人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池完美版课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池完美版课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了学习目标，用途广泛的电池，笔记本电脑专用电池，手机专用电池，摄像机专用电池，各式各样的纽扣电池，一化学电池，①比能量，②比功率，化学电池等内容，欢迎下载使用。

化学平衡状态 化学平衡常数
了解常见的化学电源,能运用原电池思维模型分析其工作原理,能用电极反应表示其中发生的化学反应,体会变化与守恒思想。
了解化学电源的发展史,能列举常见的化学电源;能从物质变化和能量变化的角度分析新型电池的研发和利用,培养责任意识和创新精神。
化学史：发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家.有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来.看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验.他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙腿的肌肉充电而收缩。
为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解电的来源。
为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特,简称伏,符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
用于“神六”的太阳能电池
将化学能变成电能的装置
①能量转换效率高，供能稳定可靠
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电 池和电池组，使用方便
③易维护，可在各种环境下工作。
［单位：(w·h/kg)，(w·h/L)］
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
[单位：（W/kg，W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
③ 电池的可储存时间的长短
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。
电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。
总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O  
负极： Zn - 2e- = Zn2+
正极：2MnO2+2NH4++2e- =Mn2O3+ 2NH3+H2O
优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快。
Zn + 2OH- -2e- =Zn(OH)2
2MnO2 + 2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
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(电流稳定，放电容量、时间增大 几倍,不会气涨或漏液)
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
Zn为______,Ag2O为______电解液: 电极反应式:负极:正极:总反应式:
优点：比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。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＝2Ag＋Zn(OH)2
电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说法正确的是( )A. Ag2O是正极，Zn是负极B. Zn是正极，Ag2O是负极C. 工作时，电池负极区溶液pH增大D. 工作时，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
（二）二次电池(充电电池或蓄电池)
电解质溶液：H2SO4(aq)
放电后可以再充电使活性物质获得再生；铅蓄电池、锂离子电池……
其电池反应可以正向和逆向进行.蓄电池放电时为自发电池,充电时为电解池.充电后电池容量得到恢复,充放电次数可达千百次。
（3）放电时电极反应式:
优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境。
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)
用途：电动自行车、汽车、发电站等都要用到它
总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4＝2PbSO4 + 2H2O
负极: Pb + SO42- -2e-＝PbSO4
正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝PbSO4 + 2H2O
（4）(充放电)可逆反应式: 充电时电极反应式与放电时电极反应式相反,所以可以 把上述反应写成一个可逆反应式：
(1) 放电时Li＋由 极向 极移动。(2) 电极反应式： ①负极：________________________________； ②正极：________________________________； ③放电电池总反应为_____________________________。(3) 电解液a能否是氯化锂溶液？ (填“能”或“否”)，原因是：金属锂能 ，电解质中 。
锂空气电池放电时的工作原理如图所示。根据图示解答下列问题：
4Li＋4OH－－4e－===4LiOH
2H2O＋4e－===4OH－
4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
负极： ；正极： 。总反应表示为： 。
用途：便携式电子设备(智能手机、笔记本电脑等)和交通工具(电动汽车、电动自行车等；大型储能电站等)
LixCy-xe-=xLi++Cy
Li1-xCO2 +xLi+ + xe-= LiCO2
负极: Li(嵌锂石墨), 正极：LiCO2(钴酸锂); 电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液
LixCy+ Li1-xCO2 = LiCO2+Cy
优点：质量小、体积小、储存和输出能量大
电极反应式的书写类型及书写方法
(1)根据装置书写电极反应式首先判断该电池所依据的化学反应,从而确定两个半反应即电极反应。注意电解质溶液是否参与电极反应。 
(2)给出总反应式,写电极反应式电极反应式的书写步骤一般为:列出物质、标电子的得失→选离子、配电荷→配个数、巧用水→两式加、验总式。
2H2O为例, 当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下:
列出物质、标电子的得失: 根据总反应式找出还原剂(H2)和氧化产物(H2O), 根 据化合价变化标出转移电子数,得到2H2-4e- —— 2H2O
配个数、巧用水: 根据原子守恒, 右边加上2H2O, 得到 2H2 + 4OH- - 4e-
b. 选离子、配电荷: 根据电荷守恒和电解质溶液的酸碱性, 用OH-配平, 使两边电 荷总数相等, 得到2H2 + 4OH- - 4e- —— 2H2O
把正极反应式和负极反应式相加, 与总反应式对比
列出物质、标电子的得失: 根据总反应式找出氧化剂(O2)和还原产物(H2O), 根 据化合价变化标出转移电子数, 得到O2+4e- —— 2H2O
选离子、配电荷: 根据电荷守恒和电解质溶液的酸碱性, 用OH-配平, 使两边电 荷总数相等,得到O2+4e-——2H2O+4OH-
一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电池的电极本身不包含活性物质, 只是一个催化转化元件。工作时, 燃料和氧化剂连续地由外部供给, 在电极上不断地进行反应, 生成物不断地被排除, 于是电池就连续不断地提供电能。清洁、能量转换率高的特点。
可供选择的燃料很多，如: 氢气、烃类、肼、甲醇、氨、煤气等液态或气态的燃料。
一种高效低污染的新型电池
正极: O2 + 4H+ + 4e-＝2H2O
正极: O2 + 2H2O ＋4e-＝4OH-
负极: 2H2+4OH- －4e-＝4H2O
负极: 2H2 - 4e-＝4H+
总(电池)反应：2H2 + O2＝2H2O
B. 碱性条件下工作原理：
总(电池)反应：2H2 + O2＝2H2O
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
O2 + 4e-= 2O2－
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极
②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。
③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。
燃料电池与前几种电池的差别：
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；
（1）写出燃烧反应的化学方程式；（2）根据电解液改写燃料电池总反应；（3）写出正极的电极反应式(一般较简单);（4）由燃料电池总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？
是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(或其它烃燃料)和氧气(氧化剂)。电极反应式为：
2CO2可知, 通CO的一极为电池负极,
通O2和CO2混合气体的一极为电池正极, 负极失电子, 发生氧化反应, 正极得电子, 发生还原反应, 负极的电极反应为2CO+2C
正极的电极反应为O2+2CO2+4e-
CLASS SUMMARY
向奋斗在一线的老师致敬