摘要:燃料电池: 又称连续电池:一般以天然燃料或其它可燃物质如H2.CH4等作为负极反应物质.以O2作为正极反应物质而形成的.燃料电池体积小.质量轻.功率大.是正在研究的新型电池之一. (1)氢氧燃料电池主要用于航天领域.是一种高效低污染的新型电池.一般用金属铂(是一种惰性电极.并具有催化活性)或活性炭作电极.用40%的KOH溶液作电解质溶液.其电极反应式为:负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式为:2H2+O2=2H2O (2)甲烷燃料电池用金属铂作电极.用KOH溶液作电解质溶液.其电极反应式为:负极:CH4+10OH--8e-==CO3 2- +7H2O正极:2O2+4H2O+8e-== 8OH-总反应式为:CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O (3)甲醇燃料电池是最近摩托罗拉公司发明的一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池.电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍.其电极反应式为:负极:2CH4O+16OH--12e-==2CO3 2- +12H2O正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为:2CH4O+3O2+4OH- ==2CO3 2- +6H2O (4)固体氧化物燃料电池该电池是美国西屋公司研制开发的.它以固体氧化锆-氧化钇为电解质.这种固体电解质在高温下允许O2-在其间通过.其电极反应式为:负极:2H2+2O2-4e- = 2H2O正极:O2+4e- = 2O2- 总反应式为:2H2+O2= 2H2O (5)熔融盐燃料电池: 该电池用Li2CO3和的Na2CO3熔融盐混合物作电解质.CO为阳极燃气.空气与CO2的混合气为阴极助燃气.制得在6500C下工作的燃料电池.熔融盐燃料电池具有高的发电效率.因而受到重视.其电极反应式为:负极:2CO+2CO3 2- -4e-==4CO2正极:O2+ 2CO2+4e-==2CO3 2-总反应式为:2CO+O2 ==2CO 2

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合成氨的发明是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一。以下是与NH3相关的工业过程示意图。

已知:CH4(g) + 2O2(g) ==CO2(g)+2H2O(g)

△H = — 890kJ/mol

   2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)

△H = — 566.0 kJ/mol

     2H2(g) + O2(g) ==2H2O(g)

△H = — 571.6 kJ/mol

(1)请写出CH4(g)与O2(g)反应生成CO(g)    和H2(g)的热化学反应方程式:

            _  。

(2)生产中涉及H2和CO2的分离。你认为可取

的方法是(填代号)         。

  

A.在加压条件下用水吸收CO2

   B.用NaOH溶液吸收CO2

   C.加压,使CO2液化

(3)直接供氨式燃料电池在碱性条件下的负极反应为:                。

(4)合成尿素的反应分两步进行:

①CO2(g)+ 2NH3(g) H2NCOONH4(aq)△H = — 159.47kJ/mol

              (氨基甲酸铵)

②H2NCOONH4(aq) CO(NH2)2(aq)+ H2O(l)△H = + 28.49kJ/mol

  在生产条件下,单位时间内获得尿素的产

量与压强和n(NH3):n(CO2)的关系如右图

所示。生产过程中n(NH3):n(CO2)的最佳

配比为      ,而实际生产往往使

n(NH3):n(CO2)≥3,这是因为

              _  。

在得到的尿素溶液中会含有少量的氨

基甲酸铵,除去这种杂质最简便的方法是                    。

(5)将氨分为两部分,一部分经逐级氧化吸收转化为硝酸,另一部分又与HNO3反应生成NH4NO3。若HNO3与NH3的反应是完全的,有标准状况下78.4LNH3经上述反应过程生成120g NH4NO3。则NH3转化为HNO3的转化率为            _    。

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