燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电
题型:北京期末题难度:来源:
燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。 |
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请根据图示回答下列问题: (1)图中a电极是_______(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。该电极上发生的电极反应式为__________________。 (2)碱性条件下,通入甲醇的一极发生的电极反应式为___________________。 (3)当消耗3.36 L 氧气时(已折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是___________。 (4)25℃、101kPa时,燃烧16g甲醇生成CO2和H2O(l),放出的热量为363.26kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式:______________________。 |
答案
(1)阳极;4OH--4 e-→O2+2H2O (2)CH3OH-6e- +8OH-→ CO32- + 6H2O (3)0.45 (4)CH3OH(l)+ 3/2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H1=-726.52 kJ/mol |
举一反三
下图是一燃料电池的化学原理示意图,该燃料电池总反应化学方程式为 |
。下列判断不正确的是 |
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A.电极A为电池负极 B.电极B表面上发生还原反应 C.工作一段时间溶液pH保持不变 D.燃料电池工作时不会出现火焰 |
据报道,我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是 |
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A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH- B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量变小 C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2===2H2O D.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24LCl2(标准状况)时,有0.2mol电子转移 |
德国克莱斯公司成功研制了利用甲醇车载制氢氧燃料电池工艺,其原理如图所示,请观察此图回答: |
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(1)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);△H= + 49.0 kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)+O2(g)=2CO2(g)+4H2(g);△H=-385.8kJ·mol-1 下列说法正确的是_____________ A. 反应①中反应物的总能量高于生成物的总能量 B. 反应①中拆开CH3OH(g)和H2O(g)中的化学键所需能量大于形成CO2(g)和3H2(g)中的化学键所释放的能量 C. CH3OH蒸气的燃烧热为大于192.9 kJ·mol-1 D. 根据②推知反应:2CH3OH(l)+ O2(g)=2CO2(g)+4H2(g)的△H>-385.8kJ·mol-1 (2)最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。若有2.2kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5 kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式__________________。 (3)可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世,其结构示意图如图。甲醇在催化剂作用下提供质子 (H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。b处通入的物质是____________,负极反应式为:_____________________。 |
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氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下: 2H2 + 4OH- - 4e- == 4H2O,O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- 据此作出判断,下列说法中错误的是 |
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A.H2在负极发生氧化反应 B.供电时的总反应为:2H2 + O2 == 2H2O C.产物为无污染的水,属于环境友好电池 D.燃料电池的能量转化率可达100% |
下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是 |
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A、b电极是正极 B、总反应方程式为: 2H2 + O2 == 2H2O C、负极发生还原反应,正极发生氧化反应 D、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 |
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