高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修1第一節(jié) 原電池課文配套ppt課件

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修1第一節(jié) 原電池課文配套ppt課件，共35頁(yè)。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，新課引入，電池的分類(lèi)，化學(xué)電池，一次電池，二次電池，燃料電池，干電池，蓄電池，氫氧燃料電池等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1. 知道化學(xué)電源的分類(lèi)方法。2. 熟悉幾種常見(jiàn)化學(xué)電源的組成和工作原理。3. 了解化學(xué)電源廣泛的應(yīng)用及廢舊電池對(duì)換將的危害，設(shè)想其處理方法。
在我們的日常生活中經(jīng)常會(huì)使用到化學(xué)電池，你知道哪些化學(xué)電池呢？它們有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？應(yīng)該如何選擇電池？如何判斷電池的優(yōu)劣？
【一次電池】如：普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、鋅銀電池（鈕扣電池）等。
負(fù)極－鋅；正極－MnO2;電解質(zhì)－ KOH
Zn + 2OH- -2e- === Zn(OH)2
2MnO2+2H2O+2e-===2MnO(OH)+2OH-
Zn+2MnO2+2H2O === 2MnO(OH)＋Zn(OH)2
多數(shù)只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴
比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電
2.鋅銀電池（紐扣電池）
正極：Ag2O + H2O+ 2e- === 2Ag+2OH－
負(fù)極：Zn +2OH－ _2e- === Zn(OH)2
總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O === Zn(OH)2+2Ag
鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO
優(yōu)點(diǎn)：電壓高、穩(wěn)定，低污染。
鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2==6LiCl+Li2SO3+2S負(fù)極： ；正極： 。
用途：質(zhì)輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。
8Li-8e- === 8Li+
3SOCl2+8e- === 6Cl-+SO32-+2S
【二次電池】既可充電又可放電。如：鉛酸蓄電池、手機(jī)鋰電池等。
正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。寫(xiě)出電極反應(yīng)式。
電解質(zhì)：H2SO4溶液
鉛酸蓄電池為典型的可充電電池，其電極反應(yīng)分為放電和充電兩個(gè)過(guò)程。
鉛酸蓄電池的電壓正常情況下保持2?0 V，當(dāng)電壓下降到1?85 V時(shí)，即停止放電，而需要將蓄電池進(jìn)行充電。目前汽車(chē)上使用的電池，有很多是鉛酸蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是比能量低，笨重。
Pb(s) + SO42- (aq)-2e- === PbSO4 (s)
PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-===2PbSO4(s)+2H2O(l)
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) === 2PbSO4(s)+2H2O(l)
鉛酸蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過(guò)程
PbSO4 (s) +2e- === Pb(s) + SO42- (aq)
2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- === PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq)
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)
2PbSO4(s)+2H2O(l) === Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
鉛酸蓄電池的充放電過(guò)程：
鋰離子電池具有質(zhì)量小、體積小、儲(chǔ)存和輸出能量大等特點(diǎn)，是多種便攜式電子設(shè)備（如智能手機(jī)、筆記本電腦等）和交通工具（如電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)等）的常用電池。
工作機(jī)制：負(fù)極：LixCy－xe－===xLi++Cy 正極：Li1-xCO2+ xLi++ xe－=== LiCO2總反應(yīng)：LixCy +Li1-xCO2=== LiCO2+Cy
放電時(shí)，鋰離子由石墨中脫嵌移向正極，嵌入鈷酸鋰晶體中；充電時(shí)，鋰離子從鈷酸鋰晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極，嵌入石墨中。這樣在放電、充電時(shí)，鋰離子往返于電池的正極、負(fù)極之間，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。
練一練1：堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電流總反應(yīng)式為：Zn?s?＋2MnO2?s?＋H2O?l? === Zn?OH?2?s?＋Mn2O3?s?下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A? 電池工作時(shí)，鋅失去電子B? 電池正極電極反應(yīng)式為：2MnO2?s?＋H2O?l?＋2e? === Mn2O3?s?＋2OH??aq?C? 電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極D? 外電路中每通過(guò)0?2 ml電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6?5 g
隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，燃料電池由于其“綠色”，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
燃料電池是一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點(diǎn)。
氫氧燃料電池，烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……
2H2 - 4e- === 4H+
O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
2H2 +4OH-- 4e- === 4H2O
2H2 - 4e- +2O2－ === 2H2O
O2 + 4e- === 2O2－
O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
①氧化劑與還原劑在工作時(shí)不斷補(bǔ)充； ②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出； ③能量轉(zhuǎn)化率高(超過(guò)80%)，普通的只有30%，有利 于節(jié)約能源。 缺點(diǎn)：體積較大、附屬設(shè)備較多 優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對(duì)環(huán)境好 其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……
1. 燃料電池的規(guī)律：
2. 燃料電池與前幾種電池的差別：
①燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正極 ②電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。
書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1．電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；
2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；
負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：還原劑-ne- ===氧化產(chǎn)物
正極發(fā)生還原反應(yīng)：氧化劑+ne- ===還原產(chǎn)物
電極反應(yīng)是指還原劑（或氧化劑）失（或得）電子后生成在溶液中穩(wěn)定存在微粒的過(guò)程。
4．酸性溶液中缺氧來(lái)自水生成H+，堿性溶液缺氧來(lái)自O(shè)H-生成水；
3．O2-在溶液不能獨(dú)立存在，在酸性溶液中結(jié)合H+生成H2O，在堿性溶液中結(jié)合水生成OH-；
5．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如＋4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32－形式存在）。
練一練2：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2 === 2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e- === 4H+ ，則其正極反應(yīng)式為_(kāi)_____________ _。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- === 4OH-，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為 。
O2+4e-+4H+ === 2H2O
2H2-4e-+4OH- === 4H2O
練一練3：氫氣是燃料電池最簡(jiǎn)單的燃料，雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來(lái)源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?，如：甲烷、汽油等。?qǐng)寫(xiě)出將圖中氫氣換成甲烷時(shí)所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式： ，此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式 ： 。
CH4+10OH- - 8e- === CO32- +7H2O
CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O
1.電池中含有大量的重金屬、酸、堿等物質(zhì)。
2.一粒小小的鈕扣電池可污染600立方米水，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量；一節(jié)一號(hào)電池爛在地里，能使一平方米的土地失去利用價(jià)值，并造成永久性公害。?
廢舊電池中的有色金屬是寶貴的自然資源，如果能回收再利用這些廢舊電池，不僅可以減少對(duì)我們生存環(huán)境的破壞，而且也是對(duì)資源的節(jié)約。
掌握每一類(lèi)典型電池的正負(fù)極、電極反應(yīng)；了解每一類(lèi)電池的優(yōu)缺點(diǎn)；對(duì)其它電池有初步的認(rèn)識(shí)
1.銀鋅電池廣泛用作電子儀器的電源，它的充電和放電過(guò)程可以表示為：在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 （　?。〢．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O 　　 D．Zn
2.航天技術(shù)上使用一種氫氧燃料電池，它具有高能輕便不污染等優(yōu)點(diǎn)．該電池總的化學(xué)方程式為：2H2+O2 === 2H2O；其負(fù)極變化過(guò)程可表示為_(kāi)_____＿＿＿＿＿；其正極變化過(guò)程可表示為_(kāi)_____＿＿＿＿＿＿＿。
2H2－4e- === 4H+
O2＋4H＋＋4e- === 2H2O
3.銀鋅蓄電池是一種高能電池，它的兩極材料分別為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時(shí)它的正、負(fù)兩極的電極反應(yīng)式如下：Zn+2OH--2e- === Zn(OH)2 Ag2O+H2O+2e- === 2Ag+2OH-下列判斷正確的是 （? ?。?A．鋅為負(fù)極，氧化銀為正極 　B．鋅為正極，氧化銀為負(fù)極 C．原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液pH增大 　　D．原電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：　　Zn+Ag2O+H2O === Zn(OH)2+2Ag
4. 銀鋅電池（鈕扣式電池）的兩個(gè)電極分別是由氧化銀與少量石墨組成的活性材料和鋅汞合金構(gòu)成，電解質(zhì)為氫氧化鉀溶液，電極反應(yīng)為 Zn＋2OH－－2e- === ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e- === 2Ag＋2OH－ ；總反應(yīng)為：Ag2O＋Zn === 2Ag＋ZnO，下列判斷正確的是（ ）
A. 鋅為正極，Ag2O為負(fù)極B. 鋅為負(fù)極，Ag2O為正極C. 原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)pH減小D. 原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)pH增大