123燃料电池学案高二上学期化学选择性必修1.DOCX

第三课时燃料电池

学习目标1.了解燃料电池的基本构造，学会书写常见的电池反应方程式和电极反应式。2.能基于原电池装置的认知模型设计简单的燃料电池。

燃料电池

(一)知识梳理

1.燃料电池

(1)概念：利用燃料和氧化剂之间发生的________________，将________直接转化为________的化学电池。

(2)优点：①能连续不断地提供电能；②能量转换效率远高于普通燃料燃烧。

2.氢氧燃料电池

(1)基本构造

(2)工作原理

氢氧燃料电池用多孔金属作电极，不断充入的氢气和氧气，分别在两极发生____________反应和________反应。其反应表示如下：

酸性电解质(H2SO4)

碱性电解质(KOH)

负极反应

H2－2e－===2H＋

正极反应

O2＋4e－＋4H＋===2H2O

总反应

2H2＋O2===2H2O

(二)互动探究

下面是三种燃料电池装置，结合原电池原理对其反应原理进行探究：

【问题讨论】

(1)写出装置①中，酸性甲醇燃料电池的正、负极反应式和总的化学方程式：

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(2)写出装置②中熔融碳酸盐氢氧燃料电池的正、负极反应式。

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(3)写出装置③中碱性甲烷燃料电池的正、负极反应式和总的化学方程式。

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(4)燃料电池中正极通常通入什么物质？

负极发生氧化反应还是还原反应？

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【探究归纳】

1.燃料电池工作原理(以酸性氢氧燃料电池为例)

利用质子交换膜技术，使氢气在覆盖有催化剂的质子交换膜作用下，在负极将氢气催化分解成为质子，这些质子通过质子交换膜到达正极，在氢气的分解过程中释放出电子，电子通过负载被引出到正极，这样就产生了电能。

2.书写燃料电池电极反应式的三步骤

3.有机燃料电池电极反应式的书写[以乙醇碱性(KOH溶液)燃料电池为例]

电池的负极一定是可燃物，有机燃料中各元素的化合价变化遵循一般化合价规则，燃料失电子发生氧化反应，电池的正极多为氧气或空气得电子，发生还原反应，特别注意电解质溶液酸碱性不同的区别。

(1)第一步：确定生成物。

乙醇燃烧生成CO2和H2O，其中CO2与KOH溶液反应生成K2CO3和