求燃料电池电极反应方程式求ch4 ch3oh ch3ch2oh c6h12o6 c3h8 c4h10分别在酸、碱、熔融碳酸盐、熔融氧化物为电解质的条件下的正负极和总反应方程式
问题描述:
求燃料电池电极反应方程式
求ch4 ch3oh ch3ch2oh c6h12o6 c3h8 c4h10分别在酸、碱、熔融碳酸盐、熔融氧化物为电解质的条件下的正负极和总反应方程式
答
以甲烷燃料电池为例
(1)电解质是H2SO4 溶液
总反应 CH4 + 2O2= CO2 + 2H2O
正极 2O2 + 8e- +
8H+ = 4H2O
负极 CH4 -8e- + 2H2O = 8H+ +CO2
(2)电解质是KOH 溶液
总反应 CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3+ 3H2O
(CH4 + 2O2 = CO2 +2H2O CO2 +2KOH = K2CO3+ H2O 相加)
CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O
方法1:先写正极 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 【2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-】
负极=总反应-正极 CH4 + 10OH- -
8e_ = CO32-+7H2O
(3)高温下,电解质是熔融的碳酸盐(导电离子是CO32-)
总反应 CH4 + 2O2= CO2 + 2H2O
负极 CH4-8e_ + 4CO32- =5CO2 +2H2O
正极 O2 +4e- +2CO2 =2CO32-
(4)高温下,电解质是熔融的氧化物(导电离子是氧离子O2-)
总反应 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
负极 CH4-8e_ + 4O2- =CO2 +2H2O
正极 O2 + 4e- = 2O2-