苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化多媒体教学课件ppt

这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化多媒体教学课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了形形色色的电池，用途广泛的电池，化学电池，一次电池，二次电池，燃料电池，碱性锌锰电池，铅蓄电池，氢氧燃料电池，锂离子电池等内容，欢迎下载使用。

用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
一、一次电池（干电池）：活性物质消耗到一定程度，就不能使用；
（2）工作原理：总：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3  + Zn2+ + H2O
Zn -2e‾ = Zn2+
2NH4 ++2e‾+2MnO2=2NH3 +Mn2O3+H2O
（1）构造：Zn | NH4Cl、淀粉|MnO2
2NH4 ++2e‾ = 2NH3 + H2
2MnO2+H2 = Mn2O3+H2O
（2）工作原理：总：Zn + 2MnO2 +2H2O= 2MnO(OH)+ Zn(OH)2
Zn+2OH--2e- = Zn(OH)2　　
2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-　　　　
（1）构造：Zn | KOH | MnO2。
总: Zn + Ag2O + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2
负极（Zn）： Zn + 2OH--2e- = Zn(OH)2       正极（Ag2O）： Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-
二、二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电使活性物质获得再生；
（1）构造：Pb | H2SO4 | PbO2
负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4
正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O
PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42-
阴极：与外接电源负极相连
阳极：与外接电源正极相连
PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H++ SO42-
（1）构造：Cd | KOH | NiOOH
负极（Cd）：Cd-2e-+2OH- = Cd(OH)2正极（C）：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
Cd(OH)2 +2e-= Cd +2OH-
2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH-=2NiOOH+2H2O
镍氢（MH-Ni) 电池
负极： 1/2H2 + OH- - e- = H2O
正极： NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-
电池反应：1/2H2 + NiOOH Ni(OH)2
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。
总反应方程式 ：2H2＋O2＝2H2O
两个电极均为惰性电极（石墨/铂：吸附气体能力强）
碱性电解质负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O正极: O2+2H2O+4e-==4OH-总反应: 2H2+O2==2H2O
负极： 2H2-4e-==4H+
正极： O2+4H++4e-==2H2O
总反应：2H2+O2==2H2O
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O
O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
2、燃料电池电极反应式的书写
燃料：H2；烃如：CH4；醇如：C2H5OH等
①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液②碱性电解质溶液如：NaOH溶液③熔融氧化物如：Y2O3;④熔融碳酸盐如：K2CO3等。
第一步：写出电池总反应式
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为：
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O ①CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O ②①式+②式得燃料电池总反应为：CH4 + 2O2+ 2NaOH = Na2CO3 + 3H2O
第二步：写出电池的正极反应式
一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同
四种情况正极反应式：
（1）酸性电解质溶液环境 O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O（2）碱性或中性电解质溶液环境 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-（3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境 O2 + 4e- = 2O2-（4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境 O2+ 2CO2 + 4e－＝ 2CO32-
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系
电池的总反应式 = 电池正极反应式 + 电池负极反应式
电池的总反应式 - 电池正极反应式 = 电池负极反应式
注意：在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2
电池总反应：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O ①
电池正极反应：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O ②
①-②×2，得燃料电池负极反应： CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+
练习.以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：________________________________________________；正极：_________________________________________________；总反应式：_____________________________________________。
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋2O2＋8e－＋8H＋===4H2O　　CH4＋2O2===CO2＋2H2O
(2)碱性介质(如KOH)负极：____________________________________________；正极：____________________________________________；总反应式：________________________________________。(3)固体电解质(高温下能传导O2－)负极：____________________________________________；正极：____________________________________________；总反应式：________________________________________。
CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O2O2＋8e－===4O2－　　CH4＋2O2===CO2＋2H2O
2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：____________________________________________；正极：____________________________________________；总反应式：________________________________________。
CH4＋2O2===CO2＋2H2O