题目内容

13．美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的电池，其构造如图所示．两均为多孔碳制成，通入的气体由空隙中流出，并从电极表面放出．
①a是负极，电极反应式是2H2-4e-+4OH-=4H2O；
②b电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-；
③氢气是氢氧燃料电池中最简单的燃料，虽然使用方便，却受到来源和价格的限制．常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等．请写出图中H2换成CH4时构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；此时电池内的总反应方程式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O．溶液中PH减小（增大、减小、不变）．

分析 ①氢氧燃料电池中，原电池工作时，氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O；通入氢气的一极a为电源的负极，发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
①通入氧气的一极b为原电池的正极，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
③氢气换成甲烷是甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水的氧化还原反应，图中电解质溶液是碱性溶液，依据原电池的原理，结合元素化合价变化分析失电子的物质甲烷在负极a发生氧化反应，氧气再正极b发生还原反应．

解答 解：①氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为：2H2-4e-+4OH-=4H2O，
故答案为：负；2H2-4e-+4OH-=4H2O；
②正极电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
③图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾和水，所以电池的反应的离子方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，所以消耗氢氧根，则溶液中PH减小；其中正极上是氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；电池总反应的离子方程式减去正极电极反应×2，得到负极电极反应：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O、CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O；减小．

点评 本题考查了原电池的工作原理的应用，电极名称，电极判断，电极反应，电池反应，熟练掌握原电池的基本知识，分清化合价变化判断氧化反应、还原反应、电子守恒是解题关键．

练习册系列答案
相关题目
6．中国科技网2013年2月6日报导：中国工程院院士范良士教授领导的研究小组，成功开发出煤清洁燃烧的新方法．该方法的流程如图所示：

利用化学循环技术使煤释放热量的同时，捕获了反应过程中产生的99%的二氧化碳，高温铁粉用来发电，氧化后循环使用，达到电力和化工的联产，煤炭资源综合利用的目的．
（1）己知下列热化学方程式：
①C（s）+1/2O2（g）=CO（g）△H1=-110.4KJ/mo1
②C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2=-393.5kJ/mol
③Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H3=-26.7KJ/mo1
则Fe2O3与C（s）反应生成Fe（s）和CO2（g）的热化学方程式为：2Fe2O3+3C（s）=4Fe（s）+3CO2（g）△H=464.7KJ/mol．
（2）捕捉到的CO2可以和H2合成绿色燃料甲醇．300°C时，在两个容积均为2L的密闭容器中，当c（CO2）=1.00mo1•L-1、c（H2）=1.60mol•L-1时，
分别选择催化剂I、催化剂Ⅱ开始反应，达到平衡状态M．反应结果如图所示．
请回答下列问题：
①使用催化剂I时，反应在10h内的平均反应速率：
V（H2）=0.054mol/•（L•h）-1．达到平衡M时比较两个容器中的正反应速率催化剂I＜催化剂II（填“＞”或“＜”或“=”）．
②达到平衡M后，甲醇的体积分数为9.10（保留到小数点后两位）；此反应在300°C时的平衡常数为0.05．
③若继续向上述平衡体系M中通入0.4molCO2和0.4mol甲醇，平衡将向逆向移动（填“正向”或“逆向”），达到平衡时得到H2的浓度为amol/L；若继续向上述平衡体系M中通入0.8molCO2和0.4molH2O，达到平衡时得到H2的浓度为bmol/L，则a＞b（填“＞”或“＜”或“=”）．
5．写出下列反应的热化学方程式：
（1）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ/mol．若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）的△H=-571.6kJ/mol，氢气的燃烧热为285.8kJ/mol．
（2）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能．从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程．在化学反应过程中，破坏旧化学键需要吸收能量，形成新化学键又会释放能量．
化学键H-HN-HN≡N
键能/kJ•mol-1436391945
已知反应N2（g）+3H2（g）$?_{催化剂}^{高温、高压}$2NH3（g）△H=a kJ•mol-1．试根据表中所列键能数据计算a的数值（列出简单的计算式）：a=945+3×436-6×391=-93．
（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．
已知：C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2=-571.6kJ•mol-1
2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（l）△H3=-2 599kJ•mol-1
根据盖斯定律，计算298K时由C（s，石墨）和H2（g）生成1mol C2H2（g）反应的焓变（列出简单的计算式）：△H=2△H1+$\frac{1}{2}$△H2-$\frac{1}{2}$△H3=+226.7kJ•mol-1．
1．下列我国古代的技术应用中，其工作原理不涉及化学反应的是（　　）
A．火药使用B．
粮食酿酒		C．
转轮排字		D．
铁的冶炼
8．（1）反应Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H1，平衡常数为K1；反应Fe（s）+H2O（g）?FeO（s）+H2（g）△H2，平衡常数为K2；在不同温度时K1、K2的值如表：
700℃900℃
K11.472.15
K22.381.67
反应CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H，平衡常数K，则△H=△H1-△H2 （用△H1和△H2表示），K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$（用K1和K2表示），且由上述计算可知，反应CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）是吸热反应（填“吸热”或“放热”）；
（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g）△H＞0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：
①该条件下反应的平衡常数为2.0；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0mol•L-1，则平衡时CO2的浓度为$\frac{2}{3}$mol•L-1；
②下列措施中能使平衡时K增大的是A（填选项字母）．
A．升高温度   B．增大压强C．再充入一定量的CO2     D．再加入一定量铁粉．
18．“保护环境”是我国的基本国策．下列做法不应该提倡的是（　　）
A．采取低碳、节俭的生活方式
B．按照规定对生活废弃物进行分类放置
C．在田间焚烧大量秸秆
D．深入农村和社区宣传环保知识
5．下列关于有机化合物的说法正确的是（　　）
A．聚乙烯分子中含碳碳双键B．油脂的皂化反应属于加成反应
C．丁烷有3种同分异构体D．以淀粉为原料可以制备乙醇
2．物质的量在计算中有广泛的应用，请完成下列各小题：
（1）9g H2O与49g H3PO4所含分子数相等；
（2）固体X在一定条件下加热分解，其方程式为2X$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Y↑+2Z↑+2W↑，测得生成的混合气体的密度是相同状况下H2的a倍，则X的相对分子质量为5a；
（3）在同温同压下，6.5g某气体A的分子数与7g C2H4的分子数相同，则气体A在标准状况下的密度为1.16g•L-1（结果保留三位有效数字）；
（4）b%的硫酸溶液与4b%的硫酸溶液等质量混合后，所得溶液的质量分数=（填“＞”“＜”或“=”，下同）2.5b%；如果等体积混合，所得溶液的质量分数＞2.5b%．

抗酸药物的种类很多，其有效成分一般都是碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝和氢氧化镁等化学物质。

(1)某品牌抗酸药的主要成分有糖衣、碳酸镁、氢氧化铝、淀粉。写出该抗酸药发挥功效时的化学方程式 、 。

(2)淀粉在抗酸药中作填充剂、黏合剂，淀粉在人体内酶的催化作用下发生水解反应，最终转化为(写分子式)_________________。

(3)服用抗酸药时，一般要嚼碎后吞服。请分析其原因：_________________。

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网