甲烷燃料电池四种条件下的电极反应式
（碱性介质下的甲烷燃料电池）负极：ch4+10oh--8e-===co32-+7h2o正极：2o2+8e-+4h2o===8oh-；总反应方程式为：ch4+2o2+2koh===k2co3+3h2o。
（1）酸性条件
燃料电池总反应式．ch4+2o2═co2+2h2o
负极ch4-8e-+2h2o═co2+8h+．正极2o2+8e-+8h+═4h2o．
（2）碱性条件
燃料电池总反应式：ch4+2o2+2naoh═na2co3+3h2o
负极2o2+4h2o+8e-=8oh-．负极ch4+10oh--8e-=co32-+7h2o．
（3）固体电解质（高温下能传导o2-）
燃料电池总反应式：ch4+2o2═co2+2h2o
正极2o2+8e-=4o2-．负极ch4+4o2--8e-═co2+2h2o．
（4）熔融碳酸盐（例如：熔融k2co3）环境下
电池总反应式：ch4+2o2═co2+2h2o．
负极2o2+4co2+8e-═4co32-．负极ch4+4co32--8e-=5co2+2h2o．
专题：燃料电池负极（燃料）电极反应式的书写
1.负氧正还：负极----失电子-----被氧化------化合价升高
2.关注电解质溶液：酸性、碱性
3.难点：有机燃料电池负极书写
（1）失电子数确定：碳—4氢—1氧—减2
（2）产物的确定：看溶液的酸碱性 酸性：CO2 碱性：CO32-
（3）配平：原子守恒、电荷守恒
1例:烃燃料电池
（一） 酸性介质
CH4： 1CH4 - 8 e- + 2H2O = 1 CO2 + 8 H+
C2H6 ： 1 C2H6 - 14 e- + 4H2O = 2CO2 + 14H+
C2H2 ： 1 C2H2 - 10 e- + 4H2O = 2CO2 + 10H+
C2H4： 1C2H4 - 12 e- + 4H2O = 2 CO2 + 12 H+
CxHy： 1CxHy – (4x+y) e- + 2xH2O = x CO2 + (4x+y) H+
（二）碱性介质：
CH4：1CH4 - 8 e- + 10OH - = 1 CO32- + 7 H2O
C2H6：1 C2H6 - 14e- + 18OH - = 2CO32- + 12 H2O
C2H2：1 C2H2 - 10e- + 14OH - = 2CO32- + 8H2O
C2H4：1C2H4 - 12 e- + 16OH - = 2CO32- + 10H2O 2 例:烃的含氧衍生物燃料电池
（一） 酸性介质
CH3OH： 1CH3OH - 6e- + 1 H2O = 1 CO2 + 6 H+
C2H5OH： 1 C2H5OH – 12 e- + 3 H2O = 2 CO2 + 12 H+
CH3OCH3： 1 CH3OCH3– 12 e- + 3 H2O = 2 CO2 + 12 H+
教育创新JIAOYUCHUANGXIN
把化学能转化为电能的装置或通过自发的氧化还原反应
产生电流的装置称为原电池。原电池反应属于自发的氧化还
原反应，通常只要是一个放热的氧化还原反应，理论上均可设
计成原电池反应。原电池电极反应式的书写，特别是有机燃料
电池电极反应式的书写，在高考中占有重要的地位，是高频考
点，也是难点，同学们在这一块知识点的处理上很棘手。下面，
笔者就谈谈自己在书写原电池电极反应式的一些个人见解，敬
请同仁斧正。
一、背景
原电池实质上是把一个完整的氧化还原反应的氧化反应
和还原反应分别在两个电极发生，通过闭合回路，实现电子的
定向移动而形成电流，从而实现了化学能转化为电能的过程。
这样就涉及电子和离子的定向移动来平衡电荷，故在书写和配
平电极方程式时，应涉及电子守恒和电荷守恒，所以，其配平又
有不同于氧化还原反应配平的地方，这就给配平带来不便。
二、配平方法
（一）化合价升降法
配平电极方程式，需先确定反应条件的影响。有机物燃料
电池，它可以是酸性环境放电，也可以是碱性环境放电，且C稳
定化合价为+4价。酸性环境中，+4价C以CO2形式存在；碱性
环境中，+4价C以CO32-形式存在。所以酸性环境放电和碱性
环境放电的电极方程式又有所不同。例如：1.甲烷燃料电池
（1）酸性环境
负极：CH4失去电子，C从-4价升高到+4价，失去8个电子，
即：CH4－8e－=CO2，根据酸性环境和电荷守恒，应在等号后加8H+；根据氢原子守恒，应在等号前加2H2O，最后得到的负极电
极反应式为：CH4+2H2O－8e－=CO2+8H+。
正极：O2得到电子，O从0价降低到-2价，得到4个电子，
即：O2+4e－=2O2-，但O2-不能存在于溶液中，酸性环境中以H2O
形式存在，正极反应式为：O2+4H++4e－=2H2O。
总反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O
（2）碱性环境
负极：CH4失去电子，C从-4价升高到+4价，失去8个电子，
即：CH4－8e－=CO32-，根据碱性环境和电荷守恒，应在等号前加10OH－，等号后加2H2O，最后得到的负极电极反应式为：CH4+
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。
