2025年甲醇燃料电池酸性和碱性方程式.pdfVIP

以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

甲醇燃料电池酸性和碱性方程式

甲醇燃料电池正负极反应方程式

碱性条件

总反应式：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O

正极：3O2+12e–+6H20→12OH–

负极：2CH3OH-12e–+16OH~→2CO32-+12H2O

酸性条件

总反应式：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

正极：3O2+12e–+12H+→6H2O

负极：2CH4O-12e–+2H2O→12H++2CO2

为什么碱性电极的总反应方程式中+OH-而酸性电极的总反应方

程式中不用+H+

高中化学

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。

燃料电池方程式书写

燃料电池的电极反应（主要是负极的电极方程式）是一个难点。

我们知道，一般的燃料电池大多是可燃性物质（主要是可燃性气体）

与氧气及电解质溶液共同组成的原电池，虽然可燃性物质与氧气在不

同的电极反应，但其总反应方程式是可燃物在氧气中燃烧。

人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应，

再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式，从而得到总反应方程式。

由于在反应中氧气由0价变为－2价，所以肯定是O2得电子，即O2

作氧化剂是正极，即可写出正极的电极反应式：O2+4e+2H2O=4OH_①

(该反应式为常见的绝大多数燃料电池的正极反应式)。

若此时电解质溶液为酸性，则反应过程可以理解为：正极上首先

发生：O2+4e-=2O2-由于在酸性环境中大量存在H+故O2-会与H+

结合成H20，故正极反应式应为：O2+4e-＋4H+＝2H2O②

若电解质为中性或碱性时，则正极反应式就只是①。此时负极反

应式就可由总电极方程式减去正极的电极方程式得到（注意要将方程

式中的氧气抵消掉）。

（1）直接法书写电极反应式：（以氢氧燃料电池为例）

解析：H2、O2燃料电池中反应实质为：2H2+O2=2HO

电极上H2-2e-=2H+O2+4e-=2O2+

在不同环境中H+、O2-会与电解质发生不同的反应，故电极反应

也相应不同：

①、酸性环境中：H+能稳定存在，O2-会与H+结合成H20，

负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O

②、碱性环境中：H+不能稳定存在会与OH-结合成水，而O2-也

不能稳定存在会与水结合形成OH-

负极：2H2-4e-+4OH-=4H20正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

③、中性环境中：H+能稳定存在：02-会与H20结合成OH-：

丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫

负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+2H20+4e-=4OH-

④、在能传导O2-的固体电解质中：由于O2-能存在，而H+会与