Question

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，是一种新型化学电源，其构造如下图所示：两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。

（1）a是_____极，电极反应式为_____；b是_____极，电极反应式为_____。

（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供，已知这种电池发1度电能生成350 g水，则该电池的能量转化率为__________。

〔已知：2H₂（g）+O₂（g）====2H₂O（l）；ΔH=-572 kJ·mol^-1，即每2 mol H₂完全燃烧时，放出的热量为572 kJ〕

（3）这种电池的输出电压为1.2 V，要使标有“1.2 V、1.5 W”的小灯泡连续发光1小时，应消耗标准状况下H₂__________L。

Answer 1

（1）负  2H₂+4OH^--4e^-====4H₂O  正

O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-

（2）64.7%

（3）0.65

解析：（1）在原电池中H₂发生氧化反应，其电极为负极，O₂发生还原发应，其电极为正极。

（2）W=Pt=1000 W×3600 s=3600 kJ

由2H₂（g）+O₂（g）====2H₂O（l）；ΔH=-572 kJ·mol^-1可知，生成350 g H₂O（l）放出的热量为=5561 kJ。

该电池的能量转化率为×100%=64.7%。

（3）W=Pt=1.5 J/s×3600 s=5.4 kJ

消耗标准状况下H₂的体积为

×22.4 L·mol^-1=0.65 L。