【高中化学】燃料电池 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

第六章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化第5课时 燃料电池学习目标（1min）：1、了解燃料电池的工作原理2、掌握燃料电池总反应式及电极反应式的书写步骤结合下列问题，阅读课本P38页的内容问题导学（8min）：1、燃料电池有何优点?2、如何判断燃料电池的正、负极？3、如何快速书写燃料电池电极反应式？点拨精讲（25min）：三、燃料电池三、燃料电池(1)原理：燃料电池是通过 与 在两个电极上发生氧化还原反应将 直接转化为 的装置2)特点：(3)与其他电池的区别：(4)电极：(5)主要组成：燃料氧化剂化学能电能是一种能量转化率高,环境友好的发电装置反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂惰性金属Pt燃料（负极）空气氧气电极（正极）电解液 例如：氢氧燃料电池电极镀铂粉的原因：吸附氧气和氢气燃料电池燃料电池例例1：氢：氢氧燃料电池：氧燃料电池：负极：负极：2H24e=4H+正极：正极：O2+4H+4e=2H2O 负极：负极：2H2+4OH-4e=4H2O正极：正极：O2+2H2O+4e=4OH电极镀铂粉的原因：吸附氧气和氢气电极镀铂粉的原因：吸附氧气和氢气溶液溶液pH值如何变化？值如何变化？降低降低电解质为电解质为H2SO4溶液时溶液时电解质为电解质为KOH溶液溶液(30%)时时2H2+O2=2H2O总反应式：总反应式：燃料电池电极反应式书写方法与步骤燃料电池电极反应式书写方法与步骤第第1步：写总反应式（要考虑产物是否与电解质反应）步：写总反应式（要考虑产物是否与电解质反应）第第2步：写正极反应式（按下列四种类型选择）步：写正极反应式（按下列四种类型选择）第第3步：负极反应式步：负极反应式 总反应式总反应式 正极反应式正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OHO24e=2O2O22CO24e=2CO3 2。

酸性条件：酸性条件：碱性条件：碱性条件：固体电解质（可传导固体电解质（可传导O2-）：）：熔融碳酸盐：熔融碳酸盐：正极正极O2CO3 2正极正极：负负极：极：总反应总反应:O2+4e-+2H2O =4OH-CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 思考：反应后溶液的思考：反应后溶液的pHpH值如何变化？值如何变化？例例2 2：甲烷燃料电池：甲烷燃料电池(氢氧化钾溶液氢氧化钾溶液)巩固练习：氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是()A.该电池工作时电能转化为化学能 B.该电池中电极a是正极 C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD.该电池的总反应：2H2O2=2H2O电极aH2O2电极bD点拨精讲（25min）：三、燃料电池（1）氢氧燃料电池：）氢氧燃料电池：总式为总式为 2H2+O2=2H2O电解质为电解质为H2SO4溶液时溶液时负极负极 2H24e=4H+正极正极 O2+4H+4e=2H2O （2）燃料电池电极反应式的书写步骤）燃料电池电极反应式的书写步骤电解质为电解质为KOH溶液溶液(30%)时时负极：负极：2H2+4OH-4e=4H2O正极：正极：O2+2H2O+4e=4OH-写总反应式（考虑电解质溶液）写总反应式（考虑电解质溶液）再写正极反应式（考虑电解质）：再写正极反应式（考虑电解质）：写负极反应式：写负极反应式：课堂小结（1min）：1、某氢氧燃料电池的电解液是热的KOH溶液，在正极上氧气被还原，在负极上氢气被氧化，下列有关该电池的叙述正确的是()A.负极反应式为：H2+2OH-2e-=2H2O B.正极反应式为：O2+4H+4e-=2H2O C.工作一段时间后，KOH溶液的浓度不变D.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极A当堂检测（10min）：2.甲烷燃料电池是以稀硫酸为电解质溶液，其电极反应如下：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+2O2+8H+8e-=4H2O 据此作出判断，下列说法中错误的是()A.CH4在负极发生氧化反应B.供电时总反应为CH4+2O2=2H2O+CO2C.每消耗1 molCH4，转移电子的物质的量为8 mol D.燃料电池的能量转化率可达100%3.乙醇燃料电池的总反应式：C2H5OH3O2=2CO23H2O下列说法不正确的是()A.C2H5OH在电池的负极上参加反应 B.1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子C.在外电路中电子由负极沿导线流向正极D.电池正极得电子的物质是O2DD当堂检测（10min）：4.一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O有关此电池的推断正确的是（）A负极反应为14H2O+7O2+28e-=28OH-B放电一段时间后，负极周围的pH减低 C每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol D放电过程中KOH的物质的量浓度不变BC正正极极：14H2O+7O2+28e-=28OH-负极：负极：2C2H6-28e-+36OH-=4CO32-+24H2O 5.一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。

下列对该燃料电池说法错误的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C4H1026e13O2=4CO25H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为：O24e=2O2D电池的总反应是：2C4H1013O2=8CO210H2OA 当堂检测（10min）：7.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为2H2O22H2O，下列有关说法正确的是（）A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为：O22H2O4e4OHC.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D.H由a极通过固体酸电解质传递到b极D 8、下图是氢氧燃料电池构造示意图,电解质为KOH溶液(30%)关于该电池说法不正确（）A.a极是负极 B.电子由b通过灯泡流向a C.氢氧燃料电池是环保电池D.正极的电极反应是：O2+2H2O+4e-=4OH-B思考：工作一段时间后，KOH溶液的浓度如何变化？pH？c（KOH）减小 pH减小当堂检测（10min）：燃料电池燃料电池总总反应式：反应式：燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：燃料电池燃料电池总总反应式：反应式：燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：燃料电池燃料电池总总反应式：反应式：燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：电池电池总总反应式：反应式：正极电极反应式：正极电极反应式：写在正本作业最后面写在正本作业最后面燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O24H4e=2H2O燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O22H2O4e=4OH燃料电池总反应式：燃料电池总反应式：CH42O2=CO22H2O燃料电池正极反应式：燃料电池正极反应式：O24e=2O2电池总反应式：电池总反应式：CH42O2=CO22H2O。

正极电极反应式：正极电极反应式：O22CO24e=2CO3 。