甲醇在熔融碳酸盐燃料电池电极反应式
甲醇燃料电池负极反应方程式
甲醇燃料电池负极反应方程式
甲醇燃料电池是一种新型的可再生能源发电技术，它可以将化学能转换为电能。
它具有良
好的环保性、可靠性、可再生、易维护和高效，因此在节能减排、可再生能源发电以及各
种移动设备的供电领域得到了广泛的应用。
甲醇燃料电池的负极反应方程式为：CH3OH + 3/2O2 → CO2 + H2O + 2e-。
其中，电子是从甲醇中取出来的，而产生的CO2最终会被排放到大气中。
这个反应的过程可以分为三个步骤：第一步，甲醇（CH3OH）发生氧化反应，变成一氧化二碳（CO2）和水（H2O）；第二步，甲醇发生氧化反应，产生可被电池作为能量载体的
电子；第三步，氧化物（如氧气）与电子反应形成水（H2O）。
由此可见，甲醇燃料电池代表了一种新型可再生电源技术，可以实现清洁、可再生的发电。
除了可以实现不受地方政策影响的稳定发电外，还可以有效减少大气污染，同时减少能源
的消耗和白色污染。
由此可见，甲醇燃料电池对环境和能源利用都是一个可喜的发展。
甲醇氧气燃料电池电极反应式书写的思维建模
甲醇氧气燃料电池电极反应式书写的思维建模摘要： 甲醇氧气燃料电池电极反应式书写是燃料电池中相对较难的部分，通过探究甲醇氧气燃料电池不同环境的电极反应的机理，有利于对同类燃料电池的反应原理的理解。
如通过书写酸性环境（稀H 2SO 4溶液作电解质溶液）、碱性环境（KOH 溶液作为电解质溶液）、熔融金属氧化物（可以传导O 2-）、熔融的碳酸盐四种环境中的正极和负极的电极反应式，可以建立起一种含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式书写的思维模型，以致能够快速、准确的书写含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式。
关键词： 思维建模；基元反应；燃料电池；电解质溶液燃料电池电极反应的书写因为环境的不同，所涉及的反应机理不一样，书写起来感觉较为复杂，但如果按照最基本的反应（基元反应）一步一步的书写，最后把这几个反应加合起来，就可以得到最终的电极反应式。
书写的基本思路是:按反应的先后顺序，连续写出每一步的基元反应，再利用产物，书写下一步发生的反应，如同链式连锁反应一样，书写到不能书写为止（即直至不反应为止），再把各个反应式相加，得到最终的反应式就是该电极的电极反应式，这种方法可以较为准确书写电极反应式，可以更好的理解和掌握基础燃料电池的反应机理。
高中化学甲醇氧气燃料电池常涉及酸性环境（稀H 2SO 4溶液作电解质溶液）、碱性环境（KOH 溶液作为电解质溶液）、熔融金属氧化物（可以传导O 2-）环境、熔融的碳酸盐环境等四种反应环境。
甲醇燃料电池是高中化学学习中基础的燃料电池。
通过甲醇燃料电池电极反应式的书写，可以建立起含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式书写的思维模型。
一、酸性环境（稀H 2SO 4溶液）酸性环境中，通入燃料的一极为负极，燃料发生氧化反应。
甲醇燃料电池CH3OH被氧化后产物微粒通常为C4+和H+，所以负极发生的第一步反应为：CH3OH-6e-= C4++ O2-+4H+，在水溶液体系中，C4+和O2-能与水发生C4++2H2O=CO2↑+4H+和O2-+2H+=H2O反应，然后利用产物CO2和H+进一步思考下一级的反应，但H+和CO2在酸性体系中不能和其它物质反应，达到链式反应的终点，反应式不能再往下写了，就将这几个反应式相加得：所得反应式CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+为酸性环境下甲醇氧气燃料电池的负极电极反应式。
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- == 2H2O③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-+ 6H2O2. 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。
常见燃料电池电极反应方程式
常见燃料电池电极反应方程式嘿，朋友们！今天咱们来聊聊常见燃料电池电极反应方程式，可有趣啦！先说说氢氧燃料电池吧。
在酸性环境下，负极就像一个勤劳的小工匠，氢气在这儿失去电子，反应方程式是H₂ - 2e⁻ = 2H⁺，就好像氢气这个小调皮把自己的电子给扔出去了，然后变成了氢离子这个小流浪儿。
正极呢，氧气就像个贪婪的电子收集者，O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ = 2H₂O，它把电子收集起来，还拉上氢离子一起变成了水，就像变魔术一样。
再看看碱性环境下的氢氧燃料电池。
负极氢气还是要牺牲自己的电子，H₂ - 2e⁻ + 2OH⁻ = 2H₂O，感觉氢气就像跳进了碱液的大染缸，和氢氧根离子一起变成了水。
正极的氧气则是O₂ + 4e⁻ + 2H₂O = 4OH⁻，氧气在这像是个魔法师，拉着水和电子就变出了氢氧根离子。
甲醇燃料电池在酸性条件下也很有特点哦。
负极甲醇就像个莽撞的小卒，CH₃OH - 6e⁻ + H₂O = CO₂ + 6H⁺，它一边失去电子一边还把自己变成了二氧化碳这个调皮的小气泡跑出来了。
正极氧气还是老样子，O₂ + 4e⁻+ 4H⁺ = 2H₂O。
甲烷燃料电池在碱性环境下，负极甲烷就像个不情愿的小怪物，CH₄ - 8e⁻ + 10OH⁻ = CO₃²⁻ + 7H₂O，它被强行夺走电子，还变成了碳酸根离子和水。
正极氧气呢，O₂ + 4e⁻ + 2H₂O = 4OH⁻。
乙醇燃料电池酸性环境中，负极乙醇就像个乱了阵脚的舞者，C₂H₅OH - 12e⁻ + 3H₂O = 2CO₂ + 12H⁺，把自己的电子弄没了，还变成了二氧化碳。
正极氧气依旧O₂ + 4e⁻ + 4H⁻ = 2H₂O。
铝 - 空气燃料电池，负极铝就像个英勇献身的战士，4Al - 12e⁻ =4Al³⁺，把自己的电子交出去。
正极氧气像是个救援者，3O₂ + 12e⁻ +6H₂O = 12OH⁻。
肼（N₂H₄）燃料电池在碱性环境下，负极肼像个慌张的小虫子，N₂H₄- 4e⁻ + 4OH⁻ = N₂ + 4H₂O，失去电子后变成氮气和水。
乙醇燃料电池四种环境方程式书写
乙醇燃料电池四种环境方程式书写法一：常用方法电极：惰性电极;燃料包含：h2;烃如：ch4;醇如：c2h5oh等。
电解质涵盖：①酸性电解质溶液例如：h2so4溶液;②碱性电解质溶液例如：naoh溶液;③熔融氧化物例如：y2o3;④熔融碳酸盐例如：k2co3等。
本文源自化学自习室!第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的冷却反应一致，若产物能够和电解质反应则总反应为碘苯后的反应。
本文源自化学自习室!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+2h2o①co2+2naoh=na2co3+h2o②ch4+2o2+2naoh=na2co3+3h2o 本文源自化学自习室!本文来自化学自习室!根据燃料电池的特点，通常在负极上出现还原成反应的物质都就是o2，随着电解质溶液的相同，其电极反应有所不同，其实，我们只要记诵以下四种情况：(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、负极反应之间存有如下关系：电池的总反应式=电池负极反应式+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。
1、酸性条件燃料电池总反应：ch4+2o2=co2+2h2o①燃料电池负极反应：o2+4h++4e-=2h2o②ch4-8e-+2h2o=co2+8h+2、碱性条件ch4++2naoh=na2co3+3h2o①o2+2h2o+4e-=4oh-②ch4+10oh--8e-=co +7h2o3、液态电解质(高温下会传导o2-) 本文源自化学自习室!燃料电池总反应：ch4+2o2=co2+2h2o①燃料电池负极反应：o2+4e-=2o2-②ch4+o2--8e-=co2+2h2o4，熔融碳酸盐(例如：熔融k2co3)环境下本文源自化学自习室!电池总反应：ch4+2o2=co2+2h2o。
燃料电池甲醇电极反应式
燃料电池甲醇电极反应式嘿，朋友们！今天咱们来聊聊燃料电池里甲醇电极的反应式，这就像是一场微观世界里超级有趣的“化学小剧场”呢！首先啊，在酸性条件下，甲醇燃料电池的负极反应式可是很有料的。
负极嘛，就像是甲醇士兵在战场上冲锋陷阵。
甲醇（CH₃OH）失去电子，就好像是它在“脱衣服”，先变成了CO₂和H⁺。
这个反应式呢，就是CH₃OH - 6e⁻+ H₂O = CO₂ + 6H⁺。
你看，甲醇这小不点一下就把6个电子给扔出去了，那可真是相当“慷慨”啊，就像一个大款撒钱似的，不过它撒的是电子。
再说说正极那边，正极就像是个电子的“收容所”。
在酸性条件下，氧气（O₂）在正极得到电子，就如同一个饿了很久的怪兽在大口吞食电子。
反应式是O₂ + 4e⁻+ 4H⁺ = 2H₂O。
氧气这时候就像个贪婪的小怪兽，一口就吞下4个电子，还拉着4个氢离子一起玩，最后变成了水。
这整个过程就像一场奇妙的魔法表演，电子和离子们在电极上跑来跑去，忙得不亦乐乎。
要是在碱性条件下，负极反应又有新花样啦。
甲醇这个调皮鬼又要开始它的“变身之旅”了。
它在负极的反应式是CH₃OH - 6e⁻+ 8OH⁻ =CO₃²⁻+ 6H₂O。
这就好比甲醇掉进了一个充满氢氧根离子（OH⁻）的大染缸，一边丢电子，一边和氢氧根离子结合，最后变成了碳酸根离子（CO₃²⁻），还带出了好多水来，就像变魔术一样，“噗”的一下，水就冒出来了。
然后看正极呢，氧气在碱性条件下的表现也很有趣。
反应式是O₂ +2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻。
氧气在这就像个小渔夫，带着电子这个小钩子，把水里面的氢氧根离子给钓出来，而且一钓就是4个，是不是很神奇呢？酸性和碱性条件下的反应式就像是甲醇和氧气这两个小演员在不同舞台上的表演，虽然舞台环境不同（酸性或者碱性），但是它们都按照自己的剧本（反应式）在进行着精彩的演出。
你再想想，整个燃料电池就像一个小小的化学城市，电极就是城市里的两个重要区域。
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+== 4H2O2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- == 2H2O③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O2 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；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-=== 2H2OO2+ 4e-=== 2O2-;2O2-+ 4H+ === 2H2O3. 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 +2H2O + 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-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-+ 6H2O2. 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- +2H2O === 4OH- 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四、铝–空气–海水电池我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯;以海水为电解质;靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流..只要把灯放入海水中数分钟;就会发出耀眼的白光..电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料..负极的电极反应式为：4Al－12e－===4Al3+；正极的电极反应式为：3O2+6H2O+12e－===12OH－总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4AlOH3说明:铝板要及时更换; 铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.燃料电池的负极反应;一般较难写出;而正极反应和电池总反应却较易写出..在碱性条件正极反应为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；因此这类燃料电池的电极反应书写方法为：用电池总反应减去正极反应可得负极反应;这是写负极反应式的一种巧妙方法..如：某原电池中盛有KOH浓溶液;若分别向负极通入以下可燃性气体;向正极通入O2;则电路中就有电流通过;试完成下列问题：以④为例讲解此类电极反应的书写：方法一：直接书写负极反应步骤：①2CH3OH+_____-12e-=2CO32-+______抓住总反应中电子转移数②根据电极反应式左右同电性等电量原则确定OH-数：将左端“-12e-”移到右端看成“2CO32- + 12e-”即共16个负电荷;故左端应有“16 OH-” ③由“H”确定“H2O”的系数应为12..因此负极的电极反应为“2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O”方法二：先根据总反应写出正极反应：“3O2 +6H2O +12e- = 12OH-”;然后用总反应式：“2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O”减去正极反应即可得负极反应..练习:2、写出乙烷;空气;KOH组成的燃料电池的电极反应..3、写甲烷燃料电池在固体电解质高温下能传导O2-下的电极反应式答案：正极反应：O2+4e-=202- 负极反应：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O4、写甲烷燃料电池在熔融碳酸盐如：熔融K2CO3环境下的电极反应式答案：正极反应式：O2+2CO2+4e－＝2CO-2负极反应式：3-8e－= 5CO2+2H2OCH4+4CO-23。
第四章 化学反应与电能-高二化学课件(人教版2019选择性必修1)
【习题佐证】
1、随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车族的“新宠”。某电动
汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图所示，且电解质为
一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为：
LixC6＋Li1－xCoO2
D C6＋LiCoO2。下列说法不正确的是( )
A.放电时，正极锂的化合价未发生改变 B.充电时Li＋移动方向：右室→左室 C.放电时负极的电极反应式：LixC6－xe－=C6＋xLi＋ D.充电时阳极的电极反应式：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2
→放电时则相反，负极Li＋浓度大，Li＋从负极脱嵌，经电解质向正极扩 散并嵌入正极。负极的电子同时释放通过外电路，经过用电器到达正极 与Li＋复合。回正极的Li＋越多，流经外电路的电子越多(放电越多)。
这种充放电时Li＋往返的嵌入和脱嵌过程好像摇椅一样摇来摇去， 故锂离子电池又称为“摇椅电池”。
以锂离子电池反应为例：CoO2 + LiC6
总反应 FePO4＋Li
LiFePO4
负极反应 Li－e－=Li＋
正极反应 FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4
总反应 LixC6＋Li3-xNiCoMnO6
C6＋Li3NiCoMnO6
负极反应 LixC6－xe－=xLi＋＋C6 正极反应 Li3-xNiCoMnO6 ＋xe－＋xLi＋=Li3NiCoMnO6
_________________________
负H极S－反＋应4式H为2O：－8e－=SO42－＋9H＋
_____________________________
二、锂离子电池解题策略
先介绍一下比较公认的摇椅理论
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甲醇在熔融碳酸盐燃料电池电极反应式
甲醇燃料电池的电极方程式:以熔融氧化物为固体电解质（O2-可自由传递）以熔融碳酸盐为固甲醇燃料电池的电极方程式 1.以熔融氧化物为固体电解质（O2-可自由传递）以熔融碳酸盐为固体电解质,空气和二氧化碳的混合气体为阴极燃气（碳酸根可自由传递）。
电池放电时是原电池、充电时是电解池，根据原电池中“负氧化、正还原”，电解池中“阳氧化、阴还原”的规律，蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应。
由于电解质为熔融的K2CO3，且不含O2和HCO3，生成的CO2不会与CO32反应生成HCO3的，该燃料电池的总反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O。
在熔融碳酸盐环境中，其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32。
甲醇燃烧电池的反应式
2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O
甲醇燃烧电池的反应式
2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O
正极：O2 +2CO2 +4e- =2CO32-
负极：2CH3OH + 6CO32- -12e- = 8CO2 + 4H2O。