第四讲 燃料电池电极方程式的书写

燃料电池电极反应式的书写高二化学组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。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=2H2O2、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+2H2O②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﹣=2H2O2、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、书写负极反应式根据得失电子守恒，用总反应式减去正极反应式。1间接书写法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+②碱性电解液总：2H2+O2=2H2O正：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣负：2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O2、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+②碱性电解液总：CH4+2O2+2OH﹣=CO32﹣+3H2O正：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣负：CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O2直接书写法①找出元素化合价发生变化的物质：②标出电子守恒：以碱性条件下甲烷燃料电池为例，CH4→CO32﹣CH4﹣8e﹣→CO32﹣④写出原子守恒：③写出电荷守恒：CH4+10OH﹣﹣8e﹣→CO32﹣CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O