高二化学人教版选修4ppt课件：4.2化学电源

,-,#,-,第二节化学电源,第二节化学电源,第二节化学电源,高二化学人教版选修4ppt课件：4,阅读思考,自主检测,任务一、认真阅读教材第,74,页的内容,思考回答下列问题,自主学习化学电源的概述。,1,.,化学电池与其他能源相比有何优点,?,提示,与其他能源相比,电池有许多优点。例如,它的能量转换效率较高,供能稳定可靠,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,并可在各种环境下工作。,2,.,如何判断一种电池的优劣或是否适合某种需要,?,提示,判断一种电池的优劣或是否适合某种需要,主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少,比能量,单位是,(Wh)/kg,(Wh)/L,或者输出功率的大小,(,比功率,单位是,W/kg,W/L),以及电池的可储存时间的长短,除特殊情况外,质量轻、体积小而输出电能多、功率大、可储存时间长的电池,更适合使用者的需要。,阅读思考自主检测任务一、认真阅读教材第74页的内容,思考回答,阅读思考,自主检测,任务二、认真阅读教材第,7578,页的内容,思考回答下列问题,:,1,.,市售的一次电池常见的品种有哪些,?,提示,市售一次电池品种很多,除熟知的普通锌锰干电池外,还有碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。,2,.,画一个碱性锌锰干电池的构造图,并标出正、负极及电池各部分的名称。,提示,碱性锌锰电池的构造,阅读思考自主检测任务二、认真阅读教材第7578页的内容,思,阅读思考,自主检测,3,.,铅蓄电池由哪几部分构成,?,铅蓄电池有哪些优缺点,?,提示,铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有,PbO,2,负极板上覆盖有,Pb,电解质是,H,2,SO,4,溶液。,优点,:,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,。,4,.,什么是燃料电池,?,燃料电池和一般化学电池相比有何特点,?,提示,燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般化学电池不同,一般化学电池的活性物质储存在电池内部,故而限制了电池的容量,而燃料电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件。它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能。,阅读思考自主检测3.铅蓄电池由哪几部分构成?铅蓄电池有哪些优,阅读思考,自主检测,1,.,下列有关化学电源的说法中不正确的是,(,),A.,化学电池能将化学能转化为电能,B.,燃料电池能将全部化学能转化为电能,C.,锌银电池的电解质是,KOH,负极材料是,Zn,D.,一次电池包括碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等,答案,:,B,阅读思考自主检测1.下列有关化学电源的说法中不正确的是(,阅读思考,自主检测,2,.,据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染。其电池反应为,2Zn+O,2,2ZnO,原料为锌粒、电解质和空气,则下列叙述正确的是,(,),A.,锌为正极,空气进入负极反应,B.,负极反应为,Zn-2e,-,Zn,2,+,C.,正极发生氧化反应,D.,电解质可能是强酸,答案,:,B,阅读思考自主检测2.据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄,阅读思考,自主检测,3,.,燃料电池是一种新型电池,它利用燃料在反应过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应如下,:X,极,下列判断中,正确的是,(,),A.X,是负极,B.Y,是正极,C.Y,极发生还原反应,D.Y,极发生氧化反应,答案,:,D,阅读思考自主检测 3.燃料电池是一种新型电池,它利用,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,探究问题,1,.,以甲烷燃料电池为例,说明如何根据总反应式,(,CH,4,+2O,2,+2KOHK,2,CO,3,+3H,2,O,),书写电池的电极反应式,?,提示,根据总反应式书写电极反应式一般遵循如下步骤,:,根据总反应式标变价元素的化合价,根据化合价的变化写出氧化反应或还原反应,:CH,4,被氧化,氧化产物是,K,2,CO,3,碳元素升高,8,价,转移电子数为,8,所以氧化反应为,CH,4,-8e,-,(,电极反应式写离子方程式,),。,重点难点探究重要考向探究随堂检测探究问题,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究重要考向探究随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2,.,给可充电电池充电时,如何对接外接电源,?,以铅蓄电池为例,说明充电过程和放电过程的区别与联系是什么,?,提示,可充电电池充放电时的接法,:,重点难点探究重要考向探究随堂检测2.给可充电电池充电时,如何,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究重要考向探究随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,知识点拨,一、化学电池,1,.,定义,化学电池是将化学能转变成电能的装置。,2,.,化学电池的分类,重点难点探究重要考向探究随堂检测知识点拨,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,二、常见的化学电池,1,.,一次电池,(1),碱性锌锰电池,:,组成,:,正极,:MnO,2,;,负极,:Zn;,电解质,:KOH,。,工作原理,:,重点难点探究重要考向探究随堂检测二、常见的化学电池,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(2),银锌电池,:,组成,:,负极,:Zn,正极,:Ag,2,O,电解质,:KOH,。,工作原理,:,重点难点探究重要考向探究随堂检测(2)银锌电池:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2,.,二次电池,(,以铅蓄电池为例,),(1),组成,:,正极,:PbO,2,;,负极,:Pb;,电解质,:H,2,SO,4,。,(2),工作原理,:,铅蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程。,放电过程的电极反应、总反应,:,重点难点探究重要考向探究随堂检测2.二次电池(以铅蓄电池为例,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究重要考向探究随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(3),离子移动的方向,:,充电电池放电时,电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,电子按负极,用电器,正极方向流动,形成电流,对用电器做功,;,充电时,电池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,电子按,“,外接电源的负极,充电电池的阴极,溶液中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,充电电池的阳极,外接电源的正极,”,方向流动,形成电流,给充电电池充电。,3,.,燃料电池,(1),工作原理,:,连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。,燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件。,工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出。,重点难点探究重要考向探究随堂检测(3)离子移动的方向:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(2),氢氧燃料电池,:,氢氧燃料电池的构造,:,重点难点探究重要考向探究随堂检测(2)氢氧燃料电池:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向一,化学电源原理的应用,【例题,1,】,微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是,(,),A.,正极反应中有,CO,2,生成,B.,微生物促进了反应中电子的转移,C.,质子通过交换膜从负极区移向正极区,重点难点探究重要考向探究随堂检测考向一化学电源原理的应用,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析,:,C,6,H,12,O,6,中,C,的平均化合价为,0,价,二氧化碳中,C,的化合价为,+4,价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,故,CO,2,在负极生成,A,项错误,;,在微生物的作用下,该装置为原电池装置,反应速率增大,所以微生物促进了反应的发生,B,项正确,;,质子交换膜只允许质子,(,即,H,+,),通过,原电池中阳离子向正极移动,C,项正确,;,电池的总反应实质是,C,6,H,12,O,6,的氧化反应,D,项正确。,答案,:,A,规律方法点拨,(1),写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,其中阴、阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应,在碱性电解质中,电极反应式中不能出现,H,+,;,在酸性电解质中,电极反应式中不能出现,OH,-,。,(2),正、负两极的电极反应式在得失电子相等时相加,即得总反应式。,重点难点探究重要考向探究随堂检测解析:C6H12O6中C的平,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验,1,近年来,AIST,报告正在研制一种,“,高容量、低成本,”,锂,-,铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀,“,现象,”,产生电力,其中放电过程,为,下列,说法不正确的是,(,),重点难点探究重要考向探究随堂检测成功体验1近年来AIST报告,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案,:,B,重点难点探究重要考向探究随堂检测答案:B,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向二,充电电池原理的应用,【例题,2,】,高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为,3Zn+2K,2,FeO,4,+8H,2,O 3Zn(OH),2,+2Fe(OH),3,+4KOH,。下列叙述不正确的是,(,),重点难点探究重要考向探究随堂检测考向二充电电池原理的应用,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案,:,C,重点难点探究重要考向探究随堂检测答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨,充电电池电极反应式书写时应注意的问题,:,书写充电电池的电极反应式时,首先从放电过程入手,首先分析反应的总方程式,放电时负极发生氧化反应,:,元素化合价升高,通常是电极本身或电极中充入的气体失电子,正极则发生还原反应,元素的化合价降低,;,其次分析充电过程,:,充电时的阴极反应式与放电时的负极反应式书写方向正好相反,充电时的阳极反应式与放电时的正极反应式书写方向相反,;,第三,书写时特别注意两极反应生成的离子能否在电解质溶液中共存,若不能共存,则该离子还应与电解质溶液中的某种离子发生反应。,重点难点探究重要考向探究随堂检测规律方法点拨 充电电池电极反,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验,2,一种碳纳米管能够吸附氢气,可做充电电池,(,如图所示,),的碳电极,该电池的电解质溶液为,6 molL,-1,KOH,溶液,下列说法中正确的是,(,),A.,充电时将碳电极与电源的正极相连,B.,充电时阴极发生氧化反应,重点难点探究重要考向探究随堂检测成功体验2一种碳纳米管能够吸,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析,:,A,项,碳纳米管能够吸附氢气,可做充电电池的负极,放电时氢气发生氧化反应,故充电时该电极与外接电源的负极相连,错误,;B,项,充电时阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,错误,;C,项,放电时镍电极为正极,得到电子,发生还原反应,其电极反应为,:NiO(OH)+,H,2,O+e,-,Ni(OH),2,+OH,-,正确,;D,项,放电时碳电极反应为,:H,2,-2e,-,+,2OH,-,2H,2,O,错误。,答案,:,C,重点难点探究重要考向探究随堂检测解析:A项,碳纳米管能够吸附,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向三,燃料电池原理的应用,【例题,3,】,一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是,(,),重点难点探究重要考向探究随堂检测考向三燃料电池原理的应用,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案,:,D,重点难点探究重要考向探究随堂检测答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨,书写燃料电池的电极反应式应注意的问题,:,(1),电池的负极一定是可燃性气体,失电子,发生氧化反应。电池的正极一定是助燃性气体,(,一般是,O,2,),得电子,发生还原反应。,(2),电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用。,(3),电极