选修4 各类化学电源
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人教版高中化学选修四 化学电源 PPT课件
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
燃料电池汽车
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。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
优点： 可重复使用、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
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++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。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
燃料电池汽车
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。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
优点： 可重复使用、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
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++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。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
化学选修四第四章 化学电源知识点
第二节化学电源1、定义：化学电源是将化学能变成电能的装置。
包括一次电源、二次电源和燃料电池等几大类。
2、一次电池：（1）碱性锌锰干电池：负极材料：Zn电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极材料：MnO2电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2（2）银锌纽扣电池：负极材料：Zn电极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2正极材料：Ag2O电极反应：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag3、二次电池（1）铅蓄电池：负极材料：Pb，正极材料：电解质溶液为30%H2SO4溶液○1放电时的反应：4===PbSO4负极反应：Pb－2e－＋SO2－4＋4H＋===PbSO4＋2H2O正极反应：PbO2＋2e－＋SO2－总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O○2充电时的反应：4阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4（2）锂电池：负极材料：锂，正极材料：石墨，电解质：LiAlCl4、SOCl2，放电时的反应：负极反应：8Li－8e－===8Li＋正极反应：3SOCl2＋8e－===SO2－3＋2S＋6Cl－总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S4、燃料电池：(1)氢氧燃料电池①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。
②燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由外部供给(2)铝—空气—海水电池：负极材料：铝片，正极材料：铂片，电解质溶液：海水，负极反应：4Al－12e－===4Al3＋正极反应：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－总反应：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)35、化学电源电极反应式的书写书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据得失守恒、质量守恒和电荷守恒写出反应。
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
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； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
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
燃料电池：
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
比功率：
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
❖
1．戏曲脸谱的审美之所以受到各门传 统艺术 的影响 ，是因 为戏曲 艺术综 合了多 门类传 统艺术 ，受到 各门传 统艺术 美学思 想的影 响。
❖
2．民间美术作品中的脸谱，与戏曲舞 台上的 脸谱大 多是相 同的， 而有时 不尽相 同的脸 谱图案 ，都是 自由发 挥和再 创造的 结果。
❖
10. 经过时间淘洗的经典之作，是不同 时期的 重要作 家倾其 心力与 才力创 作出来 的时代 精品
❖
11. 经过不同时期淘洗的经典之作是重 要的时 代精品 ，不同 时期的 作家倾 尽了心 力与才 力
感谢观看，欢迎指导！
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
3、银锌纽扣电池
总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
第二节 化学电源
第一课时
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； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
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
燃料电池：
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
比功率：
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
❖
1．戏曲脸谱的审美之所以受到各门传 统艺术 的影响 ，是因 为戏曲 艺术综 合了多 门类传 统艺术 ，受到 各门传 统艺术 美学思 想的影 响。
❖
2．民间美术作品中的脸谱，与戏曲舞 台上的 脸谱大 多是相 同的， 而有时 不尽相 同的脸 谱图案 ，都是 自由发 挥和再 创造的 结果。
❖
10. 经过时间淘洗的经典之作，是不同 时期的 重要作 家倾其 心力与 才力创 作出来 的时代 精品
❖
11. 经过不同时期淘洗的经典之作是重 要的时 代精品 ，不同 时期的 作家倾 尽了心 力与才 力
感谢观看，欢迎指导！
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
3、银锌纽扣电池
总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(16张)ppt
人教版选修4 化学：4.2 化学电源 课件(共18张PPT)
课堂小结
1.先写总反应。 2.给总反应画双线桥。 3.按双线桥拆出两个 电极反应式的主干。 4.用电子守恒、电荷 守恒、原子守恒配平。
电解质的一大职能就 是传导阴阳离子！ 将阳离子从负极区 域传导到正极区域。 将阴离子从负极区 域传导到正极区域。
（一） 操 作 方 法
课后作业： 整理笔记，加强记忆。
⑴12、CH科3O学H家+预3O言2+，4K燃O料H电=2池K2将CO是32+16世H2纪O获得电力的重要途
⑵径正，极美：国3O已2＋计6划H将2O甲+1醇2e燃-=料12用OH于-；军事目的。一种甲醇燃料 负电极池：是2C采H用3O铂H或+1碳6O化H钨-－作12电e-极=2催C化O3剂2- +，1在2H稀2O KOH电解液
+4e一
正极区的PH值会发生怎样的变化？
负极区的PH值会发生怎样的变化？
整个电解质溶液的PH值会发生怎样的变化？
电解质溶液 是氢氧化钠
溶液
电解质的一大职能就是传导OH-！ 将OH-从负极区域传导到正极区域。
OH-
OH-选择性透过膜
燃料电池(连续电池)
甲烷燃料电池：
CH4+2O2=CO2+2H2O
电解质溶液 是稀硫酸
e-
+
e-
燃料电池(连续电池)
4e一
氢氧燃料电池：2H2+O2= 2H2O
请同学们总结：
+4e一
1电.先极写反总应反式应及。电池总反应式之间有哪些联系。
2哪.给个总对反你应来画说双，线最桥好。写！
3.按双线桥拆出两个电极反应式的主干。
4.用电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平。
人教版化学选修四二节《化学电源》PPT课件
解质）
工作原理
铅与二氧化铅在硫酸溶 液中发生氧化还原反应
优点
电压稳定、容量大、使 用寿命长
应用
汽车、摩托车启动电源 ，不间断电源等
锂离子电池
构造
碳材料（负极）、金属氧化物（正极）、锂 盐有机溶液（电解质）
优点
能量密度高、自放电小、无记忆效应
工作原理
锂离子在正极和负极之间嵌入和脱出产生电 流
应用
手机、笔记本电脑、数码相机等
环保与节能
相比传统能源，化学电源具有更高 的能量密度和更少的污染排放，有 助于实现环保和节能目标。
化学电源技术的发展趋势与挑战
发展趋势
化学电源技术正朝着高能量密度 、长循环寿命、快速充电和低成
本的方向发展。
技术挑战
当前化学电源技术仍面临安全性 、稳定性、寿命和成本等方面的 挑战，需要不断进行技术创新和
内阻与极化
内阻
电源内部的电阻，包括电解质、电极 和隔膜等部分的电阻。内阻大小直接 影响电源的输出电压和电流。
极化
电极在电流通过时发生偏离平衡电位 的现象。极化会导致电源输出电压降 低，效率下降。
容量与比能量
容量
表示电源在一定条件下可以输出的电量，通常用安时(Ah)或毫安时(mAh)作为 单位。
比能量
THANKS
感谢观看
燃料电池
构造
阳极、阴极、电解质
工作原理
燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电 子从阳极通过负载流向阴极构成电路
优点
能量转换效04 化学电源的性能 参数与评价指标
电压与电动势
电压
表示电源正负极之间的电势差， 通常用伏特(V)作为单位。
电动势
表示电源内部非静电力将正电荷 从负极移到正极所做的功，也反 映了电源将其他形式的能转化为 电能的本领。
工作原理
铅与二氧化铅在硫酸溶 液中发生氧化还原反应
优点
电压稳定、容量大、使 用寿命长
应用
汽车、摩托车启动电源 ，不间断电源等
锂离子电池
构造
碳材料（负极）、金属氧化物（正极）、锂 盐有机溶液（电解质）
优点
能量密度高、自放电小、无记忆效应
工作原理
锂离子在正极和负极之间嵌入和脱出产生电 流
应用
手机、笔记本电脑、数码相机等
环保与节能
相比传统能源，化学电源具有更高 的能量密度和更少的污染排放，有 助于实现环保和节能目标。
化学电源技术的发展趋势与挑战
发展趋势
化学电源技术正朝着高能量密度 、长循环寿命、快速充电和低成
本的方向发展。
技术挑战
当前化学电源技术仍面临安全性 、稳定性、寿命和成本等方面的 挑战，需要不断进行技术创新和
内阻与极化
内阻
电源内部的电阻，包括电解质、电极 和隔膜等部分的电阻。内阻大小直接 影响电源的输出电压和电流。
极化
电极在电流通过时发生偏离平衡电位 的现象。极化会导致电源输出电压降 低，效率下降。
容量与比能量
容量
表示电源在一定条件下可以输出的电量，通常用安时(Ah)或毫安时(mAh)作为 单位。
比能量
THANKS
感谢观看
燃料电池
构造
阳极、阴极、电解质
工作原理
燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电 子从阳极通过负载流向阴极构成电路
优点
能量转换效04 化学电源的性能 参数与评价指标
电压与电动势
电压
表示电源正负极之间的电势差， 通常用伏特(V)作为单位。
电动势
表示电源内部非静电力将正电荷 从负极移到正极所做的功，也反 映了电源将其他形式的能转化为 电能的本领。
人教版化学选修四4.2化学电源PPT(共17页)
第二节 化学电源
化学电池的分类
一次电池（干电池）：活性物质（发生氧化还原反 应的物质）消耗到一定程度，就不能使用了。
普通锌锰电池
碱性电池
化学电池的分类
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。
锂离子充电电池
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
化学电池的分类
轻轻揉搓就会放出热量来。当使用完后还会发现有
铁锈生成。依上述现象回答：
（1）“热敷袋”放出的热量的利用是利用铁发
生
反应放出的热量；
（2）碳粉的主要作用__________________；
（3）加入氯化钠的作用是_____________；
（4）试写出上述变化过程中的电极反应式方程式：
负极：____________________；
电极上发生 反应的物质
还原性较强 的物质（大 多是金属电 极本身）
电子流向
流出电子
氧化性较强 的物质
流入电子
酸、碱、 盐溶液或 熔融液
反应类型 氧化反应
还原反应
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
减少污染 节约资源
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
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； ②反应产物不断排出 ③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%， 有利于节约能源。
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
化学电池的组成
组成
负极
正极
电解质
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共张PPT)PPT
银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充 电和放电过程可以表示为：
放电
Ag2O+Zn+H2O 充电 2Ag+Zn(OH)2
此电池放电时，负极上发生反应的物质是（D） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 电极反应：
负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
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； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
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
燃料电池：
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
比功率：
❖
2.写故事 一定要 有头有 尾,完整 地叙述 一件事 。要想 将故事 叙述完 整具体 ，各要 素必须 交代清 楚，揭 示故事 发展变 化的原 因和内 在联系 ，才能 使读者 对整个 故事有 全面完 整的印 象。
❖
3.当然, 各要素 交代清 楚了并 不是故 事就精 彩了。 故事不 能叙述 太简单, 看了开 头就能 猜出结 局;也 不能平 铺直叙 、平淡 无奇,否 则无法 引起读 者的阅 读兴趣 。
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
一、一次电池(干电池)
普通锌锰电池
负极：Zn
正极：MnO2和C
电解质：NH4Cl
负极:
Zn-2e- = Zn2+
正极:
2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ 2MnOOH + 2NH3↑
放电
Ag2O+Zn+H2O 充电 2Ag+Zn(OH)2
此电池放电时，负极上发生反应的物质是（D） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 电极反应：
负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
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； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
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
燃料电池：
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
比功率：
❖
2.写故事 一定要 有头有 尾,完整 地叙述 一件事 。要想 将故事 叙述完 整具体 ，各要 素必须 交代清 楚，揭 示故事 发展变 化的原 因和内 在联系 ，才能 使读者 对整个 故事有 全面完 整的印 象。
❖
3.当然, 各要素 交代清 楚了并 不是故 事就精 彩了。 故事不 能叙述 太简单, 看了开 头就能 猜出结 局;也 不能平 铺直叙 、平淡 无奇,否 则无法 引起读 者的阅 读兴趣 。
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
一、一次电池(干电池)
普通锌锰电池
负极：Zn
正极：MnO2和C
电解质：NH4Cl
负极:
Zn-2e- = Zn2+
正极:
2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ 2MnOOH + 2NH3↑
人教版高中化学选修四课件4.2化学电源
书写电极反应式应注意以下几点：
1．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总 反应，总反应减去一存在O2-：在酸性溶液中它与H＋结合 成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。
1、氢氧燃料电池两类型：
(1)酸性电解质时：
负极反应式：2H2－4e－===4H＋； 正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)碱性电解质时： 负极反应式：2H2＋4OH－－4e－===4H2O； 正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 返回
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练习、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使 用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃 料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。 请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃 料电池中a极的电极反应式：
--8e-=CO 2-+7H O CH +10 OH 4 3 2 ________________________
2、碱性锌锰电池：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
碱性电池
碱性锌锰电池构造示意图
3、锌银电池—纽扣电池
(-) Zn│KOH│Ag2O(+)
负极(Zn)：Zn +2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极(Ag2O)：Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH-
电池总反应：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag
铅蓄电池的充放电过程：
充电 放电
2PbSO4(s)+2H2O(l)
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
三、燃料电池
1、氢氧燃料电池 ① (-) Pt│H2│H+│O2│Pt (+) 负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O ②(-) Pt│H2│OH-│O2│Pt (+) 负极(Pt)：2H2- 4e- + 4OH- = 4H2O 正极(Pt)：O2+ 2H2O + 4e- = 4OH电池总反应：2H2+O2=2H2O
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总反应：2C4 H10 13O 2 8CO 2 10H 2 O 52e
负极: 2C4H10+26O2--52e- === 8CO2+10H2O 正极: 13O2+52e- === 26O2-
燃料电池共有特点： 电解质定向移动传递电流，在一极生成，另一极等量消耗
熔融碳酸盐 燃料电池
一次电池
碱性锌锰干电池结构：
负极锌、正极MnO2，KOH为电解质
电池总反应: Zn+2MnO2+2H2O == 2MnOOH+Zn(OH)2
Zn+2OH--2eZn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OH从总反应来看，电解质KOH在放电过程 中没有消耗，却在消耗H2O。
一次电池
备注资料1 锂离子电池
磷酸铁锂 锂离子电池
谢谢观赏
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例：某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以 丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属 材料为电极。试写出电池及电极反应。
负极： 2C4 H10 52e + 26CO32 == 34CO 2 + 10H 2 O 正极： 13O 2 + 52e + 26CO 2 26CO32
思考：为了让电池能够持续稳定工作，通入正极气体时应注意什么？ 通入的正极气体应该是O2和CO2的混合物
熔融氧化物 燃料电池
例：丁烷燃料电池中一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电 解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能 传导O2-,试写出正、负极的电极反应式。
选修4
化学电源
学习目标： 1、了解实用化学电源的发展历程和种类 2、能正确书写电池半反应，并运用电池原理分析、解决问题
一次电池
酸性锌锰干电池结构：
锌筒、碳棒作两极，ZnCl2--NH4Cl糊状物作电解质，碳棒被 MnO2包围。
总反应：Zn 2NH 4 Zn 2 NH 3 H 2
燃料电池
碱性甲醇燃料电池 2CH3OH 3O2 +4OH 2CO32 6H 2O
负极： 2CH 3OH 12e + 16OH ==2CO32 +12H 2 O 正极： 3O 2 +12e +2H 2 O 12OH
同样，电解质OH-向负极移动。在正极生成，负极消耗。
负极每脱嵌一个LI+同时失去一个电子 正极每入嵌一个Li+同时得到一个电子
燃料电池
燃料电池： 与一次、二次电池不同，燃料电池并不需要将反应活性物质贮藏在 电池内部，它工作时，燃料和氧化剂由外部供给。燃料和氧化剂中 的化学能直接转化为电能，电极材料本身不参与电池反应,但电解质 会参与电池反应。 酸性氢氧燃料电池 总反应：2H2+O2==2H2O
熔融碳酸盐 氢氧燃料电池
例：美国加州Miramar海军航空站安装了一台250KW的MCFC型空气 燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为700--800℃， 所用燃料为氢气，电解质为熔融的K2CO3。请写出电池和电极反应式。
总反应：2H2 +O2 ==2H2O
负极： 2H 2 4e +2CO32 2CO 2 +2H 2 O 正极： O 2 + 4e + 2CO 2 2CO32
实战
2.现今市面上的智能手机都面临着电池续航不足的问题。最常见的 充电 智能手机电池工作原理是 6C LiCoO2 Li1 x CoO2 Li x C6 放电 下列说法错误的是： A.放电时，每转移xmol电子，通过电解质膜的Li+为(1－x)mol B.负极材料是填充了金属锂的石墨（LiC6) C.充电时阳极的电极反应为 LiCoO2 xe xLi Li1x CoO2 D.负极的电极反应式为 Lix C6 xe xLi 6C
负极（Zn)：Zn - 2e- Zn2 正极（碳棒）： 2NH 4 2e- NH 3 H 2
MnO2和碳黑包裹着碳棒，碳黑能导电，MnO2用 于吸收正极产物H2，H2的产生会增大电池内电阻， e 使输出电压迅速降低。 电池在存放过程中，负极锌与电解质NH4Cl直接接 触，会发生化学腐蚀。导致锌筒蚀破，电池作废， 电解质泄漏，损坏电器。
燃料电池
酸性甲醇燃料电池 2CH 3OH 3O 2 2CO 2 4H 2O
负极： 2CH 3OH 12e +2H 2 O ==2CO 2 +12H + 正极： 3O 2 +12e +12H + 6H 2 O
燃料电池的特点： 电解质（离子）一定在一极上生成，定向移动 后在另一极上消耗。
银锌电池结构：
负极锌、正极Ag2O，KOH为电解质
总反应:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
Zn+2OH--2e- ==ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e- ==Ag + 2OH-
二次电池
铅蓄电池结构： 负极Pb、正极PbO2, H2SO4作电解质
2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电反应: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
二次电池
镍氢电池：电解质KOH 比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。镍氢电池 的缺点是价格比镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差
M + Ni(OH)2 总反应：MH + NiOOH
以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。 最常用储氢合金为LaNi5。
正极：NiOOH + H2O + e- == Ni(OH)2 + OH 负极：MH + e + OH == M + H2O
3.饱和甘汞电极（Hg--Hg2Cl2)因其电动势稳定，常用作基准电极。 饱和甘汞电极的内部构造如图所示，当甘汞电极与锌共同插入 ZnCl2溶液中构成原电池时，下列说法正确的是： 2+ A.负极的电极反应式为Zn-2e ==Zn B.正极的反应式为Hg2Cl2+2e ==2Hg+2Cl C.多孔物质相当于盐桥 D.甘汞电极中，Cl 既不是反应物，又不是产物
-
二次电池
锂离子电池是一种新型的二次电池，它不含有金属态的锂，它主要依靠 + LI+在正负两极之间移动来工作。放电时，LI 从负极材料(石墨)脱嵌，经 过电解质膜，嵌入正极材料（CoO2).充电过程刚好相反。 锂离子电池不同于锂金属电池，后者因危险性较少实用。
总反应：CoO2 + LiC6 == LiCoO2 + 6C 负 极：LiC6 － e- == 6C + Li+ 正 极：CoO2 + Li+ + e- == LiCoO2
负极：2H2－4e－==4H + 正极： O2+4e－+4H ==2H2O
+
（H+定向移动到正极，在负极生成，在正极消耗）
燃料电池
碱性氢氧燃料电池 总反应：2H2+O2==2H2O
负极：2H2－4e－+4OH－==4H2O 正极： O2 + 4e－+ 2H2O==4OH－
（OH-定向移动到负极，正极生成， 负极消耗）
在燃料电池中， 电解质离子一定参与了电极反应，一极生成，一极等量消耗。
实战技巧
1.磷酸铁锂电池的构造如图所示。 + 其正极的电极反应式为FePO4+Li + e ==LiFePO4,下列有关判断不 合理的是：
A.负极区的电解质溶液不可能是水溶液 B.聚合物薄膜可允许Li+通过 + C.负极反应式为LiC
Pb(s)+SO42-(aq)-2e- == PbSO4(s) PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e====
PbSO4(s)+2H2O(l)
二次电池
镍镉电池：电解质KOH 可充放电达500次以上，输出电压稳定，放电量大。 缺点：具放电记忆性，镉对环境污染严重。
2Ni(OH)2 + Cd(OH)2 总反应：2NiOOH+ Cd+ 2H2O 负极： Cd - 2e-+ 2OH- == Cd(OH)2 正极：2NiO(OH) + 2e-+ 2H2O== 2Ni(OH)2 + 2OH-
负极: 2C4H10+26O2--52e- === 8CO2+10H2O 正极: 13O2+52e- === 26O2-
燃料电池共有特点： 电解质定向移动传递电流，在一极生成，另一极等量消耗
熔融碳酸盐 燃料电池
一次电池
碱性锌锰干电池结构：
负极锌、正极MnO2，KOH为电解质
电池总反应: Zn+2MnO2+2H2O == 2MnOOH+Zn(OH)2
Zn+2OH--2eZn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OH从总反应来看，电解质KOH在放电过程 中没有消耗，却在消耗H2O。
一次电池
备注资料1 锂离子电池
磷酸铁锂 锂离子电池
谢谢观赏
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例：某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以 丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属 材料为电极。试写出电池及电极反应。
负极： 2C4 H10 52e + 26CO32 == 34CO 2 + 10H 2 O 正极： 13O 2 + 52e + 26CO 2 26CO32
思考：为了让电池能够持续稳定工作，通入正极气体时应注意什么？ 通入的正极气体应该是O2和CO2的混合物
熔融氧化物 燃料电池
例：丁烷燃料电池中一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电 解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能 传导O2-,试写出正、负极的电极反应式。
选修4
化学电源
学习目标： 1、了解实用化学电源的发展历程和种类 2、能正确书写电池半反应，并运用电池原理分析、解决问题
一次电池
酸性锌锰干电池结构：
锌筒、碳棒作两极，ZnCl2--NH4Cl糊状物作电解质，碳棒被 MnO2包围。
总反应：Zn 2NH 4 Zn 2 NH 3 H 2
燃料电池
碱性甲醇燃料电池 2CH3OH 3O2 +4OH 2CO32 6H 2O
负极： 2CH 3OH 12e + 16OH ==2CO32 +12H 2 O 正极： 3O 2 +12e +2H 2 O 12OH
同样，电解质OH-向负极移动。在正极生成，负极消耗。
负极每脱嵌一个LI+同时失去一个电子 正极每入嵌一个Li+同时得到一个电子
燃料电池
燃料电池： 与一次、二次电池不同，燃料电池并不需要将反应活性物质贮藏在 电池内部，它工作时，燃料和氧化剂由外部供给。燃料和氧化剂中 的化学能直接转化为电能，电极材料本身不参与电池反应,但电解质 会参与电池反应。 酸性氢氧燃料电池 总反应：2H2+O2==2H2O
熔融碳酸盐 氢氧燃料电池
例：美国加州Miramar海军航空站安装了一台250KW的MCFC型空气 燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为700--800℃， 所用燃料为氢气，电解质为熔融的K2CO3。请写出电池和电极反应式。
总反应：2H2 +O2 ==2H2O
负极： 2H 2 4e +2CO32 2CO 2 +2H 2 O 正极： O 2 + 4e + 2CO 2 2CO32
实战
2.现今市面上的智能手机都面临着电池续航不足的问题。最常见的 充电 智能手机电池工作原理是 6C LiCoO2 Li1 x CoO2 Li x C6 放电 下列说法错误的是： A.放电时，每转移xmol电子，通过电解质膜的Li+为(1－x)mol B.负极材料是填充了金属锂的石墨（LiC6) C.充电时阳极的电极反应为 LiCoO2 xe xLi Li1x CoO2 D.负极的电极反应式为 Lix C6 xe xLi 6C
负极（Zn)：Zn - 2e- Zn2 正极（碳棒）： 2NH 4 2e- NH 3 H 2
MnO2和碳黑包裹着碳棒，碳黑能导电，MnO2用 于吸收正极产物H2，H2的产生会增大电池内电阻， e 使输出电压迅速降低。 电池在存放过程中，负极锌与电解质NH4Cl直接接 触，会发生化学腐蚀。导致锌筒蚀破，电池作废， 电解质泄漏，损坏电器。
燃料电池
酸性甲醇燃料电池 2CH 3OH 3O 2 2CO 2 4H 2O
负极： 2CH 3OH 12e +2H 2 O ==2CO 2 +12H + 正极： 3O 2 +12e +12H + 6H 2 O
燃料电池的特点： 电解质（离子）一定在一极上生成，定向移动 后在另一极上消耗。
银锌电池结构：
负极锌、正极Ag2O，KOH为电解质
总反应:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
Zn+2OH--2e- ==ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e- ==Ag + 2OH-
二次电池
铅蓄电池结构： 负极Pb、正极PbO2, H2SO4作电解质
2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电反应: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
二次电池
镍氢电池：电解质KOH 比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。镍氢电池 的缺点是价格比镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差
M + Ni(OH)2 总反应：MH + NiOOH
以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。 最常用储氢合金为LaNi5。
正极：NiOOH + H2O + e- == Ni(OH)2 + OH 负极：MH + e + OH == M + H2O
3.饱和甘汞电极（Hg--Hg2Cl2)因其电动势稳定，常用作基准电极。 饱和甘汞电极的内部构造如图所示，当甘汞电极与锌共同插入 ZnCl2溶液中构成原电池时，下列说法正确的是： 2+ A.负极的电极反应式为Zn-2e ==Zn B.正极的反应式为Hg2Cl2+2e ==2Hg+2Cl C.多孔物质相当于盐桥 D.甘汞电极中，Cl 既不是反应物，又不是产物
-
二次电池
锂离子电池是一种新型的二次电池，它不含有金属态的锂，它主要依靠 + LI+在正负两极之间移动来工作。放电时，LI 从负极材料(石墨)脱嵌，经 过电解质膜，嵌入正极材料（CoO2).充电过程刚好相反。 锂离子电池不同于锂金属电池，后者因危险性较少实用。
总反应：CoO2 + LiC6 == LiCoO2 + 6C 负 极：LiC6 － e- == 6C + Li+ 正 极：CoO2 + Li+ + e- == LiCoO2
负极：2H2－4e－==4H + 正极： O2+4e－+4H ==2H2O
+
（H+定向移动到正极，在负极生成，在正极消耗）
燃料电池
碱性氢氧燃料电池 总反应：2H2+O2==2H2O
负极：2H2－4e－+4OH－==4H2O 正极： O2 + 4e－+ 2H2O==4OH－
（OH-定向移动到负极，正极生成， 负极消耗）
在燃料电池中， 电解质离子一定参与了电极反应，一极生成，一极等量消耗。
实战技巧
1.磷酸铁锂电池的构造如图所示。 + 其正极的电极反应式为FePO4+Li + e ==LiFePO4,下列有关判断不 合理的是：
A.负极区的电解质溶液不可能是水溶液 B.聚合物薄膜可允许Li+通过 + C.负极反应式为LiC
Pb(s)+SO42-(aq)-2e- == PbSO4(s) PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e====
PbSO4(s)+2H2O(l)
二次电池
镍镉电池：电解质KOH 可充放电达500次以上，输出电压稳定，放电量大。 缺点：具放电记忆性，镉对环境污染严重。
2Ni(OH)2 + Cd(OH)2 总反应：2NiOOH+ Cd+ 2H2O 负极： Cd - 2e-+ 2OH- == Cd(OH)2 正极：2NiO(OH) + 2e-+ 2H2O== 2Ni(OH)2 + 2OH-