题目内容

1.不久前,某海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池.该电池可同时供应电和水蒸气,其工作温度为600~700℃,所用燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3.已知该电池的总反应为2H2+O2═2H2O,负极反应为H2+CO32--2e-═H2O+CO2,则下列推断正确的是(  )
A.正极反应为4OH-═O2+2H2O+4e-
B.放电时CO32-向负极移动
C.电池供应1 mol水蒸气,转移电子4 mol
D.氢氧燃料电池的H2和O2都贮存于电池中

分析 A、燃料电池中,正极发生的是氧气的得电子的反应过程;
B、电池放电时,阴离子向负极移动;
C、生成1mol水转移2mol电子;
D、氢氧燃料电池的燃料不需要贮存于电池中.

解答 解:A、燃料电池中,正极发生的是氧气得电子的反应过程,电极反应为:O2+2CO2+4e-→2CO32-,故A错误;
B、电池放电时,阴离子向负极移动,则CO32- 向负极移动,故B正确;
C、已知该电池的总反应为2H2+O2═2H2O,则生成1mol水转移2mol电子,故C错误;
D、氢氧燃料电池的燃料不需要贮存于电池中,可以边反应边加,故D错误.
故选B.

点评 本题是一道有关燃料电池的工作原理的综合题目,要求学生熟悉原电池原理,把握正负极的判断方法和电极方程式的书写方法,具备分析和解决问题的能力,题目难度中等.

练习册系列答案
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16.人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程.据报道,常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面能与水发生反应,生成的主要产物为NH3.相应的热化学方程式为:
N2(g)+3H2O(l)═2NH3(g)+3/2O2(g)△H=+765.0kJ•mol?1
回答下列问题:
(1)请在图一所示的坐标中,画出上述反应在有催化剂和无催化剂两种情况下的反应体系能量变化示意图,并进行标注(标注出“反应物”、“生成物”、“有催化剂”、“无催化剂”).
(2)目前工业合成氨的原理是:
N2(g)+3H2(g)$?_{催化剂}^{高温、高压}$2NH3(g)△H=-192.0kJ•mol?1
①反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)的△H=-319.0 kJ•mol?1
②某条件下,在容积为2.0L的密闭容器中充入0.6mol N2(g)和1.6mol H2(g),经过2min反应达到平衡,此时NH3的物质的量分数为4/7.则反应在2min内N2的平均反应速率为0.1mol•L-1•min-1,该条件下H2的平衡转化率为75%,平衡常数K=200.
③670K、30Mpa下,n(N2)和n(H2)随时间变化的关系如图二所示,下列叙述正确的是AD.
A.a点的正反应速率比b点大
B.c点处反应达到平衡
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样
D.其它条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比图二中d点的值大
(3)将反应得到的氨气液化为液氨,已知液氨中存在着下列平衡:2NH3?NH4++NH2-.科学家在液氨中加入氢氧化铯(CsOH)和特殊的吸水剂,使液氨中的NH4+生成N4分子,请写出液氨与CsOH反应的化学方程式8NH3+4CsOH=N4+4CsNH2+6H2↑+4H2O.

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