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    甲醇燃料电池是一种相对理想的绿色能源，可用于电动汽车的电源；若该氢氧燃料电池以硫酸为电解质溶液，总反应为：2CH3OH＋3O22CO2＋4H2O，则其正极的电极反应式________．

    答案：
    解析：

    O2＋4H+＋4e－＝2H2O


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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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）?CH3OH（g）△H＜0．
    （1）上述反应的平衡常数表达式为K=
    [CH3OH]
    [CO][H2]2
    [CH3OH]
    [CO][H2]2
    ，以下有关说法正确的是
    a
    a

    a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率
    d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产量
    （2）其它条件相同时，在T1、T2（T1＜T2）两个不同温度下可逆反应达到平衡，请在图1中画出CO的转化率随时间变化的示意图．

    （3）已知在常温常压下：
    ①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
    ②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
    ③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
    则 CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=
    △H=
    b-a-4c
    2
    △H=
    b-a-4c
    2
    kJ?mol-1．
    （4）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图2所示．
    C极发生的电极反应式为：
    O2+4e-+4H+=2H2O
    O2+4e-+4H+=2H2O
    ，工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有
    1.2
    1.2
    NA个电子发生转移．
    （H：1  C：12  O：16）

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年广东省高三第一次8月月考理科综合化学试卷（解析版） 题型：填空题

    （16分）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)     CH3OH(g)   ΔH< 0。

    （1）上述反应的平衡常数表达式为K=                   ，以下有关说法正确的是________

    a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡

    b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡

    c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率

    d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率

    （2）其它条件相同时，在T1、T2（T1< T2）两个不同温度下可逆反应达到平衡，请画出CO的转化率随时间变化的示意图。

    （3）已知在常温常压下：

    ① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH ＝ -a kJ·mol-1

    ② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH ＝ -b kJ·mol-1

    ③ H2O(g)= H2O(l)  ΔH＝ -c kJ·mol-1

    则 CH3OH(l)+ O2(g) = CO (g) + 2H2O(l)   ΔH＝______________kJ·mol-1。

    （4）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

    C极发生的电极反应式为:___________________________，工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，有______NA个电子发生转移。

    （H：1  C：12  O：16）

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （12分）车载甲醇质子交换膜燃料电池（PEMFC)将甲醇蒸气转化为氢气的工 艺有两种：（1）水蒸气变换（重整）法；（2）空气氧化法。两种工艺都得 到副产品CO。

    1．分别写出这两种工艺的化学方程式，通过计算，说明这两种工艺的优缺点。有关资料（298 .15K）列于表3。

    表3  物质的热力学数据

    物质

    ΔfHm/kJ?mol-1

    Sm/J?K-1?mol-1

    CH3OH（g）

    -200.66

    239.81

    CO2（g）

    -393.51

    213.64

    CO（g）

    -110.52

    197.91

    H2O（g）

    -241.82

    188.83

    H2 （g）

    0

    130.59

    2．上述两种工艺产生的少量CO会吸附在燃料电池的Pt或其他贵金属催化剂表面，阻碍H2的吸附和电氧化，引起燃料电池放电性能急剧下降，为此，开发了除去CO的方法。现有一组实验结果（500K）如表4。

    表中PCO、PO2 分别为CO和O2的分压；rco为以每秒每个催化剂Ru活性位上所消耗的CO分子数表示的CO的氧化速率。（1）求催化剂Ru上CO氧化反应分别对CO和O2的反应级数（取整数），写出 速率方程。（2）固体Ru表面具有吸附气体分子的能力，但是气体分子只有碰到空活性位才可能发生吸附作用。当已吸附分子的热运动的动能足以克服固体引力场的势垒时，才能脱附，重新回到气相。假设CO和O2的吸附与脱附互不影响，并且表面是均匀的，以θ表示气体分子覆盖活性位的百分数（覆盖度），则气体的吸附速率与气体的压力成正比，也与固体表面的空活性位数成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反应的一种机理如下：

    其中kco,ads、 kco,des分别为CO在Ru的活性位上的吸附速率常数和脱附速率常数，ko2,ads为O2在Ru的活性位上的吸附速率常数。M表示Ru催化剂表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附强得多。试根据上述反应机理推导CO在催化剂Ru表面上氧化反应的速率方程（不考虑O2的脱附；也不考虑产物CO2的吸附），并与实验结果比较。

    3．有关物质的热力学函数（298．15 K）如表5。

    表5　物质的热力学数据

    物质

    ΔfHm/kJ?mol-1

    Sm/J?K-1?mol-1

    H2 （g）

    0

    130.59

    O2（g）

    0

    205.03

    H2O （g）

    -241.82

    188.83

    H2O （l）

    -285.84

    69.94

    在373.15K，100kPa下，水的蒸发焓Δvap Hm=40.64kJ?mol-1，在298.15～3

    73.15K间水的等压热容为75.6 J?K-1?mol-1。（1）将上述工艺得到的富氢气体作为质子交换膜燃料电池的燃料。燃料电池的理论效率是指电池所能做的最大电功相对于燃料反应焓变的效率。在298.15K，100 kPa下，当1 molH2燃烧分别生成H2O（l) 和 H2O（g)时，计算燃料电池工作的理论效率，并分析两者存在差别的原因。（2）若燃料电池在473.15 K、100 kPa下工作，其理论效率又为多少（可忽略焓 变和嫡变随温度的变化）？（3）说明（1）和（2）中的同一反应有不同理论效率的原因。

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    科目：高中化学 来源：2011年广东省广州市执信中学高考化学三模试卷（解析版） 题型：解答题

    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）?CH3OH（g）△H＜0．
    （1）上述反应的平衡常数表达式为K=______，以下有关说法正确的是______
    a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率
    d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产量
    （2）其它条件相同时，在T1、T2（T1＜T2）两个不同温度下可逆反应达到平衡，请在图1中画出CO的转化率随时间变化的示意图．

    （3）已知在常温常压下：
    ①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
    ②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
    ③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
    则 CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=______kJ?mol-1．
    （4）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图2所示．
    C极发生的电极反应式为：______，工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有______NA个电子发生转移．
    （H：1  C：12  O：16）

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    据报道，摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。

    （1）关于该电池的叙述错误的是（    ）

    A 放电时，正极反应为式：O2＋4e-+4H+==2H2O

    B. 放电时，负极反应为式：CH3OH－6e-+8OH-==CO32-+6H2O

    C. 充电时，原电池的负极与电源的正极相连接

    D. 充电时，阴极反应式为：4OH-－4e-==2H2O+O2↑

    （2）若以熔融的K2CO3为电解质，正极充入CO2与O2的混合气体。试写出该燃料电池的电极反应式：负极　　　　　　　　　，正极　　　　　　　　　　。

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