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燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应,将反应产生的化学能转变为电能的装置,通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空:

(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为:__________________。

(2)已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应为CH4+10OH-8e===CO+7H2O,这个电极是燃料电池的________(填“正极”或“负极”),另一个电极上的电极反应式为:___________________________。

(3)随着电池不断放电,电解质溶液的碱性________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。


解析 (2)用总反应式减去其中一极的电极反应式,即得到另一电极的反应式:

CH4+2O2+2OH===CO+3H2O①

CH4+10OH-8e===CO+7H2O②

①-②得:2O2-8OH+8e===-4H2O

整理为:2O2+4H2O+8e===8OH

(3)根据总反应式可知,随着电池不断放电,不断消耗KOH,电解质溶液的碱性减小。

(4)化学电源的能量转化率是燃料燃烧所不可比拟的。

答案 (1)CH4+2O2===CO2+2H2O

(2)负极 2O2+4H2O+8e===8OH

(3)减小

(4)大于


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下列有关因果关系的描述正确的是                           

     A.因为盐酸的酸性强于氢硫酸,所以氯元素的非金属性强于硫

     B.因为醋酸电离吸热,所以用NaOH溶液中和等体积等浓度的醋酸和盐酸,前者放出热量少

     C.因为KCl的溶解度随温度的降低而减小,所以降低温度KCl溶液的质量分数一定会减小

     D.因为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)需要加热方能发生,所以该反应一定是吸热反应

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某烃的结构简式是,分子中饱和碳原子数为a,可能在同一直线上的碳原子数为b,可能在同一平面上的碳原子数最多为c,则abc分别是(  )

A.4、3、7                             B.4、3、8

C.2、5、4                             D.4、6、4

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已知空气—锌电池的电极反应为:锌片:Zn+2OH-2e===ZnO+H2O;碳棒:O2+2H2O+4e===4OH,据此判断,锌片是(  )

A.正极,被还原                    B.正极,被氧化

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Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是________。电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。

(2)若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是________。欲除去Cu2,最好选用下列试剂中的________(填选项字母)。

A.NaOH                        B.Zn

C.Fe                                  D.NH3·H2O

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下列物质羟基上氢原子的活动性由弱到强的顺序正确的是(  )

①水 ②乙醇 ③碳酸 ④醋酸

A.①②③④                     B.①③②④

C.②①③④                            D.①②④③

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下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是(  )

A.二者都能使溴水褪色,性质相似

B.二者互为同分异构体

C.二者最简式相同

D.相同质量的两种物质燃烧耗氧气量不同

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下列原子中未成对电子最多的是(  )

A.C                                   B.O

C.N                                   D.F

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下列原子的价电子构型中,第一电离能最小的是(  )

A.2s22p4                               B.3s23p4

C.4s24p4                               D.5s25p4

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