高中化学复习第二节化学电源.ppt

第二节 化学电源,1.了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。 2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。,在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其他应用吗？,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换为电能的 装置,普通锌锰电池,碱性电池,镍 镉 电 池,小型高性能燃料电池,锂离子电池,镍氢电池,化学电池的分类,一次电池：活性物质消耗到一定程度，就不能使用，其电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池，如锌锰电池； 二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫充电电池或蓄电池，如铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锌银电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池； 燃料电池：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，如氢氧燃料电池。,能量转化率较高； 供能稳定可靠； 可以制成各种形状和大小、不同容量的电池及电池组； 使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。,电池的优点,衡量电池优劣的指标,比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少， 单位：(Wh)/kg,(Wh)/L 比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小， 单位：W/kg,W/L 储存时间：电池的可储存时间的长短,一、一次电池,1.碱性锌锰电池,放电之后不能充电(内部的氧化还原反应不可逆),碱性锌锰电池,（1）普通锌锰电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊，做电 解质，还填有MnO2和炭黑。电极反应式： 负 极：Zn-2e-=Zn2+ 正 极：2NH4+2e-+2MnO2=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应： Zn + 2NH4+2MnO2=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O,锌锰电池工作原理,（2）碱性锌锰电池：活性物质为KOH和淀粉糊，做电解 质，还填有MnO2和炭黑。电极反应式： 负 极：Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 正 极：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH- 总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,2.银锌电池,总反应式: Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2 电极反应式:,负极: Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 正极: Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,电解液: KOH溶液,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，常制成纽扣式微型电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。,3.锂电池,锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S 负极: ； 正极: 。,用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、 宽工作温度、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。,8Li-8e-=8Li+,3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S,二、二次电池,化学能,电能,放电,充电,放电过程总反应,Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l),Pb(s) + SO42-(aq)-2e- =PbSO4(s),正极：,PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e- =PbSO4(s)+2H2O(l),氧化反应,还原反应,负极：,放电过程,铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程,铅蓄电池工作原理,充电过程,PbSO4 (s) +2e-=Pb(s) + SO42-(aq),还原反应,阴极,阳极,PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq),氧化反应,接电源负极,接电源正极,充电过程总反应：,2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq),铅蓄电池的充放电过程：,优缺点简析,缺点：,比能量低、笨重、废弃电池污染环境,优点：,可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,其他二次电池,镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池,三、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。,酸性电解质：,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,燃料电池的规律,燃料做负极，助燃剂氧气为正极,电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。,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,氧化剂与还原剂在工作时不断补充；,反应产物不断排出;,1.一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体； 电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体,在熔融 状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是（ ） A.在熔融电解质中，O2-由负极移向正极 B.电池的总反应是：2C4H10+13O2 = 8CO2+10H2O C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e- =2O2- D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为： C4H10+26e-+ 13O2- = 4CO2 + 5H2O,BC,2.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相 比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总 反应为： 下列叙述不正确的是（ ） A.放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化 B.充电时阳极反应为： Fe(OH)3 - 3e- + 5OH- = FeO42- + 4H2O C.放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-= Zn(OH)2 D.放电时正极附近溶液的碱性增强,A,3.某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳 材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池 反应为：Li + LiMn2O4 =Li2Mn2O4。下列说法正确的 是（ ） A.放电时，LiMn2O4发生氧化反应 B.放电