Question

5．為擺脫對石油的過度依賴，科研人員將煤液化制備汽油，并設(shè)計了汽油燃料電池，電池工作原理如圖所示：一個電極通入氧氣，另一電極通入汽油蒸氣，電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O${\;}_{2}^{-}$
試回答：
（1）以辛烷（C₈H₁₈）代表汽油，通汽油蒸汽的一極為負極（選填：正或負）
（2）寫出該電池工作時負極反應(yīng)方程式C₈H₁₈-50e^-+25O^2-=8CO₂+9H₂O．
（3）將CO₂轉(zhuǎn)化成有機物可有效地實現(xiàn)碳循環(huán)．如：
a．6CO₂+6H₂O$\stackrel{光照/葉綠素}{→}$C₆H₁₂O₆+6O₂
b．2CO₂+6H₂ $→_{△}^{催化劑}$C₂H₅OH+3H₂O
c．CO₂+CH₄ $→_{△}^{催化劑}$ CH₃COOH
d．2CO₂+6H₂ $→_{△}^{催化劑}$ CH₂═CH₂+4H₂O
以上反應(yīng)中，最節(jié)能的是，理論上原子利用率最高的是c．（填字母序號）

Answer 1

分析 （1）燃料電池通燃料的是負極；
（2）負極發(fā)生氧化反應(yīng)，即C₈H₁₈）失去電子生成CO₂，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒寫出電極反應(yīng)式；
（3）最節(jié)能的措施應(yīng)使用太陽能；反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為生成物，沒有其他物質(zhì)生成的反應(yīng)中的原子利用率最高，據(jù)此解答．

解答 解：（1）以辛烷（C₈H₁₈）代表汽油，通汽油蒸汽的一極為負極，故答案為：負；
（2）負極發(fā)生氧化反應(yīng)，即C₈H₁₈）失去電子生成CO₂，電極反應(yīng)式為：C₈H₁₈-50e^-+25O^2-=8CO₂+9H₂O，故答案為：C₈H₁₈-50e^-+25O^2-=8CO₂+9H₂O；
（3）最節(jié)能的措施應(yīng)使用太陽能；反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為生成物，沒有其他物質(zhì)生成的反應(yīng)中的原子利用率最高，理論上原子利用率最高的是c，故答案為：a、c．

點評 本題考查電極反應(yīng)式的書寫、石油催化裂化和原子的得用率，綜合能力要求較高，特殊是第一小題有一定的難度．