题目内容

氢氧燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它是以铂作电极，KOH溶液作电解液，总反应为：2H2 + O2 = 2H2O，正极反应为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，下列叙述不正确的是

A．H2通入负极区            B．O2通入正极

C．正极发生氧化反应        D．负极反应为2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O

 

【答案】

C

【解析】在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。所以氢气在负极通入，氧气在正极通入，答案选C。

 

练习册系列答案
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氢氧燃料电池是一种新型电池，具有能量转化率高，燃烧产物为水，不污染环境等优点．有关该电池的说法中正确的是（　　）
化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：
（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是
CD
CD

A．a电极是负极，OH-移向负极
B．b电极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．电池总反应式为：2H2+O2
 点燃 
.
 
2H2O
D．电解质溶液的pH保持不变
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH=
1
1
  （溶液体积变化忽略不计）
II氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.20kJ?mol-1．
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是
②③
②③
（填序号）
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N-H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间（h）
物质的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0 0.20 N2 1.00 1.00
根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为
27.66kJ
27.66kJ

②此条件下该反应的化学平衡常数K=
4
27
4
27
（保留两位小数）
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化学平衡将向
正反应
正反应
  方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）．
氢氧燃料电池是一种用氢气作为能源的电池．这种燃料电池的效率要比传统内燃机的效率高很多，所以燃料电池汽车（FCV）会有很高的效率．Schlesinger等人提出可用NaBH4与水反应制氢气：BH4-+2H2O=BO2-+4H2↑（反应实质为水电离出来的H+被还原）．该反应的产氢速率受外界条件影响．下表为pH和温度对NaBH4 半衰期的影响（半衰期是指反应过程中，某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间）．
体系
pH[		 不同温度下NaBH4的半衰期（min）
0℃ 25℃ 50℃ 75℃
8 4.32×100 6.19×10-1 8.64×10-2 1.22×10-2
10 4.32×102 6.19×101 8.64×100 1.22×100
12 4.32×104 6.19×103 8.64×102 1.22×102
14 4.32×106 6.19×105 8.64×104 1.22×104
根据要求回答下列问题：
（1）已知，NaBH4与水反应后所得溶液显碱性，则溶液中各离子浓度大小关系为
 
．
（2）从上表可知，温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响？答：
 
．
（3）反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响？答：
 
．
（4）实验表明，将NaBH4溶于足量水，释放的H2比理论产量少得多（即反应一段时间后有NaBH4剩余也不再反应）．其可能原因是
 
．
氢氧燃料电池是一种污染小、效率高的新型化学电源，可用于航天器上，其总反应的化学方程式为：2H2+O22H2O，该电池的负极反应可表示为（    ）

A.2H2-4e-4H+                     B.2H2O+O2+4e-4OH-

C.4H++4e-4H2                    D.4OH--4e-2H2O+O2

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________

A．a电极是负极，OH－移向正极

B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

C．电池总反应式为：2H2+O22H2O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________（溶液体积变化忽略不计）

II．氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   ΔH＝－92.20 kJ·mol－1。

（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________

①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2

②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N

③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2

④N2、H2、NH3的体积分数不再改变

⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变

⑥混合气体的总物质的量不再改变

（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间（h）

物质的量（mol）

0

1

2

3

4

N2

1.50

n1

1.20

n3

1.00

H2

4.50

4.20

3.60

n4

3.00

NH3

0

0.20

n2

1.00

1.00

 

根据表中数据计算：

反应进行到2小时时放出的热量为________

0～1小时内N2的平均反应速率________mol·L－1·h－1；

③此条件下该反应的化学平衡常数K=________（保留两位小数）

④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化学平衡将向________  方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）。

 

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