第四讲燃料电池电极方程式书写

1、燃料电池燃料电池电极反应式的书写电极反应式的书写高二化学组高二化学组历年高考热点燃料电池电极反应式的一般燃料电池电极反应式的一般书写步骤书写步骤：第一步，写出燃料电池的第一步，写出燃料电池的总总反应式；反应式；第二步，写出燃料电池的第二步，写出燃料电池的正极正极反应式；反应式；第三步，写出燃料电池的第三步，写出燃料电池的负极负极反应式。反应式。一、书写总反应式一、书写总反应式1、如果是、如果是氢氧燃料电池氢氧燃料电池，无论以什么物质做电，无论以什么物质做电解质（固态、酸性、碱性），总反应式皆为：解质（固态、酸性、碱性），总反应式皆为：2H2 + O2 = 2H2O2 2、如果是、如果是含碳元素

2、含碳元素的可燃物的可燃物酸性酸性电解质：总反应方程式电解质：总反应方程式同燃烧的方程式同燃烧的方程式一一样。样。甲烷燃料电池的总反应方程式：甲烷燃料电池的总反应方程式：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O碱性碱性电解质电解质由于燃烧产物由于燃烧产物CO2和碱液反应和碱液反应，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所以燃料电池的总反应方程式应该是燃烧方程式与与CO2和碱液反应方程式和碱液反应方程式叠加后叠加后的反应式，即：的反应式，即：甲烷燃料电池的总反应方程式：甲烷燃料电池的总反应方程式：CH4 + 2O2 + 2OH = CO32 + 3

3、H2O二、书写正极反应式二、书写正极反应式1、酸性酸性电解质溶液（如电解质溶液（如H2SO4溶液）溶液）正极反应式：正极反应式：O2 + 4H+ + 4e = 2H2O2、碱性碱性电解质溶液（如电解质溶液（如NaOH或或KOH溶液）溶液）正极反应式：正极反应式：O2 + 2H2O + 4e = 4OH3、熔融的碳酸盐熔融的碳酸盐电解质（如电解质（如Li2CO3和和Na2CO3熔熔融盐混合物）融盐混合物）正极反应式：正极反应式：O2 + 2CO2 + 4e = 2CO324、固体固体电解质（如固体氧化锆电解质（如固体氧化锆氧化钇，固体氧化钇，固体电解质在高温下可允许电解质在高温下可允许O2在其间

4、通过）在其间通过）正极反应式：正极反应式：O2 + 4e = 2O2三、书写负极反应式三、书写负极反应式 根据根据得失电子守恒得失电子守恒，用，用总总反应式反应式减去减去正极正极反反应式。应式。间接书写法间接书写法1 1、氢氧燃料氢氧燃料电池电池 酸性酸性电解液电解液 总总：2H2 + O2 = 2H2O 正正：O2 + 4H+ + 4e = 2H2O 负负：2H2 4e = 4H+ 碱性碱性电解液电解液 总总：2H2 + O2 = 2H2O 正正：O2 + 2H2O + 4e = 4OH 负负：2H2 + 4OH 4e = 4H2O2 2、甲烷燃料甲烷燃料电池电池 酸性酸性电解液电解液 总总：CH4 + 2O2 = 2H2O 正正：O2 + 4H+ + 4e = 2H2O 负负：CH4 + 2H2O 8e = CO2 + 8H+ 碱性碱性电解液电解液 总总：CH4 + 2O2 + 2OH = CO32 + 3H2O 正正：O2 + 2H2O + 4e = 4OH 负负：CH4 + 10OH 8e = CO32 + 7H2O直接书写法直接书写法找出元素找出元素化合价化合价发生发生变化变化的物质：的物质：标出标出电子守恒电子守恒：以以碱性碱性条件下条件下甲烷甲烷燃料电池为例，燃料电池为例，CH4 CO32CH4 8