高中化學 人教版 選擇性必修一第四章 第一節(jié) 第三課時 燃料電池 課件

1、燃料電池人教版化學 選擇性必修一 第四章 化學反應(yīng)與電能第一節(jié) 原電池 第三課時 燃料電池資料1優(yōu)點:能量轉(zhuǎn)化率高，可持續(xù)使用，不污染環(huán)境用途:宇宙飛船，應(yīng)用前景廣闊一、燃料電池持續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學電池。燃料電池一、燃料電池燃料電池二、燃料電池類型1.氫氧燃料電池電池總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O（1）堿性介質(zhì)氫氧燃料電池負極(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極(Pt)：O2+ 2H2O +4e-= 4OH-OH-定向移動到負極，在正極生成，在負極消耗燃料電池燃料電池的規(guī)律(1)燃料作負極，助燃劑氧氣為正極。(2)電極材料一般不參加化學反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子

2、的作用。燃料電池與前幾種電池的差別:(1)氧化劑與還原劑在工作時不斷補充;(2)反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出;(3)能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通燃燒過程能量轉(zhuǎn)換率只有30%，有利于節(jié)約能源。燃料電池燃料電池二、燃料電池類型電池總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O(2)酸性介質(zhì)氫氧燃料電池負極(Pt)：2H2-4e-=4H+正極(Pt)：O2+4H+4e-=2H2OH+定向移動到正極，在負極生成，在正極消耗燃料電池資料卡片燃料電池若將上述阿波羅飛船堿性燃料電池中的燃料換成CH3OH，請寫出電極反應(yīng)式二、燃料電池類型(3)甲醇燃料電池總反應(yīng)式： 2CH3OH +3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O正極：2O

3、2+8e-+4H2O=8OH-負極：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O解決方案1：燃料電池若將上述燃料電池中的電解質(zhì)換成固體氧化鋯-氧化釔熔融鹽，請寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式二、燃料電池類型(4)氧化鋯-氧化釔熔融鹽介質(zhì)燃料電池總反應(yīng)： 2H2+O2=2H2O正極：O2+4e-=2 O2-負極：H2-2e-+O2-=H2O解決方案2：燃料電池若將上述燃料電池中的電解質(zhì)換成熔融的碳酸鹽，請寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式二、燃料電池類型(5）熔融碳酸鹽介質(zhì)燃料電池總反應(yīng)： 2H2+O2=2H2O正極：O2+4e-+2CO2=2 CO32-負極：H2-2e-+2CO32-=H2O+CO2解決

4、方案3：燃料電池怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式?書寫步驟:1、寫出燃燒反應(yīng);2、根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng);3、寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡單);正極反應(yīng)一般為:酸性介質(zhì) O2+4H+4e-=2H2O堿性介質(zhì) O2+2H2O+4e-=4OH-4、由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負極的電極反應(yīng)式。其它常見化學電源的電極反應(yīng)式也可據(jù)此寫出小結(jié)：燃料電池1氫氧燃料電池是技術(shù)上比較成熟，并得到多方面應(yīng)用的燃料電池，下列說法正確的是A電解水制取氫氣是理想而經(jīng)濟的制氫方法B發(fā)展氫氧燃料電池汽車不需要安全高效的儲氫技術(shù)C氫氧燃料電池汽車的使用可以有效減少城市空氣污染D氫氧燃料電池把氫氣和氧

5、氣燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)化為電能習題設(shè)計燃料電池習題設(shè)計2下列發(fā)電廠(站)的電能由化學能直接轉(zhuǎn)化而成的是燃料電池習題設(shè)計3如圖為氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖，下列有關(guān)描述正確的是AH+向負極移動 BO2在負極上反應(yīng)C反應(yīng)最終產(chǎn)物是H2OD電子由正極通過導(dǎo)線流向負極燃料電池習題設(shè)計4氫氧燃料電池已用于航天飛機。以KOH溶液為電解質(zhì)的這種電池在使用時的電極反應(yīng)如下：2H24OH-4e-=4H2O、O22H2O4e-=4OH-，下列說法錯誤的是A氫氣通入正極，氧氣通入負極B燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率不能達到100%C供電時的總反應(yīng)為：2H2O2= 2H2OD產(chǎn)物為無污染的水，屬于環(huán)境友好電池燃料電池習題設(shè)計5阿波羅飛船中使用的燃料電池部分結(jié)構(gòu)的示意圖如下，下列說法錯誤的是 A氫氧燃料電池具有單位質(zhì)量輸出電能高、產(chǎn)物水可作為航天員的飲用水、氧氣可作為備用氧源供航天員呼吸等優(yōu)點BH2SO4溶液導(dǎo)電性好，是早期研究時使用的電解質(zhì)，因H2SO4腐蝕性強