1.化學(xué)在能源開(kāi)發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用.氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料.
(1)氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景.現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極):對(duì)于氫氧燃料電池,下列敘述不正確的是AC
A.a(chǎn)電極是負(fù)極,OH-移向正極
B.b電極的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-═H-
C.電池總反應(yīng)式為:2H2+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H2O
D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
(2)已知甲醇的燃燒熱△H=-726.5kJ/mol,在直接以甲醇為燃料的電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,正極的反應(yīng)式為$\frac{3}{2}$O2+6H++6e-═3H2O.理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ,則該燃料電池的理論效率為96.6%(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比).

分析 (1)氫氧燃料電池工作時(shí),通入氫氣的電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性溶液中,電極方程式為H2-2e-+2OH-=2H2O,通入氧氣的電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-,總反應(yīng)式為2H2+O2=2H2O,據(jù)此分析;
(2)甲醇燃料電池,甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),氧氣在正極放電,酸性條件下生成水;
根據(jù)甲醇的燃燒熱計(jì)算2mol甲醇完全燃燒放出的熱量,結(jié)合原電池產(chǎn)生的電能計(jì)算;

解答 解:(1)A、a電極通入氫氣,發(fā)生氧化反應(yīng),應(yīng)是負(fù)極,原電池工作時(shí)OH-移向負(fù)極,故A錯(cuò)誤;
B、通入氧氣的電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-,故B正確;
C、電極總反應(yīng)式為2H2+O2=2H2O,不是在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng),故C錯(cuò)誤;
D、氫氧燃料電池可分別在兩級(jí)上通入氫氣和氧氣,是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置,故D正確.
故答案為:AC;
(2)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為:CH3OH+$\frac{3}{2}$O2═CO2+2H2O①,酸性條件下該燃料電池的正極反應(yīng)式為$\frac{3}{2}$O2+6H++6e-═3H2O②,①-②得電池負(fù)極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+;該燃料電池的理論效率為$\frac{702.1kJ}{726.5kJ}$×100%=96.6%.
故答案為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+;$\frac{3}{2}$O2+6H++6e-═3H2O;96.6%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池原理,明確正負(fù)極、陰陽(yáng)極上得失電子是解本題關(guān)鍵,難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),電極反應(yīng)式要結(jié)合溶液的酸堿性書(shū)寫(xiě),為易錯(cuò)點(diǎn).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

4.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.非金屬氧化物都是酸性氧化物
B.一種元素可以組成單質(zhì),也可以組成混合物
C.電解質(zhì)電離時(shí)生成的陽(yáng)離子含有氫離子的化合物叫酸
D.堿性氧化物一定是金屬氧化物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

12.乙烯苯甲酸結(jié)構(gòu)如圖:
(1)該物質(zhì)的分子式為C9H8O2
(2)該物質(zhì)中含有的官能團(tuán)名稱是碳碳雙鍵,羧基
(3)寫(xiě)出該物質(zhì)的兩種同分異構(gòu)體

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

9.人體血液里存在如下平衡:CO2+H2O?H2CO3$?_{H+}^{OH-}$HCO${\;}_{3}^{-}$,使人體血液pH值保持在7.35~7.45之間,否則就會(huì)發(fā)生酸中毒或堿中毒.其pH值隨c(HCO3-):c(H2CO3) 變化關(guān)系如下表所示,則下列說(shuō)法中,正確的是(  )
c(HCO3-):c(H2CO31.017.820.022.4
    pH6.107.357.407.45
A.正常人體血液中,HCO3-的水解程度小于電離程度
B.人體發(fā)生酸中毒時(shí),可飲用碳酸飲料緩解
C.pH=7.00的血液中,c(H2CO3)=c(HCO3-
D.常溫下pH=7.40的血液稀釋至pH=7.35,c(H+)•c(OH-) 一定不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.下列推論正確的是(  )
A.S(g)+O2(g)═SO2(g)△H1,S(s)+O2(g)═SO2(g)△H2;則:△H1>△H2
B.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
C.NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.4kJ/mol,則含20gNaOH的溶液與稀鹽酸完全反應(yīng),放出的熱量為28.7kJ
D.CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)△H>0,△S>0,則:該反應(yīng)任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

6.已知:C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-437.3kJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-285.8kJ•mol-1
CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
則固態(tài)碳與水蒸汽反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是C(s)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-131.5kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.將一定量有機(jī)物充分燃燒后的產(chǎn)物通入足量石灰水中完全吸收,經(jīng)過(guò)濾得到沉淀18.00g,濾液質(zhì)量比石灰水減少5.22g,該有機(jī)物可能是( 。
A.乙烯B.乙二醇(HO-CH2-CH2-OH)
C.丙烷D.甲酸甲酯(HCOOCH3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.下列反應(yīng)中,調(diào)節(jié)反應(yīng)物用量或濃度不會(huì)改變反應(yīng)產(chǎn)物的是( 。
A.CO2通入澄清石灰水中B.Na2CO3溶液中滴入HCl溶液
C.硫酸中加入鋅粉D.鐵絲在氯氣中燃燒

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

11.已知:Fe2O3(s)+$\frac{3}{2}$C(s)═$\frac{3}{2}$CO2(g)+2Fe(s)△H=+234.1kJ•mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
則2Fe(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)═Fe2O3(s)的△H是-824.4kJ/mol.

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同步練習(xí)冊(cè)答案