题目列表(包括答案和解析)
(10分) 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为 (用a、b表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
Ⅰ.2Li+H22LIH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 ,反应Ⅱ中的氧化剂是 。
②根据反应Ⅰ用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 mol。
(4)用以上燃料电池做电源,用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b L氧气(标准状况),从而可知M的相对原子质量为
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P0=400 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P1=324W.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?
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P0=400 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P1=324W.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?
(16分)能量是一个世界性的话题,如何充分利用能量、开发新能源,为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标。
(1)如图所示,组成一个原电池.
①当电解质溶液为稀硫酸时:
Cu电极是_____(填“正”或“负”)极,其电极反应为____;
②当电解质溶液为浓硝酸时:
Cu电极是_____极,其电极反应为__________。
(2)请写出电解硫酸铜溶液的总化学方程式 。
(3)燃烧氢气时耗氧量小,放出热量多。已知4g H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,试写出表示H2燃烧热的热化学方程式为: 。
(4)下图是一碳酸盐燃料电池(MCFC),以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极发生的电极反应式: 。
(5)请根据下面所给出的5个热化学方程式,判断反应④的反应热ΔH4是________。
①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH1=-176 kJ·mol-1
②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq) ΔH2=-35.1 kJ·mol-1
③HCl(g)+H2O(l)===HCl(aq) ΔH3=-72.3 kJ·mol-1
④NH4Cl(s)+H2O(l)===NH4Cl(aq) ΔH4=?
⑤NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH5=-52.3 kJ·mol-1
(16分)能量是一个世界性的话题,如何充分利用能量、开发新能源,为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标。
(1)如图所示,组成一个原电池.
①当电解质溶液为稀硫酸时:
Cu电极是_____(填“正”或“负”)极,其电极反应为____;
②当电解质溶液为浓硝酸时:
Cu电极是_____极,其电极反应为__________。
(2)请写出电解硫酸铜溶液的总化学方程式 。
(3)燃烧氢气时耗氧量小,放出热量多。已知4g H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,试写出表示H2燃烧热的热化学方程式为: 。
(4)下图是一碳酸盐燃料电池(MCFC),以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极发生的电极反应式: 。
(5)请根据下面所给出的5个热化学方程式,判断反应④的反应热ΔH4是________。
①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH1=-176 kJ·mol-1
②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq) ΔH2=-35.1 kJ·mol-1
③HCl(g)+H2O(l)===HCl(aq) ΔH3=-72.3kJ·mol-1
④NH4Cl(s)+H2O(l)===NH4Cl(aq) ΔH4=?
⑤NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH5=-52.3kJ·mol-1
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