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第3課時
化學反應 與 電能
（化學電源）
第六章 第1節 化學反應中的能量變化
原電池的構成要素
總結
原理要素：自發進行的氧化還原反應
裝置要素：負極、正極、電子導體（導線）、離子導體（電解質溶液）
發電機理：氧化反應在負極發生（失電子）、還原反應在正極發生（得電子）
在電位差的影響下，電子從負極流向正極，產生電流
注意：在雙金屬-溶液電池中，更活潑的金屬材料做負極，同時發生氧化反應，多數伴隨著質量減小、而不活潑金屬做正極，伴隨著氣體放出/質量增加
原電池 · 裝置探究
燃料電池 · 原電池深入探究
氫燃料電池車
燃料電池是一種能量轉化裝置，將燃料的化學能轉化為電能。
氫氧燃料電池利用了電解水的逆反應，以C或Pt作為電極材料，實現能量轉化。
氫氧燃料電池發熱效率高、產物僅為水、可實現完全無污染
資料卡片
實驗
氫氧燃料電池
燃料電池 · 原電池深入探究
電解H2O，產生H2、O2
用導線連接兩極，電流表偏轉
電池總反應：2H2+O2 = 2H2O
①、根據圖b分析，該電池的正負極材料是什么？離子導體是什么？
思考
②、根據電池反應分析，得電子的物質是什么？失電子的物質是什么？
③、在圖b中畫出電子流向，并標出反應的正極與負極
圖a
圖b
燃料電池 · 原電池深入探究
負極材料：
負極反應物：
正極材料：
正極反應物：
負極材料：
負極反應物：
正極材料：
正極反應物：
燃料電池 · 原電池深入探究
思考
①、電極材料一定是金屬嗎？
②、電極材料一定會參與電極反應嗎？
石墨
H2
石墨
O2
Zn片
Zn
Cu片
H+
燃料電池 · 原電池深入探究
總結
①、電極材料不一定是金屬，C棒等導電材料也可作為電極，
為還原反應和氧化反應提供得失電子的場所
②、燃料電池中，常用雙碳棒、雙鉑棒作為電極材料，
“燃料”作負極反應物、O2作正極反應物
燃料電池中不需要“點燃”，利用二者電位差產生電子轉移
總反應：2H2 + O2 =2H2O
負極：2H2 – 4e- = 4H+
正極：O2 + 4e- +4H+= 2H2O
負極：2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O
正極：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
酸性介質( H+)
堿性介質(OH-)
氫氧燃料電池
設計原電池
原電池 · 設計
思路：①、原電池構成要素
②、拆分電極反應
③、確認正負電極、電解質溶液
④、檢查要素構成
任務：以“Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+”為總反應，設計一個原電池
練習：選擇適宜的材料和試劑，請利用反應“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”設計一個化學電池。
回答下列問題：
(1)負極材料：___；正極材料：__________；電解質溶液：___________。
(2)寫出電極反應式
正極：__________________；
負極：________________。
(3)原電池中電子從______極流出，電解質溶液中陰離子流向____極(填“正”或“負”)。
銅
銀(或碳棒)
AgNO3溶液
2Ag＋＋2e－===2Ag
Cu－2e－===Cu2＋
負
負
原電池 · 設計
一次
電池
二次
電池
燃料
電池
生活中常見的電池
燃料電池
干電池
鉛酸電池
鋰電池
化學電源
一次電池
特點：電池放電后不能充電(內部的氧化還原反應無法逆向進行)
鋅錳干電池
構造示意圖
鋅筒：____
電極反應：_______________
石墨棒：____
最終被還原的物質：_________
NH4Cl糊的作用：____________
負極
Zn－2e－===Zn2＋
正極
二氧化錳
電解質溶液
化學電源
二次電池(充電電池)
特點：放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態
鋰離子電池
鎳氫電池
能量轉化
鉛酸電池
化學電源
鉛蓄電池的總反應如下，找到電池的正極反應物、負極反應物
Pb+PbO2+4H++2SO4 2- = 2PbSO4+2H2O
負極： Pb-2e-+SO42-=PbSO4
正極： PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
（難溶于水）
化學電源
思考：反應一段時間后，電解液的PH會如何變化？
3.下列有關鋅錳干電池的說法中正確的是( )
A.鋅外殼是負極，石墨碳棒是正極材料
B.在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼
C.電流從鋅流到碳棒上
D.在電池內部陽離子從碳棒向鋅片移動
A
4.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，其放電時的原電池反應如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根據此反應判斷，下列敘述中正確的是( )
A.Pb是正極
B.PbO2得電子，被氧化
C.負極反應是Pb＋SO42-－2e－===PbSO4
D.電池放電時，溶液的酸性增強
C
化學電源

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