题目内容

将氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙醇(C2H5OH)等物质在氯气(O2)中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80％(一般柴油发电机只有40%左右)．产物污染也少。人们已将它用于航天飞行器上。下图为氢氧燃料电池反应的完整过程。关于上述氢氧燃料电池的说法不正确的是


  1. A.
    负极发生的反应：H2-2e-===2H+
  2. B.
    正极发生的反应：O2+2H2O+4e-===4OH-
  3. C.
    燃料电池有很高的质量比能量(质能比)．所以用于航天飞行器上
  4. D.
    燃料电池的产物为水，经过处理之后正好可供宇航员使用，更可减少携带重量
B
在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。由于是酸性溶液，所以正极反应式为O2＋4e－＋4H+==2H2O，所以选项B不正确，其余选项都是正确的，答案选B。
练习册系列答案
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合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按物质的量之比l：4充入N2、H2进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系图．

①图A中氨气的体积分数为15%时，H2的转化率为
24.46%
24.46%
．
②图B中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是
a
a
（填“a”或“b”）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H＞0，一定温度下，在体积为2L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如表：
时间/min CH4（mol） H2O（mol） CO（mol） H2（mol）
0 0.40 1.00 0 0
5 x1 0.80 x2 0.60
7 0.20 y1 0.20 y2
10 0.21 0.81 0.19 0.64
①分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？
是
是
（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v（CH4）=
0.02mol?L-1?min-1
0.02mol?L-1?min-1
．
②该温度下，上述反应的平衡常数K=
0.0675
0.0675
．
③反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是
d
d
（填字母）．
a．减少CH4的物质的量        b．降低温度          c．升高温度             d．充入H2
④若第7分钟时将容器压缩至1L，请在图C所示坐标系中画出从第7分钟到第11分钟建立新平衡时甲烷浓度随时间的变化曲线．
随着环保意识的增强，清洁能源越来越受人们关注．
（1）氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源．
①硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
I．SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIⅡ．2HI
通电
H2+I2Ⅲ．2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
分析上述反应，下列判断正确的是
c
c
（填序号，下同）．
a．反应Ⅲ易在常温下进行    b．反应I中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O    d．循环过程中产生l mol O2的同时产生1mol H2
②利用甲烷与水反应制备氢气，因原料价廉产氢率高，具有实用推广价值，已知该反应为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1若800℃时，反应的平衡常数K1=1.0，某时刻测得该温度下，密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为：c（CH4）=3.0mol?L-1；c（H2O）=8.5mol?L-1；c（CO）=2.0mol?L-1；c（H2）=2.0mol?L-1，则此时正逆反应速率的关系是v正
＞
＞
v逆．（填“＞”、“＜”或“=”）
③实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡
向右
向右
移动（填“向左”、“向右”或“不”）；若加入少量下列固体试剂中的
b
b
，产生H2的速率将增大．
a．NaNO3    b．CuSO4　    c．Na2SO4    d．NaHSO3
（2）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g）
加热
CH3OH（g）分析该反应并回答下列问题：
①下列各项中，不能说明该反应已达到平衡的是
d
d
．
a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
b．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d．一定条件下，单位时间内消耗1mol CO，同时生成l mol CH3OH
②如图甲是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
＞
＞
 K2．（填“＞”、“＜”或“=”）
③已知甲醇燃料电池的工作原理如图乙所示．

①该电池工作时，b口通入的物质为
CH3OH
CH3OH
，该电池正极的电极反应式为：
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O
，工作一段时间后，当6.4g甲醇（CH3OH）完全反应生成CO2时，有
1.2
1.2
mol电子发生转移．

将氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙醇(C2H5OH)等物质在氯气(O2)中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80％(一般柴油发电机只有40%左右)．产物污染也少。人们已将它用于航天飞行器上。下图为氢氧燃料电池反应的完整过程。关于上述氢氧燃料电池的说法不正确的是

A．负极发生的反应：H2－2e－===2H＋

B．正极发生的反应：O2+2H2O+4e－===4OH－

C．燃料电池有很高的质量比能量(质能比)．所以用于航天飞行器上

D．燃料电池的产物为水，经过处理之后正好可供宇航员使用，更可减少携带重量

 

将氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙醇(C2H5OH)等物质在氯气(O2)中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80％(一般柴油发电机只有40%左右)．产物污染也少。人们已将它用于航天飞行器上。下图为氢氧燃料电池反应的完整过程。关于上述氢氧燃料电池的说法不正确的是

A．负极发生的反应：H2－2e－===2H＋
B．正极发生的反应：O2+2H2O+4e－===4OH－
C．燃料电池有很高的质量比能量(质能比)．所以用于航天飞行器上
D．燃料电池的产物为水，经过处理之后正好可供宇航员使用，更可减少携带重量

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