化學能與電能2（諶孫文）

1、復習間接：直接化學能燃燒熱能蒸汽機械能發(fā)動機電能裝置 原電池化學能電能1. 一次能源、二次能源2. 化學能與電能工作原理概念電極判斷應用構成條件1.原電池的構成條件 負極：電子流出的電極失電子，發(fā)生氧化反應 (較活潑的金屬)正極：電子流入的電極得電子，發(fā)生還原反應 (較不活潑的金屬、石墨等) （1）電極 （2）電解質溶液 （3）閉合回路*（4）自發(fā)的氧化還原反應（兩種活潑性不同的金屬，或一種金屬 和另一種非金屬導體構成電極）ABCDE練習1 下列哪些裝置能構成原電池？F稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCuZnH2SO4溶液GH2SO4溶液HC（石墨）ZnZnHCl 溶液ICFe酒精JZ

2、nPbCH3COOH溶液K2.原電池的工作原理負極 正極 陰離子 溶液中 陽離子 發(fā)生失電子的氧化反應發(fā)生得電子的還原反應ZnCuH2SO4Zn - 2e- = Zn2+2H+ + 2e- = H2e-外電路內(nèi)電路3.原電池正負極的判斷方法(1)根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷：負極:活潑性較強的金屬正極:活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負極電子流動方向是由負極流向正極(3)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：負極：失電子發(fā)生氧化反應正極：得電子發(fā)生還原反應(4)根據(jù)電極反應現(xiàn)象：負極：不斷溶解，質量減少正極：有氣體產(chǎn)生或質量增加或不變5.原電池原

3、理的應用(1)比較金屬活潑性(2)加快氧化還原反應速度(3)設計原電池負極:活潑性較強正極:活潑性較弱如實驗室用Zn與稀硫酸反應制H2時 a.用粗Zn代替純Zn b.向稀硫酸中滴加CuSO4溶液如利用反應 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 設計原電池FeCCuSO4二、發(fā)展中的化學電源1.干電池（1）一次性電池：（2）普通鋅錳電池：Zn-2e- =Zn2+（3）堿性鋅錳電池：課本P42NH4Cl負極（Zn）：正極（C）電解質：缺點：Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2KOH負極（Zn）：正極（C）電解質：優(yōu)點:使用壽命短，易泄漏使用壽命長，不易泄漏（4）應用：卡式錄音機、閃光燈、電動玩具

4、、袖珍電視機等放電之后不能充電內(nèi)部的氧化還原反應是不可逆的2.充電電池（1）二次電池：放電之后能充電內(nèi)部的氧化還原反應可逆向進行電池可以恢復到放電前的狀態(tài)能夠重復使用至一定的周期（2）常見的充電電池：鉛蓄電池H2SO4負極（Pb）：正極（PbO2）：電解質：*總式：優(yōu)缺點：應用：*Pb+SO42-2e-=PbSO4*PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放電充電可充電，比干電池使用壽命長；但體積大，有污染汽車上使用的電瓶等 鎳鎘充電電池：負極：正極：電解質：優(yōu)缺點：應用：CdNiO(OH)KOH具有殘留性記憶，可重復使用5

5、00次以上，體積小；但如不回收，會產(chǎn)生嚴重污染廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等鋰離子電池：是新一代可充電的綠色電池，現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、數(shù)碼相機、攝像機等低功耗電器的主流電源3.燃料電池（1）原理：利用原電池的工作原理,將燃料和氧化劑（如O2）反應所放出的化學能直接轉化為電能a. 燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置b.它的電極材料一般為活性電極，具有很強的 催化活 性，如鉑電極，活性炭電極等c. 燃料電池由3個主要部分組成 負極燃料電極 正極氧氣或空氣電極 電解質溶液d. 兩電極材料均為惰性電極，電極本身不發(fā)生反應， 而是由引入到兩電極上的物質發(fā)生反應（2）常

6、見的燃料電池： CO2、H2O O2 CH4甲烷燃料電池 H2O O2 H2氫氧燃料電池 產(chǎn)物 正極 負極H2被氧化失去電子變成H+，或稱“燃燒掉了”，電子流到電池的正極，同時，H+通過電解液被送到正極氫氧燃料電池的工作原理負極：正極：O2得電子發(fā)生還原反應產(chǎn)品：電流、熱量、水 介質電池反應： 2H2 + = 2H2O 酸性負極正極中性負極 正極堿性負極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 4H+ = 4H2O2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-*氫氧燃料電池的電極反應CH4燃料電池該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極在兩極上分別通甲烷和氧氣*電極反應： 負極：CH4 + 10OH- - 8e-CO32- + 7H2O 正極：2O2 + 4H2O + 8e-8OH- 總反應：CH4 + 2O2 + 2KOHK2CO3 + 3H2O小結火電：化學能燃燒熱能蒸汽機械能發(fā)動機電能 原電池化學電源1.