4.甲醇燃料电池 (1)碱性电解质(铂为两极.电解液为KOH溶液) 正极反应:3O2+12e-+6H2O===12OH-, 负极反应:2CH3OH-12e-+16OH-===2CO+12H2O, 总反应:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O. (2)酸性电解质(铂为两极.电解液为H2SO4溶液) 正极反应:3O2+12e-+12H+===6H2O, 负极反应:2CH3OH-12e-+2H2O===12H++2CO2, 总反应:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

分1923年以前,甲醇一般是用木材或其废料的分解蒸馏来生产的。现在工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳或二氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。
已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

(1)反应②是____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_________(用K1、K2表示
(3)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如下图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,则曲线Ⅰ可变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是________。

(4)甲醇燃料电池有着广泛的用途,若采用铂为电极材料,两极上分别通入甲醇和氧气,
以氢氧化钾溶液为电解质溶液,则该碱性燃料电池的负极反应式是_________________;
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成醋酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2)=c(CH3COO),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为_____________。

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甲醇被称为21世纪的新型燃料,甲烷可制成合成气(CO、H2),再制成甲醇,
代替日益供应紧张的燃油.
(1)已知:①CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g)△H1=+206.2kJ?mol-1
②CH4(g)+
12
O2(g)=CO(g)+2H2(g)△H2=-35.4kJ?mol-1
③CH4(g)+2H2O (g)=CO2(g)+4H2(g)△H3=+165.0kJ?mol-1
CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
 

(2)合成气中的H2可用于生产NH3,在进入合成塔前常用Cu(NH32Ac溶液来吸收其中的CO,防止合成塔中的催化剂中毒,其反应是:
Cu(NH32Ac+CO+NH3[Cu(NH33]Ac?CO△H<0,Cu(NH32Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是
 
,该反应的△S
 
0(填“>”、“=”或“<”)
(3)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2<0
①对于反应A,某温度下,将4mol CO2和12mol H2,充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO2)=0.5mol?L-1,则该温度下该反应的平衡常数
 

②对于反应B,若容器容积不变,下列措施可提高CO的转化率是
 

A.降低温度                              B.增加CO的量
C.充入He,使体系总压强增大             D.再充入1mol CO和2mol H2
(4)某种甲醇-空气燃料电池是采用铂作为电极,氢氧化钾作电解质溶液.其工作时负极的电极反应式可表示为
 

(5)用上述碱性甲醇-空气燃料电池电解硫酸钠溶液(均为铂电极),标准状况下阳极得到VL的气体,计算消耗甲醇的质量为
 
g.

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被誉为改变未来世界的十大科技之一的燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备,正以势不可挡之势挤入汽车工业和电力工业.它是一种不经过燃烧,将燃料的化学能直接转换成电能的装置.这主要由燃料、氧化剂、电极、电解质组成.在结构上与传统电池一样具有正负电极,正负电极被电解质分隔.它以还原剂(用氢作燃料,也可以添加一个氢气变换器,直接使用甲醇、天然气、甚至石油、柴油、煤等作燃料)为负极反应物,以氧化剂(如氧气、空气等)为正极反应物.为了使燃料便于进行电极反应.要求电极材料兼有催化剂的特性.可用多孔碳多孔镍、铂、钯等贵金属以及聚四氟乙烯等电极材料.电解质则有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质及高聚物质子交换膜等数种.

如下图所示是一种氢——氧燃料电池的工作原理图,其电解质为有机高分子聚合物:

1)燃料电池中质子交换膜的作用是________________________

  (2)写出氢氧燃料电池正负极发生的电极反应式(注明是氧化反应还是还原反应)和电池的总反应方程式___________________________

  (3)若用燃料电池发电,输出电流的电流强度为533 A,则每小时能合成多少水?

  (4)电池燃料氢可利用甲醇、天然气、石油、柴油等,通过一个氢气变换器而得到.写出利用天然气转化为氢气的化学方程式___________________

  (5)请根据文中质子交换膜燃料电池工作原理图,说明负载的电流方向为__________________

  (6)用某种燃料电池给电炉供电,设电炉的额定功率P0400 W,电池在不接负载时的路端电压与电炉的额定电压相同,当电炉接到该电源上时,电炉实际消耗的功率P1324W.若两个这样的炉并联接到该电源上,求两个电炉实际消耗的总功率P2为多少?

 

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被誉为改变未来世界的十大科技之一的燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备,正以势不可挡之势挤入汽车工业和电力工业.它是一种不经过燃烧,将燃料的化学能直接转换成电能的装置.这主要由燃料、氧化剂、电极、电解质组成.在结构上与传统电池一样具有正负电极,正负电极被电解质分隔.它以还原剂(用氢作燃料,也可以添加一个氢气变换器,直接使用甲醇、天然气、甚至石油、柴油、煤等作燃料)为负极反应物,以氧化剂(如氧气、空气等)为正极反应物.为了使燃料便于进行电极反应.要求电极材料兼有催化剂的特性.可用多孔碳多孔镍、铂、钯等贵金属以及聚四氟乙烯等电极材料.电解质则有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质及高聚物质子交换膜等数种.

如下图所示是一种氢——氧燃料电池的工作原理图,其电解质为有机高分子聚合物:

1)燃料电池中质子交换膜的作用是________________________

  (2)写出氢氧燃料电池正负极发生的电极反应式(注明是氧化反应还是还原反应)和电池的总反应方程式___________________________

  (3)若用燃料电池发电,输出电流的电流强度为533 A,则每小时能合成多少水?

  (4)电池燃料氢可利用甲醇、天然气、石油、柴油等,通过一个氢气变换器而得到.写出利用天然气转化为氢气的化学方程式___________________

  (5)请根据文中质子交换膜燃料电池工作原理图,说明负载的电流方向为__________________

  (6)用某种燃料电池给电炉供电,设电炉的额定功率P0400 W,电池在不接负载时的路端电压与电炉的额定电压相同,当电炉接到该电源上时,电炉实际消耗的功率P1324W.若两个这样的炉并联接到该电源上,求两个电炉实际消耗的总功率P2为多少?

 

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