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【題目】其它燃料電池負極(燃料)電極反應式的書寫

(1)烴燃料電池

①酸性介質

CH4：1CH4—8 e—+2H2O= 1CO2+8H+

C2H6 ：____________

C2H2 ： ___________

②堿性介質

CH4：1CH4—8 e—+ 10OH—= 1 CO32—+ 7 H2O

C2H6：1 C2H6—14e— + 18OH—= 2CO32—+12H2O

C2H2：______________

(2)烴的含氧衍生物燃料電池

①酸性介質

CH3OH：1CH3OH—6e—+1H2O = 1CO2+6 H+

C2H5OH： ______________

CH3OCH3：_____________

②堿性介質

CH3OH： 1CH3OH—6e—+8OH —= 1CO32—+ 6 H2O

C2H5OH： ___________

CH3OCH3：___________

(3)熔融碳酸鹽為電解質

負極(CH4)：___________

正極(O2)：______________

【答案】1 C2H6-14e-+4H2O= 2CO2+14H+ 1 C2H2-10e-+4H2O= 2CO2+10H+ 1 C2H2-10e- + 14OH-= 2CO32-+8H2O 1 C2H5OH-12e-+3H2O = 2CO2+12 H+ 1 CH3OCH3-12e-+3H2O = 2CO2+12 H+ 1 C2H5OH-12e—+16OH —= 2CO32—+ 11 H2O 1 CH3OCH3-12e—+16OH —= 2CO32—+ 11 H2O CH4+4CO328e=5CO2+2H2O O2+2CO2+4e=2CO32

【解析】

根據燃料電池原理分析正負極，書寫電極反應式時，負極失去電子發(fā)生氧化反應，根據元素化合價變化計算失電子數目，根據電荷守恒及電解質溶液中存在的離子對反應式進行缺項配平即可。

（1）乙烷和乙炔在反應中產物和甲烷相同，只是失去電子數目不同，可以根據化合價的變化計算失去電子的數目，如甲烷中C為-4價，電極反應中生成CO2或CO32-，C元素化合價為+4，則失去8個電子，再根據電荷守恒及原子配平反應式即可；則：

①酸性介質

CH4：1CH4-8 e-+2H2O= 1CO2+8H+

C2H6 ：1 C2H6-14e-+4H2O= 2CO2+14H+

C2H2 ：1 C2H2-10e-+4H2O= 2CO2+10H+

②堿性介質

CH4：1CH4-8 e-+ 10OH-= 1 CO32-+ 7 H2O

C2H6：1 C2H6-14e- + 18OH-= 2CO32-+12H2O

C2H2：1 C2H2-10e- + 14OH-= 2CO32-+8H2O

故答案為： 1 C2H6-14e-+4H2O= 2CO2+14H+；1 C2H2-10e-+4H2O= 2CO2+10H+；1 C2H2-10e- + 14OH-= 2CO32-+8H2O；

（2）烴的含氧衍生物燃料電池

①酸性介質

CH3OH：1CH3OH-6e-+1H2O = 1CO2+6 H+

C2H5OH：1 C2H5OH-12e-+3H2O = 2CO2+12 H+

CH3OCH3：1 CH3OCH3-12e-+3H2O = 2CO2+12 H+

②堿性介質

CH3OH： 1CH3OH-6e—+8OH —= 1CO32—+ 6 H2O

C2H5OH： 1 C2H5OH-12e—+16OH —= 2CO32—+ 11 H2O

CH3OCH3：1 CH3OCH3-12e—+16OH —= 2CO32—+ 11 H2O

故答案為：1 C2H5OH-12e-+3H2O = 2CO2+12 H+；1 CH3OCH3-12e-+3H2O = 2CO2+12 H+；1 C2H5OH-12e—+16OH —= 2CO32—+ 11 H2O；1 CH3OCH3-12e—+16OH —= 2CO32—+ 11 H2O；

（3）料電池中，正極反應一定是氧氣得電子，該電池的電解質環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以正極反應為：O2+2CO2+4e=2CO32；負極反應是CH4失電子；該電池的電解質環(huán)境是熔融碳酸鹽；所以負極反應為：CH4+4CO328e=5CO2+2H2O；電池是以熔融碳酸鹽為電解質，可以循環(huán)利用的物質是二氧化碳，故答案為：CH4+4CO328e=5CO2+2H2O；O2+2CO2+4e=2CO32。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】（1）羰基硫（COS）在常溫常壓下為有臭雞蛋氣味的無色氣體，廣泛應用于農藥、醫(yī)藥和其他化工生產中。在酸性溶液中可用H2O2氧化COS生成一種強酸（脫硫反應）該脫硫反應的化學方程式為________。

（2）已知：①COS（g）+H2（g）H2S（g）+CO（g）△H1=+11kJ·mo-1；

②CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g） △H2=-21kJ·mol-l；

③COS（g）+H2O（g）H2S（g）+ CO2（g） △H3=________

（3）用活性a-Al2O3催化COS水解，反應為 COS（g）+H2O（g） CO2（g）+H2S（g）在催化劑表面停留時間相同時，不同溫度下COS的轉化率如圖所示。

由圖可知，COS的轉化率在后期下降的原因可能是________ 。

（4）COS可由CO和H2S在一定條件下反應制得，在剛性容器中發(fā)生反應:CO（g）+H2S（g）=COS（g） + H2（g）△H<0。初始時各物質的物質的量濃度與平衡時CO的物質的量濃度數據如下表所示：

實驗

溫度/℃

起始時/ molL-1

平衡時/ molL-1

c（CO）

c（H2S）

c（COS）

c（H2）

c（CO）

Ⅰ

T1

20.0

20.0

0

0

16.0

Ⅱ

T2

10.0

10.0

0

0

7.0

Ⅲ

T3

7.0

8.0

2.0

4.5

①T1_____（填“大于”“小于”或“等于”）T2。

②實驗I中，8 min反應達到平衡，則08 min內v（COS）= _____molL-1，T時，該反應的平衡常數為_____。

③實驗Ⅲ中的反應應_____（填“正向”或“逆向”）移動。

（5）反應COS（g）+H2（g）=H2S（g）+CO（g）的平衡常數K與溫度T的關系式為lgK=aT+b（a,b均為常數），請在如圖所示的坐標系中用直線畫出lgK與溫度T的關系圖像_____。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】CO、SO2是常見的大氣污染物，應用化學原理變廢為寶，意義重大。

(1)CO與SO2用鋁礬土作催化劑、475 ℃條件下反應生成CO2和硫蒸氣，該反應可用于從煙道氣中回收硫，反應過程中各組分的物質的量與反應時間的關系如圖所示，該反應的化學方程式為________。

(2)利用CO可以合成新能源物質——甲醇。其原理為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH。在壓強分別為p1、p2，體積均為V L的兩個容器中充入a mol CO、2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡時轉化率與溫度、壓強的關系有下表數據：

50 ℃

100 ℃

200 ℃

300 ℃

400 ℃

p1

0.65

0.50

0.40

0.32

0.24

p2

0.80

0.70

0.65

0.50

0.41

①ΔH________0，p1________p2。(填“＞”“＜”或“＝”)。

②壓強為p2，溫度為300 ℃時，該反應的平衡常數K＝________。

③壓強為p1，溫度為100 ℃時，達到平衡后，繼續(xù)向其中通入0.5a mol CO、a mol H2、0.5a mol CH3OH，則平衡時CH3OH的體積分數________(填“增大”“減小”或“不變”)。

④下列說法正確的是________。

a．當n(CO)∶n(H2)∶n(CH3OH)＝1∶2∶1時，可逆反應達到平衡狀態(tài)

b．平衡后向體積為V L的容器內繼續(xù)充入He，平衡不移動

c．使用新型催化劑，可提高CO的平衡轉化率

(3)MnO2懸濁液、NaOH溶液都是SO2氣體常用的吸收劑。

①已知MnO2＋SO2＝MnSO4，吸收SO2的裝置如圖所示。反應過程中，為使SO2盡可能轉化完全，可采取的合理措施有___________、__________。

②將標準狀況下4.48 L SO2氣體緩緩通入100 mL 3 mol·L－1 NaOH溶液中，充分反應后c(Na＋)＝___ (填幾種粒子濃度之和)。

③�、谥兴萌芤�10 mL，加水稀釋成1 L，向其中加入CaCl2固體至有沉淀CaSO3(Ksp＝3.1×10－7)生成，則所加CaCl2固體的質量為_____mg。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】Cl2O是黃棕色具有強烈刺激性氣味的氣體，是一種強氧化劑，易溶于水且會與水反應生成次氯酸，與有機物、還原劑接觸或加熱時會發(fā)生燃燒并爆炸。一種制取Cl2O的裝置如圖所示。

已知：Cl2O的熔點為－116℃，沸點為3.8℃；Cl2的沸點為－34.6℃；HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl2O。

下列說法中不正確的是（ ）

A.裝置②③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸

B.通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋，減小爆炸危險

C.從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2

D.裝置④與⑤之間不用橡膠管連接，是為了防止橡膠管燃燒和爆炸

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列四幅圖示所表示的信息與對應的敘述相符的是（ ）

A. 圖1表示H2與O2發(fā)生反應過程中的能量變化，則H2的燃燒熱為241.8kJ·mol—1

B. 圖2表示某吸熱反應分別在有、無催化劑的情況下反應過程中的能量變化

C. 圖3表示一定條件下H2和Cl2生成HCl的反應熱與途徑無關，則 △H1=△H2+△H3

D. 圖4表示壓強對可逆反應2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影響，乙的壓強大

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下圖是某有機物分子的比例模型，有關該物質的推斷不正確的是（ ）

A．分子中可能含有羥基

B．分子中可能含有羧基

C．分子中可能含有氨基

D．該物質的化學式可能為C3H6O3

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】在烷烴分子中的基團：－CH3、－CH2－、、中的碳原子分別稱為伯、仲、叔、季碳原子，數目分別用n1、n2、n3、n4表示。例如：分子中，n1=6，n2=1，n3=2，n4=1。試根據不同烷烴的組成結構，分析出烷烴(除甲烷外)各原子數的關系。

(1)烷烴分子中氫原子數n0與n1、n2、n3、n4之間的關系是n0=_________________。

(2)四種碳原子數之間的關系為n1=_________________________________________。

(3)若分子中n2=n3=n4=1，則該分子的結構簡式可能為(任寫一種)________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】ⅢA族的硼、鋁、鎵、銦、鉈等元素在化合物中通常表現出+3價，含ⅢA族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途。請回答下列問題。

(1)基態(tài)Ga原子價層電子排布式_____。

(2)砷化鎵屬于第三代半導體，晶胞結構與金剛石相似。下列說法正確的是_____。

A．砷化鎵晶胞結構中Ga原子的軌道雜化方式為sp3

B．第一電離能：As<Ga

C．電負性：As<Ga

D．砷和鎵都屬于p區(qū)元素

(3)BCl3的立體構型是____，由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為____。

(4)已知：Al的燃燒熱為△H1＝akJ·mol-1；Fe2O3(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)；ΔH2=bkJ/mol，則：3O2(g)+4Fe(s)=2Fe2O3(s)；ΔH3=____kJ/mol。

(5)人造立方氮化硼晶胞如圖所示，判斷該晶體結構中存在配位鍵的依據是____。設該晶體的摩爾質量為Mg/mol，晶體的密度為ag/cm3，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶體中兩個距離最近的B原子之間的距離為____cm。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】把m mol乙烯跟n mol H2混合于一密閉容器中，在適當條件下反應并生成p mol C2H6，若將所得的混合氣體燃燒，并全部生成CO2和H2O，需要氧氣的物質的量(單位：mol)為

A.3m＋nB.

C.D.3m＋－3p

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