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1、第二节 化学电源,一、电池,1、电池的分类 （1）原子能电池：将放射性同位素自然衰变时产生的 热能通过热电转换器转变为电能的装置 （2）太阳能电池：将太阳能转化为电能装置 （3）化学电池：将化学能转化为电能的装置,3、电池优劣的判断标准 （1）标准：以电池单位质量或单位体积所输出电能的 多少，或输出功率大小以及电池储存时间长短。 （2）符号 比能量：（Wh）/Kg或（Wh）/L 比功率：W/Kg或W/L （3）原则：除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电 能多，功率大储存时间长的电池，更适合,思考：面对各种各样电池，我们如何判断电池的优劣或 适合某种需要,二、一次电池,1、定义：一次电池的活性物
2、质消耗到一定程度就不能再用 活性物质：电池工作中提供电子的金属或其他物质 2、实例：普通的锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌纽扣 电池、锂电池等 3、以碱性锌锰干电池为例分析： 负极（锌筒）：Zn +2OH-2e = Zn(OH)2； 正极（石墨）：2MnO2+2H2O+2e= 2MnOOH+2OH 电池的总反应式为： Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn(OH)2,4、银锌电池,1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979- 1987，为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 1998-1992，为美国海
3、军发展世界上最大的镍镉电池用 于核潜水艇。,三、二次电池,正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。,四、燃料电池,1、定义：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转成电 能的化学电池 2、实例：按电解质划分为五类 （1）碱性燃料电池（AFC） 常见有氢氧燃料电池、烃、肼、甲醇、氨、煤气等燃料 电池、铝-空气燃料电池等。 （2）磷酸型燃料电池（PAFC） （3）固体氧化物燃料电池（SOFC） （4）熔融碳酸盐燃料电池（MCFC） （5）质子交换膜燃料电池（PEMFC）,3、以氢氧燃料电池为例分析： 以酸做电解质： 负极（Pt）： H2+-2e-=2H+
4、正极（Pt）： O2+4H+4e- =2H2O 电池的总反应式为：2H2 + O2 = 2H2O,练习：试写出以碱做电解质时，氢氧燃料电池的电极反应式,知识拓展： 由化学（离子）方程式书写原电池电极反应式的方法 （1）列物质，标得失 找出氧化反应（化合价升高）和还原反应（化合 价降低）的物质，标出得失电子数目，确定正负 极反应的物质；,由化学（离子）方程式书写原电池电极反应式的方法 （2）选离子、配电荷 根据电解质溶液的酸碱性，用H+或OH-配平，利 用电荷守恒，使反应式两边电荷总数相等 （3）配个数、巧用水 使两边各种微粒个数相等 （4）两式加、验总式 两电极反应式相加所得式子和原化学(离子
5、)方程 式相同，则书写正确。,燃料电池,航天技术上使用的一种电池，它具有高能、轻便、不污染环境等优点。用Pt做电极，KOH溶液做电解液，因其反应与燃料燃烧相似，故称为燃料电池。 (1)请写出右图各电极的电极反应。 (2)若电解液改为盐酸，请写出各电 极的电极反应。 (3)若用甲烷代替氢气，电极反应为 。,(4)若用甲醇代替氢气，发生的离子反应是：,2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O,请写出该原电池的负极反应式,(全国试测题)燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等) 跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是( )。 A、负极反应式为： CH4十10OH一8eCO32十7H2O B、正极反应式为：2O2十4H2O十8e-8OH C、随着不断放电，电解质溶液碱性不变 D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能 量利用率大,C,D,我国首创以铝-空气一海水电池作为能源的 新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光 则该电源负极材料为: ，正极材料为: ， 正、负极反应分别为: 、 ， 此电池若以盐酸作为电解液，正极反应不同，原因是 。,活泼金属电极电池,