Question

（本題16分）．哥本哈根氣候變化峰會自2009年12月7日開幕以來，就被冠以“有史以來最重要的會議”、“改變地球命運的會議”等各種重量級頭銜。縱然世界各國仍就減排問題進行著艱苦的角力，但低碳這個概念幾乎得到了廣泛認同。中國慈善首富陳光標2010年11月5號創作的低碳之歌——《讓我們再回到從前》讓低碳概念融入到每個人的生活之中，減碳是每個人的責任。新能源開發中的燃料電池是低碳研究的重要領域。

（1）可燃性的有機物和氧氣在理論上都可以作為燃料電池中的反應物，現以C_xH_yO_z表示燃料電池中的有機反應物，O₂為正極反應物，40%的KOH溶液為電解質溶液，請寫出C_xH_yO_z-O₂-KOH燃料電池的負極的電極反應式：                       。

（2）日本茨城大學研制了一種新型的質子交換膜二甲醚燃料電池（DDFC），該電池有較高的安全性。電池總反應為：CH₃OCH₃ +3O₂ ＝2CO₂ +3H₂O ， 電池示意如圖,下列說法不正確的是：

 

A．a極為電池的負極

B．電池工作時電流由b極沿導線經燈泡再到a極

C．電池正極的電極反應為：O₂ +2H₂O + 4e^— = 4OH^—

D．電池工作時,1mol二甲醚被氧化時有6mol電子轉移

（3）若用C₃H₈-O₂-KOH構成燃料電池，當有11克丙烷在電池的負極完全反應，則在電池的外電路上轉移的電子的物質的量為    mol；此過程中放出的總能量為A KJ,并已知1molCO₂與足量KOH溶液反應放出的熱量為B KJ。寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學方程式。                                      。

（4）將一定數量的C₃H₈-O₂-KOH燃料電池按一定方式進行串聯或者并聯組成電池組以滿足電解需要的電壓。現用該電池組電解500mL某CuSO₄的稀溶液，電解后的溶液需要加入98克Cu(OH）₂才能使溶液恢復到原硫酸銅溶液的濃度和質量。若忽略電池組在電解過程中的能量損失，其能量全部用來電解CuSO₄溶液，計算：

①原CuSO₄的溶液的濃度。

②該電池組消耗的丙烷在標準狀況時的體積。

Answer 1

（本題16分）

（1）C_xH_yO_z+（6x+y-2z）OH^－-(4x+y-2z)e^－= xCO₃^2－+(3x+y-z)H₂O  (3分)

（2）CD    (3分) （評分說明：只選擇了一個正確的選項得1分，選擇了兩個個正確的選項得3分，只要選擇了錯誤的選項該小題的0分）

（3）5   (2分)

 C₃H₈（g）+5O₂（g）= 3 CO₂ （g）+ 4H₂O（l）；ΔH= －(4A－3B)KJ/mol (3分)

（4）CuSO₄溶液發生電解的方程式為：

        ，離開反應體系的相當于是CuO，現在要加入98克（1mol）Cu(OH）₂才能使溶液恢復到原硫酸銅溶液的濃度和質量，說明原溶液中1molCuSO₄溶質電解完后，生成的H₂SO₄溶液發生了電解，即有1molH₂O發生了電解，轉移的電子總數為4mol。

                     (2分)

    ②  C₃H₈    ～    20e^- 

        22.4L         20mol

         V            4mol

         V=4.48L                                    (3分)