Question

化學在能源開發(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，下列表達不正確的是        。

A．a(chǎn)電極是負極，OH-移向負極

B．b電極的電極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-

C．電池總反應式為：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，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標準狀況下)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，負極的反應式為                       ，正極的反應式為                              。
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%

Ⅰ.(1)C項反應條件不是點燃，C項錯；隨著燃料電池的不斷反應，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，其電極反應為：陽極：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極：4Ag⁺+ 4e^-=4Ag，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標準狀況下)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%。