摘要:20.(重)一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧 化碳.该电池负极发生的反应是 A.CH30H(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e B.O 2(g)+4H+(aq)+4e =2H20(1) C.O2(g)+2H2O(1)+4e =40H D.CH30H(g)+H2O-6e (1)=CO2 第Ⅱ卷

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由于燃料电池汽车,尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放,驱动系统几乎无噪音,且氢能取之不尽、用之不竭,燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点.为了获得竞争优势,各国纷纷出台政策,加速推进燃料电池关键技术的研发.燃料电池的燃料有氢气、甲醇、汽油等.
(1)二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气反应合成甲醇,甲醇是汽车燃料电池的重要燃料.已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2 (g)=2H2O (l)△H=-571.6kJ?mol-1  ①
CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.0kJ?mol-1  ②
写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式:
CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH(l)+H2O (l)△H=-131.4 kJ?mol-1
CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH(l)+H2O (l)△H=-131.4 kJ?mol-1

(2)有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇一空气燃料电池.这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2-
①电池正极发生的反应是
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-

负极发生的反应是
CH2OH+4O2--8e-=CO2+2H2O
CH2OH+4O2--8e-=CO2+2H2O

②在稀土金属氧化物的固体电解质中,O2-的移动方向是
从正极流向负极
从正极流向负极

③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行,而科技工作者却要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车.主要原因是:
燃料电池的能量转化率高
燃料电池的能量转化率高
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运用化学反应原理研究碳的氧化物的性质具有重要意义.
(1)CO2是一种重要的物质,但其过量排放,可能导致全球气温升高.下列措施不能够有效控制CO2所导致的温室效应的是
(填序号)
①大力发展低碳产业,提倡低碳生活,依法控制CO2的过量排放
②禁止滥砍滥伐,植树造林,恢复生态
③开发利用各种新型能源代替煤、石油、天然气等化石能源
④提倡使用脱硫煤、无铅汽油等清洁燃料
(2)常温下,碳酸在水中的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;次氯酸在水中的电离常数Ka=4.7×10-8.写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式
ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-;2HClO=2H++2Cl-+O2
ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-;2HClO=2H++2Cl-+O2

(3)CO具有还原性,某同学设计图示装置(固定装置及胶管略去)验证CO气体能否与Na2O2反应.

已知:H2C2O4
 浓硫酸 
.
 CO2↑+CO↑+H2O,则实验选择的最简单的装置接口连接顺序为
abcf
abcf
;若CO能够与Na2O2发生反应,则预测反应产物为
Na2CO3
Na2CO3

(4)已知C(s)+O2(g)=CO2(g),△H=-393.5kJ?mol-1;CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g),△H=-283.0kJ?mol-1,写出CO2 和C(s)反应的热化学方程式
CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=+172.5kJ?mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=+172.5kJ?mol-1
.以CO为燃料制作燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入CO,电解质是熔融碳酸盐,放电时负极反应式为
CO+CO32-→2CO2+2e-
CO+CO32-→2CO2+2e-
.若使用该电池电解饱和食盐水制取1molNaClO,则理论上需要氧气的体积为(标准状况下)
11.2
11.2
L.
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