多的新型電池面世。課堂訓練1．鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，電池放電時的反應為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列對電池放電時的分析正確的是(

)A．Pb為正極被氧化B．電子從PbO2流向外電路C．SO42-向PbO2處移動D．電解質(zhì)溶液pH不斷增大D2．(雙選)如圖是甲醇(CH3OH)燃料電池的化學原理示意圖，下列判斷不正確的是(

)A．電極A為電池負極B．電極B表面上發(fā)生氧化反應C．工作一段時間溶液pH保持不變D．燃料電池工作時不會出現(xiàn)火焰BC3．研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電?？偡磻獮?Li＋2H2O===