燃料电池电极方程式的书写

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。

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+== 4H2O （2）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- == 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-。

燃料电池常用公式
以下为你列举几个燃料电池常用公式：
对于氢氧燃料电池：
1. 在碱性电解质的情况下：负极的电极反应式为：H2 - 2e- + 2OH- =
2H2O；正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- = 4OH-。

2. 在酸性电解质的情况下：负极的电极反应式为：H2 - 2e- = 2H+；正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O。

3. 在中性电解质的情况下：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-。

对于甲烷燃料电池：
1. 在熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3）的电解质中，正极的反应为：2O2 + 8e- + 4CO2 = 4CO32-；负极的反应为：CH4 - 8e- + 4CO32- =
5CO2↑+ 2H2O。

2. 在酸性电解质（电解液为H2SO4溶液）中，正极的反应为：2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O；负极的反应为：CH4 - 8e- + 2H2O = CO2↑+ 8H+。

以上内容仅供参考，如需更多燃料电池相关公式，建议查阅化学领域专业书籍或咨询化学专家。

燃料电池电极反应式书写的规律山东省东营市利津县第二中学孙娟妮殷建鹏原电池知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考的热点，在学习原电池时，学生最感到困难的是电极反应式的书写，特别燃料电池的电极反应式的书写，为了帮助同学们准确把握这类电池的电极反应式的写法，我结合自己的教学体会谈谈这方面的问题，供大家参考。

燃料电池是一种不经燃烧，将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置，它和其它电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能的一种电池。

燃料即化石燃料以及由此得到的衍生物，如氢、肼、烃、煤气等液体和气体燃料；氧化剂仅限于氧和空气。

燃料电池基本结构与一般化学电源相同，由正极（氧化剂电极）、负极（燃料电极）和电解质构成，但其电极本身仅起催化和集流作用。

燃料电池工作时，活性物质由外部供给，因此，原则上说，只要燃料和氧化剂不断地输入，反应产物不断地排出，燃料电池就可以连续放电，供应电能。

氢氧燃料电池基本结构所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应的书写同样是有规律可循的。

书写燃料电池电极反应式的步骤类似于普通原电池，在书写时应注意以下几点：1.电池的负极一定是可燃性气体，失电子，元素化合价升高，发生氧化还原反应；电池的正极一定是助燃性气体，得电子，化合价降低，发生还原反应。

2.燃料电池两电极材料一般都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，两电极只是传导电子的作用。

3.电极反应式作为一种特殊的离子反应方程式，也必需遵循原子守恒，得失电子守恒，电荷守恒。

4.写电极反应时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应中出现的离子相对应，在碱性电解质中，电极反应式不能出现氢离子，在酸性电解质溶液中，电极反应式不能出现氢氧根离子。

5.正负两极的电极反应式在得失电子守恒的条件下，相叠加后的电池反应必须是燃料燃烧反应和燃料产物于电解质溶液反应的叠加反应式。

燃料电池的电极反应式的书写1. 电池的负极发生氧化反应，电极材料本身要参加反应或电极材料上的物质要参加反应，反应生成物直接进入溶液或者与电解质溶液发生反应，生成新的物质或离子。

2. 电池的正极发生还原反应，氧气在这里得电子。

3. 电池的正极和负极发生反应时，粒子得失电子的数目相等，负极失去的电子数目等于正极得到的电子数目。

明确了电极反应式书写的原则，然后在不考虑电解质溶液参加反应的情况下写出“电极反应式”，再根据电解质溶液的性质去判断电极反应产物。

二、电极反应产物的判断负极：电极材料本身参加反应或电极材料上的物质参加反应，燃料电池中是燃料在此失去电子而被氧化，若燃料与氧气的氧化产物能够与电解质溶液中的粒子发生反应，则该粒子一般要参加该电极的电极反应，例如，在甲烷燃料电池中，其负极的电极反应式为：CH4＋10OH-－8e- === CO32-＋7H2O（其思考过程是：甲烷的氧化产物是二氧化碳，生成的二氧化碳能与电解质溶液中的氢氧根离子反应，生成碳酸根离子，因此必须考虑氢氧根离子参加反应。

）在氢氧燃料电池中，其负极的电极反应式为：（碱性型）2H2＋4OH-－4e- === 4H2O（酸性型）2H2－4e- === 4H+原因是甲烷燃料电池中的氧化产物二氧化碳能与氢氧根离子反应，生成碳酸根离子；氢氧燃料电池中的氧化产物氢离子能和氢氧根离子反应生成水（碱性型）。

正极：由于是氧气在这里得到电子，生成物到底是氧离子还是氢氧根离子，要看电解质溶液所处的环境。

若是水溶液，则是氢氧根离子；若是熔融状态，则是氧离子。

例如，在甲烷燃料电池中，其正极的电极反应式为：2O2＋4H2O＋8e- === 8OH-在氢氧燃料电池中，其正极的电极反应式为：（碱性型）O2＋2H2O＋4e-- === 4OH—（酸性型）O2＋4H+＋4e-- === 2H2O三、反应过程中得失电子多少的确定粒子参加电极反应时，得失电子数目多少的计算，可以根据粒子参加反应前后化合价的变化数目来确定，粒子得失电子数目等于粒子反应前后化合价的变化数值。

燃料电池电极方程式的书写规律燃料电池：H2+O2 = H2O H2：燃料作负极，O2：助燃剂作正极1、酸性溶液（H2SO4）负极：H2 -2e-=2H+正极：4H++2O2+4e-=2H2O2、碱性溶液（KOH）正极：O2+2H2O+4e-=4OH-负极：H2+ 2OH--2e=2H2O3、中性溶液（水）负极：H2 -2e-=2H+正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 以上三种溶液中燃料的电池的总反应是相同的，观察三种溶液中的电极反应可以得出如下结论：（1）电解质是什么性质就要在某极生成对应的离子（负极出阳离子、正极出阴离子）（2）生成什么离子另一极就消耗什么离子（中性溶液正负两极生成阴离子和阳离子）（3）电子数与相应离子的电荷数相对（4）正负极产物如能与电解质反应的写出反应后的产物（5）当正负两极产物能够继续反应的，总方程式要写出反应后的产物说明：此结论适合所有的燃料电池电极方程式的书写！写出燃料电池：CH4+O2=CO2+H2O 在碱性溶液（KOH）和酸性溶液（H2SO4）中的电极反应KOH：正：2O2+4H2O+8e-=8OH-负：CH4+8OH- -8e-=CO2+6H2O ①因为CO2+2OH-=CO32-+H2O ②（反应产物能与电解质继续反应）①+②得CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O(负极反应应该写此方程式)H2SO4：负：CH4-8e-+2H2O=8H++CO2正：O2+4H++4e-=2H2O练习：用以上结论写出下列燃料电池的电极方程式：1、CH3OH+O2=CO2+H2O 在酸性和碱性溶液中的正负极反应方程式2、H2+N2=NH3在酸性NH4CL溶液中的正负极反应的方程式。

燃料电池电极方程式的书写燃料电池是一种不经过燃烧，而通过化学反应将燃料的化学能直接转化为电能的装置。

其放电过程无污染、无噪音、高效率，是一种绿色电池。

燃料电池虽然种类多样，但其基本结构类似：电极材料一般是惰性电极，具有很强的催化能力，如铂电极、活性炭电极等，还原剂（燃料）在电池的负极发生反应，氧化剂（通常是氧气或空气）在电池的正极发生反应，其组成一般可表示为：（－）燃料—电解质—Ｏ２（＋）。

常见的电解质有水性电解质、固体氧化物电解质和熔融碳酸盐电解质等。

以下根据燃料电池电解质的不同，其电极反应方程式的书写方法：一、水性电解质（酸性、中性或碱性的溶液）燃料电池电极反应方程式的书写比较复杂，但有一定规律可循，通常按下述三个步骤可以顺利写出电极方程式：１．写总反应：电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可以根据燃料的燃烧反应写出燃料电池的总反应。

２．写出正极反应：燃料电池的正极为Ｏ２得电子的反应，１个Ｏ２分子得到４个电子转变成２个Ｏ２－，但应注意Ｏ２－在电解质溶液中不能稳定存在，如果是酸性电解质，Ｏ２－要结合Ｈ＋生成Ｈ２Ｏ：Ｏ２＋４ｅ－＋４Ｈ＋＝２Ｈ２Ｏ；如果电解质溶液显碱性或中性，则Ｏ２－与Ｈ２Ｏ结合生成ＯＨ－：Ｏ２＋４ｅ－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－。

３．根据电池的总反应和正极反应凑出负极反应，要求正、负极反应相加能得到总反应。

该步骤的技巧是要将总反应方程式和正极反应中Ｏ２前的计量数化为相同值，然后相减。

例１．写出氢氧燃料电池分别以稀Ｈ２ＳＯ４、ＮａＯＨ和Ｎａ２ＳＯ４溶液作电解质时的电极反应。

解析：氢氧燃料电池的组成可以表示为（－）Ｈ２—电解质—Ｏ２（＋），Ｈ２在负极参加反应被氧化为Ｈ＋，Ｈ＋在酸性或中性溶液中能稳定存在，但在碱性溶液中，Ｈ＋要与电解质溶液中的ＯＨ－结合生成Ｈ２Ｏ。

Ｏ２在正极参加反应，根据前面的介绍，可以写出Ｏ２在不同电解质溶液中的电极反应。

答案为：Ｈ２ＳＯ４溶液：（－）Ｈ２－２ｅ－＝２Ｈ＋，（＋）Ｏ２＋４ｅ－＋４Ｈ＋＝２Ｈ２Ｏ；ＮａＯＨ溶液：（－）Ｈ２－２ｅ－＋２ＯＨ－＝２Ｈ２Ｏ，（＋）Ｏ２＋４ｅ－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－；Ｎａ２ＳＯ４溶液：（－）Ｈ２－２ｅ－＝２Ｈ＋，（＋）Ｏ２＋４ｅ－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－。

ch4燃料电池电极反应式
(碱性介质下的甲烷燃料电池)负极: CH4+100H - - 8e-===C032- +7H20 正极:
202+8e-+4H20===80H-;总反应方程式为: CH4+202+2KOH===K2C03+3H20。

(酸性介质下的甲烷燃料电池)负极: CH4-8e-+2H20===C02+8H+正极: 202+8e-+8H+===4H20;总反应方程式为: 202+CH4===2H20+C02。

甲烷燃料电池是化学电池中的氧化还原电池。

燃料电池是燃料和氧化剂(一般是氧气)在电极附近参与原电池反应的化学电源。

甲烧(CH4)燃料电池就是用沼气(主要成分为CH4)作为燃料的电池,与氧化剂02反应生成C02和H20.反应中得失电子就可产生电流从而发电。

美国科学家设计出以甲烧等碳氢化合物为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池。

燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能,其效率高、污染低,是一种很有前途的能源利用方式。

但传统燃料电池使用氢为燃料,而氢既不易制取又难以储存,导致燃料电池成本居高不下。

甲烧(系统名为“碳烧”,但只在介绍系统命名法时会出现,一般用习惯名“甲烷”)在自然界的分布很广,甲烧是最简单的有机物,是天然气,沼气,坑气等的主要成分,俗称瓦斯。

也是含碳量最小(含氢量最大)的烃,也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。

它
可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氧酸及甲醛等物质的原料。

几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。

燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。

【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，有以下三种情况：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- + 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【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。

谈谈原电池电极反应式的书写技巧一般来说，原电池电极反应式的书写应注意一下四点：一般来说，原电池电极反应式的书写应注意一下四点：1.首先判断原电池的正负极首先判断原电池的正负极 如果电池的正负极判断失误，则电极反应必然写错。

一般来说，较活泼的金属失去电子，为原电池的负极，但不是绝对的。

如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼，但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化，因而铝是负极，此时的电极反应为： 负极：2Al －6e －=== 2Al 3+正极：6H 2O +6e －=== 6OH －+3H 2↑ 或 2Al 3++2H 2O +6e －+ 2OH －=== 2AlO 2－+ 3H 2↑ 再如，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，由于铝在浓硝酸中发生了钝化，铜却铜却失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为：失去电子是原电池的负极被氧化，此时的电极反应为： 负极：Cu －2e －=== Cu 2+正极：2NO 3－ + 4H + +2e －=== 2NO 2↑+2H 2O 2.要注意电解质溶液的酸碱性要注意电解质溶液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－氧燃料电池就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应：就分酸式和碱式两种，在酸性溶液中的电极反应： 负极：2H 2－4e －=== 4H +正极O 2 + 4H + + 4e －=== 2H 2O 如果是在碱性溶液中，则不可能有H +出现，同样在酸性溶液中，也不能出现OH －。

由于CH 4、CH 3OH 等燃料电池在碱性溶液中，碳元素是以CO 32－离子形式存在的，故不是放出CO 2。

3.还要注意电子转移的数目还要注意电子转移的数目 在同一个原电池中，负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。

几种常见的燃料电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写是高考中的重要考点，原电池的种类很多，燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是两极不一定是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。

燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池的工作原理及电极反应式的书写，希望从中发现规律，举一反三。

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-+ 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。