【題目】科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(就是H+)和水分子通過。其工作原理的示意圖如下，請(qǐng)回答下列問題：

（1）該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式為________。

（2）Pt(a)電極是電池________（填“正”或“負(fù)”）極；

（3）電解液中的H+向_____（填“a”或“b”）極移動(dòng)；

（4）如果該電池工作時(shí)消耗1 mol CH3OH，則電路中通過___ mol電子。

（5）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn)，其中主要有兩點(diǎn)：首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高，其次是________。

【答案】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 負(fù) b 6 對(duì)環(huán)境無污染

【解析】

該原電池中質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過，說明電解質(zhì)溶液為酸性溶液，燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，通入氧氣的電極為正極，氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)O2+4H++4e-═2H2O，據(jù)此解答。

(1)該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式為原電池反應(yīng)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；

(2)Pt(a)電極甲醇通入失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，是電池負(fù)極；

(3)燃料電池中，通入燃料的電極Pt(a)為負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的電極Pt(b)為正極，氧氣得到電子生成氫氧根離子，電解液中的H+向正極移動(dòng)，即向b電極移動(dòng)；

(4)通入燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，電子守恒，該電池工作時(shí)消耗1 mol CH3OH，則電路中通過6mol電子；

(5)燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高，甲醇反應(yīng)產(chǎn)物為CO2和H2O，對(duì)環(huán)境無污染。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列描述正確的是（N裝置中兩個(gè)電極均為石墨棒）

A. C1上發(fā)生還原反應(yīng)

B. Cu電極與C2電極上的電極反應(yīng)相同

C. M 裝置中SO42－移向Cu電極

D. 工作一段時(shí)間后裝置M 中溶液pH變小，裝置N中溶液pH變大

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】氮、磷及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要作用。

（1）基態(tài)磷原子價(jià)電子排布的軌道表示式為___________。

（2）元素B、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___________。

（3）食品添加劑NaNO2中NO2-中心原子的雜化類型是_____，與NO2-互為等電子體的分子的化學(xué)式為___________。(寫1種)。

（4）N2H4是火箭的燃料，與氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量相同，它在常溫常壓下是液態(tài)，而氧氣是氣態(tài)，造成這種差異的主要原因是____________。

（5）磷化硼是一種耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高溫下在氫氣中反應(yīng)合成。

①三溴化磷分子的空間構(gòu)型是_________，三溴化硼鍵角是___________。

②磷化硼晶體晶胞如圖所示:其中實(shí)心球?yàn)榱自�，在一個(gè)晶胞中磷原子空間堆積方式為________，磷原子的配位數(shù)為___________，該結(jié)構(gòu)中有一個(gè)配位鍵，提供空軌道的原子是___________。己知晶胞邊長apm，阿伏加德羅常數(shù)為NA。則磷化硼晶體的密度為___________g/cm3。

③磷化硼晶胞沿著體對(duì)角線方向的投影(圖中虛線圓圈表示P原子的投影)，用實(shí)線圓圈畫出B原子的投影位置(注意原子體積的相對(duì)大小)。______

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某溫度下的定容密閉容器中，進(jìn)行可逆反應(yīng)：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，當(dāng)下列物理量不發(fā)生變化時(shí)： ①混合氣體的密度 ②容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng) ③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量 ④B的物質(zhì)的量濃度。則能表明該反應(yīng)一定已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )

A. 只有④ B. ②③ C. ②③④ D. ①③④

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應(yīng)來探究“外界條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，實(shí)驗(yàn)如下：(不考慮溶液混合所引起的體積縮小)

實(shí)驗(yàn)

序號(hào)

實(shí)驗(yàn)溫度/K

參加反應(yīng)的物質(zhì)

溶液顏色褪至無色時(shí)所需時(shí)間/s

KMnO4溶液(含硫酸)

H2C2O4溶液

H2O

V/mL

c/mol·L－1

V/mL

c/mol·L－1

V/mL

A

293

2

0.02

4

0.1

0

6

B

T1

2

0.02

3

0.1

V1

8

C

313

2

0.02

V2

0.1

1

t1

(1)通過實(shí)驗(yàn)A、B，可探究出濃度的改變對(duì)反應(yīng)速率的影響，其中V1＝_________，T1＝_______；通過實(shí)驗(yàn)___________可探究出溫度變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

(2)C組實(shí)驗(yàn)中液褪色時(shí)間t1______(填“＞”或“＜”)8s,C組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率v(KMnO4) = _________________。(用含有t1的式子表示)

(3)該小組的一位同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，上述實(shí)驗(yàn)過程中n(Mn2＋)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示，并以此分析造成n(Mn2+)突變的可能的原因是：______________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】（題文）氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。其合成原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,

I.在密閉容器中，投入1mol N2和3 mol H2在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):

(1)測(cè)得反應(yīng)放出的熱量_________92.4kJ．（填“小于”，“大于”或“等于”）

(2)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H2的濃度比是___________；N2和H2的轉(zhuǎn)化率比是___________。

(3)升高平衡體系的溫度(保持體積不變)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量________。(填“變大”、“變小”或“不變”)

(4)當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入氬氣，并保持壓強(qiáng)不變，平衡將___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移動(dòng)。

(5)若容器恒容、絕熱，加熱使容器內(nèi)溫度迅速升至原來的2倍，平衡將____________(填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。達(dá)到新平衡后，容器內(nèi)溫度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原來的2倍。

II.該反應(yīng)N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol 在一密閉容器中發(fā)生，下圖是某一時(shí)間段反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系曲線圖。

（1）t1、t3、t4時(shí)刻，體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？

t1_____________________，t3_____________________，t4_____________________。

（2）下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是（_______）

A．0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t4～t5

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】（I）無水MgBr2可用作催化劑實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，裝置如圖1。

主要步驟如下：

步驟1 三頸瓶中裝入10g鎂屑和150mL無水乙醚；裝置B中加入15mL液溴。

步驟2緩慢通入干燥的氮?dú)�，直至溴完全�?dǎo)入三頸瓶中。

步驟3反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫，過濾除去鎂，濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0℃，析出晶體，再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。

步驟4常溫下用苯溶解粗品，冷卻至0℃，析出晶體，過濾，洗滌得三乙醚合溴化鎂，加熱至160℃分解得無水MgBr2產(chǎn)品。

已知：①Mg和Br2反應(yīng)劇烈放熱；MgBr2具有強(qiáng)吸水性。

②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5

請(qǐng)回答：

（1）儀器A的名稱是____________。實(shí)驗(yàn)中不能用干燥空氣代替干燥N2，原因是___________。

（2）如將裝置B改為裝置C（圖2），可能會(huì)導(dǎo)致的后果是_______________________。

（3）有關(guān)步驟4的說法，正確的是___________。

A．可用95%的乙醇代替苯溶解粗品 B．洗滌晶體可選用0℃的苯

C．加熱至160℃的主要目的是除去苯 D．該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴

（4）為測(cè)定產(chǎn)品的純度，可用EDTA（簡寫為Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)的離子方程式：Mg2++Y4-=MgY2-

①滴定前潤洗滴定管的操作方法是____________________________。

②測(cè)定前，先稱取0.2500g無水MgBr2產(chǎn)品，溶解后，用0.0500mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50mL，則測(cè)得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是________________________（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）。

（II）化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時(shí)按如下化學(xué)方程式分解：

2Mg5Al3(OH)19(H2O)4=27H2O+10MgO+3Al2O3

（1）寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)__________________、_____________________；

（2）用離子方程式表示除去固體產(chǎn)物中Al2O3的原理________________________________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】X、Y、Z、M、W、Q、R是7種短周期元素，其原子半徑及主要化合價(jià)如下：

元素代號(hào)

X

Y

Z

M

W

Q

R

原子半徑/nm

0.186

0.143

0.104

0.099

0.070

0.066

0.032

主要化合價(jià)

+1

+3

+6，﹣2

+7，﹣1

+5，﹣3

﹣2

+1

完成下列填空：

（1）上述元素中，金屬性最強(qiáng)的在周期表中的位置是________________________________；X、Y、Q各自形成的簡單離子中，離子半徑由大到小的順序是_______(填離子符號(hào))。

W和R按原子個(gè)數(shù)比1﹕4構(gòu)成的陽離子所含的化學(xué)鍵是____________________。

（2）表中所列4種第三周期元素的最高價(jià)氧化物的水化物堿性最弱的是_______(填化學(xué)

式)，其電離方程式為_____________________________________。

（3）M與Z相比，非金屬性較強(qiáng)的是_____________（填元素名稱），請(qǐng)從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由_________________________________________________________________。

（4）在稀硫酸中，KMnO4和H2O2能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：

KMnO4＋ H2O2+H2SO4 → K2SO4＋ MnSO4＋ O2↑＋ H2O

請(qǐng)配平，當(dāng)有0.5 mol H2O2參加此反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移的個(gè)數(shù)為______________________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】0.2 mol某烴A在氧氣中充分燃燒后，生成化合物B、C各1.2 mol。請(qǐng)回答下列問題：

(1)烴A的分子式為________。

(2)若烴A不能使溴水褪色，但在一定條件下，能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，其一氯代物只有一種，則烴A的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

(3)若烴A能使溴水褪色，在催化劑作用下，與H2加成，其加成產(chǎn)物經(jīng)測(cè)定分子中含有4個(gè)甲基，烴A可能有的結(jié)構(gòu)簡式為___________。

(4)比A少兩個(gè)碳原子的A的烯烴同系物的同分異構(gòu)體共有________種，其中只含有一個(gè)甲基的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案