2018秋高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2.2.2 化學(xué)能與電能課件 新人教版必修2.ppt

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第二節(jié)化學(xué)能與電能 第2課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 掌握簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)的書寫 2 了解常見化學(xué)電池的組成與應(yīng)用 3 通過原電池原理加強(qiáng)對(duì)新型原電池 燃料電池的掌握和理解 鋰電池 干電池 疊層電池 紐扣電池 各類電池 一 常見的各類電池 二 化學(xué)電池 1 概念 將化學(xué)能變成電能的裝置 2 分類 一次電池又稱不可充電電池 如 干電池 二次電池又稱充電電池 蓄電池 燃料電池 3 優(yōu)點(diǎn) 能量轉(zhuǎn)換效率高 供能穩(wěn)定可靠 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 易維護(hù) 可在各種環(huán)境下工作 三 常見電池電極反應(yīng)式的書寫 銅鋅原電池先分析正 負(fù)極 再根據(jù)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 正極發(fā)生還原反應(yīng)的規(guī)律書寫電極反應(yīng)式 及時(shí)訓(xùn)練 負(fù)極 鋅筒 Zn 2e Zn2 正極 石墨 2MnO2 2NH4 2e Mn2O3 2NH3 H2O總反應(yīng) Zn 2MnO2 2NH4 Zn2 Mn2O3 2NH3 H2O 干電池 Zn Mn普通干電池 鋅錳堿性電池是一種新型的干電池 正極材料為MnO2 負(fù)極材料為Zn 還原產(chǎn)物為MnOOH 電解質(zhì)是KOH溶液 總 Zn 2MnO2 2H2O Zn OH 2 2MnOOH請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理 負(fù)極 Zn 2OH 2e Zn OH 2正極 2MnO2 2H2O 2e 2MnO OH 2OH 總反應(yīng) Zn 2MnO2 2H2O Zn OH 2 2MnO OH 堿性Zn Mn干電池 鉛蓄電池 1 電極材料及原料 2 電解質(zhì)溶液 3 電極反應(yīng)式 正極 PbO2負(fù)極 Pb H2SO4溶液 負(fù)極 Pb Pb 2e SO42 PbSO4 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 正極 PbO2 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O 總反應(yīng) 負(fù)極 Pb SO42 PbSO4 2e 正極 PbO2 SO42 4H 2e PbSO4 2H2O電池總反應(yīng) Pb PbO2 2SO42 4H 2PbSO4 2H2O 陰極 PbSO4 2e Pb SO42 陽極 PbSO4 2H2O PbO2 SO42 4H 2e 電池總反應(yīng) 2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2SO42 4H 鉛蓄電池的放電過程 原電池 鉛蓄電池的充電過程 電解池 鉛蓄電池的充放電過程 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的 能量轉(zhuǎn)換器 優(yōu)點(diǎn) 效率高 無污染 裝置可持續(xù)使用 燃料電池不是把還原劑 氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi) 而是在工作時(shí) 不斷從外界輸入 同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池 3 新型燃料電池 怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式 書寫步驟 1 寫出燃燒反應(yīng) 根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng) 2 寫出正極的電極反應(yīng)式 一般較簡(jiǎn)單 3 由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式 正極反應(yīng)一般為 酸性介質(zhì) 堿性介質(zhì) O2 4H 4e 2H2O O2 2H2O 4e 4OH 1 氫氧燃料電池 負(fù)極H2 2H2 4OH 4e 4H2O 正極O2 O2 2H2O 4e 4OH 總反應(yīng) O2 2H2 2H2O 氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池 其構(gòu)造如圖示 兩個(gè)電極均由多孔性碳制成 通入的氣體由孔隙逸出 并在電極表面放電 堿性介質(zhì) 燃料電池 2H2 4e 4H O2 4H 4e 2H2O 2H2 4e 4H O2 2H2O 4e 4OH 2H2 4OH 4e 4H2O O2 2H2O 4e 4OH 2 CH4燃料電池 堿性介質(zhì) 1 燃燒總化學(xué)反應(yīng) CH4 2O2 CO2 2H2O2 燃料電池總反應(yīng) 3 正極 4 負(fù)極 CH4 2OH 2O2 CO32 3H2O 2O2 4H2O 8e 8OH CH4 10OH 8e CO32 7H2O CH4燃料電池 酸性介質(zhì) 1 燃料電池總反應(yīng) CH4 2O2 CO2 2H2O 2 正極反應(yīng) O2 4H 4e 2H2O 3 負(fù)極反應(yīng) 2 得 CH4 8e 2H2O CO2 8H 3 甲醇燃料電池 酸性介質(zhì) 總反應(yīng) 2CH4O 3O2 2CO2 4H2O正極的電極反應(yīng)式為 3O2 12e 12H 6H2O負(fù)極的電極反應(yīng)式為 2CH4O 12e 2H2O 12H 2CO2 甲醇燃料電池 堿性介質(zhì) 總反應(yīng)式 2CH4O 3O2 4KOH 2K2CO3 6H2O正極的電極反應(yīng)式為 3O2 12e 6H20 12OH 負(fù)極的電極反應(yīng)式為 2CH4O 12e 16OH 2CO32 12H2O 本節(jié)課學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)和學(xué)習(xí)方法 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)你有哪些收獲或感想 小結(jié)