第四讲 燃料电池电极方程式的书写(课堂PPT)
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燃料电池电极反应式的书写
正极：O2＋2CO2 +4e-=2CO32-，
负极：2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O ⑶为了使该燃料电池长时间稳定运营，电池旳电解质构成 应保持稳定。为此，必须在通入旳空气中加入一种物质， 加入旳物质是什么，它从哪里来？
从上述电极反应式可看出，要使该电池旳电解质构成保 持稳定，在通入旳空气中应加入CO2，它从负极反应产 物中来。
注意：适时利用”减法“
当电解质溶液呈酸性时；
负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+4e-+4H+=2H2O
氢氧燃料电池电极反应式旳书写
A
电池总反应：2H2 +O2= 2H2O
多
孔
氢气
电
极
多
孔 电
氧气
极
电解质
负极
正极
液体电解质 ①KOH溶液 ②H2SO4溶液
例1
解析：首先明确a为负极，这么电子应该是经过外 电路由a极流向b，A错；B选项反应应为 O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知原则情况。
D、甲烷燃料电池旳能量利用率比甲烷燃烧旳能量利用率大
⑶电解质为熔融旳碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）
在熔融旳碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在， O2-离子可 结合CO2生成CO32-离子，则其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
⑶电解质为熔融旳碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）
3. 按燃料类型分。
3.1氢燃料电池 3.2甲烷燃料电池 3.3甲醇燃料电池 3.4乙醇燃料电池
燃料电池旳种类
燃 类料 型电碱c池e性ll)燃碱 电性 池料燃电料池磷料（酸电A型池F燃C）（质 互 膜al子 换 燃kal熔盐池in融燃e碳 料f酸 电uel固 物 池体 燃氧 料化 电
负极：2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O ⑶为了使该燃料电池长时间稳定运营，电池旳电解质构成 应保持稳定。为此，必须在通入旳空气中加入一种物质， 加入旳物质是什么，它从哪里来？
从上述电极反应式可看出，要使该电池旳电解质构成保 持稳定，在通入旳空气中应加入CO2，它从负极反应产 物中来。
注意：适时利用”减法“
当电解质溶液呈酸性时；
负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+4e-+4H+=2H2O
氢氧燃料电池电极反应式旳书写
A
电池总反应：2H2 +O2= 2H2O
多
孔
氢气
电
极
多
孔 电
氧气
极
电解质
负极
正极
液体电解质 ①KOH溶液 ②H2SO4溶液
例1
解析：首先明确a为负极，这么电子应该是经过外 电路由a极流向b，A错；B选项反应应为 O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知原则情况。
D、甲烷燃料电池旳能量利用率比甲烷燃烧旳能量利用率大
⑶电解质为熔融旳碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）
在熔融旳碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在， O2-离子可 结合CO2生成CO32-离子，则其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
⑶电解质为熔融旳碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）
3. 按燃料类型分。
3.1氢燃料电池 3.2甲烷燃料电池 3.3甲醇燃料电池 3.4乙醇燃料电池
燃料电池旳种类
燃 类料 型电碱c池e性ll)燃碱 电性 池料燃电料池磷料（酸电A型池F燃C）（质 互 膜al子 换 燃kal熔盐池in融燃e碳 料f酸 电uel固 物 池体 燃氧 料化 电
第四章 化学反应与电能-高二化学课件(人教版2019选择性必修1)
【习题佐证】
1、随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车族的“新宠”。某电动
汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图所示，且电解质为
一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为：
LixC6＋Li1－xCoO2
D C6＋LiCoO2。下列说法不正确的是( )
A.放电时，正极锂的化合价未发生改变 B.充电时Li＋移动方向：右室→左室 C.放电时负极的电极反应式：LixC6－xe－=C6＋xLi＋ D.充电时阳极的电极反应式：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2
→放电时则相反，负极Li＋浓度大，Li＋从负极脱嵌，经电解质向正极扩 散并嵌入正极。负极的电子同时释放通过外电路，经过用电器到达正极 与Li＋复合。回正极的Li＋越多，流经外电路的电子越多(放电越多)。
这种充放电时Li＋往返的嵌入和脱嵌过程好像摇椅一样摇来摇去， 故锂离子电池又称为“摇椅电池”。
以锂离子电池反应为例：CoO2 + LiC6
总反应 FePO4＋Li
LiFePO4
负极反应 Li－e－=Li＋
正极反应 FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4
总反应 LixC6＋Li3-xNiCoMnO6
C6＋Li3NiCoMnO6
负极反应 LixC6－xe－=xLi＋＋C6 正极反应 Li3-xNiCoMnO6 ＋xe－＋xLi＋=Li3NiCoMnO6
_________________________
负H极S－反＋应4式H为2O：－8e－=SO42－＋9H＋
_____________________________
二、锂离子电池解题策略
先介绍一下比较公认的摇椅理论
电极反应方程式的书写专题课件ppt
熔融盐燃料电池
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
(探讨）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和 CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。
电池反应方程式为 C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O
总：2Al+ 2OH－ +2H2O =2Al O2－ + 3H2
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
例、将铜片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3 中，写出两池的电极反应式。 解析：在稀H2SO4作电解质溶液的原电池中，较活泼的铝被 氧化作负极，铜作正极。其电极反应为：
一．一般原电池电极反应式的书写
1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数 目电子的得失。 2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若 不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的 反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应 式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应 式中，O2生成水。 3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总 反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电 子守恒的基础上， 总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。
B
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
(探讨）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和 CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。
电池反应方程式为 C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O
总：2Al+ 2OH－ +2H2O =2Al O2－ + 3H2
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
例、将铜片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和浓HNO3 中，写出两池的电极反应式。 解析：在稀H2SO4作电解质溶液的原电池中，较活泼的铝被 氧化作负极，铜作正极。其电极反应为：
一．一般原电池电极反应式的书写
1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数 目电子的得失。 2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若 不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的 反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应 式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应 式中，O2生成水。 3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总 反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电 子守恒的基础上， 总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。
B
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
高中化学电极方程式书写(与“电池”有关优秀PPT文档)
充电使用几十次至几百次。
可充电碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的，由于应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池 的电流放电特性，而且能
充电使用几十次至几百次。
可充电碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的，由于应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池 的电流放电特性，而且能
写出电极反应式。
第7页，共10页。
小
结
由化学方程式书写电极反应式：
1、干电池(普通锌锰电池）
填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。
①找出氧化反应和还原反应的物质，确 正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。
小
结
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。
其 成为一种绿色环保电池。
小
结
位于中央的顶盖有铜帽的石墨 太阳能电池利用P—N结的光电效应，把太阳光能直接转换成电 能，满足用户需要。
负极材料：Cd ，正极材料：涂有NiO2 ，电解质：KOH溶液。
作正极，在石墨周围填充 NiO2+Cd+2H2O
Ni(OH)2+ Cd(OH)2
填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。
负极材料：Cd ，正极材料：涂有NiO2 ，电解质：KOH溶液。
②利用电荷守恒分别写出电极反应式； 可充电碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的，由于应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池 的电流放电特性，而且能
充电使用几十次至几百次。
可充电碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的，由于应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池 的电流放电特性，而且能
燃料电池电极方程的书写
2. 羰基中的碳和氧都是sp2杂化，碳原子和 氧原子各提供一个sp2杂化轨道轴向重叠 形成C—Oσ键，碳和氧的未杂化2p轨道平 行重叠形成π键；所以，碳氧双键和碳碳 双键有相似之处，表现在π键易断裂而发 生加成反应。
10
C σO sp2
键角接近120°
CO
δ+ δ
CO
11
3．但由于碳和氧的电负性不同，所以碳氧双键是极性键，π电子向氧偏移；结 果氧带部分负电荷(δ-)，碳带部分正电荷(δ+)；这一点与碳碳双键不同。 碳氧双键中的π键易受到亲核试剂进攻，发生亲核加成反应。
• 3. 根据羰基的数目:一元;多元
• 4. 根据两个羰基是否相同:单酮;混酮
8
二、醛和酮的命名
（一）普通命名法 （二）系统命名法 （1.选主链；2.主链编号；3.取代基处理）
CH3 O CH3CHCH2CCH3
4-甲基-2-戊酮
CH3 CH3CHCH2CHO
3-甲基丁醛
9
三、醛酮的结构
1. 醛和酮都称为羰基化合物，在化学性质上 也有相似之处。
12
4、受羰基的影响，α碳上的氢原子较为活 泼，易发生取代反应；还可发生缩合反应。
O CC H
13
• 5. 羰基也可发生氧化还原反应等。 • 要注意醛酮的相似性质和不同之处。 • 要注意结构特别是空间结构对化学性质的
影响。
14
3. 加醇
• 醇作为含氧的亲核试剂，可以与醛发生加 成反应，但需要干燥HCl催化。生成的产物 称为半缩醛：
燃料电池正极反应式： O2＋4H＋＋4e－===2H2O ② ①－②×，2 得负极反应式：C_H__4_－__8_e_－_＋__2_H__2O__=_=_=_C。O2＋8H＋
10
C σO sp2
键角接近120°
CO
δ+ δ
CO
11
3．但由于碳和氧的电负性不同，所以碳氧双键是极性键，π电子向氧偏移；结 果氧带部分负电荷(δ-)，碳带部分正电荷(δ+)；这一点与碳碳双键不同。 碳氧双键中的π键易受到亲核试剂进攻，发生亲核加成反应。
• 3. 根据羰基的数目:一元;多元
• 4. 根据两个羰基是否相同:单酮;混酮
8
二、醛和酮的命名
（一）普通命名法 （二）系统命名法 （1.选主链；2.主链编号；3.取代基处理）
CH3 O CH3CHCH2CCH3
4-甲基-2-戊酮
CH3 CH3CHCH2CHO
3-甲基丁醛
9
三、醛酮的结构
1. 醛和酮都称为羰基化合物，在化学性质上 也有相似之处。
12
4、受羰基的影响，α碳上的氢原子较为活 泼，易发生取代反应；还可发生缩合反应。
O CC H
13
• 5. 羰基也可发生氧化还原反应等。 • 要注意醛酮的相似性质和不同之处。 • 要注意结构特别是空间结构对化学性质的
影响。
14
3. 加醇
• 醇作为含氧的亲核试剂，可以与醛发生加 成反应，但需要干燥HCl催化。生成的产物 称为半缩醛：
燃料电池正极反应式： O2＋4H＋＋4e－===2H2O ② ①－②×，2 得负极反应式：C_H__4_－__8_e_－_＋__2_H__2O__=_=_=_C。O2＋8H＋
电极方程式的书写课件
总结词
在书写电极方程式时，首先要明确电 极反应的物质，即反应物和产物。
详细描述
根据电极反应的特点，确定参与反应 的物质，并正确写出反应物和产物的 化学式。
配平电极方程式
总结词
电极方程式需要满足质量守恒定律，因此需要进行配平。
详细描述
通过调整化学式的系数或添加适当的反应物或产物，使电极 方程式的左右两侧在原子数目和电荷数上相等。
3
掌握如何通过实验测定电极电势的方法，了解其 在电化学中的应用。
学会利用已知电极方程式进行推导
01
熟悉常见电极反应的书写格式和规范。
02
学会利用已知电极方程式进行推导，掌握电极反应 的合成与分解方法。
03
了解如何根据实验数据和已知电极方程式来推测未 知电极反应的机理和组成。
05
电极方程式书写中的常见错误及纠正方法
电荷不守恒或原子不守恒
总结词
电极方程式必须满足电荷守恒和原子守恒的原则，任何不平衡的电荷或原子数都会导致方程式无效。
详细描述
电荷守恒指的是电极方程式左侧和右侧的电荷总数必须相等；原子守恒则要求电极方程式左侧和右侧 的元素种类和数量必须一致。例如，在铁电极上铁离子沉积的电极反应式中，应写成Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺，而不是Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe。
标出电子转移的方向和数目
总结词
在电极方程式中，需要标明电子转移的方向和数目，以正确表示反应的电子得 失关系。
详细描述
在反应物的化学式旁边标注“-e^(-)”或“+e^(-)”，表示电子的得失方向和 数目，确保电子得失平衡。
检查电荷守恒和原子守恒
总结词
在完成电极方程式的书写后，需要进行电荷守恒和原子守恒的检查。
在书写电极方程式时，首先要明确电 极反应的物质，即反应物和产物。
详细描述
根据电极反应的特点，确定参与反应 的物质，并正确写出反应物和产物的 化学式。
配平电极方程式
总结词
电极方程式需要满足质量守恒定律，因此需要进行配平。
详细描述
通过调整化学式的系数或添加适当的反应物或产物，使电极 方程式的左右两侧在原子数目和电荷数上相等。
3
掌握如何通过实验测定电极电势的方法，了解其 在电化学中的应用。
学会利用已知电极方程式进行推导
01
熟悉常见电极反应的书写格式和规范。
02
学会利用已知电极方程式进行推导，掌握电极反应 的合成与分解方法。
03
了解如何根据实验数据和已知电极方程式来推测未 知电极反应的机理和组成。
05
电极方程式书写中的常见错误及纠正方法
电荷不守恒或原子不守恒
总结词
电极方程式必须满足电荷守恒和原子守恒的原则，任何不平衡的电荷或原子数都会导致方程式无效。
详细描述
电荷守恒指的是电极方程式左侧和右侧的电荷总数必须相等；原子守恒则要求电极方程式左侧和右侧 的元素种类和数量必须一致。例如，在铁电极上铁离子沉积的电极反应式中，应写成Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺，而不是Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe。
标出电子转移的方向和数目
总结词
在电极方程式中，需要标明电子转移的方向和数目，以正确表示反应的电子得 失关系。
详细描述
在反应物的化学式旁边标注“-e^(-)”或“+e^(-)”，表示电子的得失方向和 数目，确保电子得失平衡。
检查电荷守恒和原子守恒
总结词
在完成电极方程式的书写后，需要进行电荷守恒和原子守恒的检查。
高三二轮复习电化学-电极方程式的书写(课堂PPT)
7
2、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＋。 正极反应式为：_________________________ 总反应式：CH3CH2OH+O2=CH3COOH& 4H+ = 2H2O
8
二、电解池中电极反应式的书写
例3 Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净 水的水处理剂,其电解制法如下图所示,请根据图示 分析:Fe电极与电源的 正 极相连，电极式为 。
Fe — 6e- + 8OH- = FeO42- + 4H2O
9
例4 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进 行图电所解示，。可(电循极环材再料生为N石aO墨H) ，同时得到负H极2SO4，其原理如下
正极式： O2
+
4H+
+
4e-
= 2H2O
书写思路：总反应式-正极电极反应式=负极电极反应式
6
巩固练习
1、Al－Cu－NaHCO3溶液构成的原电池中， 铝电极 为 负 极，电极反应为：
Al－3e - +3HCO3－ = Al(OH)3↓+3CO2↑， 注意：负极生成的阳离子与电解质溶液是否 共存。不共存，则需写入负极反应式。
阳极
阴极
②
.
① 2H+ + 2e－=H2↑
12
▪ 7．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研 究再性用学副习产小品组Fe模Cl拟3溶工液业吸生收产有流毒程的制H备2S无。水FeCl3，
▪ Ⅱ．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极， 在一定条件下电解滤液。
2、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＋。 正极反应式为：_________________________ 总反应式：CH3CH2OH+O2=CH3COOH& 4H+ = 2H2O
8
二、电解池中电极反应式的书写
例3 Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净 水的水处理剂,其电解制法如下图所示,请根据图示 分析:Fe电极与电源的 正 极相连，电极式为 。
Fe — 6e- + 8OH- = FeO42- + 4H2O
9
例4 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进 行图电所解示，。可(电循极环材再料生为N石aO墨H) ，同时得到负H极2SO4，其原理如下
正极式： O2
+
4H+
+
4e-
= 2H2O
书写思路：总反应式-正极电极反应式=负极电极反应式
6
巩固练习
1、Al－Cu－NaHCO3溶液构成的原电池中， 铝电极 为 负 极，电极反应为：
Al－3e - +3HCO3－ = Al(OH)3↓+3CO2↑， 注意：负极生成的阳离子与电解质溶液是否 共存。不共存，则需写入负极反应式。
阳极
阴极
②
.
① 2H+ + 2e－=H2↑
12
▪ 7．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研 究再性用学副习产小品组Fe模Cl拟3溶工液业吸生收产有流毒程的制H备2S无。水FeCl3，
▪ Ⅱ．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极， 在一定条件下电解滤液。
燃料电池电极方程式的书写和技巧ppt课件
02
电极反应基本原理
阳极氧化反应过程
01
02
03
燃料氧化
在阳极，燃料（如氢气、 甲烷等）发生氧化反应， 释放出电子。
电子传递
氧化反应产生的电子通过 外电路传递到阴极。
离子生成
燃料氧化产生的离子（如 氢离子）通过电解质传递 到阴极。
阴极还原反应过程
氧还原
在阴极，氧气接受电子发 生还原反应，与从阳极传 递来的离子结合生成水或 氢氧根离子。
实验材料
燃料电池、电极、电解质、气体供应 系统等
装置搭建
按照实验要求搭建燃料电池装置，确 保电极与电解质充分接触，气体供应 系统正常运行
数据记录与处理技巧
数据记录
实时记录燃料电池的电压、流、功率等关键参数，以及电 极表面的变化情况
数据处理
对实验数据进行整理、分析和可视化处理，提取有用信息， 为后续结果讨论和误差分析提供依据
便携性
由于使用液体燃料，DMFC可以更容易地实现小型化和便携化，适 用于笔记本电脑、手机等便携式电子设备。
低温操作
DMFC也可以在较低的温度下工作，这使得其适用于一些特殊的应 用场景。
THANKS
感谢观看
。
便携式电源
燃料电池可作为便携式电源， 用于野外作业、应急救援等场 合，具有续航时间长、重量轻 等优点。
固定式发电
燃料电池可作为固定式发电装 置，用于家庭、医院、学校等 场合的备用电源或分布式发电 系统。
航空航天
燃料电池具有高能量密度、低 重量等优点，可用于航空航天 领域的无人机、卫星等设备的
动力源。
酸性燃料电池
以硫酸为电解质溶液，阳极发生氧化 反应，阴极发生还原反应。
熔融盐燃料电池
燃料电池电极反应式的书写策略课件
实例
氢能源公交车、家庭用氢能源燃 料电池、太空中的质子交换膜燃 料电池等。
02
极反式写的
电极反应式的定义与意义
• 电极反应式是燃料电池中的重要概念，它描述了在电极上发生 的化学反应及反应过程中的电子转移和能量转化。通过书写电 极反应式，可以深入理解燃料电池的工作原理和性能特点。
电极反应式的书写规则与注意事项
直接甲醇燃料电池电极反应式的书写策略
总结词
直接甲醇燃料电池的电极反应式需要考虑甲醇的氧化反应和氧的还原反应，同时注意电解质溶液的特性。
详细描述
直接甲醇燃料电池使用甲醇作为燃料，氧气作为氧化剂，在电解质溶液中进行反应。书写电极反应式时，需要关 注甲醇的氧化反应以及氧气在另一极的还原反应。同时需要注意电解质溶液的特性以及产物水的产生和传递。
学习方法
通过理论学习和实验操作相结合的方 式，掌握电化学基础知识，了解燃料 电池工作原理和电极反应机理，熟悉 实验测定方法和数据分析技巧，从而 能够正确书写燃料电池电极反应式。
展望
01
发展方向
未来燃料电池电极反应式书写策略的发展方向将主要集中在以下几个方
面
02
1. 拓展新型电极材料和反应机理
随着材料科学的不断发展，新型电极材料和反应机理将不断涌现，为燃
碱性燃料电池电极反应式的书写策略
总结词
碱性燃料电池的电极反应式应考虑燃料的氧化反应和氧的还原反应，同时注意电解质溶液的碱性特性。
详细描述
在碱性燃料电池中，通常使用甲烷、丙烷等烃类化合物作为燃料，氧气作为氧化剂，在氢氧化钾或氢 氧化钠等碱性电解质溶液中进行反应。产物水通过质子交换膜传递到另一极，同时释放电能。书写电 极反应式时，需要关注碱性电解质溶液中氢氧根离子的参与以及产物水的产生。
氢能源公交车、家庭用氢能源燃 料电池、太空中的质子交换膜燃 料电池等。
02
极反式写的
电极反应式的定义与意义
• 电极反应式是燃料电池中的重要概念，它描述了在电极上发生 的化学反应及反应过程中的电子转移和能量转化。通过书写电 极反应式，可以深入理解燃料电池的工作原理和性能特点。
电极反应式的书写规则与注意事项
直接甲醇燃料电池电极反应式的书写策略
总结词
直接甲醇燃料电池的电极反应式需要考虑甲醇的氧化反应和氧的还原反应，同时注意电解质溶液的特性。
详细描述
直接甲醇燃料电池使用甲醇作为燃料，氧气作为氧化剂，在电解质溶液中进行反应。书写电极反应式时，需要关 注甲醇的氧化反应以及氧气在另一极的还原反应。同时需要注意电解质溶液的特性以及产物水的产生和传递。
学习方法
通过理论学习和实验操作相结合的方 式，掌握电化学基础知识，了解燃料 电池工作原理和电极反应机理，熟悉 实验测定方法和数据分析技巧，从而 能够正确书写燃料电池电极反应式。
展望
01
发展方向
未来燃料电池电极反应式书写策略的发展方向将主要集中在以下几个方
面
02
1. 拓展新型电极材料和反应机理
随着材料科学的不断发展，新型电极材料和反应机理将不断涌现，为燃
碱性燃料电池电极反应式的书写策略
总结词
碱性燃料电池的电极反应式应考虑燃料的氧化反应和氧的还原反应，同时注意电解质溶液的碱性特性。
详细描述
在碱性燃料电池中，通常使用甲烷、丙烷等烃类化合物作为燃料，氧气作为氧化剂，在氢氧化钾或氢 氧化钠等碱性电解质溶液中进行反应。产物水通过质子交换膜传递到另一极，同时释放电能。书写电 极反应式时，需要关注碱性电解质溶液中氢氧根离子的参与以及产物水的产生。
2020高三化学二轮专题复习--燃料电池电极方程式的书写(共12张PPT)
8.梳理思路
燃料电池电极反应式的书写 1.判定燃料电池的正、负极 2.查找两极反应物（如通入的气体） 3.判定电解质是否参与反应(如铝-空气燃料电池) 4.推断或查找正负极产物（如Mg-AgCl电池） 5.根据电子得失、电荷守恒、元素守恒配平
列物质，标得失 选离子，配电荷 巧用水，配个数
9.现场演练
介质为酸性 正极：O2 + 4e－ ＝ 2O2－ 负极：2H2 － 4e－ ＝ 4H+
介质为中性 正极 O2 + 4e－ ＝ 2O2－ 负极 2H2 － 4e－+ 2O2－＝ 2H2O
7.熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）
电解质为熔融碳酸盐，一般为碱金属Li、K、Na、Cs的碳酸盐混合物，隔膜材料是LiAiO2，正 极和负极分别为添加锂的氧化镍和多孔镍。
MCFC的导电离子为CO2在阴极为反应物， 而在阳极为产物。实际上电池工作过程中 CO2在循环，即阳极产生的CO2返回到阴极 ，以确保电池连续地工作。通常采用的方 法是将阳极室排出来的尾气经燃烧消除其 中的H2和CO，再分离除水，然后将CO2返 回到阴极循环使用。
正极反应：O2 + 2CO2+4e－ ＝ 2 CO32－ 负极反应：2H2 + 2CO32－－4e－ ＝2CO2+2H2O 总反应：2H2 + O2 =2H2O
负极：2H2 -4e-= 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e- =2H2O 电池总反应：2H2 + O2 =2H2O
6.固体氧化物燃料电池（SOFC）
如以固体氧化锆—氧化钇为电解质
在固体氧化物燃料电池的阳极一侧持续通入燃料气，具有 催化作用的阳极表面吸附燃料气体，并通过阳极的多孔结 构扩散到阳极与电解质的界面。在阴极一侧持续通入氧气 或空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由于阴极本身 的催化作用，使得O2得到电子变为O2-，在化学势的作用 下，O2-进入起电解质作用的固体氧离子导体，由于浓度 梯度引起扩散，最终到达固体电解质与阳极的界面，与燃 料气体发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极。
高中化学选修四燃料电池ppt课件
如甲烷燃料电池 酸性电解质中2O； 碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，
即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
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5
第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；
燃料 种类
H2 CH4 CO
H2S
CH3OH
CH3CH2OH
电解质溶液 的酸碱性
⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇） 该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其
正极反应式应为 O2＋4e-=2O2-。
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9
第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的
总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
减去正 例如：甲极 物烷反氧燃应气料电池的电解质溶液为KOH溶液
总反应式： CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O
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例5、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。只要把灯放入海水中数分钟，
就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为：铝；
电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。 负极的电极反应式为： 4Al－12e－= 4A；l3+ 正极的电极反应式为： 3O2+6H2O+12e－。=12OH－ 总 说反明应:铝式板为要：及时4A更l+换3O, 2+6H2O = 4Al。(OH)3 铂做成网状是为了 增大与氧气的接触. 面积
法正确的是
B、C
1. A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极
2. B. 电池的总反应是：2C4H10＋13O2 = 8CO2＋10H2O 3. C. 通入空气的一极是正极，
即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
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第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；
燃料 种类
H2 CH4 CO
H2S
CH3OH
CH3CH2OH
电解质溶液 的酸碱性
⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇） 该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其
正极反应式应为 O2＋4e-=2O2-。
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第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的
总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
减去正 例如：甲极 物烷反氧燃应气料电池的电解质溶液为KOH溶液
总反应式： CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O
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例5、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。只要把灯放入海水中数分钟，
就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为：铝；
电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。 负极的电极反应式为： 4Al－12e－= 4A；l3+ 正极的电极反应式为： 3O2+6H2O+12e－。=12OH－ 总 说反明应:铝式板为要：及时4A更l+换3O, 2+6H2O = 4Al。(OH)3 铂做成网状是为了 增大与氧气的接触. 面积
法正确的是
B、C
1. A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极
2. B. 电池的总反应是：2C4H10＋13O2 = 8CO2＋10H2O 3. C. 通入空气的一极是正极，
燃料电池电极反应式的书写
活学活用
1、写出CH4、O2、KOH溶液组成的燃 料电池的电极反应式。
①燃烧总反应：CH4+2O2 = CO2+ 2H2O
后续反应：CO2+2OH- =CO32-+H2O
②燃料电池总反应： CH4+2OH-+2O2= CO32-+3H2O
③正极：2O2+4H2O+ 8e- = 8OH-
④负极：CH4+10OH--8e- = CO32-+7H2O
，
正极反应式:O2+2CO2+4e- =2CO32-
电池总反应式:
。
电池总反应式： 2CO +O2= 2CO2 负极电极反应式： 2CO+2CO32--4e- =4CO2
注意：
如果正极是氧气参与反应，则熟记以下电极反应式的正极 反应式：
（1）碱性电解质溶液环境下：
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
有机物中氢元素一般为 正1价；氧元素为负2价， 再根据化合价法则推断
碳元素的化合价。
3、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用
Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质，CO为负极燃 气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得6500℃下工作 的燃料电池，完成有关的电池反应式:
负极电极反应式:
总化学方程式 正极
2H2 + O2 = 2H2O -) O2+2H2O+4e- = 4OH-
负极
2H22H2H+224-O+44HeO- -=H-44-eH-- =+4e4-H=2O4H2O
+）4H+ + 4OH- = 2H2O(后续反应)
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2、甲烷燃料电池 ① 酸性电解液
总：CH4 + 2O2 = 2H2O 正：O2 + 4H+ + 4e﹣ = 2H2O 负：CH4 + 2H2O﹣ 8e﹣ = CO2 + 8H+
13
② 碱性电解液 总：CH4 + 2O2 + 2OH﹣ = CO32﹣ + 3H2O 正：O2 + 2H2O + 4e﹣ = 4OH﹣ 负：CH4 + 10OH﹣﹣ 8e﹣ = CO32﹣ + 7H2O
燃料电池 电极反应式的书写
高二化学组
1
2
3
燃料电池电极反应式的一般书写步骤： 第一步，写出燃料电池的总反应式； 第二步，写出燃料电池的正极反应式； 第三步，写出燃料电池的负极反应式。
4
一、书写总反应式
1、如果是氢氧燃料电池，无论以什么物质做电 解质（固态、酸性、碱性），总反应式皆为：
2H2 + O2 = 2H2O
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36
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应式。
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1、氢氧燃料电池 ① 酸性电解液
总：2H2 + O2 = 2H2O 正：O2 + 4H+ + 4e﹣ = 2H2O 负：2H2 ﹣ 4e﹣ = 4H+
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② 碱性电解液 总：2H2 + O2 = 2H2O 正：O2 + 2H2O + 4e﹣ = 4OH﹣ 负：2H2 + 4OH﹣﹣ 4e﹣ = 4H2O
5
2、如果是含碳元素的可燃物 ①酸性电解质：总反应方程式同燃烧的方程式一 样。 甲烷燃料电池的总反应方程式：
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
6
②碱性电解质 由于燃烧产物CO2和碱液反应，
CO2 + OH﹣ = CO32﹣ + H2O 所以燃料电池的总反应方程式应该是燃烧方程式 与CO2和碱液反应方程式叠加后的反应式，即：
14
<2>直接书写法 以碱性条件下甲烷燃料电池为例， ①找出元素化合价发生变化的物质：
CH4 → CO32﹣ ②标出电子守恒：
CH4 ﹣ 8e﹣→ CO32﹣
15
③写出电荷守恒： CH4 + 10OH﹣﹣ 8e﹣ → CO32﹣
④写出原子守恒： CH4 + 10OH﹣﹣ 8e﹣ = CO32﹣ + 7H2O
甲烷燃料电池的总反应方程式：
CH4 + 2O2 + 2OH﹣ = CO32﹣ + 3H2O 7
二、书写正极反应式
1、酸性电解质溶液（如H2SO4溶液） 正极反应式：O2 + 4H+ + 4e﹣ = 2H2O
2、碱性电解质溶液（如NaOH或KOH溶液） 正极反应式：O2 + 2H2O + 4e﹣ = 4OH﹣
8
3、熔融的碳酸盐电解质（如Li2CO3和Na2CO3熔 融盐混合物）
正极反应式：O2 + 2CO2 + 4e﹣ = 2CO32﹣
4、固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇，固体 电解质在高温下可允许O2﹣在其间通过） 正极反应式：O2 + 4e﹣ = 2O2﹣
9
三、书写负极反应式
<1>间接书写法 根据得失电子守恒，用总反应式减去正极反
2、甲烷燃料电池 ① 酸性电解液
总：CH4 + 2O2 = 2H2O 正：O2 + 4H+ + 4e﹣ = 2H2O 负：CH4 + 2H2O﹣ 8e﹣ = CO2 + 8H+
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② 碱性电解液 总：CH4 + 2O2 + 2OH﹣ = CO32﹣ + 3H2O 正：O2 + 2H2O + 4e﹣ = 4OH﹣ 负：CH4 + 10OH﹣﹣ 8e﹣ = CO32﹣ + 7H2O
燃料电池 电极反应式的书写
高二化学组
1
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3
燃料电池电极反应式的一般书写步骤： 第一步，写出燃料电池的总反应式； 第二步，写出燃料电池的正极反应式； 第三步，写出燃料电池的负极反应式。
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一、书写总反应式
1、如果是氢氧燃料电池，无论以什么物质做电 解质（固态、酸性、碱性），总反应式皆为：
2H2 + O2 = 2H2O
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1、氢氧燃料电池 ① 酸性电解液
总：2H2 + O2 = 2H2O 正：O2 + 4H+ + 4e﹣ = 2H2O 负：2H2 ﹣ 4e﹣ = 4H+
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② 碱性电解液 总：2H2 + O2 = 2H2O 正：O2 + 2H2O + 4e﹣ = 4OH﹣ 负：2H2 + 4OH﹣﹣ 4e﹣ = 4H2O
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2、如果是含碳元素的可燃物 ①酸性电解质：总反应方程式同燃烧的方程式一 样。 甲烷燃料电池的总反应方程式：
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
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②碱性电解质 由于燃烧产物CO2和碱液反应，
CO2 + OH﹣ = CO32﹣ + H2O 所以燃料电池的总反应方程式应该是燃烧方程式 与CO2和碱液反应方程式叠加后的反应式，即：
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<2>直接书写法 以碱性条件下甲烷燃料电池为例， ①找出元素化合价发生变化的物质：
CH4 → CO32﹣ ②标出电子守恒：
CH4 ﹣ 8e﹣→ CO32﹣
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③写出电荷守恒： CH4 + 10OH﹣﹣ 8e﹣ → CO32﹣
④写出原子守恒： CH4 + 10OH﹣﹣ 8e﹣ = CO32﹣ + 7H2O
甲烷燃料电池的总反应方程式：
CH4 + 2O2 + 2OH﹣ = CO32﹣ + 3H2O 7
二、书写正极反应式
1、酸性电解质溶液（如H2SO4溶液） 正极反应式：O2 + 4H+ + 4e﹣ = 2H2O
2、碱性电解质溶液（如NaOH或KOH溶液） 正极反应式：O2 + 2H2O + 4e﹣ = 4OH﹣
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3、熔融的碳酸盐电解质（如Li2CO3和Na2CO3熔 融盐混合物）
正极反应式：O2 + 2CO2 + 4e﹣ = 2CO32﹣
4、固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇，固体 电解质在高温下可允许O2﹣在其间通过） 正极反应式：O2 + 4e﹣ = 2O2﹣
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三、书写负极反应式
<1>间接书写法 根据得失电子守恒，用总反应式减去正极反