人教版高中化学选择性必修1第4章化学反应与电能第1节第2课时化学电源课件.ppt

以CH3OH为燃料的燃料电池电极反应式的书写。1.酸性介质。2.碱性介质。3.熔融碳酸盐作介质。4.熔融金属氧化物作介质。典例剖析【例2】科技工作者制造了一种甲烷燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入甲烷,通过掺杂了Y2O3的ZrO2晶体在高温下传导O2-。以下判断错误的是()。A.电池正极发生的反应:O2+4e-══2O2-B.电池负极发生的反应:CH4+4O2--8e-══CO2+2H2OC.固体电解质里的O2-的移动方向:由正极移向负极D.向外电路释放电子的电极:正极(即电子由正极流向负极)答案:D解析:因为放电时,电池正极发生还原反应(元素化合价降低),负极发生氧化反应(元素化合价升高)。所以正极反应式是O2+4e-══2O2-,负极反应式是CH4+4O2--8e-══CO2+2H2O。由上述电池的正、负极反应式可以看出,正极反应“源源不断”地产生O2-,负极反应要持续进行,则需要“持续不断”地消耗O2-,故电池内O2-的移动方向是由正极移向负极。电池的负极发生氧化反应,失去电子,故外电路电子从负极流出,D项错误。【拓展延伸】对于甲烷燃料电池,电解质溶液如果是KOH溶液,则电极反应式如何书写?答案:正极:2O2+4H2O+8e-══8OH-负极:CH4+10OH--8e-══+7H2O总反应:CH4+2O2+2OH-══+3H2O方法归纳燃料电池电极反应式的书写关键。

(1)书写总反应方程式时,要注意燃料燃烧产物与电解质溶液是否发生反应,若能反应,电解质溶液要写在总反应方程式中。

(2)燃料电池正极反应的本质是氧气得电子发生还原反应,即O2+4e-══2O2-,产生的O2-存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系,在酸性溶液中转化为H2O,在碱性溶液中转化为OH-,在熔融的碳酸盐中转化为。(3)书写燃料电池的电极反应式,一定要注意电解质溶液的酸碱性。碱性溶液电极反应式中不能出现H+,酸性溶液电极反应式中不能出现OH-。学以致用3.如图是甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2══2CO2+4H2O。下列说法不正确的是()。A.左电极为电池的负极,a处通入的物质是甲醇B.正极反应式为O2+2H2O+4e-══4OH-C.负极反应式为CH3OH+H2O-6e-══CO2+6H+D.该电池提供1mole-,消耗氧气0.25mol答案:B解析:负极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O══2CO2+12H+,正极反应式为3O2+12e-+12H+══6H2O;根据电子流向,可以判断a处通甲醇,b处通O2;当电池提供1mol电子时,消耗O2为1×mol=0.25mol。4.以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。(1)酸性条件。总反应式:;?正极反应式:;?负极反应式:。?(2)碱性条件。总反应式:;?正极反应式:;?负极反应式:。?(3)固体电解质(高温下能传导O2-)。总反应式:;?正极反应式:;?负极反应式:。?第2课时化学电源一、化学电源的分类及其特点1.化学电源的分类。化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池等,它们都是根据原电池原理制成的。?2.化学电源的优点。(1)能量转化效率较高,供能稳定可靠。?(2)可以制成各种形状、大小和容量不同的电池及电池组。?(3)方便携带,易于维护等。3.判断一种电池优劣的主要标准——