1、金品质高追求我们让你更放心！化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)第二节 化学电源电化学基础金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000C左右。在太阳内部，温度高达两千万度以上。所以，太阳能一刻不停地发出大量的光和热，为人类送来光明和温暖，它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。将太阳光变成电能，是利用太阳能的一条重要途径。人们早在20世纪
2、50年代就制成了第一个光电池。将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能，使汽车开动起来。这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)1了解化学电源的优点及在各方面的应用。2认识一次电池、二次电池和燃料电池。3了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学
3、化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)化学电池化学电池是将_能变成_能的装置。1化学电池的分类化学电池2优点(1)化学电池的_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。答案：化学 电能 1.一次 二次 燃料 2.(1)能量转换效率 金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)3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_的多少，单位是(Wh)/kg或(Wh)/L。(2)比功率：即单位质量或单位体积所能_
4、的大小，单位是W/kg或W/L。(3)电池的_的长短。4化学电池回收利用废旧电池中含_和_等有害物质，应回收利用，既减少污染，又节约资源。答案：3.(1)输出电能(2)输出功率(3)可储存时间 4.重金属 酸碱金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)一次电池一次电池的电解质溶液制成_，不流动，也叫做干电池。1特点一次电池不能充电，不能反复使用。2常见的一次电池 种类特点 碱性锌锰电池银锌电池基本构造负极：_负极：_正极：_正极：_电解质：_电解质：_答案：胶状 2.锌 MnO2KOHZnAg2O KOH金品质高追求我们让你更放心
5、！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)工作原理负极反应_Zn2OH2e=Zn(OH)2正极反应2MnO22H2O2e=2MnOOH2OHAg2OH2O2e=2Ag2OH总反应Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2Ag2OZnH2O=Zn(OH)22Ag性能与适用范围比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适用于_和_比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜_答案：Zn2OH2eZn(OH)2大电流 连续放电 小电流连续放电金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)二次电池二次电池
6、放电后可以再_使活性物质获得再生，又称_或_。1铅蓄电池的构造负极：_，正极：_，电解质溶液：_溶液。2铅蓄电池的工作原理(1)放电时负极：_；答案：充电 充电电池 蓄电池 1.PbPbO2H2SO42(1)Pb(s)SO42-(aq)2e PbSO4(s)金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)正极：PbO2(s)4H(aq)SO42-(aq)2ePbSO4(s)2H2O(l)；总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程阴极：_；阳极：
7、PbSO4(s)2H2O(l)2ePbO2(s)4H(aq)SO42-(aq)；答案：(2)PbSO4(s)2e Pb(s)SO42-(aq)金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)总反应：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)。3铅蓄电池的特点电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉、生产生活中应用广泛，缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境。金品质高追求我们让你更放心！返
8、回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)燃料电池1氢氧燃料电池酸性电解质(H2SO4)碱性电解质(KOH)负极反应_正极反应_总反应_答案：H22e=2HO22e2H=H2OH22e2OH=2H2O O22eH2O=2OH2H2O2=2H2O金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)2.燃料电池的优点(1)能量转换率高燃料电池的能量转换率超过80%，普通燃烧过程能量转换率仅30%多。(2)污染_。小金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版
9、人教版)综合拓展电极反应式的书写方法1书写要遵循的原则原电池两电极上分别发生氧化反应或还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。弱电解质、气体和难溶物均写成化学式，其余的以离子符号表示。正极反应、负极反应产物根据题意或化学方程式确定，也要注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)2电极反应式的书写类型(1)根据装置书写电极反应式首先判断该电池所依据的化学反应，从而确定两个半反应即电极反应。(2)给出总反应式，写电极反应式各类电极反应式的一般书写步骤为：列出物质，标电子的
10、得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。如以2H2O2 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：负极反应式的书写：金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)根据总反应方程式列出总式两边化合价升高的有关物质为H2，转移电子数为4e：2H24e4H。根据电解质溶液的酸碱性，用H或OH或其他离子配平，使两边电荷总数相等。2H24e4OH4H2O注意：电子带负电荷；在碱性溶液中，电极反应式不出现H。利用H2O使两边的元素守恒，即得：2H24e4OH 4H2O。O24e2O2；O24e2H2O 4OH，
11、注意在碱性溶液中提供H使O2变为OH的是水，要写成化学式的形式。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)将正负极反应式相加，若得到总反应式，说明写法正确。(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，由于电极都参加反应，且正方向、逆方向反应都能反应，所以要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池；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；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。(4)给出电极反应书写总反应方程式根据给出的两个电极反应式，写出总反应方程式时，首先要使两个电极反
12、应式的得失电子相等后将两式相加，消去反应物和生成物中相同的物质即可。注意若反应式同侧出现不能共存的离子，如H和OH、Pb2和SO42-，要写成反应后的物质如H2O、PbSO4。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)一、一次电池碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)。下列说法错误的是
13、()A电池工作时，锌失去电子B电池负极的电极反应式为Zn2e2OH Zn(OH)2C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)解析：该电池中Zn为负极，失去电子；该反应中转移2e，通过计算每转移0.2 mol电子，Zn反应6.5 g；电子由负极通过外导线流向正极，所以C错。答案：C名师点睛：原电池工作时，活泼金属为负极，失去电子，所以电子流向为：负极导线正极。在书写电极反应式时考虑离子反应、离子共存的情况。金品质高追求我们让你更
14、放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)变式训练1(双选)电子表所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn2OH2eZnOH2O；Ag2OH2O2e2Ag2OH。总反应式为；ZnAg2O 2AgZnO。下列判断正确的是()A锌为正极，Ag2O为负极B锌为负极，Ag2O为正极C电池工作时，负极附近溶液的pH减小D电池工作时，负极附近溶液的pH增大金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)解析：Zn失去2e，而Ag2OAg得到2e。原电池中失去电子的极是负
15、极，所以锌是负极，Ag2O为正极。B是正确答案。因为Zn2OH2eZnOH2O，负极区域溶液中c(OH)不断减小，则c(H)浓度不断增大，故pH减小，所以C也正确。答案：BC金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)二、二次电池铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电池液为稀硫酸，工作时该电池的总反应式为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。试根据上述情况判断：(1)蓄电池的负极材料是_。(2)工作时，正极反应为_。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配
16、人教版人教版)(3)工作时，电解质溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向_极。(5)电流方向从_极流向_极。(6)充电时，铅蓄电池的负极与电源的_极相连接。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)解析：蓄电池工作(放电)时，起原电池作用。题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面，分析如下：根据原电池原理，负极发生氧化反应元素化合价升高，所以Pb为负极；正极发生还原反应元素化合价降低，从总反应式可知，PbO2是氧化剂，即正极反应为：PbO2SO42-4H2ePbSO42H2O；
17、从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应，H转变成H2O，所以pH增大；原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)答案：(1)Pb(2)PbO2SO42-4H2ePbSO42H2O(3)增大(4)负(5)正 负(6)负名师点睛：总反应中，放电的方向为原电池方向，电极名称为正负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应；充电的方向为电解池方向，电极名称为阴阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。二次电池充电时，需“正接正，负接负
18、”，即原电池的正极连接外接电源的正极，原电池的负极连接外接电源的负极。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)变式训练2生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4下列对铅蓄电池的说法错误的是()A需要定期补充硫酸B工作时铅是负极，PbO2是正极C工作时负极上发生的反应是：Pb2eSO42-PbSO4D工作时电解质的密度减小金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配
19、人教版人教版)解析：铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极，所以Pb是负极，PbO2是正极；在工作时，负极发生的反应是铅失去电子生成Pb2，Pb2与溶液中的SO42-生成PbSO4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，在电池制备时，PbSO4的量是一定的，制成膏状的PbSO4干燥后安装，说明H2SO4不用补充；放电时，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。答案：A金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)三、燃料电池一种甲醇、氧气和强碱溶
20、液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月，其电池反应为：2CH3OH3O24OH2CO32-6H2O，则有关说法正确的是()A放电时CH3OH参与反应的电极为正极B放电时负极的电极反应为CH3OH8OH6eCO32-6H2OC标准状况下，通入5.6 L O2并完全反应后，有0.5 mol电子转移D放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)解析：从电池反应可知，CH3OH为原电池的负极，A选项错误；正极反应为：O22H2O4e4OH，标准状况下，5.6 L O2为0.25 mol，转
21、移电子为1 mol，C选项错误；从正极反应可以看出，正极附近溶液OH的浓度增大，pH升高，D选项错误。答案：B名师点睛：本题考查原电池原理在燃料电池中的具体应用。首先要正确判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应，则是原电池的负极，反之是正极。解决此类问题应先写出总的化学反应方程式，再结合电解质溶液的成分把总方程式进行整理，最后分别写出正极反应式和负极反应式，结合选项作出合理判断。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)变式训练3(1)今有2H2O22H2O反应，构成燃料电池，
22、则负极通的应是_，正极通的应是_，电极反应式为：_、_。(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为：_、_。(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？_。(3)如把H2改为甲烷，KOH做导电物质，则电极反应式为_。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)解析：解决此题的关键是弄清原电池的电极反应类型：“负极氧化正极还原”。所以氢氧燃料电池中H2为负极反应物，O2为正极反应物。又因为是碱性溶液不可能有H参加或生成，故负极反应为：2H24OH4e4H2O，正极反应为：O22H2O4e4OH。若将
23、导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH参加反应也不可能有OH生成，负极：2H24e4H，正极：O24H4e2H2O。由于前者在碱性条件反应，KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而后者为酸溶液，H2SO4不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。如把H2改为甲烷用KOH作导电物质，则不会有CO2放出，该电池中的电极反应为：负极：CH410OH8eCO32-7H2O，正极：2O24H2O8e8OH。金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)答案：(1)H2O2 负极：2H24OH4e4H2O正极：O22H2
24、O4e 4OH(2)负极：2H24e4H正极：O24H4e2H2O(1)中pH变小，(2)中pH变大(3)负极：CH410OH8eCO32-7H2O正极：2O24H2O8e8OH金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)1锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn(s)2MnO22NH Zn2Mn2O3(s)2NH3H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是()AZnB碳CMnO2和NH 4+DZn2和NH3 金
25、品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)解析：从所给的图中可见，Zn为原电池的负极，碳棒为原电池的正极，负极失电子变成Zn2，失去的电子被MnO2和NH得到，生成了低价态的Mn2O3和不带电的NH3。所以在正极上反应物为NH4+和MnO2。答案：C金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)2可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：
26、O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)解析：正极O2得电子，溶液显碱性或中性时，正极反应都为：O22H2O4e4OH，A正确。铝作负极，铝失电子，中性溶液(NaCl)中的负极反应为：Al3eAl3，碱性溶液(NaOH)中的负极反应为：Al4OH3eAlO2-2H2O，B不正确。在碱性时总的电池反应式为：4Al3O24OH4AlO2-2H2O，溶液pH降低，C项错。电池工作时，电子从负极流向正极，D项错。答案：A金品质高追求我们让你更放心！返回返回化学化学选选修修4(4(化学反应原理化学反应原理)(配配人教版人教版)祝您
