题目内容

新型燃料电池——氢氧燃料电池，两个电极一般用铂作材料，一个极通入H2，另一极通入O2，电解质溶液用KOH溶液．

(1)氢氧燃料电池放电时，正极上电极反应方程式是________，负极电极反应方程式是________，总反应方程式是________．

(2)某学生利用氢氧燃料电池的放电反应(假设化学能转化为电能的能量转化率为57.5％)来测定氢气的燃烧热．10lKPa，298K时，当电池放电时，电路的路端电压为0.850V，依实验结果，经计算写出表示氢气的燃烧热的热化学方程式为________．(已知电子的电量为1.6×10－19C)

答案：
解析：

　　(1)O2＋2H2O＋4e－4OH－

　　2H2＋4OH－－4e－4H2O

　　2H2＋O22H2O

　　(2)H2(g)＋O2(g)H2O(L)　　△H＝－285kJ·mol－1


练习册系列答案
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某项目小组为解决新型燃料电池的氢源，开展了柴油自热重整制氢项目研究．他们将柴油模拟成C10H21，并用3个独立反应描述柴油自热重整制氢反应过程：
（i）2C10H21（g）+20H2O（g）═20CO（g）+41H2（g）△H=+500kJ?moL-1
（ii）2C10H2l（g）+10O2（g）═20CO（g）+21H2（g）△H=-200kJ?moL-1
（iii）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=+50kJ?moL-1
请你参与项目小组的研究，并回答下列问题．
（1）热化学研究
①若要使该反应体系中的（i）和（ii）两反应热量达到平衡，反应时加入的柴油、水和氧气的物质的量比为
 
．
②若起始时，柴油、水和氧气的物质的量比为2：30：5，反应产物只有二氧化碳和氢气，则上述反应的总反应的热化学方程式为
 
．
（2）热力学研究
一定温度下，反应（iii）的平衡常数为1．若在该温度下，密闭容器中CO、H2O、CO2和H2的起始浓度分别为1mol?L-1、4mol?L-1、3mol?L-1、2mol?L-1，则反应开始时，此反应将向
 
（填“正”或“逆”）反应方向移动，以达到平衡状态．
（3）反应条件的实验研究
①为寻找上述反应的催化剂合适温度，进行了如下研究：将同物质的量比的柴油、水、氧气分别等量通人催化剂中，测得催化剂床层人口温度与反应生成混合气中氢气的体积分数的关系如图1．据此选择该反应较适宜的温度应为
 
，理由是
 
．
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②实验中，项目小组得到如图2的实验结果，图中氧碳摩尔比是指通人的氧气中氧元素和柴油中碳元素的物质的量比．则此实验的目的是
 
．
③为比较图3和图4两种反应器的制氢效益，请设计一个实验方案（要求简单叙述实验方法和所需测定的数据）．答：
 
．
科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展．
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是
 
．（选填字母）
A．电解水    B．锌和稀硫酸反应    C．光解海水    D．以石油、天然气为原料
（2）因氢气易燃易爆，贮运安全极为重要．已知氢气的燃烧热为285.8kJ?mol-1．写出其完全燃烧的热化学方程式：
 
． 精英家教网
（3）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行右图所示实验：①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为
 
．
②如图装置中，某一铜电极的质量减轻 3.2g，则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为
 
L．
（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池．则正极附近的pH
 
．（填“增大”、“减小”或“不变”）

2003年10月15日，我国成功发射“神舟五号”载人飞船．这标志着我国在航天领域的重大突破：

(1)肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料．一般将液太N2O4作为火箭的推进剂．已知1 mol液态肼与足量液态N2O4完全反应放出Q kJ的热量，产物是对环境无害的氮气和水蒸气．写出该反应的热化学方程式________．但实际发射过程中会看到有大量红色的烟雾，除了该反应可能产生少量NO外，产生此现象的原因可能是________．

(2)实际上，最理想的燃烧热大，体积小，本身毒性小．安全的固态氢，目前人们还不能制得固态氢，因为________．

(3)新型无机材料在航天工业中也有广泛应用．如飞船表面覆盖有一种耐高温的氮化硅陶瓷，该物质中各原子均满足最外层8电子结构，则氮化硅的化学式为________．

(4)飞船上的能量主要来自于太阳能和燃料电池．常用的燃料电池是氢氧燃料电池，已知负极的反应式为：2H2－4e－＋4OH－4H2O，正极的反应式为________．

（8分）（I）已知：在298 K、1．01KPa下，由稳定的单质发生反应生成1 mol气态化合物的反应热叫该化合物的生成热（ΔH）．如图所示为氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图．试回答下列问题：

请你归纳出
（I）非金属元素氢化物的稳定性与其反应热ΔH的关系____________；
写出硒化氢在298 K、1．01KPa下，发生分解反应的反应热△H =______ KJ/mol。
（II）已知：拆开1mol Si—Si键，1mol O=O键，1mol Si—O键分别需要的能量是AkJ、BkJ、CkJ，则硅与氧气反应生成1molSiO2的反应热△H ="="          KJ/mol。
（III）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。写出该燃料电池的电极反应：
负极：                         正极：                    
下列叙述正确的是
[     ]
A.1H和2H互为同素异形体
B.铅蓄电池是一种新型环保电池
C.氢氧燃料电池中氢气在正极上失去电子
D.锌锰干电池中锌发生氧化反应

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