甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式

甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式

一、引言

甲烷熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是一种高效率、低排放的能源转换设备，其电极反应式是整个电池工作中至关重要的一部分。本文将从深度和广度两个方面对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式展开全面评估，并撰写有价值的文章。

二、基础知识

1. 甲烷熔融碳酸盐燃料电池

甲烷熔融碳酸盐燃料电池是一种以碳酸盐为固态电解质，以甲烷与二氧化碳为气体燃料，氧气为氧化剂进行电化学反应的能源转换装置，其主要反应包括燃烧反应和电化学反应两部分。

2. 电极反应式

电极是甲烷熔融碳酸盐燃料电池中的重要组成部分，电极反应式是指在电极上发生的与电流流过电极的过程中同时进行的化学反应。对于MCFC电极反应式的深入研究，可以帮助我们更好地了解电池的工作原理和性能特点。

三、电极反应式的研究现状

目前关于MCFC电极反应式的研究主要集中在提高反应速率、降低电极极化、延长电极寿命等方面。研究发现，电极材料的选择、催化剂

的设计以及反应条件的优化都对电极反应式有着重要的影响。

四、MCFC电极反应式的探讨

1. 甲烷氧化反应

在MCFC的阳极电极上，甲烷氧化反应是一个关键的过程。甲烷通过内部反应转化为一氧化碳和氢气，然后再与碳酸盐离子发生电化学氧化反应。这一过程中，催化剂的设计和反应温度的控制对甲烷氧化反应的效率有着重要的影响。

2. 氧还原反应

在MCFC的阴极电极上，氧还原反应是一个关键的过程。电极对氧气的吸附和还原过程影响着整个电池的性能。目前，研究人员通过设计高效的氧还原催化剂，提高氧还原反应的速率，并减少电极极化。

五、个人观点和理解

对于MCFC电极反应式的研究，我认为应该注重不仅是反应速率的提高和电极极化的降低，还应该关注电极材料的稳定性和寿命。利用先进的材料设计和制备技术，可以进一步优化MCFC电极反应式，提高电池的能量转换效率。

六、总结与展望

通过对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式的深度评估，我们可以更好地理解MCFC的工作原理和优化方法。未来，随着材料科学和电化

学领域的不断发展，相信MCFC电极反应式的研究会取得更大的突破，为清洁能源的发展做出更大的贡献。

结语

本文从基础知识、研究现状、探讨和个人观点等方面对甲烷熔融碳酸

盐燃料电池电极反应式进行了全面评估，旨在帮助读者更深入地了解

这一领域的知识。希望本文能为相关研究和工程应用提供一定的参考

价值。

以上就是本次撰写的文章，希望能够对您有所帮助。甲烷熔融碳酸盐

燃料电池（MCFC）作为一种高效、低排放的能源转换设备，其电极反应式对于电池的稳定性、性能和寿命具有至关重要的影响。在本文中，我们将进一步探讨MCFC电极反应式的研究现状、关键问题和未来发

展方向，并就其在清洁能源领域中的应用潜力展开讨论。

MCFC电极反应式的研究现状

目前，关于MCFC电极反应式的研究主要集中在提高反应速率、降低

电极极化以及延长电极寿命等方面。在甲烷氧化反应方面，研究人员

通过设计高效的催化剂和优化反应条件，不断提高甲烷的氧化效率。

在氧还原反应方面，针对阴极电极上的氧气还原过程，研究人员致力

于设计高效的氧还原催化剂，以提高氧还原反应的速率，并减少电极

极化。

然而，当前的研究还存在一些问题，例如电极材料的稳定性、催化剂的寿命和反应条件的优化等方面仍需进一步研究。电极反应式研究还需要与电池整体性能相结合，进一步深入探讨电池的能量转换效率、循环稳定性等关键参数。

关键问题和未来发展方向

针对MCFC电极反应式研究中存在的关键问题，我们需要更加重视电极材料的稳定性和寿命，寻求具有高催化活性和长周期稳定性的电极材料。应该进一步优化催化剂的设计，提高其催化活性，延长其使用寿命，以满足电极反应式的需求。

另外，电极反应式的研究还需要结合先进的材料设计和制备技术，以实现对电极材料微观结构和表面性质的精细控制。应该加强电极反应式研究与电池整体性能的关联性，为MCFC的工程应用提供更为可靠的理论依据。

在未来的发展中，我们可以预见，随着材料科学和电化学领域的不断发展，将会涌现更多具有优异性能的电极材料和催化剂，以及更高效的电极反应式优化方法。这将为MCFC的性能提升和工程化应用提供更加坚实的基础。

MCFC在清洁能源领域中的应用潜力

作为一种高效、低排放的能源转换设备，MCFC在清洁能源领域中具

有巨大的应用潜力。MCFC具有较高的能量转换效率和低排放特性，可用于替代传统的化石能源发电方式，为能源转型提供一种创新的解决方案。

MCFC可以利用甲烷等多种碳氢化合物为燃料，在电化学反应中生成电能，具有较高的燃料适应性，可用于解决可再生能源发电在间歇性和不可预测性上的困难问题。

MCFC电池具有较长的使用寿命和循环稳定性，可以为电网调峰填谷提供可靠、持续的能源服务。在未来的能源供应体系中，MCFC有望成为一种重要的清洁能源技术，为能源转型和减少温室气体排放做出重要贡献。

结语

通过对MCFC电极反应式的深入探讨，我们可以更好地理解其在电池工作中的重要作用，以及其在清洁能源领域中的广阔应用前景。希望本文所提供的信息能够为相关研究和工程应用提供一定的启发，并为MCFC电极反应式的进一步研究提供一些新的思路和方向。愿MCFC 能够在未来的发展中发挥更加重要的作用，为可持续能源发展做出贡献。

燃料电池电极反应式的书写

燃料电池电极反应式的书写 燃料电池电极反应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，感悟最深的是桑老师对燃料电池电极反应式的复习的处理，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，电极均不参与反应。 二、正极发生还原反应，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，其负极电极反应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，其电极反应式为： 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,其电极反应式为： 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，其电极反应式为：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,其电极反应式为： O2 + 4e- == 2O2- 三、负极发生氧化反应,负极生成的离子一般与正极产场结合，有以下几种情况： (1)若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- == 2H2O ③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O (2) 若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： 酸性溶液中负极反应式为:：CH3OH - 6e- + H2O == CO2↑ + 6H+碱性溶浚中负极反应式为：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；

高中电化学部分-----燃料电池电极反应方程式书写

燃料电池反应书写 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-。 ⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物） 在熔融的碳酸盐环境中，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-。 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-。 综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 3、燃料电池负极反应式的书写 燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、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极反应式。 下面主要介绍几种常见的燃料电池。 一、氢氧燃料电池

燃料电池电极反应式的书写

燃料电池电极反应式的书写 临晋中学王怡 考试大纲在化学基本概念和基本理论中要求了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。燃料电池电极反应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，学生在书写电极反应式时往往不得要领，下面针对这种情况谈谈电极反应式的书写，希望对大家有所帮助。 一、首先分清原电池的正、负极均为惰性电极，电极均不参与反应。 二、正极发生还原反应，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，其负极电极反应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，其电极反应式为： 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,其电极反应式为： 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，其电极反应式为：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,其电极反应式为： O2 + 4e- == 2O2-

三、负极发生氧化反应,负极生成的离子一般与正极产场结合，有以下几种情况： (1)若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- == 2H2O ③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O (2) 若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： 酸性溶液中负极反应式为:：CH3OH - 6e- + H2O == CO2↑ + 6H+碱性溶浚中负极反应式为：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， 总反应为：2H2 + O2 === 2H2O

ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐

燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的高效电池，其电极反应直 接影响着电池的性能和稳定性。而在燃料电池中，ch4燃料电池电极 反应式熔融碳酸盐作为一种重要的材料，在电极反应过程中发挥着重 要作用。 让我们来了解一下什么是ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐。在燃 料电池中，使用熔融碳酸盐作为电解质的燃料电池被称为碳酸盐燃料 电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）。ch4燃料电池电极 反应式熔融碳酸盐则是指在MCFC中使用甲烷（CH4）作为燃料，并通过电极反应将其转化为二氧化碳（CO2）和水（H2O）的过程。 在ch4燃料电池中，电极反应式熔融碳酸盐的性质和反应机制对燃料 电池的性能和稳定性至关重要。这涉及到电极反应的速率、效率和稳 定性等方面。对熔融碳酸盐的性质和电极反应机制有深入的了解至关 重要。 具体来说，熔融碳酸盐具有高离子导电性能和较低的固体电解质阻抗，这使得在高温条件下，燃料电池能够发挥出更高的性能。而对于ch4 电极反应来说，理论上它可以将甲烷直接氧化为CO2和H2O，并释 放出电子，从而产生电能。在ch4燃料电池中，电极反应的速率和效 率直接影响着电池的功率密度和能量转化效率。 另外，熔融碳酸盐在反应过程中也会受到一些影响，比如碳偏析、金

属沉积以及电极的稳定性等问题。对于ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐的研究中，需要综合考虑材料的选择、电极结构的设计以及高温环境下的稳定性等方面的因素。 对于ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐的研究和理解，需要全面考虑材料性质、反应机制、电极结构以及高温环境下的稳定性等多个方面。在未来，通过更深入的研究，可以进一步提高燃料电池的效率和稳定性，从而推动燃料电池技术的发展和应用。 对于我个人来说，我认为ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为燃料电池的重要组成部分，其研究和应用将对清洁能源技术产生深远的影响。随着我对这一主题的深入研究和了解，我对燃料电池技术的前景和潜力有了更加全面、深刻和灵活的理解。 ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为一种重要材料，在燃料电池中发挥着重要作用。通过对其深入的研究和理解，可以进一步推动燃料电池技术的发展和应用，为清洁能源领域带来更多的可能性。希望未来能够有更多的科研机构和企业投入到这一领域的研究中，共同推动燃料电池技术的发展。燃料电池技术作为清洁能源领域的一个重要方向，一直备受关注。在过去几年里，人们对于燃料电池的研究和应用不断取得了突破，使得其在交通、电力等领域的应用日益广泛。在这个过程中，ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为一个重要组成部分，一直受到科研机构和企业的密切关注。

甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式

甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式 一、引言 甲烷熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是一种高效率、低排放的能源转换设备，其电极反应式是整个电池工作中至关重要的一部分。本文将从深度和广度两个方面对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式展开全面评估，并撰写有价值的文章。 二、基础知识 1. 甲烷熔融碳酸盐燃料电池 甲烷熔融碳酸盐燃料电池是一种以碳酸盐为固态电解质，以甲烷与二氧化碳为气体燃料，氧气为氧化剂进行电化学反应的能源转换装置，其主要反应包括燃烧反应和电化学反应两部分。 2. 电极反应式 电极是甲烷熔融碳酸盐燃料电池中的重要组成部分，电极反应式是指在电极上发生的与电流流过电极的过程中同时进行的化学反应。对于MCFC电极反应式的深入研究，可以帮助我们更好地了解电池的工作原理和性能特点。 三、电极反应式的研究现状 目前关于MCFC电极反应式的研究主要集中在提高反应速率、降低电极极化、延长电极寿命等方面。研究发现，电极材料的选择、催化剂

的设计以及反应条件的优化都对电极反应式有着重要的影响。 四、MCFC电极反应式的探讨 1. 甲烷氧化反应 在MCFC的阳极电极上，甲烷氧化反应是一个关键的过程。甲烷通过内部反应转化为一氧化碳和氢气，然后再与碳酸盐离子发生电化学氧化反应。这一过程中，催化剂的设计和反应温度的控制对甲烷氧化反应的效率有着重要的影响。 2. 氧还原反应 在MCFC的阴极电极上，氧还原反应是一个关键的过程。电极对氧气的吸附和还原过程影响着整个电池的性能。目前，研究人员通过设计高效的氧还原催化剂，提高氧还原反应的速率，并减少电极极化。 五、个人观点和理解 对于MCFC电极反应式的研究，我认为应该注重不仅是反应速率的提高和电极极化的降低，还应该关注电极材料的稳定性和寿命。利用先进的材料设计和制备技术，可以进一步优化MCFC电极反应式，提高电池的能量转换效率。 六、总结与展望 通过对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式的深度评估，我们可以更好地理解MCFC的工作原理和优化方法。未来，随着材料科学和电化

燃料电池电极反应式的书写

燃料电池电极反应式的书写 燃料电池是现代社会中具有广阔发展前景的新能源，具有能量转换效率高，洁净无污染等特点。燃料电池依据电解质的不同，可以分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池及质子交换膜燃料电池等。 燃料电池电极反应式的书写是近年各省（区）、市高考考查的热点，也是考生得分低的一个难点。笔者拟通过以下例题与各位同行交流燃料电池电极反应式的书写及突破策略，敬请批评指正。 一、碱性燃料电池（AFC） 碱性燃料电池的电解质溶液常为KOH溶液，导电离子为OH-。 例1用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入CH4和O2，可形成燃料电池，该电池放电时负极发生的反应为__________________ 解析甲烷与氧气反应的方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，由于在碱性环境下CO2会与OH-反应生成CO32-，所以在KOH溶液中电池的总反应式为：CH4+2O2+2OH-= CO32-+3H2O（方程式的叠加结果）。在碱性或中性水溶液环境中电池正极反应式都为：2O2+4H2O+8e-=8OH-， 所以该电池在KOH溶液中负极反应式为：CH4+10OH--8e-=7H2O+CO32-（方程式的叠加结果）。 答案：CH4+10OH--8e-=7H2O+CO32- 例2 燃料电池是燃料（例如CO、H2、CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于CO燃料电池的说法不正确的是（） A．负极反应式为：CO+4OH--2e=CO32-+2H2O B．正极反应式为：O2+4e+2H2O=4OH- C．随着不断放电，电解质溶液碱性不变 D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大 解析在碱性环境下，CO燃料电池的总反应式为：2CO+O2+4OH-=2CO32-+2H2O；在碱性或中性溶液环境下电池正极反应式都为：O2+2H2O+4e-=4OH-；所以负极反应式为：CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O。依据电极反应方程式，当转移4mol电子时，正极产生4mol OH-，负极消耗8mol OH-，所以随着电池不断放电，电解质溶液碱性逐渐减弱。与燃料的直接燃烧相比较，燃料电池具有能量转换效率高、无污染等特点。 答案：C 二、磷酸型燃料电池（PAFC） 磷酸型燃料电池电解质为H3PO4，导电离子为H+。 例3 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电，电池负极反应为( ) A．H2＋2OH- ＝2H2O＋2e-B．O2＋4H+＋4e- ＝2H2O

2021届高考化学备考一轮热点强化：原电池以及应用【解析版】

原电池以及应用 1.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理如图。下列说法正确的是( ) A.a为CH4,b为CO2 B.C向正极移动 C.此电池在常温下也能工作 D.正极的电极反应式为O 2+2CO2+4e-2C 【解析】选D。电极反应式如下: 负极:CH 4-8e-+4C5CO2+2H2O 正极:2O2+8e-+4CO24C 根据图示中电子的移向,可以判断a处通入甲烷,b处通入空气,C应移向负极,由于电解质是熔融盐,因此此电池在常温下不能工作。 2.二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生 个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E= (列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW·h=3.6×106 J)。

【解析】电解质为酸性时,二甲醚(CH3OCH3)在燃料电池的负极上发生氧化反应,生成CO2和H+,CH3OCH3中碳元素的化合价为-2,CO2中碳元素的化合价为+4,所以1 mol CH 3OCH3失去12 mol电子,负极反应为CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+。第三空严格上说是物理和化学的综合问题。假设燃料二甲醚为1 kg,则我们只要知道电池的输出电能就能算出能量密度。1 kg二甲醚的物质的量为,1 kg 二甲醚产生的电量为×12 mol电子的电量。法拉第常数代表每摩尔电子所携带的电荷,那么1 kg二甲醚所产生的电荷为×12× 96 500 C·mol-1。根据电能公式W=UQ算出电能,再求出能量密度即可,且由此式得出的结果单位为J,要换算为kW·h。 答案:CH 3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+12 ÷(3.6×106J·kW-1·h-1)≈8.39 kW·h·kg-1 3.(2020·临川模拟)中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作为空气电极,设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可充电锂空气电池如下左图,电池的工作原理如下右图。下列有关说法正确的是( )

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+2H2O① CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O② ①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-=2H2O② ①-②×2，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-② ①-②×2，得燃料电池负极反应： CH4+10OH--8e-=CO +7H2O 3、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-=2O2-② ①-②×2，得燃料电池负极反应： CH4+O2--8e-=CO2+2H2O

学习园地多种燃料电池电极反应式的书写

燃料电池是原电池的具体应用，是应用前景非常广阔的绿色化学能源，在近几年的高考试卷中相关内容的考查也颇受青睐，尤其是不同环境中电极反应式的书写让很多学生伤透脑筋。为了帮助学生准确把握常见燃料电池电极反应式的书写方法，笔者结合个人的教学实践经验谈谈这方面的问题。 一、常见燃料电池的种类 燃料电池种类繁多，除了氢氧燃料电池，还有熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、金属空气电池等。随着研究的深入还会有新的燃料电池出现。 一般可根据燃料的燃烧反应写出燃料电池的总反应式，如氢氧燃料电池的总反应式为2H2+O22H2O。但要注意电解质环境，如在碱性环境中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O。 燃料电池的工作原理遵循氧化还原反应的有关规律，即负极失电子，化合价升高，正极得电子，化合价降低。因此一般正极反应式的书写基础都是O2+4e-2O2-，而O2-的何去何从与电解质环境有关，现将常见四种电解质环境中正极反应式的书写归纳如下。 （1）酸性溶液（如稀硫酸） 在正极O2+4e-2O2-，酸性溶液中2O2-+4H+2H2O，因此正极反应式为O2+4e- +4H+2H2O。 （2）碱性溶液（如氢氧化钾溶液） 在正极O2+4e-2O2-，碱性溶液中2O2-+2H2O4OH-，因此正极反应式为O2+4e- +2H2O4OH-。 这里注意（1）、（2）两种情况均为含水环境。 （3）熔融的碳酸盐为电解质（如熔融K2CO3） 说明：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为燃气，空气与CO2的混合气体为助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。 在正极O2+4e-2O2-，熔融的碳酸盐中2O2-+2CO22CO2-3，因此正极反应式为 O2+4e-+2CO22CO2-3。 （4）固体氧化物为电解质（如固体氧化锆-氧化钇，可传导O2-） 说明：固体氧化物燃料电池是美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的。它以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过，该电池的工作原理如图1所示，其中多孔电极a、b均不参加电极反应。 正极反应式应为O2+4e-2O2-。

高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式

高中化学需要掌握的 8个燃料电池的方程式 几种常见的― 燃料电池‖ 的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 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 + H2O + 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- + 2 H+ === 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 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- + 6H20===12OH- 负极的电极反应式为:CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O 2. 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

各种原电池的电极反应

各种原电池 1、银 锌电池：负极：Zn + 2OH- - 2e- ZnO + H2O 正极：Ag2O + H2O + 2e- 2Ag + 2OH- 总反应：Zn + Ag2O 2Ag + ZnO 2、Ag2S Al电池：负极：2Al -6e- 2Al3+ 正极：3Ag2S + 6e- 6Ag + 3S2- 总反应：3 Ag2S +2Al + 6H2O 6Ag + 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ 3、Ni Cd电池：负极：Cd + 2OH- - 2e- Cd(OH)2 正极：2NiO(OH) + 2H2O + 2e- 2Ni(OH)2 + 2OH- 总反应：Cd +2 NiO(OH) + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 4、铅蓄电池：负极：Pb + SO42- -2e- PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- PbSO4 + 2H2O 总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 5、干电池：负极：Zn - 2e- Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e- 2NH3 + H2 总反应：Zn + 2NH4Cl ZnCl2 + 2 NH3 + H2 6、锂电池：负极：Li -e- Li+ 正极：MnO2 + e- MnO2- 总反应：Li + MnO2 LiMnO2 7、氢 氧电池：负极：2H2 - 4e- 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e- 2H2O 总反应：2H2 + O2 2H2O 8、甲烷电池：负极：CH4 + 10OH- -8e- CO32- + 7H2O 正极：4H2O + 2O2 + 8e- 8OH- 总反应：CH4 +2 KOH + 2O2 K2CO3 + 3H2O 9、乙烷电池：负极：2C2H6 + 36OH- - 28e- 4CO32- + 24H2O 正极：14H2O + 7O2 + 28e- 28OH- 总反应：2C2H6 + 8KOH +7O2 4K2CO3 + 10H2O 10、Fe Ni电池：负极：Fe + 2OH- - 2e- Fe(OH)2 正极：NiO2 + 2H2O + 2e- Ni(OH)2 + 2OH- 总反应：Fe + NiO2 + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2 11、海水电池：负极：4Al - 12e- 4Al3+ 正极：3O2 + 6H2O + 12e- 12OH- 总反应：4Al + 6H2O + 3O2 4Al(OH)3

燃料电池电极反应式的书写

欢迎共阅 燃料电池电极反应式的书写 燃料电池电极反应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，感悟最深的是桑老师对燃料电池电极反应式的复习的处理，其 式为： O2 + 4e- == 2O2- 三、负极发生氧化反应,负极生成的离子一般与正极产场结合，有以下几种情况： (1)若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- == 2H2O ③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O (2) 若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 22 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- + 2 H+ === H2O，因此正极的电极反应式为：O2+ 4H++ 4e-=== 2H2O(O2+ 4e-=== 2O2-，2O2- + 4H+ === 2H2O) ? 负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH-? === CO32-+ 6H2O 2. 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

燃料电池电极反应式的书写技巧

燃料电池电极反应式的书写技巧 作者：王凯 来源：《中学课程辅导·教师通讯》2020年第04期 电化学是高考化学中的必定考查知识点，通常以选择题的形式出现，有时也以填空题形式在大题中出现，其中常常考察到原电池电极反应式的书写，又尤以燃料电池电极反应式的书写考察居多，许多资料上讲述的电极反应式的书写方式是：先写出原电池的总反应，再写出正负极中电极反应式较简单一极的反应式，然后用总反应式减去已写出的一极的电极反应式，就得出另一极的电极反应式。笔者认为这种方法应用于燃料电池时，步骤繁琐，且易出错，因要完成整个过程，需要书写两次化学方程式，且将两个化学方程式相减一次。要想结果正确，则这两次化学方程式书写都必须正确，且化学方程式相减也必须正确，如果中间有任一环节出错，结果就会错误。甚至有时还会出现为写出一个电极反应式，需写出原电池的总反应式和另一极的电极反应式的情况，不简洁，费时，费力，事半功倍。实际书写时，因这种方法书写步骤多，学生其实不易掌握，往往出错，准确率低。使得本来应是学生得分的简单题，反而会失分，影响高考成绩。笔者在实际教学中，总结了应用氧化还原法书写不同介质中燃料电池电极反应式的简洁方法，在此与大家分享，以期能对高考学子有所帮助，助力高考。 一般情况下燃料电池都是一极充燃料，一极充氧气，充燃料的一极为负极，充氧气的一极为正极。下面笔者就以这一类燃料电池为例，讲解燃料电池电极反应式的简洁书写方法。 一、以NaOH等碱性物质溶液为介质的燃料电池 例1、CH4碱性燃料电池先写出正极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-，事实上，只要是以碱性物质溶液为介质的燃料电池，充O2的这一极电极反应式都相同。再写负极反应式：可写出通式为CH4-e-+OH-=CO32-+H2O ，再用化合价升降法配平，CH4中碳为-4价，CO32-中碳为+4价，碳从-4价到+4价，化合价升了8，因此失了8个电子，整体上看方程式，左边失了8个电子，右边还有两个单位负电荷，依据电荷守恒，左边应有10个负电荷，因此在氢氧根前配10，再根据质量守恒配平水和其它物质，配平后的化学方程式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 例2：葡萄糖碱性燃料电池充氧气的一极为正极，电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应通式：C6H12O6-e-+OH-=CO32-+H2O ， C6H12O6中碳为0价，CO32-中碳为+4价，碳从0价到+4价，化合价升了4，因此失了4个电子，一个葡萄糖分子中有6个碳原子，因此失了24个电子，，整体上看方程式，左边失了24个电子，右边还有12个单位负电荷，依据电荷守恒，左边应有36个单位负电荷，因此在氢氧根前配36，再根据质量守恒配平水，配平后的化学方程式为：C6H12O6-24e-+36OH-=6CO32-+24H2O 二、以HCl等酸性物质溶液为介质的燃料电池

高中化学必考8个燃料电池的方程式

高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式 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 + H2O + 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- + 2 H+ === 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— + 6H20===12OH—