题目内容
燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气反应,将此反应的化学能转化为电能的装置,电解质通常是KOH溶液。则下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
A.负极反应式为:CH4+10OH-—→CO
+7H2O+8e-
B.负极反应式为:O2+2H2O+4e-—→4OH-
C.随着反应进行,电解质溶液碱性不变
D.该电池的总反应与甲烷燃烧的反应方程式相同,反应式为:CH4+2O2===CO2+2H2O
答案 A
解析 本题考查燃料电池的反应原理、电极反应式的书写等知识。对于该燃料电池,负极CH4失电子被氧化,其中产物之一应是CO2,但在KOH溶液中,一定会变为CO
。故电极反应为:CH4+10OH-—→CO
+7H2O+8e-;正极O2得电子被还原,生成物应与电池中电解质溶液相关。电极反应为:O2+2H2O+4e-—→4OH-;将两个电极反应式相加,即可得到总反应式为:CH4+2OH-+2O2===CO
+3H2O。可见随着反应的进行,电解质溶液中c(OH-)不断减小。
在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:
CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g)
其平衡常数K和温度t的关系如下:
| t℃ | 700 | 800 | 850 | 1000 | 1200 |
| K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
(1) K的表达式为: ;
(2) 该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”)
(3) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:
A.容器中压强不变 B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正 = v(H2O)逆 D.c(CO2) = c(CO)
E.容器中气体密度不变 F.1mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
(4) 在850℃时,可逆反应:CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
| 时间/min | CO2 (mol/L) | H2 (mol/L) | CO (mol/L) | H2 O ( mol/L) |
| 0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
3min—4min达到平衡时CO的平衡浓度c3= (c3精确到小数点后面三位数),CO2 (g)的转化率= 。