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化学第四章第二节《化学电源》原创课件(人教版选修).ppt

发布:2015-12-25约3.52千字共22页下载文档
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问题讨论 1、通过日常生活的学习,你知道哪些电池? 其中哪些属于化学电池? 2、化学电池与其他能源相比有哪些优点? 3、判断电池的优劣标准主要是什么? 4、目前化学电池主要分为哪几大类?产生电能的基本原理是什么?各自有什么特点? 电池的发展方向 光电池使用方便,特别是近年来 微小型半导体逆变器迅速发展,促使其应用更加快捷.美,日,欧和发展中国家都制定出庞大的 光伏技术发展计划,开发方向是大幅度提高光电池转换效率和稳定性,降低成本,不断扩大产 业.目前 已有80多个国家和16%, 市场开拓从 空间转向地 面系统应用。 * 第四章 电化学基础 第二节 化学电源 人教版选修4 · 化学反应原理 电极材料 电子流向 反应类型 组 成 负 极 正 极 电解质 相对活泼 的金属 流出电子 氧化反应 酸、碱 或盐的 溶液 相对不活泼的金属(或能导电的非金属) 流入电子 还原反应 原电池的组成 锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 各类电池 1:各类电池 2、化学电池 1)概念: 将化学能变成电能的装置 2)分类: ①一次电池又称不可充电电池或干电池 ②二次电池又称充电电池或蓄电池 ③燃料电池 3)优点: ①能量转换效率高,供能稳定可靠 ②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 ③易维护,可在各种环境下工作。 4)电池优劣的判断标准: ①比能量 [单位:(w·h/kg),(w·h/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出电能 的多少 ②比功率 [单位:(W/kg,W/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出功率 的大小. ③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、储存时间长的电池,其质量好。 碱性锌-锰干电池 负极--Zn 正极—MnO2 电池反应: 电解质: KOH Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 [思考]该电池的正负极材料和电解质? 碱性锌锰电池的优点: 电流稳定,放电容量、时间比干电池增大几倍,不会气涨或漏液。 (一)一次电池 钮扣电池:不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒,盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料,电解质溶液为浓KOH溶液,已知电池内Zn的氧化产物为ZnO 2、银-锌电池 负极: 正极: 总反应: Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH- Ag2O + Zn =ZnO + 2Ag 铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池…… 3、铅蓄电池 1)正负极材料 正极:PbO2 负极:Pb 2)工作机制 电解质:H2SO4溶液 铅蓄电池为典型的可充电电池,其电极反应分为放电和充电两个过程 (二)二次电池 放电过程总反应: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s) 正极: PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =2PbSO4 (s) +2H2O(l) 氧化反应 还原反应 负极: ①放电过程 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 ②充电过程 PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应 阴极: 阳极: 2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) +4 H+(aq) + SO42-(aq) 氧化反应 接电源负极 接电源正极 充电过程总反应: 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 铅蓄电池的充放电过程: 2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 放电 充电 3)优缺点简析 缺点: 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点: 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 其它二次电池 镍镉电池、镍
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