资源简介

(共19张PPT)
专题1　化学反应与能量变化
/ 一次电池和二次电池 /
学习目标
1.了解一次电池、二次电池的构造及电极反应
2.能够写出常见简单电池的电极反应
课堂导入
在生活中，你接触过这些电池吗？它们属于哪一类电池，你知道它们的工作原理及应用吗？
一、化学电源及其分类
1．概念
2．分类
将化学能变成电能的装置
分类依据 类别 实例
按反应原理
电解质性质
一次电池
二次电池
燃料电池
中性电池
酸性电池
碱性电池
普通锌锰干电池、碱性锌锰电池、银锌纽扣电池
铅蓄电池、银锌蓄电池、锂离子电池
氢氧燃料电池
碳性电池(中性锌－二氧化锰干电池)
铅蓄电池
碱性锌锰电池
一、化学电源及其分类
(1)与其他能源相比，化学电池的能量转换效率较高，供能稳定；
(2)可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组，使用方便，易于维护；
(3)可在各种环境下工作。
3．优点
理想的化学电池应符合哪些条件？
思考与讨论
便于携带、易于维护
内阻小
质量小
能量转化效率高
价格便宜、多次使用
体积小
供能稳定、连续工作
寿命长
……
一、化学电源及其分类
4．判断电池优劣的主要标准
(3)电池可储存时间的长短。
(1)比能量：电池单位质量或单位体积所输出电能的多少，单位是(w·h)·kg－1或(w·h)·L－1。
(2)比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是w·kg－1或w·L－1。
一、化学电源及其分类
(1)锌锰干电池
1．一次电池
锌筒
二氧化锰和炭黑
氯化铵和氯化锌
石墨电极
电池反应：
负极：
正极：
Zn－2e－===Zn2＋
Zn＋2＋2MnO2===Mn2O3＋2NH3＋Zn2＋＋H2O
2MnO2＋2＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O
一、化学电源及其分类
锌锰干电池即使不用，放置过久，也可能会漏液失效，这是为什么？在使用和保存时又应该注意哪些方面？
作为电解质的糊状NH4Cl显酸性。锌锰电池在使用和放置过程中，锌会溶解，锌筒会逐渐变薄，内部糊状电解质会泄漏出来，使电器腐蚀，长时间不用，应从电器中取出，密封储存于低温干燥处。
为了防止泄露，外壳套上防腐金属或塑料筒，制成防漏电池。
一、化学电源及其分类
(2)碱性锌锰电池
1．一次电池
电池反应：
负极：
正极：
Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
学以致用
一种银锌纽扣电池电极分别是Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，发生氧化还原反应后生成Ag和ZnO，请写出该电池的电极反应式和电池反应方程式。
总反应：Ag2O＋Zn＋H2O === 2Ag＋Zn(OH)2
负极：Zn＋2OH﹣－ 2e﹣ === Zn(OH)2
正极：Ag2O＋2H2O ＋2e﹣ === 2Ag＋2OH﹣
一、化学电源及其分类
(2)碱性锌锰电池
一种银锌纽扣电池电极分别是Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，发生氧化还原反应后生成Ag和ZnO，请写出该电池的电极反应式和电池反应方程式。
总反应：Ag2O＋Zn＋H2O === 2Ag＋Zn(OH)2
负极：Zn＋2OH﹣－ 2e﹣ === Zn(OH)2
正极：Ag2O＋2H2O ＋2e﹣ === 2Ag＋2OH﹣
一、化学电源及其分类
——铅酸蓄电池
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，笨重，废弃电池污染环境
2．二次电池
一、化学电源及其分类
放电反应和充电反应总反应式表示如下：
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
(1) 负极：
(4) 放电过程中，负极质量增大，电解质溶液pH增大
Pb＋－ 2e﹣ == PbSO4
PbO2＋4H﹢＋＋2e﹣ == PbSO4＋2H2O
(2) 正极：
放电反应原理
(3) 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 == 2PbSO4+2H2O
一、化学电源及其分类
放电反应和充电反应总反应式表示如下：
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
(1) 阴极：
(4)充电时，电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连
PbSO4 == Pb＋－ 2e﹣
PbSO4＋2H2O == PbO2＋4H﹢ ＋＋2e﹣
(2) 阳极：
充电反应原理
(3) 总反应：2PbSO4+2H2O == Pb+PbO2+2H2SO4
拓展视野
锂离子电池
锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点，是多种便携式电子设备和交通工具的常用电池。
以钴酸锂-石墨锂电池为例，放电时的电极反应可表示如下：
负极：LiCoO2－ xe﹣ → xLi﹢＋ Li1－ x CoO2
正极：6C+ xLi﹢ ＋xe﹣ → Li x C6
电池反应： LiCoO2 ＋ 6C == Li1－ x CoO2 ＋ Li x C6
锂离子电池还可用于大型储能电站，当它正式并网投入运营后，在用电低谷时充电，在用电高峰时放电，可以实现对电能的灵活调节和精确控制。
学以致用
锂空气电池放电时的工作原理如图所示。根据图示解答下列问题：
(1)放电时Li＋由___极向___极移动。
(2)电极反应式：
负极：__________________________；
正极：__________________________；
放电时电池总反应式为________________________。
(3)电解液a能否是氯化锂溶液？___(填“能”或“否”)，
原因：_______________________________________。
A
B
4Li＋4OH－－4e－===4LiOH
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4Li＋O2＋2H2O=== 4LiOH
否
金属锂能与水反应，电解质中不能含有水
化学电源电极反应式的书写
(1)根据电源总反应式或装置确定正、负极的反应物。
(2)根据电源总反应式的产物或装置中微粒的种类确定稳定的产物。
特别注意溶液的酸碱性和离子共存问题。
(3)利用氧化还原配平方法配平电极反应式，运用原子守恒和电荷守恒进行检查。
方法导引
锂锰电池具有高倍率放电性能且电压稳定，是常用的贮存性能优良的一次电池。其工作原理如图所示，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2，以下说法错误的是 ( )
A．a极为电池的负极
B．可以用水代替有机溶剂
C．外电路中电子由a极流向b极
D．b极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
负极
正极
e－
B
2H2 O＋2Li===2LiOH+H2↑
提升训练

展开更多......

收起↑