文档介绍：选修4 《化学反应原理》
第四章电化学基础
第二节化学电源
[学与问]在日常生活和学习中,你用过哪些电池,你知道电池的其它应用吗?
电池
化学电池
太阳能电池
原子能电池
将化学能转换成电能的装置
将太阳能转换成电能的装置
将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
化学电池
用途广泛的电池
用于“神七”的太阳能电池
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
1、化学电池分类
化学电池
一次电池
二次电池
燃料电池
定义
例子
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.
又称充电电池或蓄电池在放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生,恢复工作能力,可多次重复使用.
是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源,又称连续电池.
干电池:
电池中的电解质溶液制成胶体,不流动,故称干电池.
铅蓄电池、
锌银蓄电池、
镍镉电池、
锂离子电池
氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池。
如:普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银纽扣电池
一、化学电池
小型高性能燃料电池
2、化学电池优点
(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。
3、判断电池优劣的标准
(1)比能量
[符号(A·h/kg),(A·h/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
(2)比功率
[符号是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。
二、一次电池
普通锌锰电池
碱性电池
锌筒
石墨棒
MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
干电池(酸性锌锰电池)
负极
正极
电池反应:
Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + NH3 + H2
(Zn):Zn – 2e- = Zn2+
(C):2NH4++2e- = 2NH3+H2
电极材料:Zn、石墨
电解质:ZnCl2、NH4Cl
碱性锌-锰干电池
负极:
正极:
电池反应:
电解质:
KOH
—— Zn
—— MnO2
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
[思考]该电池的正负极材料和电解质.
优点:携带方便
缺点:电量小,污染大
三、二次电池
铅蓄电池
放电时总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4
正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
负极:
正极:
电解质:
H2SO4溶液
——Pb
——PbO2
[阅读] P76-77
1、了解铅蓄电池充电时的电极反应。
2、了解铅蓄电池优缺点。
优点:可反复使用缺点:污染大
四、燃料电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
氢氧燃料电池:
碱性电解质
负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O
正极: O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应: 2H2+O2==2H2O
[阅读] P77-78
1、写出氢氧燃料电池在酸性介质
和中性介质的电极反应
2、了解燃料电池的优点
优点:效率高、无污染,装置可持续使用
以H2为燃料,O2为氧化剂,铂为电极