化学选择性必修1第一节 原电池课文ppt课件

这是一份化学选择性必修1第一节 原电池课文ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了干电池，化学电源，燃料电池，铅蓄电池，碱性锌锰干电池，氢氧化氧锰，一次电池，银锌电池，燃料电池的规律，课堂检测等内容，欢迎下载使用。

一、化学电源将化学能转化为电能的装置。
除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。
一次电池→活性物质消耗到一定程度后不能再用,如普通的锌锰电池、碱性锌锰电池等二次电池→放电后可以再充电而重复使用,如铅酸蓄电池等燃料电池→燃料失电子,氧化剂得电子的电池,如氢氧燃料电池等
（1）比能量：单位质量/体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)/kg或(W·h)/L。（2）比功率：单位质量/体积所能输出功率的大小，单位是W/kg或W/L。（3）电池可储存时间的长短。
(1)组成: 正极:MnO2;负极:Zn;电解质:KOH。(2)总反应:Zn+2MnO2+2H2O === 2MnO(OH)+Zn(OH)2负极反应:正极反应:
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
Zn+2OH--2e- === Zn(OH)22MnO2+2e-+2H2O === 2MnO(OH)+2OH-
干电池：电解质溶液制成不流动胶状
银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下：总反应：负极：正极：
这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
Zn＋2OH－－2e－ ==== Zn(OH)2；
Ag2O＋H2O＋2e－ ==== 2Ag＋2OH－；
Zn＋Ag2O＋H2O ==== Zn(OH)2＋2Ag
二次电池：放电后能充电复原继续使用
1.铅酸蓄电池 铅蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程。 组成: 正极:PbO2;负极:Pb;电解质:30%H2SO4溶液(1)放电时——原电池（化学能转化为电能）负极反应： ；正极反应： 。(2)充电时——电解池（电能转化为化学能）（负接负） 阴极反应： ；（正接正） 阳极反应： 。
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
铅酸蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉缺点：比能量低、废弃电池污染环境
2.碱性镍镉电池 组成: 正极:NiO(OH);负极:Cd;电解质:KOH。工作原理:(1)放电时——原电池（化学能转化为电能）负极反应： ；正极反应： 。放电总反应(2)充电时——电解池（电能转化为化学能）阴极反应： ；阳极反应： 。充电总反应:
Cd+2OH--2e- === Cd(OH)2
2NiO(OH)+2e-+2H2O === 2Ni(OH)2+2OH-
Cd(OH)2+2e- === Cd+2OH-
2Ni(OH)2+2OH--2e-=== 2NiO(OH)+2H2O
2NiO(OH)+Cd+2H2O === 2Ni(OH)2+Cd(OH)2
2Ni(OH)2+Cd(OH)2=== 2NiO(OH)+Cd+2H2O
3、锂电池 锂电池分为锂金属电池和锂离子电池。 (1)锂金属电池锂金属电池的负极材料是金属锂或锂合金，工作时金属锂失去电子被氧化为Li＋。由于单质锂是活泼金属，易与空气中的H2O、O2反应， 所以必须在无水、无氧的条件下组装锂金属电池。
例：锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池
Li－SOCl2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LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。(1)负极材料为____，电极反应为_________________。
8Li－8e－===8Li＋
(2)锂离子电池 锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCO2、LiMn2O4等。
以钴酸锂—石墨锂电池为例：
Li1-xCO2 + LixCy === LiCO2 + Cy
LixCy﹣xe- === Cy + xLi+
Li1-xCO2 + xLi+ + xe- === LiCO2
以钻酸锂—石墨锂电池为例：
LiCO2 + Cy=== Li1-xCO2 + LixCy
C y+ xLi+ + xe- === LixCy
LiCO2 - xe- === Li1-xCO2 + xLi+
放电时：①负极区域，LixC6失去电子形成碳单质。②正极区域过渡区域金属元素化合价降低，得到电子充电时阳极：①碳单质得到电子形成LixC6②LiFePO4、LiCO2、LiMn2O4等释放Li＋，过渡区域金属元素化合价升高失去电子
1、两极：负极（燃料），正极（氧气或空气）2、电极反应式的书写（注意介质）
四、“高效、环境友好”的燃料电池
3、电极反应配平（注意介质）按实际情况补充H+,OH-,O2-或CO32-
（1）氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。
4、几种常见的燃料电池电极反应式的书写
甲烷-氧气酸性燃料电池(H2SO4）
负极：CH4+2H2O－8e－ ==== CO2＋8H+；正极：2O2＋8H+＋8e－ ==== 4 H2O；总反应：CH4＋2O2==== CO2 ＋2H2O。
甲烷-氧气碱性燃料电池(KOH)
负极：CH4＋10OH－－8e－ ==== CO32－＋7H2O；正极：2O2＋4H2O＋8e－ ==== 8OH－；总反应：CH4＋2O2＋2KOH ==== K2CO3＋3H2O。
CH4-熔融碳酸盐燃料电池电极反应式的书写
总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O
可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,
(2)甲烷-氧气燃料电池
（3）甲醇燃料电池。
该电池中导电离子是氧化物中的O2－。
(4)丁烷-氧化物燃料电池电极反应式的书写
电解质:KOH正极:3O2+6H2O+12e- === 12OH-负极:2CH3OH+16OH--12e- === 2 +12H2O总反应:2CH3OH+3O2+4KOH === 2K2CO3+6H2O
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；②反应产物不断排出；③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。 缺点：体积较大、附属设备较多 优点：能量转换率高、清洁、对环境好其它燃料电池：甲烷CH4，乙烷C2H6，丁烷C3H8，甲醇CH3OH，乙醇C2H5OH，氢气H2， 一氧化碳CO，肼（N2H4）
燃料电池与前几种电池的差别：
(1)电池的负极一定是可燃性气体失电子,发生氧化反应。电池的正极一定是助燃性气体(一般 是O2)得电子,发生还原反应。(2)电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用。(3)电极反应式作为一种特殊的离子方程式,也必须遵循原子守恒、电荷守恒规律。
三、废旧电池的危害与处理1.危害:废旧电池中常含有重金属、酸和碱等物质,如随意丢弃,会对生态环境和人体健康造成危害。2.处理方法:回收处理。
1．镁-锂双离子二次电池的装置如图所示，下列说法中错误的是A．放电时，Mg为负极B．充电时每转移1ml电子，左侧电解质溶液质量减少5gC．充电时，阳极的电极反应式为 D．电池工作时发挥了镁离子和锂离子电池的性能优势， 并减少了锂资源的应用
2. (2019全国Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l) ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是(　　)
A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区
3．国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾"燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是 A．电池工作时，电解质溶液中的 向b极移动B．a极发生的电极反应为 C．b极为正极，发生氧化反应D．当外电路有1ml电子转移时，b极消耗5.6L