题目内容

甲烷－氧气燃料电池，该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气。

负极：                                             

正极：                                               

电池总反应式：                                  

负极：CH4＋10 OH－－8e－＝CO32－＋7H2O

正极：2O2＋4H2O＋8e－＝8 OH－

电池总反应式：略

练习册系列答案
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（2011?石景山区一模）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2．t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．该温度下此反应的平衡常数K=
1
1
（填计算结果）．
（2）合成培中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
＜
＜
300℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
T/℃ T1 300 T2
K 1.00×107 2.45×105 1.88×103
（3）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，不同温度下NH3产率如图所示．温度高于900℃时，NH3产率下降的原因
温度高于900℃时，平衡向左移动
温度高于900℃时，平衡向左移动
．
（4）在上述流程图中，氧化炉中发生反应的化学方程式为
4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H2O
4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H2O
．
（5）硝酸厂的尾气含有氮的氧化物，如果不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将N02还原为N2的热化学方程式为：
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
．
（6）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式
4NH3+5O2
 点燃 
.
 
4N2+6H2O
4NH3+5O2
 点燃 
.
 
4N2+6H2O
，科学家利用此原理，设计成氨气一氧气燃料电池，则通入氨气的电极是
负极
负极
 （填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为
2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
．

“神舟”五号载人飞船的顺利发送与回收，标志着我国的科技水平达到了一个新的高峰。
（1）为了保持载人飞船座舱内空气成分的相对稳定，科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断地把座舱内的空气通过盛有金属过氧化物（Na2O2）的容器，并把处理后的气体充入座舱。该方法的有关反应方程式是___________________________。
（2）若用超氧化钾（KO2）代替Na2O2作为O2的来源，效果更好。等质量的KO2、Na2O2分别与足量的CO2反应生成O2的质量之比为（填最简整数比）__________________。
（3）载人飞船推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水（H2O2）。当它们混合反应时，即产生大量N2和H2O（g），并放出大量的热。已知0．4mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成
N2和H2O（g），放出256．652kJ的热量。则该反应的热化学方程式为____________________________。 （4）如果舱内使用的是甲烷－氧气燃料电池，工作时可将铂电极插入KOH溶液中，然后在两个电极上分别通入CH4和O2。根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为电池的______极，若反应生成K2CO3和
H2O，则这一极的电极反应式为__________________________。

燃料电池是一种高效低污染的新型电池。它的电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性。如铂电极、活性炭电极等，电解质溶液一般为40%的NaOH溶液。甲烷、氧气燃料电池就是其中一种，它是金属铂片插入NaOH溶液中作电极，在两极上分别通入甲烷和氧气，该电池在工作时两极的电极反应式是：

负极：____________________________________________；

正极：_____________________________________________。

某甲烷一氧气燃料电池的结构如右图所示，该电池的两个电极均由多孔碳制成，以30%KOH溶液为电解质溶液，气体由多孔碳隙逸出并在电极表面放电，其总反应的化学方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O。下列说法正确的是

    A．若b处通人的气体为氧气，则B极为正极

    B．若有2 mol电子发生转移，则消耗的O2为5．6 L(标准状况)

 C．放电一段时间后正极附近溶液的c(H+)增大

 D．用多孔碳作电极是为了增大气体与溶液的接触面积