高中化學(xué)選修4課件：第四章 第二節(jié)《化學(xué)電源》

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,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,化學(xué)電源,［學(xué)與問］在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道電池的其它應(yīng)用嗎？,電池,,,,,化學(xué)電池,太陽能電池,原子能電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置,將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置,將放射性同位素自然衰變時產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,用途廣泛的電池,用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池,化學(xué)電池,用途廣泛的電池,用于“神六”的太陽能電池,筆記本電腦專用電池,手機(jī)專用電池,攝像機(jī)專用電池,各式各樣的紐扣電池,電池發(fā)明的小故事,1791年他在解剖時在實(shí)驗室將懸有去了皮的青蛙腿的銅鉤掛在鐵架臺上，發(fā)現(xiàn)蛙腿會有肌肉抽搐的現(xiàn)象。伽伏尼認(rèn)為動物的組織會產(chǎn)生電流，而金屬是傳遞電流的導(dǎo)體。,他從獨(dú)特的角度認(rèn)為電流是由兩種不同的金屬產(chǎn)生的，經(jīng)過一系列的實(shí)驗，終于在1800年成功研制了世界上第一個能產(chǎn)生穩(wěn)定電流的電池（見下圖）。,（意大利生物學(xué)家伽伏尼）,,（法國物理學(xué)家、化學(xué)家伏特）,１、化學(xué)電池分類,電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用．,又稱充電電池或蓄電池在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用．,是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源，又稱連續(xù)電池．,干電池：,電池中的電解質(zhì)溶液制成膠體，不流動，故稱干電池．,鉛蓄電池、鋅銀蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池,氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池。,如：普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀紐扣電池,一、化學(xué)電池,小型高性能燃料電池,２、化學(xué)電池優(yōu)點(diǎn),（１）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。,（２）可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。,（３）易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。,３、判斷電池優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn),（１）比能量,［符號(Ah/kg)，(Ah/L)］,指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少,（２）比功率,[符號是W/kg，W/L)],指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小,（3）電池的儲存時間的長短,除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，其質(zhì)量好。,二、一次電池,普通鋅錳電池,堿性電池,干電池,負(fù)極,正極,電池反應(yīng)：,氫氧化氧錳,（Zn）：Zn–2e-=Zn2+,（MnO2和C）：,本節(jié)要求會判斷電池的正負(fù)極，不要求寫電極反應(yīng)式．,堿性鋅-錳干電池,負(fù)極：,正極：,電池反應(yīng)：,電解質(zhì)：,KOH,——Zn,——MnO2,Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-,Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,［思考］該電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì)．,三、二次電池,鉛蓄電池,放電時總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4,正極：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,負(fù)極：,正極：,電解質(zhì)：,H2SO４溶液,——Pb,——PbO2,[閱讀]P75-76,1、了解鉛蓄電池充電時的電極反應(yīng)。,2、了解鉛蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)。,四、燃料電池,燃料電池是一種連續(xù)地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。,氫氧燃料電池,酸性電解質(zhì)：,堿性電解質(zhì)負(fù)極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應(yīng):2H2+O2==2H2O,負(fù)極：2H2-4e-==4H+,正極：O2+4H++4e-==2H2O,總反應(yīng)：2H2+O2==2H2O,[閱讀]P76-77了解燃料電池的優(yōu)點(diǎn),燃料電池的規(guī)律,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。,③能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。,燃料電池與前幾種電池的差別：,①氧化劑與還原劑在工作時不斷補(bǔ)充；,②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出,化學(xué)電池的組成,電極材料電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),能導(dǎo)電的物質(zhì),還原性較強(qiáng)的物質(zhì)（大多是金屬電極本身）,氧化性較強(qiáng)的物質(zhì),酸、堿、鹽溶液或熔融液,小結(jié),流出電子,流入電子,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),減少污染節(jié)約資源,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,