高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第2课时发展中的化学电源》PPT课件

第2节化学能与电能第2课时发展中的化学电源1.记住干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。3．能正确书写简单化学电源的电极反应式。学习目标,常见的化学电源,化学电池一次性电池：如干电池二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等燃料电池：氢氧燃料电池,1.干电池（锌锰电池）负极：Zn–2e-==Zn2+正极：2NH4++2MnO2+2e-==2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O,思考与交流：锌锰干电池即使不用，放置过久，也会失效（作为电解质的糊状NH4Cl显酸性），为了充分而有效地利用锌锰干电池，在购买、保存和使用方面你有何经验与建议？请与同学交流分享。Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42--2e-==PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O2.充电电池已知：PbSO4难溶于水铅蓄电池构造示意图,锂离子电池锂离子电池：它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。思考与交流：充电电池与一次电池相比有何优点？如何科学合理地使用充电电池？请与同学们讨论、交流。优点：可反复使用,3.燃料电池：正极：O2+2H2O+4e-==4OH-负极：2H2–4e-==4H+⑴氢氧燃料电池2H2+O2==2H2O,碱性条件下电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响负极：2H2–4e-==4H+正极：O2+4H++4e-==2H2O酸性条件下负极：2H2+4OH-–4e-==4H2O正极：O2+2H2O+4e-==4OH-—有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀2H2+O2=2H2O2H2+O2=2H2O,改变燃料正极：2O2+4H2O+8e-==8OH-负极：CH4+10OH-–8e-==CO32-+7H2OCH4+2O2==CO2+2H2OCH4+2O2+2OH-==CO32-+2H2OCH4O2,归纳总结Ⅰ．电极反应方程式的书写方法(1)负极反应式的书写①活泼金属作负极(电极材料本身反应)生成的阳离子与电解质溶液不反应时：M－ne－===Mn＋。若生成的阳离子与电解质溶液反应，应将“金属失电子的反应式”与“阳离子和电解质溶液反应的反应式”叠加写出。②燃料电池(电极材料本身不反应)H2—O2(H2SO4)燃料电池负极反应式：H2－2e－===2H＋。H2—O2(KOH)燃料电池负极反应式：H2－2e－＋2OH－===2H2O⇒H2－2e－===2H＋；2H＋＋2OH－===2H2O。(2)正极反应式的书写①首先判断在正极反应的物质当负极材料与电解质溶液能反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解液中的某种粒子。当负极材料与电解质溶液不反应时，在正极上发生电极反应的是溶解在电解液中的O2。燃料电池中正极反应的物质是作氧化剂的物质。②根据具体情况书写正极反应式(也要考虑是否与电解液反应)H2—O2(H2SO4)的正极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。H2—O2(KOH)的正极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。Ⅱ．书写原电池电极反应式时注意的问题(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,其他电池空气电池,废电池对环境的危害电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢弃废电池会对环境造成严重的污染。上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中毒引起的。减少污染节约资源,例1.下列说法正确的是()A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C．化学电池的反应基础是氧化还原反应D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2解析：碱性锌锰干电池是一次电池；燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池；铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。C,例2.可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极,答案A,例3.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已成功研制多种锂电池。某种锂电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是()A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋解析根据原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再结合总反应可知，Li失去电子生成Li＋被氧化，为负极；MnO2得到电子被还原，为正极。B,解析：A错，该反应中Pb元素化合价由+4价变为+2价、Mn元素化合价由+2价变为+7价，所以PbO2为氧化剂、锰离子为还原剂，PbO2体现氧化性。B错，氧化产物是MnO4-，还原产物是Pb2+，其物质的量之比为2∶5。C错，生成1mol的Pb2+，转移电子的物质的量为1mol×2=2mol。D对，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，该反应中，氧化剂是PbO2，氧化产物是MnO4-，所以酸性环境下的氧化性PbO2>MnO4-。D,谢谢大家备注：部分文字使用了文字编辑器，需双击才能进行修改