4.2《化学电源》ppt课件
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正极：——MnO2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
一次电池
银锌钮扣电池
特点：比能量大，电压稳 定，储存时间长，适用于 小电流的连续放电。
负极：Zn +2OH－-2e- =Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH－ 总反应：
燃料电池的规律
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电 子的作用。
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。 缺点：体积较大、附属设备较多 优点：能量转换率高、清洁、对环境好 其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电 池……
②充电过程 接电源负极
阴极：PbSO4 +2e- =Pb + SO42- 还原反应
阳极：
接电源正极
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42- 氧化反应
充电过程总反应： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程：
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
（3）电池的储存时间的长短
除特殊情况外，质量轻、体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小而输出电能多、 功率大、储存时间长的电池，其质量好。
一次电池
碱性电池
碱性锌-锰干电池
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
电解质：KOH
缺点：多数只能一次使用，不 能充电；价格较贵
负极：——Zn
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
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：
ab
CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O
，
此时电池内总的反应式:
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O H2O
。
CH4
O2
KOH溶液
3、如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙
（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
下列说法错误的是
（ C）
A 电池工作时，锌失去电子
B 电池正极电极反应式为：
2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq C 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02 mol电子，锌的质量理论上减 少65 g
2:氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？
书写步骤：
1、写出燃烧反应；
2、根据电解液改写燃料电池总反应； 3、写出正极的电极反应式(一般较简单); 正极反应一般为： ①酸性介质 O2+4H++4e－=2H2O ②碱性介质 O2+2H2O+4e－=4OH－ 4、由燃料电池总反应减去正极的电极反应式 得负极的电极反应式。
铅蓄电池
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、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、锂电池、锂 离子电池……
燃料电池 氢氧燃料电池
燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧 化还原反应，将化学能直接转换成电能 的化学电源。（氢气、甲烷、肼、甲醇、 氨等燃料电池……）
碱性电解质（KOH）
负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
若把电解质KOH(aq)换成H2SO4(aq)，电极反应式
该如何呢？若换为NaCl(aq),电极反应又该如何
• 酸性电解质： • 负极： 2H2-4e-==4H+ • 正极： O2+4H++4e-==2H2O • 总反应：2H2+O2==2H2O
其它常见化学电源的电极反应式也可据此写出
若将上述碱性电池中的燃料换成甲烷， 请写出电极反应式。
总反应式：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
正极：2O2+8e-+4H2O=8OH负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
小结：
1、一次电池
化 ——锌锰干电池
学 电 源
2、二次电池
述不正确的是( C )
A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部 储藏在电池内的新型发电装置
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——铅蓄电池
3、燃料电池
掌握每一类典型 电池的正负极、 电极反应；了解 每一类电池的优 缺点；对其它电 池有初步的认识
——氢氧燃料电池
冲击高考题: 1、（江苏高考）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
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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．
例子
如：普通锌锰电池、 碱性锌锰电池、锌 银纽扣电池
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。
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。
Zn+Ag2O + H2O = Zn(OH)2 +2Ag
二次电池
铅蓄电池
①放电过程
铅蓄电池
负极
正极
负极：氧化反应 Pb + SO42- -2e- =PbSO4
正极：还原反应 PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O
放电过程总反应：
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
原子能电池 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
化学电池分类
化学电池 一次电池
二次电池
燃料电池
定义
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．
第四章 电化学基础 第二节 化学电源
形形色色的电池
A
a极 b极
Cu
Zn
稀H2SO4
H2O
CH4
O2
KOH溶液
用于“神六”的太阳能电 池
笔记本电脑专用电池 摄 像 机 专 用 电 池
手机专用电池 池各 式 各 样 的 纽 扣 电
化学电池 将化学能转换成电能的装置
电池 太阳能电池 将太阳能转换成电能的装置
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
一次电池
银锌钮扣电池
特点：比能量大，电压稳 定，储存时间长，适用于 小电流的连续放电。
负极：Zn +2OH－-2e- =Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH－ 总反应：
燃料电池的规律
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电 子的作用。
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。 缺点：体积较大、附属设备较多 优点：能量转换率高、清洁、对环境好 其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电 池……
②充电过程 接电源负极
阴极：PbSO4 +2e- =Pb + SO42- 还原反应
阳极：
接电源正极
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42- 氧化反应
充电过程总反应： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程：
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
（3）电池的储存时间的长短
除特殊情况外，质量轻、体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小而输出电能多、 功率大、储存时间长的电池，其质量好。
一次电池
碱性电池
碱性锌-锰干电池
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
电解质：KOH
缺点：多数只能一次使用，不 能充电；价格较贵
负极：——Zn
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
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：
ab
CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O
，
此时电池内总的反应式:
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O H2O
。
CH4
O2
KOH溶液
3、如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙
（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
下列说法错误的是
（ C）
A 电池工作时，锌失去电子
B 电池正极电极反应式为：
2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq C 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02 mol电子，锌的质量理论上减 少65 g
2:氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？
书写步骤：
1、写出燃烧反应；
2、根据电解液改写燃料电池总反应； 3、写出正极的电极反应式(一般较简单); 正极反应一般为： ①酸性介质 O2+4H++4e－=2H2O ②碱性介质 O2+2H2O+4e－=4OH－ 4、由燃料电池总反应减去正极的电极反应式 得负极的电极反应式。
铅蓄电池
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、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、锂电池、锂 离子电池……
燃料电池 氢氧燃料电池
燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧 化还原反应，将化学能直接转换成电能 的化学电源。（氢气、甲烷、肼、甲醇、 氨等燃料电池……）
碱性电解质（KOH）
负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
若把电解质KOH(aq)换成H2SO4(aq)，电极反应式
该如何呢？若换为NaCl(aq),电极反应又该如何
• 酸性电解质： • 负极： 2H2-4e-==4H+ • 正极： O2+4H++4e-==2H2O • 总反应：2H2+O2==2H2O
其它常见化学电源的电极反应式也可据此写出
若将上述碱性电池中的燃料换成甲烷， 请写出电极反应式。
总反应式：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
正极：2O2+8e-+4H2O=8OH负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
小结：
1、一次电池
化 ——锌锰干电池
学 电 源
2、二次电池
述不正确的是( C )
A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部 储藏在电池内的新型发电装置
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——铅蓄电池
3、燃料电池
掌握每一类典型 电池的正负极、 电极反应；了解 每一类电池的优 缺点；对其它电 池有初步的认识
——氢氧燃料电池
冲击高考题: 1、（江苏高考）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
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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．
例子
如：普通锌锰电池、 碱性锌锰电池、锌 银纽扣电池
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。
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。
Zn+Ag2O + H2O = Zn(OH)2 +2Ag
二次电池
铅蓄电池
①放电过程
铅蓄电池
负极
正极
负极：氧化反应 Pb + SO42- -2e- =PbSO4
正极：还原反应 PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O
放电过程总反应：
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
原子能电池 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
化学电池分类
化学电池 一次电池
二次电池
燃料电池
定义
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．
第四章 电化学基础 第二节 化学电源
形形色色的电池
A
a极 b极
Cu
Zn
稀H2SO4
H2O
CH4
O2
KOH溶液
用于“神六”的太阳能电 池
笔记本电脑专用电池 摄 像 机 专 用 电 池
手机专用电池 池各 式 各 样 的 纽 扣 电
化学电池 将化学能转换成电能的装置
电池 太阳能电池 将太阳能转换成电能的装置