人教版化学选修四化学电源.ppt

人教版化学选修四化学电源
在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其他应用吗？
电池
化学电池
太阳能电池
原子能电池
将化学能转换成电能的装置
将太阳能转换成电能的装置
将放射性同位素自然衰变时产生的热能通e- ====PbSO4(s)
正极：
PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e- ====PbSO4(s)+2H2O(l)
氧化反响
复原反响
负极：
放电过程
铅蓄电池充电的反响那么是上述反响的逆过程
铅蓄电池工作原理
充电过程
PbSO4 (s) +2e-====Pb(s) + SO42-(aq)
复原反响
阴极
阳极
PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-====PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)
氧化反响
接电源负极
接电源正极
充电过程总反响：
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
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、平安可靠、价格低廉
其他二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……
镉镍电池与氢镍电池：
Cd+ 2NiO(OH) +2 H2O 2Ni (OH)2 + Cd(OH)2
放电
充电
2H2+ 2NiO(OH) 2Ni(OH)2
放电
充电
镉镍电池总反响：
氢镍电池总反响：
课后考虑：
根据上面所给的总方程式，你能写出各极发生的
反响方程式吗？
小型高性能燃料电池
三、燃料电池
燃料电池是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。
酸性电解质：
碱性电解质
负极: 2H2-4e-+4OH- === 4H2O
正极: O2+2H2O+4e- === 4OH-
总反响: 2H2+O2 === 2H2O
负极：2H2-4e- === 4H+
正极：O2+4H++4e- === 2H2O
总反响：2H2+O2 === 2H2O
〔1〕氢氧燃料电池：
中性电解质：
负极：2H2-4e- === 4H+
正极: O2+2H2O+4e- === 4OH-
总反响：2H2+O2 == 2H2O
介质
电池总反应： 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 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
氢氧燃料电池
燃料电池的规律
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极
②电极材料一般不参加化学反响，只起传导电子的作用。
③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。
燃料电池与前几种电池的差异
①氧化剂与复原剂在工作时不断补充；
②反响产物不断排出;
③总反响相当于燃料在助燃剂中燃烧，但应注意电解质溶液的影响而的最终产物的存在形式
② KOH溶液：
负极：CH4＋10OH－－8e－====CO32－＋7H2O
正极：2O2＋4H2O＋8e－====8OH－
总反响式：CH4+2O2+2OH-====CO32-+3H2O
① H2SO4溶液：
负极：CH4＋2H2O－8e－====CO2＋8H+
正极：2O2＋8H＋＋8e－====4H2O
总反响式：CH4+2O2====CO2+2H2O
〔2〕.甲烷燃料电池
用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，该电池的反响式：
(3)乙醇燃料电池。
用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液，分别向两极通入乙醇和氧气。
①酸作电解质
负极:C2H5OH+3H2O-12e-====2CO2+12H+
正极:3O2+12H++12e-====6H2O
总反响式：C2H5OH+3O2====2CO2+3H2O
② KOH作电解质
负极：C2H5OH+16OH--12e-====2CO32-+11H2O
正极：3O2+12e-+6H2O====12OH-
总反响式：C2H5OH+3O2+4OH-====2CO32-+5H2O
(4)丁烷