第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化第3課時(shí)

化學(xué)反應(yīng)與電能CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑外電路內(nèi)電路陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路e－I知識(shí)復(fù)習(xí)一次電池(放電后不可再充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)不能逆向進(jìn)行)堿性鋅錳干電池負(fù)極反應(yīng):

;

正極反應(yīng):

;

總反應(yīng):Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2銀鋅紐扣電池負(fù)極反應(yīng):

。

正極反應(yīng):

;

總反應(yīng):Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2AgZn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-二次電池(放電后可再充電使活性物質(zhì)獲得再生,重復(fù)使用)鉛酸蓄電池是最常見的二次電池,其正極材料為PbO2,負(fù)極材料為Pb,電解質(zhì)溶液為30%的稀H2SO4溶液?？偡磻?yīng)為Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2H2O(l)+2PbSO4(s)二次電池,放電時(shí)電池的負(fù)極,在充電時(shí),連接外接電源的負(fù)極;放電時(shí)電池的正極,在充電時(shí),連接外接電源的正極。

燃料電池是一種不經(jīng)過燃燒，將燃料化學(xué)能經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。它和其它電池中的氧化還原反應(yīng)一樣都是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)發(fā)出火焰，其化學(xué)能可以直接轉(zhuǎn)化為電能且廢物排放量很低。其中燃料電池電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃料燃燒的產(chǎn)物相同。燃料電池汽車燃料電池燃料電池的兩極材料都是用多孔碳、多孔鎳、鉑、鈀等兼有催化劑特性的惰性金屬，兩電極的材料相同。燃料電池的電極是由通入氣體的成分來決定。通入可燃物的一極為負(fù)極可燃物在該電極上發(fā)生氧化反應(yīng);通入空氣或氧氣的一極為正極，氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)。

酸性堿性負(fù)極反應(yīng)式

正極反應(yīng)式

電池總反應(yīng)式特點(diǎn)燃料電池的電極作催化劑,燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給并在電極上進(jìn)行反應(yīng)燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池,可分為酸性和堿性兩種。2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2OO2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2O2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2OO2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2O電解質(zhì)電極反應(yīng)式或總反應(yīng)式①酸性介質(zhì)正極

負(fù)極

總反應(yīng)

②堿性介質(zhì)正極

負(fù)極

總反應(yīng)

以CO為燃料氣,請分別寫出電解質(zhì)符合下列條件的正、負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式(填入表格中)。O2+4e-+4H+=2H2O2CO-4e-+2H2O=2CO2+4H+2CO+O2=2CO2O2+4e-+2H2O=4OH-

電解質(zhì)電極反應(yīng)式或總反應(yīng)式③固體氧化物(其中O2-可以在固體介質(zhì)中自由移動(dòng))正極

負(fù)極

總反應(yīng)

正極

負(fù)極

總反應(yīng)

以CO為燃料氣,請分別寫出電解質(zhì)符合下列條件的正、負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式(填入表格中)。O2+4e-=2O2-2CO-4e-+2O2-=2CO22CO+O2=2CO2

2CO+O2=2CO2

(2)若使反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+以原電池方式進(jìn)行,可用鋅、鐵作電極材料(

)[解析]反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+以原電池方式進(jìn)行,若鋅、鐵作電極材料,則發(fā)生的反應(yīng)不再是原反應(yīng),而是反應(yīng)Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+。[解析]燃料電池工作時(shí),并不是燃料在電池中燃燒,而是化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)燃料電池工作時(shí)燃料在電池中燃燒,然后熱能轉(zhuǎn)化為電能(

)××隨堂練習(xí)[解析]堿性條件下負(fù)極反應(yīng)為2H2-4e-+4OH-=4H2O。

(3)氫氧燃料電池在堿性電解質(zhì)溶液中負(fù)極反應(yīng)為2H2-4e-=4H+(

)√××√原電池設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源負(fù)