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科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。

完成下列问题:

(1)这种电极放电时发生的化学反应方程式是____________________________________。

(2)此电极的正极发生的电极反应式是__________;负极发生的电极反应式是__________。

(3)电解液中的H+向__________极移动;向外电路释放电子的电极是__________。

(4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池的能量转化效率高,其次是__________________________________________________。

解析:甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能的。CH3OH作负极,发生氧化反应,电极反应为2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+;氧气在正极反应:3O2+12H++12e-6H2O,两反应相加即得总反应式。在电池中,正极不断消耗H+,负极不断产生H+;电子由负极流出,沿导线流向正极。由总反应式可知反应产物为CO2和H2O,对环境无污染。

答案:(1)2CH3OH+3O22CO2+4H2O

(2)3O2+12H++12e-6H2O  2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+

(3)正  负极 

(4)对环境无污染


练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

甲醇是一种很好的燃料,被称为21世纪的新型燃料.
工业上可通过H2和CO化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116kJ?molˉ1
(1)已知:CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?molˉ1
           H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O (g)△H3=-242kJ?molˉ1
1mol甲醇燃烧生成CO2和水蒸气放出
651
651
kJ的热量.
(2)在压强为0.1MPa条件下,将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下在VL容器中制备甲醇.
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
BD
BD

A.升高温度                    B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大   D.再充入1mol CO和3mol H2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中.
实验编号 T(℃) n(CO)/n(H2 P(MPa)
1 150 1/3 0.1
2 a 1/3 5
3 350 b 5
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=
150
150
、b=
1/3
1/3

B.根据反应特点,右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强P1=
0.1
0.1
MPa.
③100℃时,CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)反应的平衡常数为
4a2
V2
4a2
V2

(用含a、V的代数式表示).
(3)科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,而甲醇燃料电池具备甲醇燃料容易携带、容易存储等优点,目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源.右图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型.写出其电极反应式
正极:
3O2+12e-+12H+→6H2O
3O2+12e-+12H+→6H2O

负极:
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2

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科目:高中化学 来源: 题型:

附加题:科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的.一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气.回答下列问题:(甲醇的化学式:CH3OH)
(1)此电极的正极发生的电极反应式是
3O2+12H++12e-═6H2O
3O2+12H++12e-═6H2O

负极发生的电极反应式是
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2

(2)电解液中的H+离子向
极移动;向外电路释放电子的电极是
极.
(3)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料电池的能量转化效率高,其次是
污染少
污染少

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科目:高中化学 来源: 题型:

(8分)科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电源的重要途径。近几年开发的甲烷燃料电池是采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:

 

  (1)电极上的反应式为                                                

  (2)电极上的反应式为                                                

  (3)原电池的总反应是                                                      

  (4)若电池工作时电路中通过4mol电子,则用去的在标准状况下的体积为           L。

 

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科目:高中化学 来源:2013届河南省镇平一高高二第一次月考化学试卷(解析版) 题型:填空题

(10分)科学家预言,燃料电池将是2l世纪获得电力的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或炭化钨作电极,在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇。同时向一个电极通入空气。

回答如下问题:

(1)配平电池放电时发生的化学反应方程式:

□CH3OH+□O2→□CO2+□H2O

(2)在硫酸电解液中,CH3OH(C为-2)失去电子。此电池的正极发生的反应是             ,负极发生的反应是            

(3)电解液中的H+        极移动;向外电路释放电子的电极是       

(4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其主要有两点:首先燃料电池的能量转化效率高,其次是    

(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比.其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低.但其主要优点是     

 

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