燃料电池电极反应方程式书写技巧
燃料电池的方程式及电极反应式
燃料电池的方程式及电极反应式几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写一、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-。
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+ 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：2CH4O+ 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为：3O2+ 12e- + 6H2O===12OH-负极的电极反应式为：CH4O–6e- + 8OH- === CO32-+ 6H2O2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O+ 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：2CH4O–12e-+2H2O === 12H++ 2CO2 说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、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。
燃料电池电极方程式的书写
<2>直接书写法 以碱性CO32﹣ ②标出电子守恒：
CH4 ﹣ 8e﹣→ CO32﹣
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
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﹣
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
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：
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﹣
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。
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+
燃料电池电极反应式书写方法与学习方法
燃料电池电极反应式书写方法与学习方法燃料电池电极反应式书写方法法一：常用方法电极：惰性电极;燃料包含：H2;烃如：CH4;醇如：C2H5OH等。
电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液;②碱性电解质溶液如：NaOH溶液;③熔融氧化物如：Y2O3;④熔融碳酸盐如：K2CO3等。
本文来自化学自习室!第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
本文来自化学自习室!如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O;甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH 溶液)的反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②①式+②式得燃料电池总反应为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O 本文来自化学自习室!本文来自化学自习室!第二步：写出电池的正极反应式本文来自化学自习室!根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式：O2+4e-=O2-(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO32- 。
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：1、酸性条件燃料电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O①燃料电池正极反应：O2+4H++4e-=2H2O②①-②×2，得燃料电池负极反应：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+2、碱性条件燃料电池总反应：C H4+202+2NaOH=Na2CO3+3H2O①燃料电池正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-②①-②×2，得燃料电池负极反应：CH4+10OH--8e-=CO +7H2O3、固体电解质(高温下能传导O2-) 本文来自化学自习室!燃料电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O①燃料电池正极反应：O2+4e-=2O2-②①-②×2，得燃料电池负极反应：CH4+O2--8e-=CO2+2H2O4，熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下本文来自化学自习室!电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O。
燃料电池电极反应式书写的规律
燃料电池电极反应式书写的规律山东省东营市利津县第二中学孙娟妮殷建鹏原电池知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考的热点，在学习原电池时，学生最感到困难的是电极反应式的书写，特别燃料电池的电极反应式的书写，为了帮助同学们准确把握这类电池的电极反应式的写法，我结合自己的教学体会谈谈这方面的问题，供大家参考。
燃料电池是一种不经燃烧，将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置，它和其它电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能的一种电池。
燃料即化石燃料以及由此得到的衍生物，如氢、肼、烃、煤气等液体和气体燃料；氧化剂仅限于氧和空气。
燃料电池基本结构与一般化学电源相同，由正极（氧化剂电极）、负极（燃料电极）和电解质构成，但其电极本身仅起催化和集流作用。
燃料电池工作时，活性物质由外部供给，因此，原则上说，只要燃料和氧化剂不断地输入，反应产物不断地排出，燃料电池就可以连续放电，供应电能。
氢氧燃料电池基本结构所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应的书写同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式的步骤类似于普通原电池，在书写时应注意以下几点：1.电池的负极一定是可燃性气体，失电子，元素化合价升高，发生氧化还原反应；电池的正极一定是助燃性气体，得电子，化合价降低，发生还原反应。
2.燃料电池两电极材料一般都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，两电极只是传导电子的作用。
3.电极反应式作为一种特殊的离子反应方程式，也必需遵循原子守恒，得失电子守恒，电荷守恒。
4.写电极反应时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应中出现的离子相对应，在碱性电解质中，电极反应式不能出现氢离子，在酸性电解质溶液中，电极反应式不能出现氢氧根离子。
5.正负两极的电极反应式在得失电子守恒的条件下，相叠加后的电池反应必须是燃料燃烧反应和燃料产物于电解质溶液反应的叠加反应式。
燃料电池电极方程式的书写和技巧(必修2)
燃料电极方程式的书写和技巧
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﹣
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Байду номын сангаас电解质在高温下可允许O2﹣在其间通过）
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
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： 甲烷燃料电池的总反应方程式： CH4 + 2O2 + 2OH﹣ = CO32﹣ + 3H2O
2、甲烷燃料电池
① 酸性电解液
总：CH4 + 2O2 = CO2+2H2O 正：O2 + 4H+ + 4e﹣ = 2H2O 负：CH4 + 2H2O﹣ 8e﹣ = CO2 + 8H+
② 碱性电解液 总：CH4 + 2O2 + 2OH﹣ = CO32﹣ + 3H2O 正：O2 + 2H2O + 4e﹣ = 4OH﹣ 负：CH4 + 10OH﹣﹣ 8e﹣ = CO32﹣ + 7H2O
燃料电池电极反应方程式的书写
2、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）
总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O 负极：2H2 –4e-
=== 4H+ (氧化反应)
正极：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O (还原反应)
3、电解质是NaCl溶液（中性电解质）
总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O 负极：2H2 – 4e-
燃料电池电极反应方程式的书写
新疆乌鲁木齐市第二十三中学 李艳华
燃料电池
燃料电池反应实际上等同于燃料的燃烧反应，但要特别注意 介质对产物的影响。
电解质溶液 ：KOH等强碱、 H2SO4等强酸、NaCl等盐溶液
燃料电池的电极反应的书写
①先写总反应：燃料在氧气中的燃烧 若有CO2生成，且电解质为强碱时， 考虑CO2+2OH—=CO32—+H2O ②再写相对简单电极反应：
=== 4H+(氧化反)
正极：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—(还原反应)
二、甲烷燃料电池 １、酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液） 总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 负极： CH4 -- 8e- + 2H2O == CO2 +8H+ (氧化反应)
3、熔融盐（铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质，甲烷为
负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气）
总反应方程式
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
负极 ： CH4 － 8e－ ＋ 4CO32－ ＝ 5CO2 ＋ 2H2O 正极 ： 2O2 ＋ 8e－ ＋ 4CO2 ＝ 4CO32-
燃料电池电极反应式的书写
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
高中化学燃料电池的电极反应书写方法
酸性（H+） 碱性（OH-
CO2 CO32-
碳4氢1氧-2
H+ OH-
方法：正极方程式——还原反应
酸性（H+）：有H+要H+变成H2O
碱性（OH-):无H+要H2O变成OH-
• 负极方1写程碳式—2—失子电氧化3反配电应荷
4补 H2O
酸性 （H+）
碱性 （OH-)
CO2
CO
23
碳4 氢1 氧-2
H+ OH-
练习：O2—CH4
碱性（OH- ）： 正极：O2+4e-+2H2O===4OH负极： CH4+10OH - - 8e-===CO32-+7H2O 总反应方程式为： CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O 酸性（H+）： 正 负极 极： ：O2+4e-+4H+===2H2O CH4-8e- +2H2O===CO2+8H+ 总反应方程式为： 2O2+CH4===2H2O+CO2
• 正极方程式——还原反应 • 酸性（H+）：有H+要H+变成H2O O2+4e-+4H+===2H2O • 碱性（OH-):无H+要H2O变成OH- O2+4e-+2H2O===4OH-
• 负极方程式——氧化反应（含碳的化合物CO、CH4、CH3OH、C6H12O6）
1写碳
2失电子
3配电荷
4补H2O
方法：正极方程式——还原反应
酸性（H+）：有H+要H+变成H2O
碱性（OH-):无H+要H2O变成OH-
燃料电池电极反应式的书写
燃料电池电极反响式的书写燃料电池电极反响式的书写是中学化学教学的难点，也是高考化学的常考考点之一，在书写时学生往往易错。
参加北大附中课堂教学培训，感悟最深的是桑教师对燃料电池电极反响式的复习的处理，其复习教学设计如下：一、首先分清原电池的正、负极均为惰性电极，电极均不参与反响。
二、正极发生复原反响，通入的气体一般是氧气，氧气得到电子首先变为氧离子，根据电解质的不同，其负极电极反响式书写分以下几种情况：〔1〕在酸性溶液中生成的氧离子与氢离子结合生成水，其电极反响式为：O2 + 4e- + H+== 4H2O〔2〕在碱性溶液中,氧离子与氢氧根离子不能结合,只能与水结合生成氢氧根离子,其电极反响式为：O2 + 4e -+ 2H2O== 4OH-〔3〕在熔融碳酸盐中,氧离子与碳酸根离子不能结合，只能与二氧化碳结合生成碳酸根离子，其电极反响式为：O2+2CO2-+4e-==2 CO32-〔4〕在熔融氧化物介质中，氧气得到电子转化为氧离子,其电极反响式为：O2 + 4e- == 2O2-三、负极发生氧化反响,负极生成的离子一般与正极产场结合，有以下几种情况：(1)假设负极通入的气体是氢气,则①酸性液中 H2- 2e- == 2H+②碱性溶液中 H2 - 2e- + 2OH- == 2H2O③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O(2) 假设负极通入的气体为含碳的化合物CO、CH4、CH3OH等,碳元素均转化为正四价碳的化合物、在酸性溶液中生成二氧化物气体、在碱性溶液中生成碳酸根离子,熔融碳酸盐中生成二氧化碳，熔融氧化物中生成碳酸根离子。
含有氢元素的化合物最终都有水生成。
如CH3OH燃料电池：酸性溶液中负极反响式为:：CH3OH - 6e- + H2O == CO2↑ + 6H+碱性溶浚中负极反响式为：CH3OH - 8e- + 10OH- == CO32-+ 7H2O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，总反响为：2H2 + O2 === 2H2O电极反响特别要注意电解质，有以下三种情况：1．电解质是KOH溶液〔碱性电解质〕负极发生的反响为：H2– 2e- === 2H+,2H+ + 2OH-=== 2H2O,所以：负极的电极反响式为：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，正极的电极反响式为：O2 +2H2O + 4e- === 4OH-。
从燃料电池谈电极反应方程式书写的技巧
关注介质对产物形式的影响
负极H2→H+
酸性：H+ 碱性：H+ +OH－=H2O 传导O2－ ：2H++O2－=H2O 熔融碳酸盐：2H++CO32－=H2O+CO2
关注介质对产物形式的影响
负极C→CO2
酸性：CO2 碱性：CO32－ 传导O2－ ：CO2
一、从燃料电池出发体会电极反应书写技巧
负极反应式
－4
＋4
CH4 -8e－+2H2O= CO2 ＋8H＋
配平技巧：原子守恒
一、从燃料电池出发体会电极反应书写技巧 负极反应式
－C2H3OH-6e－ +8OH－
＋4
= CO32－
＋6H2O
配平技巧：平衡电荷
一、从燃料电池出发体会电极反应书写技巧
负极反应式
－2
CH3OCH3
-12e－+6O2－=
+4
2CO2＋3H2O
正极：FePO4+ e－+Li+ = LiFePO4 ②写出充电时的电极反应式。
阴极：Li + + e－ = Li
阳极：LiFePO4－ e－ = FePO4＋Li+
二、常见可充电电池中电极反应的研究
书写电极反应方程式的其他技巧
1.利用充、放电关系 2.总反应式减去某电极的反应式 3.抓住题目中的有用信息
正极
酸性：O2+4e－+4H+=2H2O 碱性：O2+4e－+2H2O=4OH－ 传导O2－：O2+4e－=O2－ 熔融碳酸盐：O2+4e－+2CO2=2CO32－
例谈燃料电池电极方程式书写技巧
经验交流2014-01电化学知识在日常生产生活中应用广泛，其相应知识的考查在近年各省市的高考试题中得到充分体现，属高频考点。
以新型原电池，特别是燃料电池为背景考查原电池的相关知识尤为突出，其中电极方程式书写逢考必有。
本文以一道试题为例，总结归纳电极方程式书写的一般规律。
试题：熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。
某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
试写出其正负极电极方程式。
变式一：若电解质溶液为KOH溶液，写出其正负极电极方程式。
变式二：若电解质溶液为H2SO4溶液，写出其正负极电极方程式。
此类问题的解决通常分为以下三个步骤：第一步：写出其总反应，标电子转移。
我们知道，原电池本质是把一个自发的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分开在两极进行，其电子转移通外电路而形成电流，因此还原剂作电池的负极，正极为氧化剂。
2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。
从转移电子来看，我们不难判断出C4H10为负极，O2为正极，这样我们就可以写出电极反应的大致形式了。
需要注意的是，写总反应时要考虑产物是否与电解质溶液反应，如变式一，总反应应改写为：2C4H10+13O2+ 16KOH=8K2CO3+18H2O第二步：写两个电极反应的大致形式。
根据写出的总反应及电子转移，我们可以写出电极反应的大致形式。
负极：2C4H10-52e-+…=…正极：13O2+52e-+…=…接下来就是如何确定电极产物。
第三步：根据电解质溶液确定产物，依据电荷守恒和元素守恒调平电极方程。
负极产物为+4价的碳元素和+1价的氢元素，其具体形式可能为CO2、CO2-3和H2O、H+，根据电解质的酸碱性确定最终形式，如题中电解质为熔融的K2CO3，应为CO2和H2O，电解质溶液为碱性时为CO2-3和H2O，电解质溶液呈酸性时为CO2和H+。
燃料电池电极反应的书写规律
燃料电池电极反应的书写规律1、燃料电池电极反应的书写规律（1）燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一直，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应为22222O H O H +=；甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH 溶液）的反应为：O H CO O CH 222422+=+ ①，O H CO Na NaOH CO 23222+=+ ②，①+②得总反应：O H CO Na NaOH O CH 23224322+=++。
（2）燃料电池的负极为通入燃料的一极，燃料失电子被氧化；正极为通入氧气的一极，氧气得电子被还原。
在书写时要注意不同的电解质中有不同的电极反应。
常见的电解质有酸性溶液、碱性溶液和固体电解质（一般有空穴，可让-2O 自由移动）。
书写电极反应时按以下的步奏：① 列物质，标得失：列出发生氧化还原反应的物质，标出电子得失；② 选离子，配电荷：根据电解质的不同，选择+H 、-OH 或其他离子(如固体电解质中的-2O )配平，使反应式两边的电荷守恒；③ 配系数，巧用水：用观察法配相应的化学计量数，使两边原子个数相等，若H 、O 原子个数不相等，可添加O H 2配平。
2、实例分析以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应的书写方法。
（1）酸性条件燃料电池总反应：O H CO O CH 222422+=+燃料电池负极：① 列物质，标得失：248CO e CH →-- ② 选离子，配电荷：上式中左边相当于有8个正电荷，右边没有电荷，又因在酸性条件下，故可在右边加8个正电荷----8个+H ，使电荷守恒，即+-+→-H CO e CH 8824。
③ 配系数，巧用水：在上式的左边加2个O H 2，即可配平，+-+=-+H CO e O H CH 882224。
写出电极的负极反应后，可用总反应方程式减去负极反应式（注意电子得失守恒），即可得电池正极反应式：O H e H O 22244→++-+（2）碱性条件燃料电池总反应：O H CO Na NaOH O CH 23224322+=++燃料电池负极：① --=-2348CO e CH ② ---=-+234810CO e OH CH③ O H CO e OH CH 22347810+=-+--- 燃料电池正极：--→++OH e O H O 44222（3）固体电解质（高温下能传导-2O） 燃料电池总反应：O H CO O CH 222422+=+ 燃料电池负极：① 248CO e CH =-- ② 22484CO e OCH =-+-- ③ O H CO e O CH 2224284+=-+--燃料电池正极：--→+2224O e O。
燃料电池电极方程的书写
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＋
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
燃料电池书写的要点(很实用)
燃料电池的的电极方程式书写要点在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式一般分为三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再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。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
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。
若是氢氧燃料电池，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。
若燃料是含碳元素的可燃物，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，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。
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律是氧气，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五种情况归纳如下。
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。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。
燃料电池电极反应方程式书写技巧
谈谈原电池电极反应式的书写技巧一般来说，原电池电极反应式的书写应注意一下四点：一般来说，原电池电极反应式的书写应注意一下四点：1.首先判断原电池的正负极首先判断原电池的正负极 如果电池的正负极判断失误，则电极反应必然写错。
一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的。
如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为： 负极：2Al －6e －=== 2Al 3+正极：6H 2O +6e －=== 6OH －+3H 2↑ 或 2Al 3++2H 2O +6e －+ 2OH －=== 2AlO 2－+ 3H 2↑ 再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为：失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为： 负极：Cu －2e －=== Cu 2+正极：2NO 3－ + 4H + +2e －=== 2NO 2↑+2H 2O 2.要注意电解质溶液的酸碱性要注意电解质溶液的酸碱性在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。
如氢－氧燃料电池就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应：就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应： 负极：2H 2－4e －=== 4H +正极O 2 + 4H + + 4e －=== 2H 2O 如果是在碱性溶液中，则不可能有H +出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH －。
由于CH 4、CH 3OH 等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以CO 32－离子形式存在的，故不是放出CO 2。
3.还要注意电子转移的数目还要注意电子转移的数目 在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。
燃料电池正负极方程式的书写方法
燃料电池正负极方程式的书写方法嘿，朋友们！今天咱就来好好唠唠燃料电池正负极方程式的书写方法，这可太重要啦！
你想想，就像搭积木一样，你得知道每块积木该放哪儿，燃料电池的正负极方程式书写也是有门道的。
比如氢氧燃料电池，那正极是氧气得电子的地方呀！就好比一场比赛，氧气是那个胜利的选手，欢快地抱走了电子呢！O2 + 4e- + 4H+ → 2H2O，嘿，瞧这方程式，多清晰明了。
再说说负极，燃料失电子呀。
就像一个大力士在不断地往外扔东西，氢原子把电子扔出去啦！2H2 - 4e- → 4H+。
哎呀，是不是觉得挺有意思的？这可不是随随便便就能写对的哦！你得用心去感受它们的变化。
就像你交朋友一样，得了解他们的性格特点才能更好地相处嘛！
所以呀，大家可别小瞧这燃料电池正负极方程式的书写，掌握好了，那可是能在能源领域大显身手的哟！加油吧，朋友们，相信你们一定能写得又快又准！。
“五步法”书写燃料电池电极反应式
４ ． 电解 质为 固体 电解 质 （ 如 固体 氧化 锆一 氧化
钇 ）
总电池反应式 ： 解析 ： 写出一氧化碳燃烧 的化学方程式
０ ２ ＋ ２ Ｃ ０＝ ２ Ｃ ０２
该 固体 电解 质在高 温下可允 许０ ｚ 一 离 子在 其问
通过 ， 故其正极反应式应为０ ： ＋ ４ ｅ － ￣２ ０ ｚ － 。
或： ２ Ｃ Ｈ ４ Ｏ ＋ ４ ０ Ｈ 一 ＋ ３ ０ ２ ＝２ Ｃ ０ ￣ － ＋ ６ Ｈ ２ ０ 正极反应式为 ： ０ ２ ＋ ２ Ｈ ２ Ｏ ＋ ４ ｅ 一 － ￣ － ４ ０ Ｈ 一
① ②
４ ｅ 一 ＝ ２ Ｈ２ ０。
蠢 ． ． ：
在酸 性电解质溶 液 中，正 极反应式 为０ ＋ ４ Ｈ ＋
难 点剖析
ｔ
－ ｌ
～
步法’ ’ 冲 ； 写 燃料电池电 极反
■ 周 忠 亮
参
一
、
写 出燃 料燃 烧 的化 学 方 程 式
水煤气 、 甲烷 、 丁烷 、 甲醇 、 乙醇等 可燃性 物质 。不
同的可燃 物有 不 同的书写方 式 ，要 想先 写 出负 极 反应式 相 当困难 。一 般燃 料 电池 的负极 反应式 都 是采用 间接方 法书写 ，即按 上述要 求先 正确写 出 燃料 电池 的总 反应式 和正极 反应 式 ，然后在 电子 守恒 的基础上 用总反 应式 减去 正极反 应式 即得负
例２ ． 熔 融盐燃料 电池具 有高 的发电效率 ， 因而 受 到重视 ， 可用Ｌ ｉ Ｃ Ｏ ， 和Ｎ ａ ： Ｃ Ｏ ， 的熔融盐混合物作电 解质 ， Ｃ Ｏ为负极燃气 ， 空气与Ｃ Ｏ ： 的混合气为正极助 燃气， 制得在６ ５ ０ ￣ Ｅ 下工作 的燃料 电池 ， 完成 有关的
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谈谈原电池电极反应式的书写技巧
一般来说，原电池电极反应式的书写应注意一下四点：
1.首先判断原电池的正负极
如果电池的正负极判断失误，则电极反应必然写错。
一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的。
如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为：
负极：2Al－6e－=== 2Al3+
正极：6H2O +6e－=== 6OH－+3H2↑或2Al3++2H2O +6e－+ 2OH－=== 2AlO2－+ 3H2↑
再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为：
负极：Cu－2e－=== Cu2+
正极：2NO3－+ 4H+ +2e－=== 2NO2↑+2H2O
2.要注意电解质溶液的酸碱性
在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。
如氢－氧燃料电池就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应：
负极：2H2－4e－=== 4H +
正极O2 + 4H+ + 4e－=== 2H2O
如果是在碱性溶液中，则不可能有H+出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH－。
由于CH4、CH3OH等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以CO32－离子形式存在的，故不是放出CO2。
3.还要注意电子转移的数目
在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。
这样可避免在有关计算时产生错误或误差，也可避免由电极反应式写总反应方程式或由总方程式改写电极反应式时所带来的失误。
4.抓住总的反应方程式
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
而两个电极相加即得总的反应方程式。
所以对于一个陌生的原电池，只要知道总的反应方程式和其中的一个电极反应式，就可写出另一个电极反应式。
举例分析：
【例题1】CH3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池，该电池的负极反应式为_____。
解析：第一步：找氧化还原反应中的对应关系：氧化剂——还原产物；还原剂——氧化产物，在负极反应。
即：负极：CH3OH（还原剂）→CO32－（氧化产物）
第二步：分析电子转移的物质的量，CH3OH中碳元素为－2价，CO2－3中碳元素为+4价，1 mol CH3OH转移6 mol电子。
即负极：CH3OH→CO32－ + 6e－
第三步：依据电荷原理配平以上电极反应式，缺少的物质从反应介质中寻找。
因为该电池为碱性电池，而且左右相差8 mol负电荷，所以应该在左边添加8 mol OH－。
即：
负极：CH3OH + 8OH－===CO32－+ 6e－
第四步：OH－或H+ 与H2O为对应关系，即一边有OH－或H+，则另一边有H2O。
所以负极反应式为：
CH3OH + 8OH－=== CO32- + 6e－+ 6H2O或CH3OH－6e－+ 8OH－=== CO32－+ 6H2O
答案：CH3OH + 8OH－===CO32－ + 6e－+ 6H2O或CH3OH－6e－+ 8OH－===CO32－+ 6H2O
变式若将KOH的碱性反应环境变为酸性环境，则该电池的负极反应式为_____。
解析：还原剂为CH3OH，氧化产物为CO2，在负极1 mol CH3OH生成CO2共转移6 mol 电子，在上题第三步中需要在右边添加6 mol H+，在第四步中应该有1 mol H2O参加反应，即负极电极反应式为CH3OH + H2O ===CO2↑+ 6e－+6H+ 或
CH3OH－6e－+H2O === CO2↑+ 6H+
答案：CH3OH + H2O === CO2↑+ 6e－+6H+ 或CH3OH－6e－+H2O ===CO2↑+ 6H+
【例题2】可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应式为：O2 + 2H2O + 4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al + 3OH－－3e－＝Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
解析：电解质溶液显碱性或中性，该燃料电极的正极发生反应为：
O2 +2H2O + 4e－＝4OH－，A对；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：
Al + 4OH－－3e－＝AlO2－+ 2H2O，故B错；该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为
4Al + 3O2 + 4OH－＝4AlO2－+ 2H2O，溶液pH降低，因此C错；电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，又称D错。
答案：A
跟踪练习
练习1. 据报道，摩托罗拉公司的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。
（1）关于该电池的叙述错误的是_____________.
①放电时，正极反应为：O2 + 4e－+ 4H+=== 2H2O
②放电时，负极反应为：CH3OH－6e－+ 8OH－=== CO32－+ 6H2O
③充电时，原电池的负极与电源的正极相连接
④充电时，阴极反应为：4OH－－4e－=== 2H2O + O2↑
（2）若以熔融的K2CO3为电解质，阳极充入CO2与O2的混合气体。
试写出该燃料电池的电极反应式：负极______________________；正极________________________。
解析：（1）放电时，正极是O2得电子，但溶液是碱性的，电极反应式是：
O2 + 4e－+ 2H2O === 4OH－。
充电时，原电池的负极与电源的负极相连接，让发生了氧化反应的原电池的负极被还原，
阴极发生的是得电子的还原反应，即CO32－+ 6e－+ 6H2O ===CH3OH + 8OH－。
（2）熔融的K2CO3为电解质时，电极反应中只有CO32－参与反应或作为产物，没有H+、OH－。
答案：（1）①③④（2）负极：CH3OH－6e－+ 8OH－===CO32－+ 6H2O；
正极：O2 + 4e－+ 2H2O ===4OH－。
练习2. 市场上经常见到的标记为Li—ion的电池称为“锂离子电池”。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+ 的高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应为：
下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－=== Li+
B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．放电过程中Li+ 向负极移动
解析：A项Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，故正确；B项反应逆向进行时。
反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，故正确；C项由于Li可以与水反应，故电解质应为非水材料正确；D项原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错误。
答案：D
练习3．（2011浙江高考）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2 + 2H2O + 4e－=== 4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
解析：液滴边缘O2多，在碳粒上发生正极反应O2 + 2H2O + 4e－=== 4OH－。
液滴下的Fe发生负极反应，
Fe－2e－=== Fe2＋，为腐蚀区（a）。
A选项错误，Cl－由b区向a区迁移；B选项正确；C选项错误，液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀；D选项错误，Cu更稳定，作正极，反应为O2 + 2H2O + 4e－===4OH－。
答案：B。