化学必修2燃料电池搞不懂!!!求解!!!
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。
必修2元素周期律中重要的知识点
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高中生物必修二人教版和苏教版有什么区别
5、关注核心知识与STSE内容的整合.如,在“化学反应的热效应”中融入“能源的充分利用”,在“化学能与电能的转化”中融入“化学电源”(纽扣式电池、铅蓄电池、燃料电池等),在“溶液中的离子反应”中融入“纯碱去污、泡沫灭火器、溶洞的形成”等.增加:盖斯定律、盐桥、焓变、熵与熵变、碰撞理论和过渡...
濯杭清眩: 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 + 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...
邕宁县13586227272: 化学燃料电池 - ?
濯杭清眩: 根据电池的定义:电子从负极流出,流入正极.(记住这个正负极就不会搞混了) 首先确定参与氧化还原反应的物质:本题是H2和O2 那么可以得出总反应:2H2 + O2 = 2H2O 然后分析氧还反应的电子得失情况:氢失电子变成H+ , 氧得电子变...
邕宁县13586227272: 谁能跟我说下化学必修二的关于电池那节啊,好的有分加哦 - ?
濯杭清眩: 你说的是原电池把 首先是判断是否是原电池,1.溶液得是电解质(可溶的酸,碱,盐),但是尤其小心有机物,这一类不属于电解质,像酒精.其次是看是否可以形成电极,一般两个电极不是同种材料都可以,判断正负极则需要金属活动性顺序...
邕宁县13586227272: 什么是燃料电池 - ?
濯杭清眩: 简单地说,燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置.燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来.它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能”储电“而是...
邕宁县13586227272: 高一化学 关于燃料电池 - ?
濯杭清眩: 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+ +4eˉ== 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OHˉ.若电解质溶液是碱溶液则负极反应式为:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ
邕宁县13586227272: 燃料电池的化学方程式原理 - ?
濯杭清眩: 可以在酸性中反应.燃料电池在碱性溶液中反应,正极中由于甲烷燃烧生成二氧化碳,二氧化碳是酸性气体,与碱性溶液中的氢氧根反应(比如氢氧化钠和CO2反应),溶液中的氢氧根相对于二氧化碳来说是过量的,所以才生成碳酸根.负极中氧气只能与氢离子,但在碱性溶液中,氢离子是不可能单独存在的(因为氢离子一旦出现就会马上与氢氧根反应),或浓度比氢氧根小很多,所以氧气只能从水中拿氢离子,就和水反应生成氢氧根了.若是在酸性溶液中反应,由于氢离子是大量的,氧气会直接和氢离子反应生成水就好了.
邕宁县13586227272: 高一化学燃料电池 - ?
濯杭清眩: 答:原电池两极的电极材料一定要是活泼性不同的物质,这句话本身就不对.原电池是把化学能转化为电能的装置.甲烷和氧气的燃料电池是将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中,两极就是一样的物质.对于两极的要求是要有不同.这个不同不一定是两极的材料不同,也可以是反应物不同.把两个Zn片放入稀H2SO4中,用导线连接之,这就不构成原电池.
邕宁县13586227272: 高中化学燃料电池 - ?
濯杭清眩: 正极得电子 氧化剂发生还原反应,负极失电子 还原剂发生氧化反应 本题 有机物燃烧料电池,显然甲醇是还原剂 氧气是氧化剂 由此a 在酸性环境下: 负极反应就是甲醇失去电子被氧化,生成物必然是氢离子和CO2: 2CH4O - 12e- + 2H2O === 12H+ + 2CO2(先确定反应物与生成物再由得失电子守恒和电荷守恒直接配平) b 在碱性环境下: 正极反应就是:3O2 + 12e- + 6H2O === 12OH- 负极反应就是:2CH4O -12e- + 12OH- === 10H2O + 2CO2 本类问题中,电解质的酸碱性不同时正负极的反应也不相同.
邕宁县13586227272: 急!!求大神额解答!是关于化学燃料电池的化学式,,为什么碱性环境 - ?
濯杭清眩: 因为在碱环境中,乙醇得电子(氧化)之后,生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧根反应会生成碳酸根,所以碱性环境下,乙醇燃料电池的最终生成物是碳酸根.生成物中出现负电荷(碳酸跟),但反应物中乙醇和氧气都是电中性的,所以需要用环境中的大量氢氧根来配电荷,使方程式两边电荷守恒. 而在酸环境中,乙醇最终得电子(氧化)的产物,就是二氧化碳(和燃烧的方程式一样).方程式左右两边电荷守恒,不需要出现氢离子来配电荷,所以总反应方程式中不出现氢离子.
邕宁县13586227272: 高中化学 关于燃料电池的方程式 - ?
濯杭清眩: 这个是新型燃料电池,一极通空气,一极通可燃气体,电解质是搀杂Y2O3的ZrO2晶体,该晶体在熔融状态下能传导O^2-.O2作正极,反应是:O2+4e-=2O^2- 负极用总反应方程式减正极的...