第二节 化学能与电能
（第2课时）
学习目标
(1). 掌握简单的电极反应 的书写。
(2). 了解常见化学电池的组成与应用。
(3). 通过原电池原理加强对新型原电池、燃料电池的掌握和理解。
复习巩固
铜锌原电池 先分析正、负极，再根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律书写电极反应式。
及时训练
各类电池
一，常见的各类电池
铅蓄电池
燃料电池
二：化学电池
1)概念:
将化学能变成电能的装置
2)分类:
①一次电池又称不可充电电池——如：干电池
②二次电池又称充电电池——蓄电池
③燃料电池
3)优点:
①能量转换效率高，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和电池组，使用方便。
③易维护，可在各种环境下工作。
负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+
正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O
干电池—— Zn- Mn普通干电池
三、常见电池电极反应式的书写
锌锰碱性电池是一种新型的干电池。
正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn，
还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液，
总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH
请写出电极反应式并分析其工作原理。
负极：Zn + 2OH－－2e- = Zn(OH)2

正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH－

总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO（OH）
碱性Zn- Mn干电池
铅蓄电池
（1）电极材料及原料

（2）电解质溶液
（3）电极反应式：
正极：PbO2 负极：Pb
H2SO4溶液
负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4
正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O
总反应：
负极：Pb+SO42- =PbSO4+2e-
正极：PbO2+SO42-+4H++2e - =PbSO4+ 2H2O
电池总反应：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O
阴极： PbSO4 +2e- ＝ Pb+SO42-
阳极： PbSO4+ 2H2O ＝ PbO2+SO42-+4H++2e-
电池总反应：2PbSO4+2H2O＝ Pb+ PbO2+2SO42- +4H+
铅蓄电池的放电过程——原电池
铅蓄电池的充电过程——电解池
铅蓄电池的充放电过程
把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”
优点：效率高、无污染，装置可持续使用
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
（3）新型燃料电池
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？
　书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；
（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);
（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。
正极反应一般为①酸性介质
②碱性介质
O2+4H++4e－=2H2O
O2+2H2O+4e－=4OH-
（1）氢氧燃料电池
负极H2：2H2+4OH- -4e- =4H2O
正极O2：O2+2H2O +4e- =4OH-
总反应： O2+2H2 =2H2O
氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。碱性介质
燃 料 电 池
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
（2）CH4燃料电池（碱性介质）
1.燃烧总化学反应： CH4+2O2→CO2+2H2O
2.燃料电池总反应：
　　
3.正极：
4.负极：
CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O
2O2+4H2O+8e－= 8OH-
CH4+10OH--8e－= CO32-+7H2O
CH4燃料电池（酸性介质）
燃料电池总反应：
CH4+2O2=CO2+2H2O
正极反应：O2+4H++4e-=2H2O
负极反应：
CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
（3）甲醇燃料电池（酸性介质）
总反应:
2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O
正极的电极反应式为：
3O2+12e-+12H+ === 6H2O
负极的电极反应式为：
2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2
甲醇燃料电池（碱性介质）
总反应式：
2CH4O + 3O2 +4KOH === 2K2CO3 + 6H2O
正极的电极反应式为：
3O2+12e- + 6H20===12OH-
负极的电极反应式为：
2CH4O -12e-+16OH- === 2CO32- +12H2O
①本节课学习了哪些知识和学习方法？
②通过本节课的学习你有哪些收获或感想？
小　结