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第一节 化学反应与能量变化
第六章 化学反应与能量
第五课时 常见的化学电源
学习目标（1min）
1. 了解常见的化学电源
2. 掌握燃料电池正负极判断方法以及正负极反应式的书写
问题导学（8min）
1. 常见的化学电源有哪些？
2. 燃料电池总反应式、正负极反应式如何书写？
阅读课本38-39页，回答如下问题：
？
点拨精讲（18min）
电池的发展史
一、干电池(一次电池)
1. 电极:
NH4Cl和淀粉糊（酸性电解质）
负极(Zn)：
正极(C)：
Zn(筒)为负极，石墨棒为正极
Zn-2e-＝Zn2+
2MnO2+2e-+2NH4+=Mn2O3+2NH3↑+H2O
总反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O
2. 电解液：
特点：a.一次性电池，不可逆；
b.用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命。
普通锌锰电池
锂离子电池（绿色电池）
汽车用蓄电池
镍氢电池
放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复原状（电能转变成化学能）。
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。
二、充电电池（二次电池）
1. 电极：
2. 电解液：30%的H2SO4溶液
负极(Pb)：
正极(PbO2)：
总反应:
铅蓄电池工作原理
PbO2 + Pb +2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
铅蓄电池放电和充电工作原理：
Pb-2e-+SO42-＝PbSO4
PbO2+2e+4H++SO42-＝PbSO4+2H2O
PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O
Pb为负极；PbO2为正极
1. 定义：
2. 特点：具有清洁、安全、高效等特点。 能量转化率可达到80%以上。
3. 常见燃料电池：
4. 燃料电池与其他电池的区别:
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
差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。
燃料电池的电极一般具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等，发生电子转移的是燃料，电极材料不参与反应。
氢氧、甲烷、甲醇、乙醇燃料电池
三、燃料电池
电极：惰性金属Pt
负极：通入H2
正极：通入O2
总反应式：
2H2 + O2 == 2H2O
电解质溶液 电池反应
酸性 H2SO4 负极
正极
碱性 NaOH 负极
正极
氢氧燃料电池
2H2 – 4e- == 4H+
O2+ 4e- + 4H+ == 2H2O
2H2 – 4e- + 4OH- == 4H2O
O2 + 4e- + 2H2O == 4OH-
溶液pH值变化？
降低
电极：惰性金属Pt
负极：通入CH4
正极：通入O2
酸性 H2SO4 电池反应
酸性 H2SO4 负极
正极
碱性 NaOH 电池反应
碱性 NaOH 负极
正极
甲烷燃料电池
溶液pH值变化？
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+
2O2 + 8H+ +8e- = 4H2O
2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-
CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O
CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O
(1)判断正、负极
燃料电池电极反应式的书写技巧
(2)先写总反应式(考虑电解质溶液)
正极： 负极：
(3)再写正极反应式(考虑电解质溶液)：
①酸性：
O2＋4H++4e-=2H2O
O2＋2H2O+4e-=4OH-
O2＋4e-=2O2-
用总反应式减去正极反应式，即得负极反应式。(即将总反应式中的O2全部消去。)
(4)最后写负极反应式：
CH3OH燃料电池(碱性电解质)总反应式
2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O
③固体电解质：
O2
燃料(H2、CH4、C2H5OH等)
电池总反应就是燃料燃烧的产物，注意燃烧产物是否与电解质溶反应
②中性或碱性：
课堂小结（2min）
1. 干电池（一次电池）
Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
2. 充电电池（二次电池）
PbO2 + Pb +2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
3. 燃料电池
（1）先写总反应式（考虑电解质溶液）
（2）再写正极反应式（考虑电解质溶液）
（3）最后写负极反应式
当堂检测（16min）
1. 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质为硫酸，工作时反应为 Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O，下列结论不正确的是
A. Pb为负极，发生氧化反应 B. SO42- 向负极移动
C. 溶液的pH不断减小 D. H2SO4的浓度不断减小
2. 如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是
A. a极是负极
B. 电流由b通过灯泡流向a
C. 氢氧燃料电池是环保电池
D. 正极的电极反应是：O2 + 2H2O + 4e- =4OH-
3. 某氢氧燃料电池的电解液是热的KOH溶液，在正极上氧气被还原，在负极上氢气被氧化，下列有关该电池的叙述止确的是
A. 负极反应式为：H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O
B. 每转移0.1 mol电子，消耗1.12 LH2
C. 工作一段时间后，KOH溶液的浓度不变
D. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
4. 以乙醇为原料制作的燃料电池，即乙醇燃料电池，相比于甲醇燃料电池在安全性方面具有很大优势。乙醇燃料电池的总反应式：C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O。下列说法不正确的是
A. C2H5OH在电池的负极上参加反应
B. 1 mol乙醇被氧化转移 6 mol电子
C. 在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D. 电池正极得电子的物质是O2
【答案】CDAB

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