Question

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。

Ⅰ.氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示的實驗(圖中所用電極均為惰性電極)：

(1)對于氫氧燃料電池，下列表達(dá)不正確的是 。

A.a電極是負(fù)極，OH-移向負(fù)極

B.b電極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-

C.電池總反應(yīng)式為：2H2+O22H2O

D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變

E.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置

(2)上圖裝置中盛有100 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時，此時圖中裝置中溶液的pH= (溶液體積變化忽略不計)。

Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱ΔH為-726.5 kJ·mol-1，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為 ，正極的反應(yīng)式為 。

理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ,則該燃料電池的理論效率為 (燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。

 

Answer 1

Ⅰ.(1)C、D (2)1

Ⅱ.CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ O2+4H++4e-=2H2O 96.6%

【解析】Ⅰ.(1)C項反應(yīng)條件不是點燃，C項錯；隨著燃料電池的不斷反應(yīng)，水越來越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸減小，故D錯。

(2)右池為電解池，其電極反應(yīng)為：陽極：4OH--4e-=O2↑+2H2O，陰極：4Ag++ 4e-=4Ag，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH-，故生成0.01 mol H+，c(H+)= =0.1 mol/L，pH=1。

Ⅱ.該燃料電池的理論效率=702.1 kJ/726.5 kJ×100%≈96.6%。