摘要:4.被誉为改变未来世界十大新科技之一的燃料电池是一种新型的无污染.无噪音.高效率的汽车动力和发电设备.正以势不可挡之势挤入汽车工业和电力工业.它是一种不经过燃烧.将燃料的化学能直接转换成电能的装置.它主要由燃料.氧化剂.电极.电解质组成.在结构上与传统电池一样具有正负电极.正负电极被电解质分隔.它以还原剂(用氢作燃料.也可以添加一个氢气变换器.直接使用甲醇.天然气.甚至石油.柴油.煤等作燃料)为负极反应物.以氧化剂为正极反应物.为了使燃料便于进行电极反应.要求电极材料兼有催化剂的特性.可用多孔碳.多孔镍.铂.钯等贵金属以及聚四氟乙烯等电极材料.电解质则有碱性.酸性.熔融盐和固体电解质及高聚交换膜等数种.图15-10是一种氢--氧燃料电池的工作原理图.电角质为有机高分子聚合物.它不是传导氧离子而是传导质子H+.是通透质子的交换膜燃料电池. 图15-10 (1)写出氢--氧燃料电池正负极发生的电极反应式.并注明是氧化反应还是还原反应.写出电池的总反应方程式. 燃料电源将燃料的化学能直接转换成电能.氢气和氧气源源不断地送入.反应连续不断地进行.于是在电池内产生了持续的电流.反应的生物是水.不会造成对环境的污染.燃料电池之所以能成为载人航天器的首选电池.另一个很重要的原因是相中了它生成的“废物 --水.这正好解决了宇航员在太空的饮水问题.当年美国“阿波罗11号 宇航飞船在长达8天的登月旅行中.3位宇航员的生活用水.来自于电池提供的水. (2)若用燃料电池发电.输出电流的电流强度为A.则每小时能合成多少水?(已知阿伏加德NA=6.02×1023mol-1.电子的电量e=1.06×10-19C) (3)电池燃料氢可利用甲醇.天然气.石油.柴油等燃料通过一个氢气变换器而得到.写出利用天然气转化为氢的化学方程式: . (4)燃料电池在发电的同时还生成了水.这正好解决了宇航员在太空中饮水的问题. ①宇航员饮用合成水.通过消化系统.大部分在下列哪一处被吸收( ) A.口腔 B.消化道 C.小肠 D.大肠 ②原生质中含量最多的化学成分是( ) A糖类 B.水 C.无机盐 D.蛋白质 ③水通过自由扩散的方式出入细胞.这种运输方式不需要 .也不需要 . ④水在生物体中以 和 两种形式存在.水既是 的重要组成部分.又是细胞内的 .各种生物的生命活动.都是绝对不能离开水的. ⑤人体排泄水的途径主要有3条:(1)以尿的形式通过泌尿系统排出,(2)以 的形式经过 排出,(3)以 的形式经过 排出. (5)请根据文中质子交换膜氢氧燃料电池工作原理图.说明负载的电流方向为 . (6)如图15-11所示为千瓦级质子交换膜燃料电池组性能图谱.工作条件是:以H2和O2作为反应气体.控制电池温度为85℃.保持H2与O2压强分别为0.45 Mpa和0.50Mpa. 图15-11 根据该图回答下列问题: ①计算该电池组稳定后的内阻r大小约为多少? ②当输出电流大于40A时.电池输出功率范围 . ③当电池的输出功率为1kw时.相当于电动势为多少的普通电池. (7)用某种燃料电池的电炉供电.设电炉的额定功率PO=400W.电池在不接负载的路端电压与电炉的额定电压相同.当电炉接到该电源上时.电炉实际消耗的功率P1=324W.若将两个这样的电炉并联接到该电源上.求两个电炉实际消耗的功率P2为多少?

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(22分)在刚过去的2010年我国上海成功地举办了世博会,美丽的场馆令人心驰神往。其中瑞士馆的造型是一个想象中未来世界的轮廓,顶部是一片青葱的植物,观众可在十分钟内乘坐环状缆车从底楼到顶楼参观。而法国馆以“感性城市”为主题,顶部也是一片绿色植物。屋顶的植物可以进行光合作用,对改善城市生态系统和生态农业工业化有重要意义。

为了提高屋顶植物的生态效益,有人做了相关实验,绘出下列四图。请回答有关的问题。

(1)若某种C3植物在进行图甲的生理过程时,光反应阶段发在该C3植物叶片的

                    (“叶肉细胞”/“维管束鞘细胞”)叶绿体中。

(2)图乙表示在二氧化碳充足的条件下,某植物光合速度与光照强度和温度的关系。在温度为10℃时,光照强度大于       千勒克司后,该植株光合速度不再随光照强度增加而增加。当温度为20℃时,光照强度由4千勒克司瞬时上升至12千勒克司,此时该植株叶绿体内C5化合物的含量将        (“增加”/“不变”/“减少”)。当温度为30℃、光照强度小于12千勒克司时,限制该植株光合速度的因素是           

(3)图丙表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的关系图,在a、b、c、d四浓度中,最适合该植物器官储藏的氧浓度是         ;若细胞呼吸的底物是葡萄糖,则在氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量             倍。

(4)丁图表示在适宜的条件下,一定时间内某无机盐离子从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化。在自然情况下,土壤中该无机盐离子的浓度比根细胞中该无机盐离子的浓度     (低、高),幼根表皮细胞是通过    

       方式吸收土壤中该无机盐离子。只依据“幼根相应部位积累量”变化的曲线不能确定幼根20~60mm部位对该无机盐离子的吸收量,理由是                

                                                                        

(5)假设屋顶植物中有一种品质优良的农作物,为了在短时间内快速繁殖同时又要保持其优良性状,最好采用                        技术。若该农作物为转基因植物,从一种细菌中获得了某优良基因,将细菌中的这种优良基因转移到该农作物体内的过程中,需要用到的工具酶是                                           

 

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