高中化学三步快速突破燃料电池方程式的书写,让你做题快人一步!

2020年02月17日 浏览:

燃料电池是高考中一个重要的考点,方程式的书写一直都是同学们的痛点,学不会,写不出来,就不能得分。那么有什么快速突破的方法吗?当然有啦!小编今天就教大家三步突破高中化学燃料电池方程式的绝招!小本本写起来~

燃料电池总反应方程式的书写

因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,可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就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电解质中生成CO2和H2O,即CH4+2O2=CO2+2H2O

在碱性电解质中生成CO32-和H2O,即CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。

燃料电池正极反应式的书写

因为燃料电池正极反应物一律是氧气,正极都是氧化剂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-,故正极反应式的基础都是O2+4e-=2O2-。正极产生O2-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,现将与电解质有关的五种情况归纳如下:

(1)电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)

在酸性环境中,O2-不能单独存在,可供O2-结合的微粒有H+和H2O,O2-优先结合H+生成H2O。这样,在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。

(2)电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)。

在中性或碱性环境中,O2-也不能单独存在,O2-只能结合H2O生成OH-,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

(3)电解质为熔融的碳酸盐(如Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物)。

在熔融碳酸盐环境中,O2-电不能单独存在,O2-可结合CO2生成CO32-,则其正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-

(4)电解质为质子交换膜(如有机高分子聚合物)

因质子交换膜只允许质子(H+)自由通过,这样O2-可结合质子(H+)生成H2O,故其正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。

燃料电池负极反应式的书写

燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难。

一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。