美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池,(見圖)是一種新型化學(xué)電源,其構(gòu)造如圖所示:兩個電極均由多孔碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電。

1a________極,電極反應(yīng)式為________,b________極,電極反應(yīng)式為________。

2)飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供。已知這種電池發(fā)1度電能生成350g水,則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為________。[已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)DH=-572kJ]

3)這種電池的輸出電壓為1.2V,要使標(biāo)有1.2V、1.5W的小燈泡連續(xù)發(fā)光1h,應(yīng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2________L。

 

答案:
解析:

(1)負,2H2+4OH--4e-=4H2O,正,O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)64.7%

(3)0.65

 


提示:

提示:本題考查原電池反應(yīng)原理與物理中電能轉(zhuǎn)化的綜合問題。

(1)在原電池中H2發(fā)生氧化反應(yīng),其電極為負極,O2發(fā)生還原反應(yīng),其電極為正極

(2)W=Pt=1000kWh´3600s/h=3600kJ

此電池1度電完全轉(zhuǎn)化為能量為´286kJ×mol-1=5561kJ

該電池的能量轉(zhuǎn)化率為

(3)W=Pt=1.5W´3600s=5400J

´22.4L×mol-1=0.65L

 


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

看圖回答下列問題

(1)若燒杯中溶液為稀硫酸,則觀察到的現(xiàn)象是
鎂逐漸溶解,鋁極上有氣泡冒出
鎂逐漸溶解,鋁極上有氣泡冒出
,電流表指針
偏轉(zhuǎn)
偏轉(zhuǎn)
(填偏轉(zhuǎn)或不偏轉(zhuǎn)),兩極反應(yīng)式為:正極
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2
;負極
Mg-2e-=Mg2+
Mg-2e-=Mg2+

(2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,則負極為
Al
Al
(填Mg或Al),總反應(yīng)方程式為
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

(3)美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置,其構(gòu)造如圖所示:A、B兩個電極均由多孔的碳塊組成.該電池的正極反應(yīng)式為:
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

(4)如果將上述裝置中通入的H2改成CH4氣體,也可以組成一個原電  池裝置,電池的總反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,則該電池的負極反應(yīng)式為:
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源,其構(gòu)造如圖所示:a、b兩個電極均由多孔碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電.
(1)a是
極,電極反應(yīng)式是
2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O)
2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O)
;b是
極.電極反應(yīng)式是
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

(2)飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供.若為飛行員提供了360kg的水,則電路中通過了
4×104
4×104
mol的電子.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知在25°C、1.013×105Pa下,1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量,請回答下列問題:
(1)若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣,則放出的熱量
   (填“>”、“<”或“=”)570kJ
(2)美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置,其構(gòu)造如右圖所示:A、B兩個電極均由多孔的碳塊組成.該電池的正極為:
B
B
(填A(yù)或B).若該電池工作時增加了1mol H2O,電
路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
2
2
 mol.
(3)如果將上述裝置中通入的H2改成CH4氣體,也可以組成一個原電池裝置,電池的總反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,則該電池的負極反應(yīng)式為:
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源,被稱為21世紀的明星電池,其構(gòu)造如圖所示:兩個電極均由多孔性碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電.
(1)a是
極(填“正”或“負”),其pH值
降低
降低
(填升高、降低或不變),b極的電極反應(yīng)式
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

(2)某些碳氫化合物也可作為燃料電池的燃料,如天然氣(甲烷)等.若將圖中H2換成CH4時,電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O.請寫出a極的電極反應(yīng)式
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
.在電池工作期間,CO32-流向
a
a
極(填a或b).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池,其構(gòu)造如圖所示;兩個電極均由多孔性碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電.
(1)a極是
極,b極是
極,電極反應(yīng)式分別為
2H2+4OH--4e-=4H2O
2H2+4OH--4e-=4H2O
,
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)氫氣是燃料電池最簡單的燃料,雖然使用方便,卻受到價格和來源的限制.常用的燃料,往往是某些碳氫化合物,如甲烷(天然氣)、汽油等.請寫出將圖中H2換成CH4時所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式:
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
.此時電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O

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