燃料电池电极反应式的书写方法.docx

《燃料电池电极反应式的书写方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《燃料电池电极反应式的书写方法.docx（3页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、燃料电池电极反应式的书写方法关键词：燃料电池；电极反应式；书写方法一、有关燃料电池的基本知识1.燃料电池的电极规定燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性的惰性金属，两电极的材料相同。所以，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。2.燃料电池的电解质不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质，其电解质通常有水剂体系（酸性、中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。在不同的电解质中，燃料电池的电极反应式的表示方法不同。因此，在书写燃料电池电极

2、反应式时要特别注意电解质的种类。书写燃料电池电极反应式一般分三步：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：燃料电池的总反应式-正极反应式=负极反应式。下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”作一具体解释：1.燃料电池总反应方程式的书写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、中性电解质中生成CO2和H2

3、O，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都是氧气，正极都是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四种情况归纳如下：（1）电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）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

4、量利用率大解析：因甲烷燃料电池的电解质为KOH溶液，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，故该电池发生的反应方程式是CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。从总反应式可以看出，要消耗OH-，故电解质溶液的碱性减小，C错。按上述燃料电池正极反应式的书写方法2知，在KOH溶液中，其正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。通入甲烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式为CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O。选项A、B均正确。根据能量转化规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大的多，D项正确。故符合题意的是C。