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�？v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(rèn)同。中國慈善首富陳光標(biāo)2010年11月5號創(chuàng)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(zé)任。新能源開發(fā)中的燃料電池是低碳研究的重要領(lǐng)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(yīng)物，現(xiàn)以C_xH_yO_z表示燃料電池中的有機反應(yīng)物，O₂為正極反應(yīng)物，40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液，請寫出C_xH_yO_z-O₂-KOH燃料電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式：                      。

（2）日本茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)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(yīng)為：CH₃OCH₃ +3O₂ ＝2CO₂ +3H₂O ， 電池示意如圖,下列說法不正確的是：

 

A．a(chǎn)極為電池的負(fù)極

B．電池工作時電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極

C．電池正極的電極反應(yīng)為：O₂ +2H₂O +4e^— = 4OH^—

D．電池工作時,1mol二甲醚被氧化時有6mol電子轉(zhuǎn)移

（3）若用C₃H₈-O₂-KOH構(gòu)成燃料電池，當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng)，則在電池的外電路上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)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(yīng)放出的熱量為B KJ。寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。                                     。

（4）將一定數(shù)量的C₃H₈-O₂-KOH燃料電池按一定方式進行串聯(lián)或者并聯(lián)組成電池組以滿足電解需要的電壓。現(xiàn)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(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)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(fā)生電解的方程式為：

       ，離開反應(yīng)體系的相當(dāng)于是CuO，現(xiàn)在要加入98克（1mol）Cu(OH）₂才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量，說明原溶液中1molCuSO₄溶質(zhì)電解完后，生成的H₂SO₄溶液發(fā)生了電解，即有1molH₂O發(fā)生了電解，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為4mol。

①                         (2分)

    ②  C₃H₈   ～    20e^- 

       22.4L         20mol

        V            4mol

        V=4.48L                                   (3分)

解析: