燃料电池电极反应式的书写(课堂PPT)
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《燃料电池电极反应式的书写》上课课件(省级优质课获奖案例)
学生活动一：
合作小组 领 取 任 务 卡
抽签 确定 自制氢氧酸性燃料电池，并通过动手做实验总结出： 燃料电池的形成条件、正负极的确定等。 抽签 确定 自制碱性氢氧燃料电池，并通过动手做实验探究燃料电 池的工作原理。 抽签 确定 收集整理燃料电池的种类、优点及应用等。 抽签 确定 用现代技术探究肼和氨类（如N 2H4 _O2 /NaOH, N H3 _O NaOH）燃料电池电极反应式的书写，并总结规律。 2/ 抽签 确定 用现代技术探究烃类（如CH4 _O2 /H2 SO4 ，CH4 _O2 /NaOH）燃料电池电极反应式的书写，并总结规律。 抽签 确定 自选方法探究固体氧化物燃料电池（以H2_O2 /固体氧化 物且高温传导O2-、CH4 _O2 /传导O2-为例）电极反应式 的书写，并总结规律。 抽签 确定 用传统方法探究熔融碳酸盐燃料电池（以CO–O2 /熔融 Li2CO3且正极充入CO2、CH4 _O2 / K2 CO3且正极充入CO2
↓ ↓ ↓
失负氧（“师父养”）（关键） 燃料电池 （深化）
↓
知识迁移 ：
新型化学电池中 各类介质的书写 规律
电极反应式的书写（核心）
↓
解决高考中出现新型电池（应用）
环节3：:学以致用，能力提升
【学生练习1】
（2016年高考天津卷,10）氢能是发展中的新能 源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环 节。回答下列问题： （1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是___(至 少答出两点)。 污染小、可再生、资源丰富、燃烧热值高等 但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池， 写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式： ____________ 。 H -2e +2OH-=2H O
3、加减法
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
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。
不同介质下燃料电池电极反应式的书写(共14张PPT)
第7页，共14页。
-2
0
+4 -2
-2
2CH3OH + 3O2 +4OH－ = 2CO32 － + 6H2O ～12e－
↑ 2× 6e－ ↓ 6× 2e－
（-）负极：CH3OH
2 CH3OH -162ee－－ +16OH－= 2 CO32 － +12H2O
（+）正极：O2
3OO22++142ee－－ +6H2O = 12 OH－ H2O O2—
第8页，共14页。
CH3OH 、O2 燃料电池
酸性电解质：H2SO4溶液
H+ 移向正极
2CH3OH + 3O2 = 2CO2 +4H2O
（-）负极：CH3OH
2CH3OH －－126ee－－+ 2 H2O = 2 CO2 +12 H+
（+）正极：O2
3 O2+ 1+24ee－－+12H+ = 6 H2O OH－ O2— O2—+ 2H+ = H2O
第10页，共14页。
CH3OH 、O2 燃料电池
熔融氧化物电解质：如掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高 温下能传导正极生成的O2－
2CH3OH + 3O2 = 2CO2 +4H2O
（-）负极：CH3OH
O2－移向负极
2 CH3OH － 61e2－e－+ 6O2－ = 2 CO2 ↑ + 4H2O
第9页，共14页。
CH3OH 、O2 燃料电池
熔融盐电解质，如熔融的K2CO3
CO32－移向负极
2CH3OH + 3O2 = 2CO2 +4H2O
-2
0
+4 -2
-2
2CH3OH + 3O2 +4OH－ = 2CO32 － + 6H2O ～12e－
↑ 2× 6e－ ↓ 6× 2e－
（-）负极：CH3OH
2 CH3OH -162ee－－ +16OH－= 2 CO32 － +12H2O
（+）正极：O2
3OO22++142ee－－ +6H2O = 12 OH－ H2O O2—
第8页，共14页。
CH3OH 、O2 燃料电池
酸性电解质：H2SO4溶液
H+ 移向正极
2CH3OH + 3O2 = 2CO2 +4H2O
（-）负极：CH3OH
2CH3OH －－126ee－－+ 2 H2O = 2 CO2 +12 H+
（+）正极：O2
3 O2+ 1+24ee－－+12H+ = 6 H2O OH－ O2— O2—+ 2H+ = H2O
第10页，共14页。
CH3OH 、O2 燃料电池
熔融氧化物电解质：如掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高 温下能传导正极生成的O2－
2CH3OH + 3O2 = 2CO2 +4H2O
（-）负极：CH3OH
O2－移向负极
2 CH3OH － 61e2－e－+ 6O2－ = 2 CO2 ↑ + 4H2O
第9页，共14页。
CH3OH 、O2 燃料电池
熔融盐电解质，如熔融的K2CO3
CO32－移向负极
2CH3OH + 3O2 = 2CO2 +4H2O
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。
完整编辑ppt
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-。
完整编辑ppt
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
完整编辑ppt
15
完整编辑ppt
14
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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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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15
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14
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，
2021年氢氧燃料电池电极反应式的介绍模板写
必修二化学
欧阳光明（2021.03.07）
——氢氧燃料电池电极反应式的书写
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
电极反应要注意电解质的下列三种情况：
1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）
负极发生的反应为：H2– 2e- === 2H+，2H+ + 2OH- === 2H2O，所以：负极的电极反应式为：H2– 2e- + 2OH- === 2H2O；
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 +2H2O + 4e- === 4OH-。
2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）
负极的电极反应式为：H2–2e- === 2H+
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，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：H2–2e- === 2H+
正极的电极反应式为：O2 +2H2O + 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-。
相关主题
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传递到b极
9
氢氧燃料电池固体电解质下的电极反应
③CsHSO4晶体（传导H+）
负极：2H2-4e- =4H+
正极：O2+4H++4e-=2H2O
④掺杂（Y2O3的氧化锆ZrO2晶体（传导O2-）
负极：2H2-4e-+2O2－=2H2O
正极：O2+4e-=2O2－
10
燃料电池的电极规定
燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。通入可燃物的 一极为负极，可燃物在该电极上发生氧化反应；通入空气或 氧气的一极为正极，氧气在该电极上发生还原反应
注意：适时运用”减法“
6
当电解质溶液呈酸性时；
负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+4e-+4H+=2H2O
7
氢氧燃料电池电极反应式的书写
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
8
例1
解析：首先明确a为负极，这样电子应该是通过外 电路由a极流向b，A错；B选项反应应为 O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知标准状况。
⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式
是 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 。 ⑵此电池的正极发生的电极反应 3O2＋12H++12e-=6H2O
是
2CH3OH+2H；2O负－极12发e-=生2C的O2电↑+极12反H+应
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⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫 酸） 在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结 合H+离子生成H2O。这样，在酸性电解质溶液中， 正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。
18
例2、科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要 途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇 燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电 解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空 气。试回答下列问题：
1
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料
与氧气或空气进行反应，将化学能直接氧燃料电池首次被用作阿波罗宇宙飞船的 电源。用两个多孔石墨电极（分别含有不同的催化 剂）插入作为电解质的30%的KOH水溶液中，氧气 和氢气分别不断通入正极和负极并不断被消耗。
(2010年安徽理综）某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电 解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：
D 2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－=4OH－ C．每转移0.1 mol电子，
消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质
15
1、燃料电池总反应方程式的书写
因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相 同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要 注意燃料的种类。 氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解 质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O
含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和 电解质溶液的酸碱性有关
11
燃料电池的分类
一、燃料电池的分类
1、按燃料电池的运行机理分。 分为酸性燃料电池和碱性燃料电池
2. 按电解质的种类不同，有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质
2.1碱性燃料电池（AFC） 2.3磷酸燃料电池（PAFC） 2.4熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 2.2质子交换膜燃料电池（PEMFC） 2.5固体氧化物燃料电池（SOFC）
3
氢氧燃料电池电极反应式的书写
A
电池总反应：2H2 +O2= 2H2O
多
孔
氢气
电
极
多
孔 电
氧气
极
电解质
液体电解质 ①KOH溶液
4
负极：2H2-4e+4OH-=4H2O 正极：O2+4e+2H2O=4OH-
总反应： O2+2H2=2H2O
5
氢氧燃料电池电极反应式的书写方法一：
第一步 判断原电池的正负极反应物； 第二步 根据电解质环境书写产物； 第三步 根据电子得失情况和电荷守恒配平 反应式； 第四步 检查。
如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即 CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即 CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
16
2、燃料电池正极反应式的书写
因为燃料电池正极反应物一般是氧气，正极都是氧化剂氧气 得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应 的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是 O2＋4e-=2O2-。正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电 解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非 常重要的一步。现将与电解质有关的几种情况归纳如下。
效率
固fue体l 氧60c% 0e化%ll)~物9燃32料7%% 电~池4(S48% 3O%F~C5)
(5s0o%lid~
ox5i0d%e ~6
5%
13
使用温度 60~120 160~2 60~120 600~10 600~10
14
燃料电池电极反应式的书写方法二
第一步，先写出燃料电池的总反应方程式 第二步，写出燃料电池的正极反应式； 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。
电解质acid氢fu氧e化l钾cel磷l)酸
质子渗透 碳酸钾 固体氧化
熔融碳溶液酸盐燃料电池(M膜CFC) (molten物
燃料 carb纯o氢nate fu天e然l气c，ell)氢、甲醇 天然气、 天然气、 质子交换膜燃氢料电池(P、E天M然F气C)煤气(气pr、o沼ton煤 气气、沼
氧化剂exch纯a氧nge m空e气mbran空e气fuel c空e气ll) 空气
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
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燃料电池的种类
燃 类料型电碱池性燃碱 电性池料燃电料池磷料（电酸A型池F燃C）质膜（燃子料交al电换kal熔盐in燃融e料碳f电酸uel固 物燃体氧料化电
cell)
池
池
池
英文简磷称酸型AF燃C 料电P池AF(CPAFCP)EM(FpChosMpChFoCrouSsOFC
9
氢氧燃料电池固体电解质下的电极反应
③CsHSO4晶体（传导H+）
负极：2H2-4e- =4H+
正极：O2+4H++4e-=2H2O
④掺杂（Y2O3的氧化锆ZrO2晶体（传导O2-）
负极：2H2-4e-+2O2－=2H2O
正极：O2+4e-=2O2－
10
燃料电池的电极规定
燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。通入可燃物的 一极为负极，可燃物在该电极上发生氧化反应；通入空气或 氧气的一极为正极，氧气在该电极上发生还原反应
注意：适时运用”减法“
6
当电解质溶液呈酸性时；
负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+4e-+4H+=2H2O
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氢氧燃料电池电极反应式的书写
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
8
例1
解析：首先明确a为负极，这样电子应该是通过外 电路由a极流向b，A错；B选项反应应为 O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知标准状况。
⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式
是 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 。 ⑵此电池的正极发生的电极反应 3O2＋12H++12e-=6H2O
是
2CH3OH+2H；2O负－极12发e-=生2C的O2电↑+极12反H+应
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⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫 酸） 在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结 合H+离子生成H2O。这样，在酸性电解质溶液中， 正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。
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例2、科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要 途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇 燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电 解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空 气。试回答下列问题：
1
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料
与氧气或空气进行反应，将化学能直接氧燃料电池首次被用作阿波罗宇宙飞船的 电源。用两个多孔石墨电极（分别含有不同的催化 剂）插入作为电解质的30%的KOH水溶液中，氧气 和氢气分别不断通入正极和负极并不断被消耗。
(2010年安徽理综）某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电 解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：
D 2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－=4OH－ C．每转移0.1 mol电子，
消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质
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1、燃料电池总反应方程式的书写
因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相 同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要 注意燃料的种类。 氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解 质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O
含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和 电解质溶液的酸碱性有关
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燃料电池的分类
一、燃料电池的分类
1、按燃料电池的运行机理分。 分为酸性燃料电池和碱性燃料电池
2. 按电解质的种类不同，有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质
2.1碱性燃料电池（AFC） 2.3磷酸燃料电池（PAFC） 2.4熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 2.2质子交换膜燃料电池（PEMFC） 2.5固体氧化物燃料电池（SOFC）
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氢氧燃料电池电极反应式的书写
A
电池总反应：2H2 +O2= 2H2O
多
孔
氢气
电
极
多
孔 电
氧气
极
电解质
液体电解质 ①KOH溶液
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负极：2H2-4e+4OH-=4H2O 正极：O2+4e+2H2O=4OH-
总反应： O2+2H2=2H2O
5
氢氧燃料电池电极反应式的书写方法一：
第一步 判断原电池的正负极反应物； 第二步 根据电解质环境书写产物； 第三步 根据电子得失情况和电荷守恒配平 反应式； 第四步 检查。
如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即 CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即 CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
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2、燃料电池正极反应式的书写
因为燃料电池正极反应物一般是氧气，正极都是氧化剂氧气 得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应 的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是 O2＋4e-=2O2-。正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电 解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非 常重要的一步。现将与电解质有关的几种情况归纳如下。
效率
固fue体l 氧60c% 0e化%ll)~物9燃32料7%% 电~池4(S48% 3O%F~C5)
(5s0o%lid~
ox5i0d%e ~6
5%
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使用温度 60~120 160~2 60~120 600~10 600~10
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燃料电池电极反应式的书写方法二
第一步，先写出燃料电池的总反应方程式 第二步，写出燃料电池的正极反应式； 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。
电解质acid氢fu氧e化l钾cel磷l)酸
质子渗透 碳酸钾 固体氧化
熔融碳溶液酸盐燃料电池(M膜CFC) (molten物
燃料 carb纯o氢nate fu天e然l气c，ell)氢、甲醇 天然气、 天然气、 质子交换膜燃氢料电池(P、E天M然F气C)煤气(气pr、o沼ton煤 气气、沼
氧化剂exch纯a氧nge m空e气mbran空e气fuel c空e气ll) 空气
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
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燃料电池的种类
燃 类料型电碱池性燃碱 电性池料燃电料池磷料（电酸A型池F燃C）质膜（燃子料交al电换kal熔盐in燃融e料碳f电酸uel固 物燃体氧料化电
cell)
池
池
池
英文简磷称酸型AF燃C 料电P池AF(CPAFCP)EM(FpChosMpChFoCrouSsOFC