第四讲 燃料电池电极方程式的书写(课堂PPT)
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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
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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
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
燃料电池 电极反应式的书写
高二化学组
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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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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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、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
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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
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
燃料电池 电极反应式的书写
高二化学组
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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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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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：