化学能和电能人教必修.ppt

关于化学能与电能人教必修第一张，PPT共八十页，创作于2022年6月第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量第二节第二节化学能与电能化学能与电能第二张，PPT共八十页，创作于2022年6月 电能是现代社会中电能是现代社会中应用最广泛、使用最方应用最广泛、使用最方便、便、污染最小污染最小的一种的一种二二次能源次能源，又称为电力，又称为电力。第三张，PPT共八十页，创作于2022年6月电能（电力）：二次能源电能（电力）：二次能源阅读【资料卡片】阅读【资料卡片】p39p39：一次能源和二次能源一次能源和二次能源第四张，PPT共八十页，创作于2022年6月【思考与交流思考与交流】化学反应不仅有新物质生成，同时还伴随着能化学反应不仅有新物质生成，同时还伴随着能量的变化，但这种能量的变化量的变化，但这种能量的变化通常以热能通常以热能形式表形式表现出来，那么有没有以现出来，那么有没有以电能电能形式表现出来的时候呢，形式表现出来的时候呢，试举例说明。试举例说明。水电水电17.6%17.6%其他其他1.2%1.2%20012001年我国发电总量构成图年我国发电总量构成图火力火力81.2%第五张，PPT共八十页，创作于2022年6月利用煤、石油、天利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏然气等自然界蕴藏极为丰富的化石燃极为丰富的化石燃料来发电称为料来发电称为火力火力发电发电。估计在估计在20502050年火电仍居首位年火电仍居首位第六张，PPT共八十页，创作于2022年6月【火力发电原理及过程火力发电原理及过程】思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？化学能（燃料）燃烧热能蒸汽 机械能（涡轮机）发电机电能第七张，PPT共八十页，创作于2022年6月化学能热能机械能电能化学能热能机械能电能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能1 1、化学能化学能转化为转化为电能电能的方式之一：火力发电的方式之一：火力发电（间接发电）（间接发电）间接转化间接转化第八张，PPT共八十页，创作于2022年6月【思考思考】火力发电有什么缺点？火力发电有什么缺点？1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机煤炭是非可再生资源，会造成能源危机2.煤炭燃烧会产生污染性气体煤炭燃烧会产生污染性气体3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低间间接接转化转化第九张，PPT共八十页，创作于2022年6月【思考与交流】？【思考与交流】？3.3.怎样才能使氧化还原反应中的电子定向移动？怎样才能使氧化还原反应中的电子定向移动？化学能化学能电能？电能？能否直接转化为能否直接转化为电子的定向移动形成的电子的定向移动形成的2 2、氧化还原反应的实质？、氧化还原反应的实质？电子的转移电子的转移怎样才能提高能源的利用率，减小污怎样才能提高能源的利用率，减小污染呢？染呢？1 1、电流是怎样形成的？、电流是怎样形成的？回顾复习回顾复习：第十张，PPT共八十页，创作于2022年6月将铜片和锌片将铜片和锌片分别分别插入稀插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。硫酸溶液中，观察现象并解释原因。【实验实验2一一4】p40稀稀H2SO4ZnCu现象：现象：解释：解释：Zn片上有气泡（片上有气泡（H2），），Zn片逐溶解；片逐溶解；Cu片无明片无明显现象。显现象。Zn+2H+=Zn2+H2第十一张，PPT共八十页，创作于2022年6月将铜片和锌片将铜片和锌片用导线连接用导线连接插插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。实验实验2-4稀稀H2SO4ZnCu现象：现象：解释：解释：Zn片逐渐溶解但无气泡；片逐渐溶解但无气泡；Cu片上有气泡（片上有气泡（H2）；）；电流计指针偏转电流计指针偏转。？G第十二张，PPT共八十页，创作于2022年6月【实验现象剖析实验现象剖析】Zn片逐渐溶解但无气泡；片逐渐溶解但无气泡；Cu片上有气泡（片上有气泡（H2）；）；电流计指针偏转电流计指针偏转。指针偏转，说明电路中有电流通过，说明指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。发生了电子定向移动。Zn比比Cu活泼，用导线连在一起时，活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的片失去的电子（电子（Zn2e=Zn2+）变成）变成Zn2+进入溶液，电进入溶液，电子经导线流向子经导线流向Cu片，片，溶液中的溶液中的H由于电场作用由于电场作用下移向下移向Cu片得电子被还原成片得电子被还原成H2（2H+2e=H2）整个装置能量是怎样转化整个装置能量是怎样转化的？的？第十三张，PPT共八十页，创作于2022年6月 2、化学能转化为电能的方式之二：、化学能转化为电能的方式之二：原电池原电池（直接转化）（直接转化）AZnCuH2SO4（1 1）定义：定义：将将化学能化学能直接转变成直接转变成电能电能的装置，的装置，称为原电池称为原电池电源电源+-第十四张，PPT共八十页，创作于2022年6月【学与问】【学与问】p41p41：你知道电子是怎样流动的吗？你你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装置的正、负极？如何判定装置的正、负极？（2 2）正负极：正负极：负极：负极：电子流进（或电流流出）的一极电子流进（或电流流出）的一极正极：正极：电子流出（或电流流进）的一极电子流出（或电流流进）的一极第十五张，PPT共八十页，创作于2022年6月（3 3）电极反应：电极反应：负极负极正极正极Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2氧化反应氧化反应还原反应还原反应Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2（两个电极反应之和）（两个电极反应之和）【小结小结】负极负极失去电子的失去电子的一极一极氧化反应氧化反应活性强活性强正极正极得到电子的得到电子的一极一极还原反应还原反应活性弱活性弱第十六张，PPT共八十页，创作于2022年6月e-e-e-_外电路：外电路：内电路：内电路：阳离子阳离子正极正极阴离子阴离子负极负极负极负极正极正极e-这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流定向移动产生电流。（4 4）工作原理：工作原理：正极正极负极负极 第十七张，PPT共八十页，创作于2022年6月 H2SO4(aq)CuSO4(aq)ZnCu负极负极():.正极正极():.总反应式总反应式:.负极负极():.正极正极():.总反应式总反应式:.课堂练习：课堂练习：请在图上标出电子的流动方向和电流方向请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断并判断正负极，写出电极反应式和总反应式正负极，写出电极反应式和总反应式.AgFeIe-e-IFeAgFe2e-=Fe 2+2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe 2+H2ZnCuZn2e-=Zn2+Cu2+2e-=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu第十八张，PPT共八十页，创作于2022年6月间接：间接：直接：直接：化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能发动机发动机电能电能装置装置原电池原电池概概念念构构成成条条件件工工作作原原理理？第十九张，PPT共八十页，创作于2022年6月 请将化学反应：请将化学反应：Zn+2H+=Zn2+H2设计成原电池。设计成原电池。实验素材：实验素材：导线、锌片、导线、锌片、铜片、铜片、铁片、石墨棒、铁片、石墨棒、电流计、两个烧杯、稀电流计、两个烧杯、稀H H2 2SOSO4 4溶液、乙醇、水果溶液、乙醇、水果汁、蒸馏水。汁、蒸馏水。怎样才能设计一个原电池怎样才能设计一个原电池?【科学探究】【科学探究】p41：第二十张，PPT共八十页，创作于2022年6月【交流与讨论】【交流与讨论】通过实验通过实验2-4想想想原电池是由哪几部分组成的，构想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些成原电池的条件又有哪些？组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器构成条件猜想构成条件猜想：电极有关电极有关-相同的电极材料相同的电极材料？导线有关导线有关-切断导线切断导线？电解质溶液有关电解质溶液有关-非电解质非电解质？第二十一张，PPT共八十页，创作于2022年6月?【实验探究】【实验探究】设计原电池，探究形成条件设计原电池，探究形成条件第二十二张，PPT共八十页，创作于2022年6月不可不可实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论：有两种活动性不同的金属作电极有两种活动性不同的金属作电极第二十三张，PPT共八十页，创作于2022年6月实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件有两种活泼性不同的金属有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极（或一种是非金属导体）作电极其中:较活泼的金属作负极较活泼的金属作负极较不活泼的金属、石墨等作正极较不活泼的金属、石墨等作正极可以可以结论：第二十四张，PPT共八十页，创作于2022年6月实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论：一个自发进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应可以可以Fe第二十五张，PPT共八十页，创作于2022年6月实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论：电极材料均浸入的是电极材料均浸入的是电解质溶液电解质溶液不可不可第二十六张，PPT共八十页，创作于2022年6月实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论：整个装置构成闭合电路整个装置构成闭合电路不可不可第二十七张，PPT共八十页，创作于2022年6月【实验探究】【实验探究】设计原电池，探究形成条件设计原电池，探究形成条件第二十八张，PPT共八十页，创作于2022年6月【思考与交流】【思考与交流】p42p42：通过以上实验和探究，试说明化学通过以上实验和探究，试说明化学电池应由哪几部分构成，各起什么作用电池应由哪几部分构成，各起什么作用？第二十九张，PPT共八十页，创作于2022年6月原电池原电池：（5 5）常见）常见原电池的形成条件：原电池的形成条件：两极一液一连线两极一液一连线 两种活泼性不同的金属两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非（或其中一种为能导电的非金属，如金属，如“碳棒碳棒”）作电极作电极。其中较活泼金属为负极。较其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电正极一般不参与电极反应，只起导电作用极反应，只起导电作用）；）；特殊特殊AI-Mg-NaOH是是Al作负极作负极Fe-Cu-HNO3（浓）是（浓）是Cu作负极作负极 电解质溶液电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路 能自发地发生能自发地发生氧化还原反应氧化还原反应酒精、蔗糖、四氯化碳不行酒精、蔗糖、四氯化碳不行第三十张，PPT共八十页，创作于2022年6月【实践活动】【实践活动】p42p42：利用水果如苹果、柑橘、柠檬或利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等制作原电池。番茄等制作原电池。电能电能化学电池化学电池化学能化学能氧化还原反应氧化还原反应第三十一张，PPT共八十页，创作于2022年6月请根据反应请根据反应 2Fe3+Fe =3 Fe 2+设计原电池，你有哪些可行方案设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3想一想？想一想？第三十二张，PPT共八十页，创作于2022年6月下列各种情况是否形成了原电池？下列各种情况是否形成了原电池？1 ZnCuH2SO4CuZn乙醇乙醇A3 H2SO4ZnZnA2 盐酸溶液盐酸溶液AlMgA4 食盐溶液食盐溶液含杂质含杂质C的的Fe片片5 过手练习过手练习第三十三张，PPT共八十页，创作于2022年6月第三十四张，PPT共八十页，创作于2022年6月第三十五张，PPT共八十页，创作于2022年6月第三十六张，PPT共八十页，创作于2022年6月 你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？第三十七张，PPT共八十页，创作于2022年6月 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，请解释原因。装有一定数量的锌块，请解释原因。思考思考？原因：原因：轮船的船身一般是用铁做的，轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶此时锌作为负极发生氧化反应溶解解，而铁作为正极被保护起来不受腐而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。蚀。第三十八张，PPT共八十页，创作于2022年6月判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法（1 1）由组成原电池的两极材料判断：由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为一般是活泼的金属为负极负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极正极（2 2）根据电流方向或电子流动方向判断：根据电流方向或电子流动方向判断：电子电子流出的一极是负极流出的一极是负极，电子，电子流进的一极是正极流进的一极是正极（4 4）根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电池两极发生的变化来判断：发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极【归纳小结【归纳小结1】（5 5）电极反应现象：电极反应现象：负极负极质量减少质量减少，变细，变细；正极；正极有有气泡气泡产生产生,或质量增加或质量增加（3 3）根据内电路离子移动的方向判断：根据内电路离子移动的方向判断：阳离子移向正极，阴离子移向负极阳离子移向正极，阴离子移向负极第三十九张，PPT共八十页，创作于2022年6月2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：ZnZn-2e2e-ZnZn2+2+Zn+2H+Zn2+H21.1.根据根据“负失氧，正得还负失氧，正得还”确定负极材料和得电子的确定负极材料和得电子的物质，确定正负极物质，确定正负极产物产物（“负变正析负变正析”）2.2.利用利用电荷守恒电荷守恒写出电极反应式写出电极反应式3.3.电极反应是一种电极反应是一种离子反应离子反应，遵循书写离子反应式的，遵循书写离子反应式的一切规则。一切规则。例：例：Zn-Ag-Zn-Ag-稀硫酸原电池稀硫酸原电池【归纳小结【归纳小结2】第四十张，PPT共八十页，创作于2022年6月负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4例例1：Zn-Cu-稀盐酸原电池稀盐酸原电池例例2：Fe-Ag-CuSO4原电池原电池第四十一张，PPT共八十页，创作于2022年6月（1）Mg-AI-HCl溶液原电池溶液原电池（3）Fe-Cu-稀稀HNO3原电池原电池（4）Fe-Cu-浓浓HNO3原电池原电池【练一练练一练】写出下列原电池的电极反应式写出下列原电池的电极反应式（2）Mg-AI-NaOH溶液原电池溶液原电池第四十二张，PPT共八十页，创作于2022年6月二、发展中的二、发展中的化学电源化学电源空气电池空气电池锂电池锂电池第四十三张，PPT共八十页，创作于2022年6月发明电池的故事发明电池的故事 伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。物理学家。有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学有一天，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，加伐尼所说的那样，而是而是两种不同的金属接触产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生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。为了证为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。电的来源。第四十四张，PPT共八十页，创作于2022年6月发明电池的故事发明电池的故事一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有作用。作用。伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做“伏特伏特电堆电堆”的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上纸和用的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上纸和用盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电池，今天仍然在使用着。池，今天仍然在使用着。为了纪念他的贡献，人们为了纪念他的贡献，人们把电压的把电压的计量单位叫做伏特，简称伏，符号计量单位叫做伏特，简称伏，符号V V。比如我们手电筒里的电池的电压是比如我们手电筒里的电池的电压是1.51.5伏特，我们家里的电灯的电压是伏特，我们家里的电灯的电压是220220伏伏特。特。第四十五张，PPT共八十页，创作于2022年6月化学电池的分类化学电池的分类（阅读教材阅读教材p42-44）1、一次电池、一次电池（干电池）：（干电池）：活性物质活性物质消耗到一定程度，就不能使用；消耗到一定程度，就不能使用；2、二次电池、二次电池（充电电池或蓄电池）：（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；放电后可以再充电使活性物质获得再生；3、燃料电池、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。成电能的化学电池。第四十六张，PPT共八十页，创作于2022年6月(1)干电池的构造是什么样的干电池的构造是什么样的?(2)干电池的负极和正极分别是什么干电池的负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么电解质溶液又是什么?(3)干电池使用久了会发生什么现象干电池使用久了会发生什么现象?阅读教材阅读教材p42：第四十七张，PPT共八十页，创作于2022年6月（1 1）普通锌锰电池：普通锌锰电池：干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的周围顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的周围由内向外依次是：由内向外依次是：A A：二氧化锰粉末（黑色）：二氧化锰粉末（黑色）用于吸收在用于吸收在正极上生成的氢气；正极上生成的氢气；B B：用饱和氯化铵的淀粉糊：用饱和氯化铵的淀粉糊（溶液呈酸性）（溶液呈酸性）作为电解质溶液。作为电解质溶液。1、干电池（一次性电池）、干电池（一次性电池）第四十八张，PPT共八十页，创作于2022年6月干电池干电池 上图是锌锰干电池上图是锌锰干电池第四十九张，PPT共八十页，创作于2022年6月普通锌锰干电池普通锌锰干电池电极反应式：电极反应式：负极：负极：Zn-2eZn2+正极：正极：2NH4+2e+2MnO2Mn2O3+2NH3+H2O总反应：总反应：Zn+2NH4+2MnO2Zn2+Mn2O3+2NH3H2O第五十张，PPT共八十页，创作于2022年6月 体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子中性变为离子导电性更好的碱性，导电性更好的碱性，负极也负极也由锌片改为锌粉由锌片改为锌粉，反应面，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。积成倍增长，使放电电流大幅度提高。第五十一张，PPT共八十页，创作于2022年6月（2 2）碱性锌锰干电池：）碱性锌锰干电池：活性物质为活性物质为KOH和淀粉糊作电解质，还填有和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。和炭黑。书写电极反应式：书写电极反应式：负极：负极：Zn-2e+2OH-Zn(OH)2正极：正极：2MnO2+2e+2H2O2MnOOH+2OH-（氢氧化氧锰氢氧化氧锰）总反应：总反应：Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2第五十二张，PPT共八十页，创作于2022年6月(1)什么叫做充电电池什么叫做充电电池?铅蓄电池的构铅蓄电池的构造是什么样的造是什么样的?(2)铅蓄电池负极和正极分别是什么铅蓄电池负极和正极分别是什么?电电解质溶液又是什么解质溶液又是什么?(3)废旧电池是否应该回收废旧电池是否应该回收?为什么为什么?阅读教材阅读教材p43：第五十三张，PPT共八十页，创作于2022年6月2 2、充电电池（二次电池）、充电电池（二次电池）(1)(1)铅蓄电池铅蓄电池：其电池反应可以正向和逆向进行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，充放电次数可达池，充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次千百次 。充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，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：所以可以把上述反应写成一个可逆反应式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电放电充电充电第五十四张，PPT共八十页，创作于2022年6月铅蓄电池铅蓄电池:第五十五张，PPT共八十页，创作于2022年6月PbPbO22H2SO42PbSO42H2O【练习练习】写出铅蓄电池写出铅蓄电池放电时放电时的电极反应式：的电极反应式：负极：负极：PbSO422ePbSO4（正极：正极：PbO2得电子得电子）4H2H2O正极：正极：PbO2SO422ePbSO4第五十六张，PPT共八十页，创作于2022年6月（2 2）碱性蓄电池碱性蓄电池（阅读教材（阅读教材p43p43）这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多，且拾这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多，且拾携带很方便。携带很方便。例例1 1：Ni-Cd电池：电池：Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2 由于由于Ni-Cd电池电池会严重污染环境，会严重污染环境，镍氢电池的镍氢电池的面世初步解决了这个问题。面世初步解决了这个问题。第五十七张，PPT共八十页，创作于2022年6月（碱性可充电电池及简易充电座）碱性可充电电池及简易充电座）第五十八张，PPT共八十页，创作于2022年6月例例2 2：银锌电池银锌电池 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗称钮正极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗称钮扣电池）；扣电池）；盒内盒内正极正极壳一端填充由壳一端填充由氧化银氧化银和石墨组和石墨组成的正极活性材料，成的正极活性材料，负极负极盖一端填充盖一端填充锌汞合锌汞合金金组成的负极活性材料，电解质溶液为组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。浓溶液。【阅读资料阅读资料】选修四选修四p75第五十九张，PPT共八十页，创作于2022年6月银锌电池银锌电池锌汞电池锌汞电池第六十张，PPT共八十页，创作于2022年6月例例2：银锌电池（电解质为银锌电池（电解质为KOH）的电池总）的电池总反应为：反应为：Zn Ag2O ZnO 2Ag写出其正、负极反应。写出其正、负极反应。Zn2eZnO2OHH2OAg2O2e2AgH2O2OH负极：负极：正极：正极：电池的电压一般为电池的电压一般为1.59V，使用寿命较长。，使用寿命较长。第六十一张，PPT共八十页，创作于2022年6月（3）锂电池锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。较，使用寿命大大延长。第六十二张，PPT共八十页，创作于2022年6月例：微型锂电池例：微型锂电池 ：常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池。常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池。一般用金属一般用金属锂作负极锂作负极，石墨作正极，电解质熔，石墨作正极，电解质熔融液为溶有四氯化铝锂（融液为溶有四氯化铝锂（LiAlCl4 ）的亚硫酰氯）的亚硫酰氯（SOCl2）。）。电池的总反应式如下：电池的总反应式如下：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S 这种电池的容量大，电压稳定，能在这种电池的容量大，电压稳定，能在-56.70C+71.10C的大范围温差内正常工作。的大范围温差内正常工作。第六十三张，PPT共八十页，创作于2022年6月3、燃料电池、燃料电池一种连续将燃料和氧化剂的化学能一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接直接转换成电能的化学电池。转换成电能的化学电池。工作时，工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供燃料和氧化剂连续地由外部供给，给，在电极上不断地进行反应，生成物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不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。提供电能。清洁、能量转换率高的特点。清洁、能量转换率高的特点。阅读教材阅读教材p44：第六十四张，PPT共八十页，创作于2022年6月新型燃料电池新型燃料电池 燃料电池燃料电池不是不是把还原剂、氧化剂物质全部把还原剂、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输入，同时将电极反应产物不断排出电池第六十五张，PPT共八十页，创作于2022年6月燃料电池燃料电池第六十六张，PPT共八十页，创作于2022年6月3 3、燃料电池、燃料电池 燃料燃料 O2 电解质电解质溶液溶液 电极材料电极材料：多孔性镍、铂：多孔性镍、铂（惰性电极惰性电极）电解质溶液电解质溶液：KOH等强碱、等强碱、H2SO4等强酸、等强酸、NaCl等盐溶液等盐溶液（1 1）燃料电池的构成）燃料电池的构成 第六十七张，PPT共八十页，创作于2022年6月例：氢氧燃料电池（例：氢氧燃料电池（KOH溶液）：溶液）：一种高效低污染的新型电池。一种高效低污染的新型电池。负负 极：极：2H2-4e-+4OH-4H2O 正正 极：极：O2+2H2O+4e-4OH-总反应：总反应：2H2+O22H2O（2 2）燃料电池的电极反应）燃料电池的电极反应式式的书写的书写碱性条件下碱性条件下：有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀第六十八张，PPT共八十页，创作于2022年6月【思考】【思考】氢氧燃料电池氢氧燃料电池在酸性条件下的电在酸性条件下的电极反应式又如何书写呢？极反应式又如何书写呢？例：氢氧燃料电池（稀例：氢氧燃料电池（稀H2SO4）：）：负负 极：极：2H2-4e-4H+正正 极：极：O2+4H+4e-2H2O 总反应：总反应：2H2+O22H2O【想一想】【想一想】如何书写如何书写 CO、CH4、CH3OH等等燃料电池（燃料电池（介质为酸性或碱性介质为酸性或碱性）的电极反）的电极反应式？应式？第六十九张，PPT共八十页，创作于2022年6月H2CH4 改变燃料改变燃料正极：正极：2O2+8H+8e-=4H2O负极：负极：CH48e-+2H2O=CO2+8H+CH4燃料电池（稀硫酸溶液）燃料电池（稀硫酸溶液）O2总反应：总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O第七十张，PPT共八十页，创作于2022年6月H2CH4 改变燃料改变燃料正极：正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-负极：负极：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4燃料电池（燃料电池（KOH溶液）溶液）CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2OO2总反应：总反应：第七十一张，PPT共八十页，创作于2022年6月再写正极再写正极 反应：反应：O22H2O4e-4OH-酸性酸性 先写总反应：燃料在氧气中的燃烧先写总反应：燃料在氧气中的燃烧【小结】【小结】燃料电池的电极反应燃料电池的电极反应式式的书写的书写方法：方法：若有若有CO2生成，且电解质为强碱时，生成，且电解质为强碱时，考虑考虑CO2+2OH-=CO32-+H2OO24H+4e-2H2O碱性碱性 最后写负极反应：最后写负极反应：总反应减去正极反应总反应减去正极反应常见燃料：常见燃料：H2、CO、CH4、CH3OH等等 第七十二张，PPT共八十页，创作于2022年6月（1 1）海水电池）海水电池 19911991年，我国科学家首创以年，我国科学家首创以铝铝-空气空气-海水海水为为材料组成的新型电池，用作材料组成的新型电池，用作航海标志灯航海标志灯。该该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。氧气使铝不断氧化而产生电流。4、其它新型电池、其它新型电池第七十三张，PPT共八十页，创作于2022年6月4Al12e-=4Al3+3O2+6H2O+12e-=12OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3试一试：试一试：书写电极反应式：书写电极反应式：负极：负极：正极：正极：总反应式为：总反应式为：这种电池的能量比普通干电池高这种电池的能量比普通干电池高20-5020-50倍！倍！第七十四张，PPT共八十页，创作于2022年6月海水电池海水电池 以海水电池为能源的航海标志灯以海水电池为能源的航海标志灯第七十五张，PPT共八十页，创作于2022年6月（2 2）熔融盐燃料电池熔融盐燃料电池 这是一种具有极高发电效率的大功率化学这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工电池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工业化水平。业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同，有多个不同按其所用燃料或熔融盐的不同，有多个不同的品种，如的品种，如天然气、天然气、CO、熔融碳酸盐型、熔熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐型融磷酸盐型等等，一般要在一定的高温下（等等，一般要在一定的高温下（确保确保盐处于熔化状态盐处于熔化状态）才能工作。）才能工作。第七十六张，PPT共八十页，创作于2022年6月例例2 2：熔融盐燃料电池具有高的发电效率熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因因而受到重视而受到重视。可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐的熔融盐混混合物用电解质合物用电解质，CO为阳极燃气为阳极燃气,空气与空气与CO2的的混合气为阴极助燃气混合气为阴极助燃气，制得在制得在650下工作的燃下工作的燃料电池料电池，完成有关的电池反应式：完成有关的电池反应式：负极反应式：负极反应式：正极反应式：正极反应式：总总反应反应式：式：2CO+2CO32-4e-=4CO22CO+O2=2CO2O2+2CO2+4e-=2CO32-第七十七张，PPT共八十页，创作于2022年6月原电池电极反应式的书写注意事项：原电池电极反应式的书写注意事项：（1 1）负氧正还。）负氧正还。（2 2）要要注注意意溶溶液液的的酸酸碱碱性性，适适当当的的在在电电极极方方程程式式两两边边添添加加H+、OH、H2O，以以遵遵循循电电荷荷守守恒恒和质量守恒。和质量守恒。（3 3）要要注注意意电电极极反反应应产产物物是是否否与与电电解解质质溶溶液液发生反应。发生反应。小结：小结：第七十八张，PPT共八十页，创作于2022年6月制制造造化学电源化学电源加快反应速率：加快反应速率：例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀反应而使钢铁遭到腐蚀【总结】【总结】原电池原理的应用：原电池原理的应用：第七十九张，PPT共八十页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看9/17/2022第八十张，PPT共八十页，创作于2022年6月