6.1.2燃料电池 学案-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学导学案聚焦燃料电池核心知识，系统涵盖氢氧、甲烷、甲醇等多种燃料电池类型，及酸性、碱性、中性等不同电解质条件下的电极反应式书写、电子转移计算与溶液离子浓度变化分析。通过连接氧化还原反应与原电池原理，搭建从基础到应用的学习支架，帮助学生构建完整知识脉络。 资料特色在于通过对比不同电解质环境下的电极反应，引导学生运用证据推理与模型建构的科学思维分析问题。当堂检测题结合潜艇、公交汽车等真实应用情境，强化科学探究与实践能力，同时通过分层习题设计，助力学生巩固化学观念，提升解决复杂化学问题的能力。

燃料电池 燃料电池的构成 一、氢氧燃料电池 总反应：2H2＋O2===2H2O 1、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 标况下，44.8L的O2参与反应，转移_______mol电子，反应后c(H+)变_______ 2、电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 标况下，44.8L的H2参与反应，转移_______mol电子，反应后c(OH-)变_______ 3、电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 二、甲烷燃料电池 1、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 总反应方程式：______________________________ 标况下，22.4L的CH4参与反应，转移_______mol电子，反应后c(H+)变_______ 2、电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 总反应方程式：______________________________ 三、甲醇燃料电池 1、电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 总反应方程式：______________________________ 2、电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 总反应方程式：______________________________ 四、肼（N2H4）燃料电池（铂为两极、电解液KOH溶液） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 总反应方程式：______________________________ 五、铝–空气–海水（负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水） 负极：______________________________ 正极：______________________________ 总反应式为：______________________________ 当堂检测 1.一种用于驱动潜艇的液氨－液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是(　　) A.该电池工作时，每消耗22.4 L NH3转移3 mol电子 B.电子由电极A经外电路流向电极B C.电池工作时，OH－向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 2．某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30% H2SO4溶液作电解质溶液。有关这种燃料电池的下列说法正确的是 A．该电池工作时，正极区域溶液pH上升 B．a电极为负极，发生还原反应 C．正极上反应的电极反应式为：O2+2H2O+4e− === 4OH− D．该电池能够将化学能全部转化为电能且产物是水，属于环境友好电池 3．某固体酸性氢氧燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2+O2=2H2O，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．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2 C．b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 4.镁燃料电池作为一种高能化学电池，具有良好的应用前景。下图是镁—空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A.该电池Mg作负极，发生氧化反应 B.该电池的正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C.电池工作时，电子通过导线由Mg电极流向石墨电极 D.当电路中通过0.2 mol电子时，消耗的O2体积为1.12 L 5.被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图为氢氧燃料电池的结构示意图，回答下列问题： (1)O2进入的电极为________极。 (2)电池工作时：溶液中的OH－向________(填“正极”或“负极”)迁移，通________(填“H2”或“O2”)一极的电势较低。 (3)写出电池工作时的负极反应式__________________________________ (4)若电池工作时转移0.01 mol电子，理论上消耗标准状态下________ mL O2 (5)若将此燃料电池改成以CH4和O2为原料进行工作时，负极反应式为：_________________ 1 学科网（北京）股份有限公司 $