甲烷燃料電池是使用氣體燃料和氧氣直接反應產(chǎn)生電能，一種很有前途的能源利用方式，它的優(yōu)勢在于______．KOH溶液為介質(zhì)的甲烷燃料電池中，甲烷為______極，空氣極的電極反應式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，則甲烷極的電極反應式______．
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氧化碳排放量比一般方法低許多，水又是無害的產(chǎn)生物，是一種低污染性的能源．效率高、污染低；電池的電池反應式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，溶液由堿溶液變成鹽溶液，燃料在負極上失電子發(fā)生氧化反應，甲烷燃燒能生成二氧化碳和水，二氧化碳和氫氧化鉀反應生成碳酸鉀，O2+2H2O+4e-=4OH-，所以電極反應式為：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O；
故答案為：效率高、污染低；負極；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法．曾有實驗報道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生反應，生成的主要產(chǎn)物為NH3，反應的化學方程式如下：N2（g）+3H2O（l）?2NH3（g）+O2（g）．回答下列問題：
（1）進一步研究NH3生成量與溫度的關系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表（光照、N2壓力1.0×105Pa、反應時間3h），則該反應的正反應為
吸熱
吸熱
反應（填“吸熱”或“放熱”）
T/K 303 313 323
NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
（2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率慢．請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議：
升高溫度、增大N2的濃度
升高溫度、增大N2的濃度
．
（3）合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應制得．甲烷在高溫下與水蒸氣反應反應方程式為：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下：
H2（g）：△H=-285.8kJ?mol-1；
CO（g）：△H=-283.0kJ?mol-1；
CH4（g）：△H=-890.3kJ?mol-1．
已知1mol H2O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O（l）時放出44.0kJ熱量．寫出CH4和H2O在高溫下反應的熱化學方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1 kJ?mol-1
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1 kJ?mol-1
．
（4）有人設想尋求適合的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl--NH4Cl為電解質(zhì)溶液制成新型燃料電池，請寫出該電極的正極反應式
N2+8H++6e-=2NH4+
N2+8H++6e-=2NH4+
．
（5）生成的NH3可用于制銨態(tài)氮肥，如（NH4）2SO4、NH4Cl，這些肥料顯
酸
酸
性，原因是（用離子方程式表示）
NH4++H2ONH3H2O+H+
NH4++H2ONH3H2O+H+
，使用時避免與
堿性
堿性
物質(zhì)合施．

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科目：高中化學 來源： 題型：

（2011?如皋市模擬）二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀的新型能源，它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能．
Ⅰ．工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下：

催化反應室中（壓力2.0～10.0Mpa，溫度230～280℃）進行下列反應：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ/mol
（1）甲烷氧化可制合成氣：CH4（g）+
12
O2（g）?CO（g）+2H2（g）△H=-35.6kJ/mol，該反應是
自發(fā)
自發(fā)
反應（填“自發(fā)”或“非自發(fā)”）．
（2）催化反應室中總反應3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
-246.1kJ/mol
-246.1kJ/mol
．830℃時反應③的K=1.0，則在催化反應室中反應③的K
＞
＞
1.0（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）上述流程中，可循環(huán)使用的物質(zhì)有
CO、H2、甲醇和水
CO、H2、甲醇和水
．
Ⅱ．如圖為綠色電源“直接二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖．
（1）b電極是
正
正
極．
（2）a電極的反應式為
（CH3）2O-12e-+3H2O═2CO2+12H+
（CH3）2O-12e-+3H2O═2CO2+12H+
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（11 分）科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生反應，生成的主要產(chǎn)物為NH3，反應的化學方程式如下：N2(g)+ 3H2O(l)  2NH3(g)+ O2(g)。回答下列問題：

（1）進一步研究NH3生成量與溫度的關系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表（光照、N2壓力1.0×105Pa、反應時間3 h），則該反應的正反應為            反應（填“吸熱”或“放熱”）

T/K

303

313

323

NH3生成量/（10-6 mol）

4.8

5.9

6.0

（2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議：　　                                      。

（3）合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應制得。甲烷在高溫下與水蒸氣反應反應方程式為：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)

據(jù)如下：

H2(g) ：△H=－285.8 kJ・mol－1；

CO(g) ：△H =－283.0 kJ・mol－1；

CH4(g) ：△H=－890.3 kJ・mol－1 。

已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時放出44.0 kJ熱量。寫出CH4和H2O在高溫下反應的熱化學方程式__________________________________。 

（4）有人設想尋求適合的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl——NH4Cl為電解質(zhì)溶液制成新型燃料電池，請寫出該電極的正極反應式                     

（5）生成的NH3可用于制銨態(tài)氮肥，如(NH4)2SO4、NH4Cl，這些肥料顯        性，原因是（用離子方程式表示）___________________________，使用時避免與________________物質(zhì)合施。

 

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年江西省吉安市高三上學期期末教學質(zhì)量評價化學試卷（解析版） 題型：填空題

開發(fā)使用清潔能源，發(fā)展“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池。

（1）甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應如下：

CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)? △H=+206．2 kJ·mol－1

CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)? △H=+165．0 kJ·mol－1

上述反應所得原料氣中的CO能使合成氨的催化劑中毒，必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應生成易除去的CO2，同時可制得等體積的氫氣的方法。此反應稱為一氧化碳變換反應，該反應的熱化學方程式是??????? 。

（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)? ΔH>0

①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖a。則A、B、C三點處對應平衡常數(shù)（KA、KB、KC）的大小關系為___________。(填“<”、“>”、“=” )；

②100℃時，將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中，發(fā)生反應，能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是__________

a．容器內(nèi)氣體密度恒定??

b．單位時間內(nèi)消耗0．1 mol CH4同時生成0．3 mol H2

c．容器的壓強恒定??????

d．3v正(CH4) = v逆(H2)

（3）25℃時，在20mL0．1mol/L氫氟酸中加入VmL0．1mol/LNaOH溶液，測得混合溶液的pH變化曲線如圖所示，下列說法正確的是_____。

A．pH＝3的HF溶液和pH＝11的NaF溶液中， 由水電離出的c(H+)相等

B．①點時pH＝6，此時溶液中，c(F－)－c(Na+)＝9．9×10-7mol/L

C．②點時，溶液中的c(F－)＝c(Na+)

D．③點時V＝20mL，此時溶液中c(Na+)＝0．1mol/L

（4）長期以來，一直認為氟的含氧酸不存在。1971年美國科學家用氟氣通過細冰末時獲得HFO，其結(jié)構(gòu)式為H—O—F。HFO與水反應得到HF和化合物A，該反應的化學方程式為????????????????????? 。

 

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科目：高中化學 來源：2013屆天津市高二上學期期末考試化學試卷 題型：填空題

（11 分）科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生反應，生成的主要產(chǎn)物為NH3，反應的化學方程式如下：N2(g)+ 3H2O(l)  2NH3(g)+ O2(g)�；卮鹣铝袉栴}：

（1）進一步研究NH3生成量與溫度的關系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表（光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應時間3 h），則該反應的正反應為             反應（填“吸熱”或“放熱”）

T/K

303

313

323

NH3生成量/（10-6 mol）

4.8

5.9

6.0

（2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議：　　                                       。

（3）合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應制得。甲烷在高溫下與水蒸氣反應反應方程式為：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)

據(jù)如下：

H2(g) ：△H =－285.8 kJ・mol－1；

CO(g) ： △H =－283.0 kJ・mol－1；

CH4(g) ：△H =－890.3 kJ・mol－1 。

已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時放出44.0 kJ熱量。寫出CH4和H2O在高溫下反應的熱化學方程式__________________________________。 

（4）有人設想尋求適合的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl——NH4Cl為電解質(zhì)溶液制成新型燃料電池，請寫出該電極的正極反應式                     

（5）生成的NH3可用于制銨態(tài)氮肥，如(NH4)2SO4、NH4Cl，這些肥料顯        性，原因是（用離子方程式表示）___________________________，使用時避免與________________物質(zhì)合施。

 

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