《第二节化学电源》PPT课件(安徽省县级优课)-化学课件

1高中化学选修4专题：燃料电池电极反应式的书写最初应用于航天领域美国在“阿波罗”登月飞船和“挑战者”号航天飞机上使用了这种燃料电池。这种燃料电池不仅作为飞船和航天飞机的电源系统，而且也为宇航员提供了不可缺少的生活用水及生命保障系统中所需的冷却用水，这一特点是其他电源所望尘莫及的燃料电池3应用于新能源汽车应用于移动设备学习目标1、了解燃料电池的概念2、理解燃料电池的原理3、掌握燃料电池电极反应式的书写重难点：燃料电池电极反应式的书写燃料电池燃料电池是有可燃物和助燃物参与的，把化学能转化为电能的装置。燃料电池能量利用率可达80%。（柴油发电机只有40%）小型高性能燃料电池

燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池负极：一般通入可燃性气体，如H2，CH4等正极：一般通入助燃性气体，如O2。氧化反应Zn-2e=Zn2+

铜锌原电池电解质溶液盐桥失e，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e-=Cu阴离子阳离子负极正极失——负——氧得——正——还原电池工作原理：知识准备师傅养得正还a.列物质、标得失；b.选离子、配电荷；c.巧用水、配个数燃料电池电极反应式的书写步骤：例：碱性氢氧燃料电池2H2+4OH-－4e-＝4H2O

总反应方程式：

2H2＋O2＝2H2O（H2）Ni（多孔）KOH（溶液）NiO2(O2）

O2

+4e-

列物质标得失=OH-选离子4配电荷+H2O巧用水2配个数负极:正极:酸性氢氧燃料电池

总反应：2H2+O2=2H2O

负极：2H2-4e-=4H+

正极：O2+4H++4e-=2H2O

变式训练（H2）Ni（多孔）H2SO4（溶液）NiO2(O2）

燃料电池负极反应式书写技巧：零价配平法：C4H1O-2例（CH4）Pt（多孔）H2SO4（溶液）Pt（多孔）(O2）

负极：CH4=CO2-（4+1×4）e-

总反应：CH4+2O2=2H2O+CO2

+8H++2H2OC4H1（CH4）Pt（多孔）KOH（溶液）Pt（多孔）(O2）

变式训练燃料电池总反应：CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-负极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O零价配平法：C4H1O-2燃料电池负极反应式书写技巧：例（CH3OH）Pt

H2SO4（溶液）Pt

(O2）

负极：CH3OH

=CO2↑

-（4+1×4-2）e-

+6H++H2OC4总反应：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2OO-2H1零价配平法：C4H1O-2

CH3OH燃料电池:电解质为KOH溶液负极:________________________________

正极:______________________

总反应:_______________________________2CH3OH+16OH--12e-＝2CO32-+12H2O3O2+6H2O+12e-＝12OH-2CH3OH+3O2+4OH-＝2CO32-+6H2O变式训练H2H+/OH-H+/H2O总结：燃料电池电极物质变化CO有机物H+/OH-CO2/CO32-含氮氢化物N2负极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

（碱性或中性）O2+4H++4e-=2H2O（酸性）C（2013全国）二甲醚（CH3-O-CH3）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(5.93kW·h·kg-1)。若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为_________________________

高考真题CH3-O-CH3-12e-=12H++2CO2

↑据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（

）A.正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－

B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标准状况)时，有0.1mol电子转移高考真题H2H+/OH-H+/H2O总结：燃料电池电极物质变化CO有机物H+/OH-CO2/CO32-含氮氢化物N2负极：负极反应书写技巧：零价配平法：C4H1O-2步骤：

a.列物质、标得失

b.选离子、配电荷

c.巧用水、配个数C肼燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液）

总反应方程式

正极：负极：拓展：O2+2H2O+4e-=4OH—N2H4+4OH—-4e-=N2+4H2ON2H4+O2=N2+2H2O熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在65℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：总反应式：正极反应式：负极反应式：O2+4e-+2CO2=2CO32-2CO+O2=2CO2拓展：2CO+2CO32--4e-=4CO2

CO燃料电池

总反应方程式为：2CO＋O2＝2CO2酸性电解质（铂为两极、电解液H2SO4溶液）正极：O2+4e--+4H+==2H2O负极：探究二：2CO–4e-+2H2O==2CO2+4H+变式训练

以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如右图所示。关于该电池的叙述正确的是()A.该电池能够在高温下工作

B.电池的负极反应为：C6H12O6+6H2O2-4e-=6CO2↑+24H+C.放电过程中，H+从正极区向负极区迁移D.在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标况下CO2气体22.4/6L高考真题作业：写出下列电极反应式丙烷（C3H8）燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷）1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3）2、酸性电解质（电解液H2SO4溶液）3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）答案丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷）1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3）正极：5O2+20e-+10CO2==10CO32-(还原反应)负极：C3H8--20e-+10CO32-==3CO2+4H2O(氧化反应)总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O2、酸性电解质（电解液H2SO4溶液）正极：5O2+20e-+26H+==10H2O

(还原反应)负极：C3H8--20e-+6H2O==3CO2+20H+

(氧化反应)总反应方程式C3H8+5O2===3CO2+4H2O3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）正极：5O2+20e-+10H2O==20OH—

(还原反应)负极：C3H8--20e-+26OH—

==3CO32-

+17H2O(氧化反应)总反应方程式C3H8+5O2+6KOH===3K2CO3+7H2O电解液H2O氢氧燃料电池2e-2e-氢气氧气H+OH-A

负极正极O2H2H2O27用途广泛的电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机