题目内容
【题目】液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是( )
A. 电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B. 负极发生的电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O
C. 该燃料电池持续放电时,K+从负极向正极迁移,因而离子交换膜必需选用阳离子交换膜
D. 该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触
【答案】C
【解析】该燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,左侧为负极,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,正极上氧气得电子发生还原反应,右侧为正极,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2O,结合离子的移动方向、电流的方向分析解答。
A.该燃料电池中,右侧通入氧化剂空气的电极为正极,电流从正极流向负极,即电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极,A正确;
B.通入燃料的电极为负极,负极上燃料失电子发生氧化反应,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,B正确;
C.该原电池中,阴极上生成氢氧根离子,所以离子交换膜要选取阴离子交换膜,C错误;
D.因为电池中正负极上为气体参与的反应,所以采用多孔导电材料,可以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触,D正确;
答案选C。
本题考查了燃料电池,明确正负极上发生的反应是解本题关键,难点是电极反应式的书写,要结合电解质溶液的酸碱性书写,注意电流的方向和电子的流向相反,题目难度不大。
【题目】从能量的变化和反应的快慢等角度研究化学反应具有重要意义。
(1)已知一定条件下,反应N2+3H22NH3为放热反应;:
①下图能正确表示该反应中能量变化的是________;
②根据下表数据,计算生成1molNH3时该反应放出的热量为______kJ;
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
断开1mol键所吸收的能量 | 436kJ | 946kJ | 391kJ |
③一定温度下,将3molH2和1molN2通入容积为2 L的密闭容器中发生反应。若5min达到平衡,测得c(NH3)=0.4mol/L,则0至5min内N2的平均化学反应速率v(N2)=______,反应开始与平衡时气体的物质的量之比为__________;若达到平衡时,该容器内混合气体总压强为p,混合气体起始压强为p0 ,请用p0、p来表示达到平衡时H2的转化率为__________。
④ 在③反应条件下,能够判断该反应已经达到化学平衡状态的是______________。
A.容器内混合气体密度不变
B.混合气体的压强不变
C.单位时间内生成n mol N2 的同时生成2n mol NH3
D. v (N2)=2v(NH3)
(2)原电池可将化学能转化为电能。由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验:
①装置甲中SO向________ 极移动(填“A”或“B”);
②四种金属活动性由强到弱的顺序是_____________;
③若装置丙中的电极为质量相等的铁棒和铜棒,电池工作一段时间后,取出洗净、干燥、称量,两电极质量差为6g,则导线中通过电子的物质的量为______mol。