1、第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化化学电池(1)概念：将化学能变成电能的装置(2)分类一次电池又称不可充电电池如：干电池二次电池又称充电电池蓄电池燃料电池(3)优点能量转换效率高，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和电池组，使用方便。易维护，可在各种环境下工作。常见电池电极反应式的书写铜锌原电池：先分析正、负极，再根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律书写电极反应式。2H+2e-H2负极：总反应：正极：Zn-2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2稀盐酸ZnCu正极：负极：总反应：Zn-2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或 Z
2、n+CuSO4Cu+ZnSO4人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O干电池锌锰干电池电极反应式负极(锌筒)：Zn-2e-=Zn2+正极(石墨)：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)锌锰碱性电池是一种
3、新型的干电池。正极材料为MnO2，极材料为Zn，还原产物为MnOOH，电解质是KOH溶液，请写出电极反应式并分析其工作原理。负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O +2 e-=2MnO（OH）+2OH 总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)碱性Zn-Mn干电池人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)1碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式
4、为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（）A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g C人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)铅蓄电池（1）电极材料及原料（2）电解质溶液（3）电极反应式：正极：PbO2 负极：Pb
5、H2SO4溶液负极（Pb）:Pb-2e-+SO4 2-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正极（PbO2）:PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正极：PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2O 电池总反应：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O阴极：PbSO4+2e-Pb+SO42-阳极：Pb
6、SO4+2H2O PbO2+SO42-+4H+2e-电池总反应：2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2SO42-+4H+铅蓄电池的放电过程原电池铅蓄电池的充电过程电解池放电充电2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)2.铅蓄电池的总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4 PbSO4+2H2O 对于铅蓄电池放电时的说法错误的是（）A 铅为负极，PbO2 为正极 B 负极的电极反应式为：Pb
7、2e-+SO42-=PbSO4 C 正极的电极反应式为：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O D电解液的密度不变 D放电充电人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”优点：效率高、无污染，装置可持续使用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 新型燃料电池人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课
8、件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。正极反应一般为酸性介质 碱性介质O2+4H+4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)(1)氢氧燃料电池负极H2
9、：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极O2：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：O2+2H2 =2H2O氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。碱性介质人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)介质电池反应：2H2+O2=2H2O 酸性负极正极中性负极 正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH-
10、4e-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-燃料电池人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)电极反应书写规律：找出正负极反应物和产物，写出加减电子个数。根据介质配平电荷，并写出电极反应式。要求：酸性不出现OH-，碱性不出现H+；中性反应物中不出现OH-、H+，但可以生成。写出总方程式(电子守恒)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张P
11、PT)(2)CH4燃料电池（碱性介质）1.燃烧总化学反应：CH4+2O2 CO2+2H2O2.燃料电池总反应：3.正极：4.负极：CH4+2OH-+2O2 =CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4燃料电池（酸性介质）1.燃料电池总反应：2.正极反应：3.负极反应：-2，得：CH4+2O2=CO2+2H2O O2+4H+4e-=2H2O CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件
12、(共23张PPT)（3）甲醇燃料电池（酸性介质）总反应：正极的电极反应式为：负极的电极反应式为：2CH4O+3O2=2CO2+4H2O3O2+12e-+12H+=6H2O 2CH4O-12e-+2H2O=12H+2CO2甲醇燃料电池（碱性介质）总反应式：正极的电极反应式为：负极的电极反应式为：2CH4O+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O3O2+12e-+6H2O=12OH-2CH4O-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O 人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(
13、共23张PPT)铝-空气燃料电池：电极反应：（-）Al：4Al 12e-=4Al3+(+)空气(C)：3O2+6H2O+12e-=12OH-用作海洋航标灯，用海水作为电解质溶液。4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)原电池电极反应式的书写注意事项：(1)原氧负。(2)要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。特殊情况：非水溶液(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反
14、应。【小结】人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)3.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式为：2H2+O2=2H2O，是解液是KOH溶液，反应保持在较高温度下使水蒸发，下列叙述正确的是（）A工作时，电解质溶液的pH不断增大 B工作时，能见到浅蓝色火焰 C工作时，H2为正极，O2为负极 D电极反应式为：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-=4OH-D 人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件
15、(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。锂电池Li(负极)MnO2(正极)锂盐作电解质(非水溶液介质)【组成】电极反应：(-)：Li e-=Li+(+)：MnO2+e-=MnO2-特点：高能电池、质轻、电压高、工作效率高和储存寿命长。用途：电脑、照相机、手表、心脏起搏器、火箭等。人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23
16、张PPT)银锌电池是一种纽扣式大容量电池，电极分别是Ag2O和Zn 电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应为：Zn+Ag2O+H2O =2Ag+Zn(OH)2 4.银-锌电池钮扣电池人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)3.银锌电池是一种纽扣式大容量电池，电极分别是Ag2O和Zn电解质溶液为 KOH溶液，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应为：Zn+Ag2O+H2O =2Ag+Zn(OH)2 下列说法正确的是（）A电流由Zn 经外电路流向Ag2O BZn是负极，该电极发生的电极反应是还原反应 CAg2O是正极，该电极发生的电极反应是还原反应 D.工作时，负极区溶液的 pH不断减小，正极区溶液的pH不断增大 CD人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)人教版2019高中化学必修第二册第五章第一节化学反应与能量变化 课件(共23张PPT)
