题目内容

一种新型燃料电池,一极通入乙烷,另一极通入氧气,电解质溶液是KOH溶液(足量).下列对此电池的说法正确的是(  )
A、正极反应为:C2H6+18OH--14e-═2CO32-+12H2O
B、电池的总反应为:2C2H6+7O2═4CO2+6H2O
C、放电一段时间后,正极附近溶液的pH降低
D、每消耗1mol C2H6,电池中就消耗4mol KOH
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:乙烷燃料电池的电池总反应为2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O,原电池工作时C2H6被氧化生成K2CO3,应为原电池的负极,电极反应式为C2H6+18OH--14e-=2CO32-+12H2O,O2得电子被还原,应为原电池正极,电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,结合电极反应式解答该题.
解答: 解:A.正极是O2得电子被还原,所以原电池正极的电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-,故A错误;
B、碱性条下,乙烷反应的产物为碳酸钾,所以乙烷燃料电池的电池总反应为2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O,故B错误;
C、正极电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,放电一段时间后,正极周围的pH升高,故C错误;
D、乙烷燃料电池的电池总反应为2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O,每消耗1molC2H6,电池中就消耗4molKOH,故D正确.
故选D.
点评:本题考查了原电池知识,题目难度不大,注意电极反应式的书写和电解质溶液的酸碱性变化,正确书写电极方程式为解答该题的关键.
练习册系列答案
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甲醇被称为21世纪的燃料,甲烷可制成合成气(CO、H2),再制成甲醇.
(1)已知:
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=206.2kJ?mol-1
②CH4(g)+
1
2
O2(g)=CO(g)+2H2(g)△H2=-35.4kJ?mol-1
③CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H3=165.0kJ?mol-1
则CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
 

(2)工业上常用Cu(NH32Ac溶液来吸收合成气中的CO,反应为:
Cu(NH32Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH33]Ac?CO(aq)△H<0
则从温度、压强的角度看,Cu(NH32Ac溶液吸CO的适宜条件应是
 

(3)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
反应B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△N<0
①对反应A,某温度下将4mol CO2(g)和12mol H2(g)充入2L的密闭容器中,反应达到平衡后,测得c[CO2(g)]=0.5mol?L-1,则反应的平衡常数
 

②对反应B,在一定温度下,将1 mol CO(g)和2mol H2(g)充入容积不变的密闭容器中,反应达到平衡后,可提高CO转化率的措施有
 
(填字母)
a.降低温度            b.增加CO(g)的量
c.充入He,使体系总压强增大          d.再充入1mol CO(g)和2mol H2(g)
(4)CO可以合成二甲醚,二甲醚可作为燃料电池的燃料,试写出二甲醚碱性燃料电池负极的电极反应式:
 
.已知参与电极反应的单位质量电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量,则二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池相比较,下列说法正确的是
 
.(填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式相同,比能量相向
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能童相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键种类不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(5)某有机物由C、H、Al三种元素组成,其摩尔质量为72g/mol,其中Al、C的质量分数分别为37.5%和50%.该物质与水剧烈反应生成CH4,则该反应的化学方程式为
 

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