化学必修2燃料电池搞不懂!!!求解!!! 高一化学必修二燃料电池的电极方程式怎么写
作者&投稿:庄霍 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
请解释高一化学必修2的燃料电池~
首先,燃料电池,一定是利用燃烧的放热,转化成电能,总反应一定是一个燃烧反应。
2H2 + O2 = 2H2O
可燃物,一定是失去电子,如,H2、CO、CH3CH2OH、CH3OH、Al等等---那就是负极
支持燃烧的,一定得到电子,如,O2、Cl2等等----就是正极
在书写电极反应是,要先注意溶液的酸碱性,这是配平时要当心的。
书写时,带着方程式的系数书写,哪个简单就先写哪个,剩下的复杂的还可以通过总反应减掉一个电极反应得到。
最后,一定要注意,正极与负极的电极反应相加,约去电子,就是总反应。
如,2H2 + O2 = 2H2O,酸性
负极,2H2 - 4e- = 4H+
正极,O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
若是碱性
负极,2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O
正极,O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
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-
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
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。
负极发生的反应:CH4 – 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O,所以:
负极的电极反应式为:CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O
正极发生的反应有:O2 + 4e- === 2O2- 和O2- + H2O === 2OH- 所以:
正极的电极反应式为:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
说明:掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式
电极反应式的书写
书写电极反应式是学习电化学的基本功,也是高考和竞赛所必须掌握的知识点。一般来讲,书写原电池的电极反应式应注意如下四点:
1、准确判断原电池的正负极
如果电池的正负极判断失误,则电极反应式必然写错,这是正确书写电极反应式的前提。一般而言,较活泼的金属成为原电池的负极,但不是绝对的。如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,铜却是原电池的负极被氧化,因为铝在浓硝酸中表面产生了钝化。此时,其电极反应式为:
负极:Cu-2e- ==Cu2+ 正极:2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O
又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时,尽管镁比铝活泼,但镁不和NaOH溶液反应,所以铝成为负极,其电极反应式为:
负极:2Al+8OH—6e-==2AlO2-+4H2O 正极:6H2O+6e-==3H2+6OH-
2、高度注意电解质的酸碱性
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—氧燃料电池有酸式和碱式两种,在酸溶液中负极反应式为:2H2-4e-==4H+ 正极反应式为:O2+4H++4e-==2H2O;如是在碱溶液中,则不可能有H+出现,在酸溶液中,也不可能出现OH-。又于CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2。
3、牢牢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。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。所以,对于一个陌生的原电池,只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。
4、不能忽视电子转移数相等
在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。这样可以避免由电极反应式写总反应方程式,或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误,同时,也可避免在有关计算中产生误差。
燃料电池的反应实际上是最好书写的。
首先,燃料电池,一定是利用燃烧的放热,转化成电能,总反应一定是一个燃烧反应。
2H2 十 O2 = 2H2O
可燃物,一定是失去电子,如,H2、CO、CH3CH2OH、CH3OH、Al等等---那就是负极
支持燃烧的,一定得到电子,如,O2、Cl2等等----就是正极
在书写电极反应是,要先注意溶液的酸碱性,这是配平时要当心的。
书写时,带着方程式的系数书写,哪个简单就先写哪个,剩下的复杂的还可以通过总反应减掉一个电极反应得到。
最后,一定要注意,正极与负极的电极反应相加,约去电子,就是总反应。
如,2H2 十O2 = 2H2O,酸性
负极,2H2 - 4e- = 4H 十
正极,O2 十 4e- 十 4H = 2H2O
若是碱性
负极,2H2 - 4e- 十 4OH- = 4H2O
正极,O2 十 4e- 十2H2O = 4OH-
一般来说燃料做负极,如氢气,甲烷, 氧气通入一级为正极。
就是需要把反应物源源不断地补充进去的原电池。比如氢氧燃料电池就要不停补充氢气和氧气,不然就没有反应物反应。它不属于一次性的电池。
我是个化学老师 你问的这么笼统 一看你就是上课没跟上老师 溜号了错过了这个知识点 算了个你讲个大体思路吧(哪不懂再问) 燃料电池的总反应方程式题中会给出 燃料电池的电极方程式与前面的电极反应方程式答法不同 他先写正极方程式简单 有与氧离子不共存的要写上如水 氢离子 如正极:O2 + 4e + 4H+ ---> 2H2O 再用总减正 可得到负极反应方程式
以上涵盖了所有的知识点
首先,燃料电池,一定是利用燃烧的放热,转化成电能,总反应一定是一个燃烧反应。
2H2 + O2 = 2H2O
可燃物,一定是失去电子,如,H2、CO、CH3CH2OH、CH3OH、Al等等---那就是负极
支持燃烧的,一定得到电子,如,O2、Cl2等等----就是正极
在书写电极反应是,要先注意溶液的酸碱性,这是配平时要当心的。
书写时,带着方程式的系数书写,哪个简单就先写哪个,剩下的复杂的还可以通过总反应减掉一个电极反应得到。
最后,一定要注意,正极与负极的电极反应相加,约去电子,就是总反应。
如,2H2 + O2 = 2H2O,酸性
负极,2H2 - 4e- = 4H+
正极,O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
若是碱性
负极,2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O
正极,O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
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-
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
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。
负极发生的反应:CH4 – 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O,所以:
负极的电极反应式为:CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O
正极发生的反应有:O2 + 4e- === 2O2- 和O2- + H2O === 2OH- 所以:
正极的电极反应式为:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
说明:掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式
电极反应式的书写
书写电极反应式是学习电化学的基本功,也是高考和竞赛所必须掌握的知识点。一般来讲,书写原电池的电极反应式应注意如下四点:
1、准确判断原电池的正负极
如果电池的正负极判断失误,则电极反应式必然写错,这是正确书写电极反应式的前提。一般而言,较活泼的金属成为原电池的负极,但不是绝对的。如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,铜却是原电池的负极被氧化,因为铝在浓硝酸中表面产生了钝化。此时,其电极反应式为:
负极:Cu-2e- ==Cu2+ 正极:2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O
又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时,尽管镁比铝活泼,但镁不和NaOH溶液反应,所以铝成为负极,其电极反应式为:
负极:2Al+8OH—6e-==2AlO2-+4H2O 正极:6H2O+6e-==3H2+6OH-
2、高度注意电解质的酸碱性
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—氧燃料电池有酸式和碱式两种,在酸溶液中负极反应式为:2H2-4e-==4H+ 正极反应式为:O2+4H++4e-==2H2O;如是在碱溶液中,则不可能有H+出现,在酸溶液中,也不可能出现OH-。又于CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2。
3、牢牢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。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。所以,对于一个陌生的原电池,只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。
4、不能忽视电子转移数相等
在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。这样可以避免由电极反应式写总反应方程式,或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误,同时,也可避免在有关计算中产生误差。
燃料电池的反应实际上是最好书写的。
首先,燃料电池,一定是利用燃烧的放热,转化成电能,总反应一定是一个燃烧反应。
2H2 十 O2 = 2H2O
可燃物,一定是失去电子,如,H2、CO、CH3CH2OH、CH3OH、Al等等---那就是负极
支持燃烧的,一定得到电子,如,O2、Cl2等等----就是正极
在书写电极反应是,要先注意溶液的酸碱性,这是配平时要当心的。
书写时,带着方程式的系数书写,哪个简单就先写哪个,剩下的复杂的还可以通过总反应减掉一个电极反应得到。
最后,一定要注意,正极与负极的电极反应相加,约去电子,就是总反应。
如,2H2 十O2 = 2H2O,酸性
负极,2H2 - 4e- = 4H 十
正极,O2 十 4e- 十 4H = 2H2O
若是碱性
负极,2H2 - 4e- 十 4OH- = 4H2O
正极,O2 十 4e- 十2H2O = 4OH-
一般来说燃料做负极,如氢气,甲烷, 氧气通入一级为正极。
《请解释高一化学必修2的燃料电池》
答:就是需要把反应物源源不断地补充进去的原电池。比如氢氧燃料电池就要不停补充氢气和氧气,不然就没有反应物反应。它不属于一次性的电池。