高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化课文内容ppt课件

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燃料电池将燃料的化学能直接转化为电能，避免了燃料燃烧转化为热能，再转化为电能过程中的能量损失，能量转化率高。燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。
氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液. 负极： 正极：
总反应式： 2H2+O2 = 2H2O
高效,环境污染少,外加设备供给氧化剂
负极：通入燃料的一极；正极：通入氧化剂的一极。
O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-
2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O
【注意】O2-在水溶液中不能单独存在，酸性溶液中与H+ 结合生成水；在碱性或中性溶液中与H2O结合生成OH-
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
O2 + 4e- + 4H+ = 4H2O
2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O
【模型构建】燃料电池电极反应式的书写
（1）列物质，标得失（2）看环境，配守恒（3）两式加，验总式
2H2-4e-+2O2-＝2H2O
O2 + 4e-＝2O2-
例2、(双选)2012 年的伦敦奥运会有多个环保亮点，其中之一就是投入使用绿色能源的氢燃料电池出租车。已知某种汽车装着“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池，其工作原理如下图所示。下列叙述中不正确 的是 ( )
(-) (+)
（2）甲烷燃料电池（电解质溶液为H2SO4 溶液）
CH4 + 10OH- - 8e- =CO32- + 7H2O
2O2 + 4H2O + 8e- =8OH-
CH4 + 2O2 + 2OH- =CO32- + 3H2O
CH4 + 2O2 + 2KOH =K2CO3 + 3H2O
电解质溶液为KOH溶液
2O2 + 8e- +8H+ = 4H2O
CH4+2H2O-8e- =CO2+8H+
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
【注意】＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在。
1、写总反应式：总反应式就是燃料燃烧的化学方程式（注意：在碱性介质中CO2继续与碱反应生成CO32-）
3、写负极反应式，总反应式-正极反应式=负极反应式
2、写正极反应式: 基础反应:O2+4e- =2O2-
O2+4H++4e- = 2H2O
O2+2H2O +4e- = 4OH-
O2 + 4e- = 2O2－
O2+4e- +2CO2 ＝ 2CO32-
【模型构建】燃料电池电极反应式的书写技巧
例3、电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下，完成填空： (1)O2在电极b上发生_____反应； (2)溶液中OH-向电极___移动； (3)反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为____； (4)正极反应式为：____________________________； (5)负极反应式为：____________________________；
2NH3 - 6e- + 6OH- = N2 + 6H2O
O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
(-) (+)