化学反应与能量PPT课件20 人教课标版.ppt

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1、第二节　化学能与电能第2课时　化学电源一、发展中的化学电源续表例1一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是()A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－解析：A.原电池中，阳离子向正极移动，故A错误；B.氧气得电子被还原，化合价由0价降低到－2价，若有0.4mol电子转移，则应有0.1mol氧气

2、被还原，在标准状况下的体积为2.24L，故B错误；C.酸性乙醇燃料电池的负极反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，可知乙醇被氧化生成乙酸和水，总反应式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，故C正确；D.燃料电池中，氧气在正极得电子被还原生成水，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故D错误；故选C。答案：C名师点睛：有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例，考查角度一般有如下几点：①正、负极的判断；②正、负极反应式及电池方程式；③溶液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的pH变化。►变式应用1．镍镉电池是一种可充电电池，其反应

3、的化学方程式为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋Ni(OH)2。由此可知，该电池的负极材料是(A)A．CdB．NiO(OH)C．Cd(OH)2D．Ni(OH)2二、几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是两极不一定是活动性不同的电极，也可以是活动性相同的电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。(一)氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入O2。总反应为：2H2＋O2===2H2O。电极反应特别要注意电解质，有下列三

4、种情况。1．电解质是KOH溶液(碱性电解质)。负极发生的反应为：2H2－4e－===4H＋，4H＋＋4OH－===4H2O，所以：负极的电极反应式为：2H2－4e－＋4OH－===4H2O。正极是O2得到电子，即：O2＋4e－===2O2－，O2－在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH－即：2O2－＋2H2O===4OH－，因此，正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e－===4OH－。2．电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)。负极的电极反应式为：2H2－4e＋===4H＋。正极是O2得到电子，即：O2＋4e－===2O2－，O2－在酸性条件下不能单独存在，只能结合H＋生成H2O

5、，即：O2－＋2H＋===H2O，因此正极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(O2＋4e－===2O2－，2O2－＋4H＋===2H2O)。3．电解质是NaCl溶液(中性电解质)。负极的电极反应式为：2H2－4e－===4H＋。正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e－===4OH－。说明：①碱性溶液反应物、生成物中均无H＋；②酸性溶液反应物、生成物中均无OH－；③中性溶液反应物中无H＋和OH－；④水溶液中不能出现O2－。(二)甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极，用碱或酸作为电解质。1．碱性电解质(KOH溶液为例)。总反应式：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3

6、＋6H2O。正极的电极反应式为：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－。负极的电极反应式为：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O。2．酸性电解质(H2SO4溶液为例)。总反应：2CH3OH＋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：2CH3OH－12e－2H2O===12H＋＋2CO2。(三)甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极，电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O。负极发生的反应：CH4－8e－＋

7、8OH－===CO2＋6H2O，CO2＋2OH－===CO＋H2O，所以：负极的电极反应式为：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。正极发生的反应有：2O2＋8e－===4O2－和4O2－＋4H2O===4OH－，所以：正极的电极反应式为：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。(四)铝—空气—海水电池我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入