高中化学化学电源(基础)知识讲解学案新人教版选修4.doc

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1、化学电源【学习目标】1、了解常见电池的分类及优点；2、了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。【要点梳理】知识点一、化学电池1、定义化学电池是将化学能转变成电能的装置。【高清课堂：化学电源#化学电池的分类】2、分类3、化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高，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及电池组。③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。4、判断电池优劣的主要标准①比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(W·h)/k或(W·h)/L。②比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位W/kg或

2、W/L。③电池的可储存时间的长短。【高清课堂：化学电源#常见的化学电池】知识点二、常见的化学电池电池负极反应正极反应总反应式一次电池普通干电池(Zn、MnO2、NH4Cl、C)Zn－2e－＝Zn2+2MnO2+2NH4++2e－＝2NH3+Mn2O3+H2O2MnO2+2NH4++Zn＝2NH3+Mn2O3+H2O+Zn2+碱性锌锰电池(Zn、KOH、MnO2)Zn+2OH－－2e－＝Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e－＝2MnOOH+2OH－Zn+2MnO2+2H2O＝2MnOOH+Zn(OH)2锌银电池(Zn、KOH、Ag2O)Zn+2OH－－2e－＝Zn

3、(OH)2Ag2O+H2O+2e－＝2Ag+2OH－Zn+Ag2O+H2O＝Zn(OH)2+2Ag二次电池铅蓄电池(Pb、H2SO4、PbO2)Pb+SO42－－2e－＝PbSO4PbO2+4H++SO42－+2e－＝PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O氢镍电池[H2、OH－、NiO(OH)]H2+2OH－－2e－＝2H2O2NiO(OH)+2H2O+2e－＝2Ni(OH)2+2OH－2NiO(OH)+H22Ni(OH)2氢氧燃料电池(H2、H+、O2)2H2－4e－＝4H+O2+4H++4e－＝2H2O2H2+O2＝2H2O燃料电

4、池氢氧燃料电池(H2、Na2SO4、O2)2H2－4e－＝4H+O2+2H2O+4e－＝4OH－2H2+O2＝2H2O氢氧燃料电池(H2、OH－、O2)2H2+4OH－－4e－＝4H2OO2+2H2O+4e－＝4OH－2H2+O2＝2H2O知识点三、各种化学电池的特点名称一次电池(干电池)二次电池(充电电池或蓄电池)燃料电池定义发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度，就不能再使用放电后可以再充电使发生氧化还原反应的物质获得再生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特点电解质溶液制成胶状，不流动可以多次重复使用工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电

5、极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能举例普通的锌锰电池、碱性锌锰电池铅蓄电池、氢镍电池、镉镍电池氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池知识点四、化学电池电极反应式的书写1、根据装置书写电极反应式①先分析题目给定的图示装置，确定原电池正负极上的反应物质，并标出电子得失的数目。②电极反应式的书写a．负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb+SO42－－2e－＝PbSO4。b．正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则

6、有以下规律：电解质溶液是碱性或中性：O2+2H2O+4e－＝4OH－电解质溶液是酸性；O2+4H++4e－＝2H2O③正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。2、给出总反应式，写电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，选择一个简单的变化去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。以2H2+O2＝2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。①根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2molH

7、2失掉4mol电子，初步确定负极反应为：2H2－4e－＝4H+。②根据电解质溶液为碱性，与H+不能共存，反应生成水，推出OH－应写入负极反应式为：2H2+4OH－－4e－＝4H2O。③用总反应式2H2+O2＝2H2O减去负极反应式得正极反应式为：2H2O+O2+4e－＝4OH－。3、可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。①原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高；②原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。要点诠释：书写燃料电池的电极反应式时，首先要明确电解质是酸