化学能与电能学习教案.pptx

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1、会计学1化学能与电能化学能与电能(dinnng)2第一页，共20页。第1页/共20页第二页，共20页。干电池干电池(dinch)（锌锰电池（锌锰电池(dinch)）使用最早的化学电池使用最早的化学电池(dinch)，属于一次性电池属于一次性电池(dinch)。第2页/共20页第三页，共20页。二、发展中的化学二、发展中的化学(huxu)(huxu)电源电源：Zn-2e- = Zn 2+ ：2NH4+ +2e- = 2NH3+ + H2 ：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+H2 2NH4+2MnO2 + 2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2

2、O3+H2O负极负极（锌筒）（锌筒）正极正极（石墨（石墨(shm)）总反应总反应(fnyng)1.1.干电池（锌锰电池）干电池（锌锰电池）使用最早的化学电池，使用最早的化学电池，属于一次性电池。属于一次性电池。 讨论讨论 干电池用久后干电池用久后会有什么现象？试解会有什么现象？试解释出现这种现象的原释出现这种现象的原因。因。 应用应用 广泛用于卡式录广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。具、袖珍电视机等。第3页/共20页第四页，共20页。（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池最早使用最早使用(shyng)(shyng)的充电的充电电池电池正极材料上涂正极材料上涂有棕褐色

3、有棕褐色(h (h s)s)的的PbO2PbO2，负，负极材料是海绵极材料是海绵状的金属铅，状的金属铅，两极浸在两极浸在H2SO4H2SO4溶液中。溶液中。2.2.充电电池充电电池(dinch)(dinch)（又称二次电池（又称二次电池(dinch)(dinch)，能够重复），能够重复）第4页/共20页第五页，共20页。（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池2.2.充电电池充电电池(dinch)(dinch)（又称二次（又称二次电池电池(dinch)(dinch)，能够重复），能够重复）负极：负极：负极反应：负极反应：正极：正极：正极反应：正极反应：电池工作一段时间后，电解质溶液的电池工作一段时间后，电

4、解质溶液的PH PH Pb+ SOPb+ SO4 42- 2- -2e-2e- - = PbSO= PbSO4 4PbOPbO2 2+4H+4H+ + + SO+ SO4 42- 2- +2e+2e- - =PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPbPbPbOPbO2 2升高升高(shn (shn o)o)铅蓄电池充电铅蓄电池充电(chng din)(chng din)和放电的总和放电的总反应式：反应式：Pb + PbOPb + PbO2 2 + 2SO + 2SO4 42 2 + 4H + 4H+ + 2PbSO 2PbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O放电放电充电充电第5

5、页/共20页第六页，共20页。（2 2）镍镉充电电池：）镍镉充电电池： 它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重复使用重复使用500500次以上。它以次以上。它以CdCd为负极，为负极，NiO(OH)NiO(OH)为正极为正极(zhngj)(zhngj)，KOHKOH为电解液。广泛用于收录机、无线对讲为电解液。广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等，但有毒，废旧电池要机、电子闪光灯、电动剃须刀等，但有毒，废旧电池要回收处理，防止污染环境。回收处理，防止污染环境。 2NiO(OH)+Cd+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2

6、 充电充电放电放电写出电极写出电极(dinj)(dinj)反应式反应式负极负极(fj)(Cd)(fj)(Cd)正极正极( NiO( NiO（OH) )OH) )Cd - 2eCd - 2e- - + 2OH + 2OH- - = Cd(OH) = Cd(OH)2 2 2NiO(OH)+2e2NiO(OH)+2e- -+2H+2H2 2O=2Ni(OH)O=2Ni(OH)2 2+2OH+2OH- -第6页/共20页第七页，共20页。例例1 1：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反的作用。

7、下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误下列有关爱迪生蓄电池的推断错误(cuw)(cuw)的是（的是（ ）A A放电时，放电时，FeFe是负极，是负极，NiO2NiO2是正极是正极 B B蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中C C蓄电池蓄电池的电极可以浸入的电极可以浸入KOHKOH溶液中溶液中D D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 BDBD第7页/共20页第八页，共20页。3 3、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池(rn lio (rn lio din ch)din

8、 ch)KOHKOH2H2H2 2+4OH+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O OO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -氢氧燃料电池是一种新氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在气体由孔隙逸出，并在电极表面电极表面(biomin)(biomin)放放电。电。电解质溶液为电解质溶液为KOHKOH溶液溶液总反应总反应(fnyng):O2+2H2 =2H2O(fnyng):O2+2H2 =2H2O第8页/共20页第九页，共20页。

9、氢氢 氧氧 燃燃 料料 电电 池池介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-第9页/共20页第十页，共20页。（2 2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加添加(tin ji)H+(tin ji)H+、OHOH、H2OH2O，以

10、遵循电荷守恒和质量，以遵循电荷守恒和质量守恒。守恒。原电池电极原电池电极(dinj)反应式的书写注意事反应式的书写注意事项：项：（1 1）负氧正还。要将总电池反应拆开）负氧正还。要将总电池反应拆开(chi ki)(chi ki)，找出，找出氧化反应物质对（还原剂氧化反应物质对（还原剂氧化产物）和还原反应物质对氧化产物）和还原反应物质对（氧化剂（氧化剂还原产物）分别作为负极和正极反应方程式。还原产物）分别作为负极和正极反应方程式。（3 3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。第10页/共20页第十一页，共20页。用锂作负极的电池统锂电池。在锂

11、电池中不能使用电用锂作负极的电池统锂电池。在锂电池中不能使用电解质水溶液解质水溶液( (为什么为什么?)?)。迄今已陆续发明了不少品种。迄今已陆续发明了不少品种的锂电池，其中最著名的是锂碘电池。这种电池中的的锂电池，其中最著名的是锂碘电池。这种电池中的电解质是固体电解质电解质是固体电解质LiILiI，其中的导电，其中的导电(dodin)(dodin)离子离子是是I-I-。使用寿命长达。使用寿命长达1010年，并有可能达年，并有可能达1414年，且对人年，且对人体无不良影响。体无不良影响。 4 4、锂电池、锂电池第11页/共20页第十二页，共20页。锂电锂电“是锂离是锂离子电池的俗称子电池的俗称

12、，它是目前综，它是目前综合性能最好的合性能最好的电池体系电池体系(tx)(tx)。锂离。锂离子电池负极是子电池负极是碳素材料，如碳素材料，如石墨。正极是石墨。正极是含锂的过渡金含锂的过渡金属氧化物，如属氧化物，如LiMn2O4LiMn2O4。电解。电解质是含锂盐的质是含锂盐的有机溶液。通有机溶液。通常锂离子电池常锂离子电池并不含金属锂并不含金属锂 几款新型电池几款新型电池(dinch)(dinch)简介简介第12页/共20页第十三页，共20页。万兆世纪科万兆世纪科技实验中心技实验中心于近日推出于近日推出了国内首款了国内首款笔记本智能笔记本智能外设外设万万兆移动笔记兆移动笔记本电池。该本电池。该

13、产品作为产品作为(zuwi)(zuwi)国国内首款笔记内首款笔记本专用智能本专用智能电池，引起电池，引起了业界的广了业界的广泛关注。泛关注。 几款新型几款新型(xnxng)(xnxng)电池简介电池简介第13页/共20页第十四页，共20页。英国英国Intelligent Intelligent EnergyEnergy公司日前宣布公司日前宣布正在考虑上市燃料电正在考虑上市燃料电池摩托车池摩托车“ENV“ENV（Emissions Neutral Emissions Neutral ehicleehicle）”。目前正。目前正以以20062006年上市为目标年上市为目标(mbio)(mbio)、

14、与摩托车、与摩托车生产厂商进行谈判。生产厂商进行谈判。预计价格在预计价格在60006000美元美元（约合人民币（约合人民币4.94.9万元万元）左右，如果产量大）左右，如果产量大的话，还可以更便宜的话，还可以更便宜。 ENVENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组配备该公司可拆卸小型燃料电池组“Core”“Core”，补充一次氢燃料可持续，补充一次氢燃料可持续(chx)(chx)行行驶驶4 4个小时。最大时速为个小时。最大时速为80km/h80km/h。CoreCore通过鞋通过鞋盒大小的小型制氢器来补充氢燃料。从摩托盒大小的小型制氢器来补充氢燃料。从摩托车上拆下后，还可在车上拆下后，还可在ATV

15、ATV（全地形车）及摩托（全地形车）及摩托艇等行驶工具上使用。艇等行驶工具上使用。 几款新型电池几款新型电池(dinch)(dinch)简介简介第14页/共20页第十五页，共20页。TOMTOM科技讯科技讯 本周本周科学家宣布研制科学家宣布研制出一种新型电池出一种新型电池，这种电池以核，这种电池以核原料的放射性聚原料的放射性聚变为基础，所产变为基础，所产生生(chnshng)(chnshng)的的能量是同类型电能量是同类型电池的池的1010倍，且可倍，且可以使用以使用1010年以上年以上而无其他费用。而无其他费用。几款新型几款新型(xnxng)(xnxng)电池简介电池简介第15页/共20页第

16、十六页，共20页。用外观好像火药一样的用外观好像火药一样的“神奇黑土神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池，装在改造过的锰酸锂做成的大容量电池，装在改造过的“大公共大公共(gnggng)”(gnggng)”上，一口气就能跑上上，一口气就能跑上220220公里，而其每公里只需耗电公里，而其每公里只需耗电0.680.68度度 几款新型电池几款新型电池(dinch)(dinch)简介简介第16页/共20页第十七页，共20页。 一款一款NISSAN X-TRAILNISSAN X-TRAIL燃燃料电池车许多媒体和观众驻料电池车许多媒体和观众驻足。足。该车配备了高能量紧凑该车配备了高能量紧凑型锂电池组。通过其

17、独有的型锂电池组。通过其独有的高功率电机，可产生高达高功率电机，可产生高达8585千瓦的功率，最高时速可达千瓦的功率，最高时速可达每小时每小时145145公里，驾驶公里，驾驶(jish)(jish)里程则超过里程则超过350350公里公里。这辆车的展出，不仅给。这辆车的展出，不仅给NISSAN X-TRAIL(NISSAN X-TRAIL(奇骏奇骏) )迷们迷们带来一个大大惊喜，更让环带来一个大大惊喜，更让环保人士们欣喜不已，预示着保人士们欣喜不已，预示着未来的汽车能源将朝着清洁未来的汽车能源将朝着清洁、高效、安全的方向发展。、高效、安全的方向发展。 几款新型电池几款新型电池(dinch)简介

18、简介第17页/共20页第十八页，共20页。海水电池海水电池(dinch)(dinch)4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3思考(sko)指出该电池的正、负极材料、写出正、负极反应式和总反应式。负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：（AlAl）：）：4Al-12e- = 4Al4Al-12e- = 4Al3+3+（石墨（石墨(shm)(shm)）3O2+6H2O+12e = 3O2+6H2O+12e = 12OH12OH19911991年我国首创的以铝年我国首创的以铝空气空气海水组成的新型电池，可用海水组成的新型电池，可用于航标灯中。于航标灯中。 第18页/共20页第十九页，共20页。钮

19、扣电池钮扣电池(dinch)(dinch)：不锈钢制成一个：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由内靠正极一端填充由Ag2OAg2O和少量石墨和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填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，电解质充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓溶液为浓KOHKOH溶液，已知电池溶液，已知电池(dinch)(dinch)内内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为ZnOZnO，银银- -锌电池锌电池(dinch)(dinch)：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O ：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH-Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag负极负极负极反应负极反应ZnZn正极正极正极反应正极反应总反应：总反应：Ag2O电池工作电池工作(gngzu)(gngzu)一段时间后，电解质溶液的一段时间后，电解质溶液的PH PH 基本保持不变基本保持不变第19页/共20页第二十页，共20页。