高中化学课件4.2.1_一次电池_二次电池.
高中化学 一次电池和二次电池的区别
一次电池和二次电池的区别-锌锰干电池构造-一次电池电极反应方程式一次电池和二次电池的区别一次电池只能放电一次，二次电池可反复充放电循环使用，可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，因此设计时必须调节这些变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放电远小于二次电池。
•电源：化学电源化学电源是能够实际应用的原电池，化学电池是将化学能转变成电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
一次电池：(1)普通锌锰干电池构造简单，价格便宜，但放电时间短，放电后电压下降较快。
负极：正极：总反应式：(2)碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越，比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电。
负极是正极是电解质是负极：正极：总反应式：(3)锂电池用金属锂作负极，石墨作止极，电解质溶液由四氯化铝锂溶解在亚硫酰氯组成。
负极：正极：总反应式：(4)锌银电池负极是Zn，正极是，电解质是KOH。
负极：正极：总反应式：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。
二次电池：(1)蓄电池：蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池，也称二次电池。
其广泛用于汽车、发电站、火箭等部门。
由所用电解质的酸碱性质不同分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。
①酸性铅蓄电池铅蓄电池由一组充满海绵状金属铅的铅锑合金格板做负极，由另一组充满二氧化铝的铅锑合金格板做正极，两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸中，放电时，电极反应为：负极：Pb＋SO42－＝PbSO4＋2e-正极：PbO2＋SO42－十4H＋＋2e-＝PbSO4＋2H2O总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4十2H2O放电后，正负极板上都沉积有一层PbSO4，放电到一定程度之后又必须进行充电，充电时用一个电压略高于蓄电池电压的直流电源与蓄电池相接，将负极上的PbSO4还原成Pb，而将正极上的PbSO4氧化成PbO2，充电时发生放电时的逆反应：阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42－阳极：PbSO4＋2H2O＝PbO2＋SO42－＋4H＋＋2e-总反应：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋H2SO4②碱性蓄电池日常生活中用的充电电池就属于这类。
高中化学 4.2.1 一次电池 二次电池课件 新人教版选修4
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预习交流 1
我们以前所学的原电池有哪些缺点?化学电池与其他能源相比有 哪些优点?
答案:缺点:反应一段时间后,就不会产生电流了,且携带不方便。化 学电池的优点: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。
答案:铅蓄电池充电时阴极反应是放电时负极反应的逆反应;充电 时阳极反应是放电时正极反应的逆反应。(注:只是逆过程,整个反应并 非可逆反应)
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迁移与应用
市场上经常见到的标记为 Li ion 的电池称为“锂离子电池”。它的 负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一 种能传导 Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式
为:Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。 下列说法不正确的是( ) A.放电时,负极的电极反应:Li-e- Li+ B.充电时,Li0.85NiO2 既发生氧化反应又发生还原反应 C.该电池不能用水溶液作为电解质 D.放电过程中 Li+向负极移动
Zn(OH)2+2MnOOH,下列说法错误的是( ) A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为:2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OHC.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过 0.2 mol 电子,锌的质量理论上减少 6.5 g
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高中化学 人教版选修4 课件：第四章 第二节 化学电源(33张PPT)
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。
总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。 上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：
栏 目 链 接
3．铅蓄电池的特点 电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉、生产生活 中应用广泛，缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境
接
要点二
一次电池
胶状 ，不流动，也叫做 一次电池的电解质溶液制成________ 干电池。 1．特点 一次电池不能充电，不能反复使用。 2．常见的一次电池
栏 目 链 接
种类 特点 基本构造
碱性锌锰电池 负极：①______ 锌 正极：②______ MnO2 电解质：③______ KOH ⑦__________________
－ ＋
－ －
2
2
栏 目 链 接
2.燃料电池的优点 (1)能量转换率高：燃料电池的能量转换率超过 80%，普通燃烧过 程能量转换率仅 30%多。
小 。 (2)污染________
综合
拓展 电极反应式的书写方法 1．书写要遵循的原则 原电池两电极上分别发生氧化反应或还原反应，因此电极反 应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。
第四章 电化学基础
第二节 化学电源
栏 目 链 接
1.了解化学电源的优点及在各方面的应用。 2.认识一次电池、二次电池和燃料电池。 3.了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识
栏 目 链 接
栏 目 链 接
要点一
化学电池
化学 能变成________ 电 能的装置。 化学电池是将________ 1．化学电池的分类
原电池(第2课时 化学电源)(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)
燃料电池
(2)甲烷燃料电池
用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液中，然后向两极分别 通入CH4和O2，该电池的反应式：
② KOH溶液： 负极：CH4＋10OH－－8e－==CO32－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－==8OH－ 总反应式：CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O
燃料电池
一次电池
4.锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池
Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。 (1)负极材料为__锂__，电极反应为__8_L__i－__8_e_－_=_=_=__8_L_i＋_。 (2)正极的电极反应为__3_S_O__C_l_2_＋__8_e－__=_=_=_2_S_＋__S_O__23－__＋__6_C_l_－。
【课堂练习】
3、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受 到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的
总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（ B ）
A、Li是正极，电极反应为 Li－e- =Li+ B、Li是负极，电极反应为 Li－e- =Li+ C、Li是负极，电极反应为 MnO2 +e-=MnO2 – D、Li是负极，电极反应为 Li－2e- = Li2+
一次电池
1) 锌-锰干电池 （酸性电解质溶液） 正极：
2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = 2MnO(OH) + 2NH3↑
负极: Zn – 2e- = Zn2+
化学电源 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
以铂作电极,两极分别通入甲烷、氧气
(3)在固体电解质(高温下能传导O2－)中
①总反应式： CH4＋2O2=CO2＋2H2O ；
②正极反应式： O2＋4e－ = 2O2－
；
则负极反应式： CH4＋4O2--8e- = CO2＋2H2O 。
(4)在熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下
①总反应式： CH4＋2O2=CO2＋2H2O ；
优点：制作简单，便于携带，价格便宜； 缺点：放电时间短，电压下降快；容易漏液（锌外壳变薄）糊状NH4Cl显酸性）
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 糊 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
氯化锌：用于电解液中主要 作用有：减缓锌片腐蚀,保持 电解液中的水分,破坏淀粉的 链状结构,加快电解液的糊化 速度,减少正极电芯在放电过 程中pH值的提高.
二、二次电池（充电电池）
充电电池又称二次电池，放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又 逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
铅酸蓄电池
镍氢电池
锂离子电池
二、二次电池
1、铅酸蓄电池 Pb—PbO2—H2SO4 负极：Pb + SO24 – 2e- =PbSO4
正极：PbO2 +4H+ + SO24 +2e- =PbSO4 +2H2O
改进
①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池； ②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造 上进行改进，制成碱性锌锰电池。
一次电池
2、碱性锌锰电池 Zn—MnO2 —KOH
负极：Zn + 2OH– – 2e– =Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O +2e– = 2MnOOH + 2OH–
高中化学电化学与金属腐蚀竞赛课件.ppt
§ 4.5 电解
电解 电镀
§ 4.6 金属的腐蚀及防护
腐蚀 阴极保护法
∵ øFe3＋/Fe2＋> øI2 /I－ ∴Fe3+可以氧化 I－。
② 在上述体系中加入KCN，使cCN-=1.0
K稳[Fe(CN)6]3－= 1.0×1042 , K稳[Fe(CN)6]4－= 1.0×1035 此时反应能否自发？
此时cFe3+=
cFe(CN)36
cC6 N K稳III
1 K稳III
lgKø =n Eø/0.0592 =2×0.430/0.0592=14.55
Kø ＝ 3.6×1014
例：
求溶度积 Ksp 如：AgCl ←→ Ag＋＋ Cl－
解：据反应设计电池 (-) Ag ︱Ag＋ ‖Cl－ ︱ AgCl︱Ag (+)
Eø = ø正极－ø负极＝øAgCl /Ag － ø Ag＋/Ag =0.222－0.799＝－0.577
＝0.36 V
还原剂I2/I- ＝ øI2 /I - ＝0.54 > Fe3＋/Fe2+ ∴此时Fe3+不能氧化I－
三、反应程度—Kø的求法
ΔrG ø ＝ －RT·lnK ø
ΔrG ø ＝ － nFE ø
RT·lnK ø ＝ nFE ø → 2.303 RT·lgKø ＝nFE ø
298K时
lgK
②氯化银电极：AgCl(s)+e＝Ag (s)+Cl－ 标准态时：cCl-＝1.0 ø AgCl /Ag=0.2223 V
二、电极电势Nernst方程
E ＝ E ø－RT/nF ·lnQ
298K时： E ＝ E ø－0.0592/n ·lgQ
一次电池 二次电池
第 1 课时 一次电池 二次电池
第1课时 一次电池
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二次电池
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KEQIAN YUXI DAOXUE
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KETANG HEZUO TANJIU
1.了解日常生活中常用的化学电源的种类和新型化学电源; 2.了解常见化学电源的工作原理, 学会电极反应的书写 1.一次电池、二次电池的反应原理、性能及其应用; 2.熟悉电极反应的书写技巧
-
银锌电池 Zn( OH) 2 Zn+2OH--2e银锌电池 Ag2O+H2O+2eZn+Ag2O+H2O Zn( OH) 2+2Ag 2Ag+2OHZn( OH) 2
Zn+2MnO2+2H2O 2MnOOH+Zn( OH) 2
第1课时 一次电池
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二次电池
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二、二次电池
活动与探究 ( 1) 铅蓄电池应用非常广泛, 如日常生活中的电动自行车电池、汽车 上的电池等 , 请你写出铅蓄电池在放电和充电时的电极反应及总反应。 答案: 放电时: 负极: Pb( s) +SO4 ( aq) -2e22-
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预习交流 3
(1)铅蓄电池的总反应为: PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l), 此反应是否属于可逆反应?据你推测, 铅蓄电池在工 作时两极板质量怎样变化? 答案: 不是可逆反应, 因反应条件不同。 两极均会生成 PbSO4, 故两极 质量都会增加。 (2)回收废旧电池有什么意义? 答案: 废旧电池中含有汞、镉、铬、铅等大量毒性很强的重金属 , 随处丢弃会给土壤、水源等环境造成严重的污染 , 并通过食物链给人体 健康造成威胁和危害。如果能回收再利用这些废旧电池 , 不仅可以减少 对我们生存环境的破坏, 而且也是对资源的节约。
新版高中化学讲义：化学电池
一、一次电池(锌锰干电池)常见的锌锰干电池的构造如图所示。
其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。
在使用过程中，电子由锌筒(负极)流向石墨棒(正极)，锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。
这种电池放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，属于一次电池。
总反应Zn + 2MnO 2 + 2NH 4+ === Zn 2+ + 2MnO(OH) + 2NH 3↑负极 Zn ﹣2e - === Zn 2+正极2MnO 2 + 2NH 4+ + 2e - === 2MnO(OH) + 2NH 3↑二、二次电池有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环，这种充电电池属于二次电池。
常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。
1. 铅酸蓄电池工作原理Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 42PbSO 4＋2H 2O第12讲 化学电池知识导航知识精讲4 4 2 4 4 22. 锂离子电池以钻酸锂-石墨锂电池为例：Li1-x CoO2 + Li x C6 LiCoO2 + 6CLi CoO + Li C=== LiCoO+ 6C【答案】LiC6﹣xe-=== 6C+ xLi+ Li1-x CoO2 + xLi+ + xe-=== LiCoO2三、燃料电池燃料电池是一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。
燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。
1．氢氧燃料电池【答案】2H2- 4e-=== 4H+2H2 +4OH-- 4e-=== 4H2OO2 + 4H+ +4e-=== 2H2O O2 +2H2O + 4e-=== 4OH-2．甲烷燃料电池【答案】CH4 + 2H2O - 8e-=== CO2 + 8H+ CH4 + 10OH--8e-===CO32-+ 7H2O2O2 +8H+ +8e-=== 4H2O 2O2 + 8e-+4H2O === 8OH-CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O CH4 + 2O2 + 2OH-===CO32-+ 3H2O经典例题题型一：化学电池的分类及特点【变1】下列化学电池属于高效、环境友好电池的是A．镍镉电池B．锌锰电池C．铅蓄电池D．氢氧燃料电池【答案】D【详解】A．镍镉电池中含有镍镉重金属，对环境有污染，故A错误；B．锌锰电池中含有锌、锰元素，对环境有污染，故B错误；C．铅蓄电池中含有铅重金属，对环境有污染，故C错误；D．氢氧燃料电池最终生成水，水对环境无污染，故D正确；故选：D。
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PbSO4(s)+2H2O(l)
阴极:PbSO4(s)+2e- Pb(s)+SO42-(aq) 阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e- PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq) 铅蓄电池放电和充电的总反应式:PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)+2H2O(l)
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解析:在负极上 Li 从零价升至正价失去电子,A 项正确;充电时, 反应物只有一种,既发生氧化反应又发生还原反应,B 项正确;由于 Li 可以与水反应,故电解质应为非水材料,C 项正确;原电池中阳离子应 迁移至正极,故 D 项错误。
答案:D
二次电池反应应注意分析的问题: 1.放电、充电的方向; 2.电解质溶液酸碱性的变化; 3.正确表达得失电子数与物质之间的量的关系。
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3.二次电池——铅蓄电池 正极是 PbO2,负极是铅,两极均浸入 H2SO4 溶液中,且两极间用 微孔橡胶或微孔塑料隔开。 4.银锌蓄电池 银锌电池是一种高能电池,正极由 Ag2O 和少量石墨组成的正极 活性材料,负极填充锌。
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预习交流 3
(1)铅蓄电池的总反应为 :PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l),此反应是否属于可逆反应?
迁移与应用 市场上经常见到的标记为 Li ion 的电池称为“锂离子电池”。它 的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解 质为一种能传导 Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式
为:Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。 下列说法不正确的是( ) A.放电时,负极的电极反应:Li-e- Li+ B.充电时,Li0.85NiO2 既发生氧化反应又发生还原反应 C.该电池不能用水溶液作为电解质 D.放电过程中 Li+向负极移动
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预习导引
1.化学电池 (1)概念:是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要 部分是电解质溶液和浸在溶液中的正极和负极,使用时将两极用导 线接通,就有电流产生,因而获得电能。
①一次电池(如普通锌锰电池——干电池)
(2)分类
②二次电池(如铅蓄电池)
③燃料电池(如氢氧燃料电池)
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Ag2O+H2O+2e2Ag+2OHZn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag
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迁移与应用 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,电池总反应 为:Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2MnOOH,下列说法错误的是 () A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为:2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OHC.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过 0.2 mol 电子,锌的质量理论上减少 6.5 g
预习交流 1
我们以前所学的原电池有哪些缺点?化学电池与其他能源相比 有哪些优点?
答案:缺点:反应一段时间后,就不会产生电流了,且携带不方便。 化学电池的优点: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。
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2.二次电池
活动与探究 2
(1)铅蓄电池应用非常广泛,如日常生活中的电动自行车电池、
汽车上的电池等,请你写出铅蓄电池在放电和充电时的电极反应及
总反应。
答案:放电时:
负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e- PbSO4(s) 正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-
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(2)通过上述铅蓄电池放电和充电时电极反应的书写,你发现放 电时负极反应与充电时阴极电极反应有什么关系?放电时正极反应 与充电时阳极反应有什么关系?
答案:铅蓄电池充电时阴极反应是放电时负极反应的逆反应;充 电时阳极反应是放电时正极反应的逆反应。(注:只是逆过程,整个反 应并非可逆反应)
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第二节 化学电源
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第 1 课时 一次电池 二次电池
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学习目标
重点难点
1.使学生了解日 2.了解常见化学电源的工作原理,学 会电极反应的书写
1.一次电池、二次电池的反应 原理、性能及其应用; 2.熟悉电极反应的书写技巧
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解析:电池工作时,锌作负极,失去电子,负极的电极反应为 Zn-2OH-+2e- Zn(OH)2,正极的电极反应为:2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OH-。在外电路,电子由负极流向正极。通过 0.2 mol 电 子,锌消耗 0.1 mol,其质量减少 6.5 g。
答案:C
电极反应的书写可以根据总反应中化合价变化、物质存在形式 以及正极反应与负极反应合起来为总反应的规律来书写。
答案:不是可逆反应,因反应条件不同。 (2)回收废旧电池有什么意义? 答案:废旧电池中含有汞、镉、铬、铅等大量毒性很强的重金属, 随处丢弃会给土壤、水源等环境造成严重的污染,并通过食物链给人 体健康造成威胁和危害。如果能回收再利用这些废旧电池,不仅可以 减少对我们生存环境的破坏,而且也是对资源的节约。
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1.一次电池
活动与探究 1
请你完成下表两类电池的比较
一次电池
碱性锌锰电池
负极 反应
Zn+2OH--2e-
Zn(OH)2
正极 2MnO2+2H2O+2e反应 2MnOOH+2OH-
总 反 Zn+2MnO2+2H2O
应
2MnOOH+Zn(OH)2
银锌电池
Zn+2OH--2e- Zn(OH)2
2.一次电池 (1)碱性锌锰电池——干电池 碱性锌锰电池——干电池是用锌筒外壳作负极,正极是 MnO2, 电解质是氢氧化钾。
预习交流 2
碱性锌锰电池有哪些优点、有哪些缺点? 答案:优点:比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和连续 放电;缺点:多数只能使用一次,不能充电,价格较贵。 (2)银锌电池——纽扣电池 正极 Ag2O,负极锌,电解质溶液为 KOH 溶液,电池总反 应:Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2。