(Ⅰ)甲醇燃料電池(DNFC)被認為是21世紀電動汽車最佳候選動力源。
(1)25℃、101 kPa時,1 mol CH3OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出熱量726.51 kJ/mol,則甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為: 。
(2)甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下。甲醇進入 極(填“正”或“負”),寫出該極的電極反應(yīng)式 。
(Ⅱ)鉛蓄電池是典型的可充型電池,它的正負極隔板是惰性材料,電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H++2SO42- 2PbSO4+2H2O,請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原):
(1)放電時:正極的電極反應(yīng)式是 電解液中H2SO4的濃度將變 ;
(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時,若按右圖連接,電解一段時間后,則在A電極上生成 B電極上生成 。
(Ⅰ)(1)CH3OH(l) + 3/2 O2(g)= CO2(g) + 2H2O(l) △H =-726.51 kJ/mol
(2)負 CH3OH + H2O -6 e-= CO2+ 6 H+
(Ⅱ)(1)PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 小 (2)Pb PbO2
【解析】
試題分析:(Ⅰ)(1)1molCH3OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物為氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水,放出熱量726.51kJ/mol,以此書寫熱化學(xué)方程式;(2)甲醇燃料電池中,甲醇為負極,電解質(zhì)為酸,甲醇失去電子生成二氧化碳;(Ⅱ)(1)電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H++2SO2-42PbSO4+2H2O,寫出電極反應(yīng)為:負極電解反應(yīng):Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ,正極電極反應(yīng):PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,放電時:正極的電極反應(yīng)式是PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O;電解液中H2SO4的濃度將減少;當外電路通過1mol電子時,依據(jù)電子守恒計算理論上負極板的質(zhì)量增加;(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時,電極上是析出的PbSO4,若按題右圖連接B為陽極應(yīng)是失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),A為陰極是得到電子發(fā)生還原反應(yīng),實質(zhì)是電解反應(yīng),B電極上發(fā)生反應(yīng)為:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++2SO42-,A電極發(fā)生反應(yīng)為:PbSO4=Pb-2e-+SO42-,所以A電極上生成Pb;B極生成PbO2,此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換。
考點:熱化學(xué)方程式;化學(xué)電源新型電池;用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算
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1 |
2 |
1 |
2 |
實驗編號 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | P(MPa) |
1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
2 | a | 1/3 | 5 |
3 | 350 | b | 5 |
4a2 |
V2 |
4a2 |
V2 |
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A、CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H>-90.5kJ?mol-1 | ||
B、在甲醇燃料電池中,甲醇所在電極為正極 | ||
C、CH4(g)+
| ||
D、![]() 反應(yīng)①中的能量變化如圖所示 |
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