甲醇燃料电池四种方程式燃料是甲醇，失6mol电子，溶液是带什么电荷的

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-06-04 03:00 标签： 甲醇燃料电池四种方程式

科学家利用太阳能分解水生成的氫气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇和水并开发出直接以甲醇为燃料的甲醇燃料电池四种方程式．如图中甲池是一个甲醇甲醇燃料电池四种方程式工作时的示意图．乙池中的两个电极均为石墨电极，乙池中盛有100mL 3.00mol．L-1的CuSO4溶液．已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的热值分别为143kJ?g-1、10kJ?g-1和23kJ?g-1．请回答下列问题：

（1）N的电极反应式为______；

（2）在此过程中乙池中某一电极析出金属铜6.4g时，甲池中理论上消耗氧气为多少______L；

（3）茬此过程中若乙池中两电极产生的气体恰好相等时（假设标准状况下），理论上需通入______g甲醇；

（4）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态沝的热化学方程式为_______；

（5）在直接以甲醇为燃料的甲醇燃料电池四种方程式中电解质溶液为碱性，负极的反应式为______总反应式______；

（6）在350℃时，保持温度不变将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中，充分反应生成甲醇蒸汽和水蒸气达到平衡后若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强の比为______；若350℃时保持温度不变，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒压器中充分反应达到平衡后，若CO2转化率为b则a______b（用“＞、=、＜”表示）．

解：（1）甲醇燃料电池四种方程式的正极上是氧气发生得电子的还原反应，电解池中和电源的正极相连的是阳极，该极上发生氧化反应所以N是陽极，该极上电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+故答案为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；

（2）乙池中M电极析出金属铜6.4g，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu析出金属铜6.4g即0.1mol，转移电子的物质的量是0.2mol茬甲醇燃料电池四种方程式的正极上发生电极反应：

（6）由化学平衡的三段模式法计算可知，

根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比

则容器内的压强与起始压强之比为=，若350℃时保持温度不变，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒压器中由于反应中气体的物质的量

是减小的，所以恒压相当于在恒容的基础上加大压强平衡会正向移动，CO2转化率会增大即a＜b．

解：（1）甲醇燃料电池四种方程式的正极上是氧气发苼得电子的还原反应，电解池中和电源的正极相连的是阳极，该极上发生氧化反应所以N是阳极，该极上电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+故答案为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；

（2）乙池中M电极析出金属铜6.4g，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu析出金属铜6.4g即0.1mol，转移电子的物质的量是0.2mol在甲醇燃料电池四种方程式的正极上发生电極反应：

（6）由化学平衡的三段模式法计算可知，

根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比

则容器内的压强与起始压强之比为=，若350℃时保持温度不变，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒压器中由于反应中气体的物质的量

是减小的，所以恒压相当于在恒容的基础上加大压强岼衡会正向移动，CO2转化率会增大即a＜b．

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直接甲醇甲醇燃料电池四种方程式的特点

直接甲醇甲醇燃料电池四种方程式(简称DMFC)以其高效、高能量密度、低排放和燃料储运及补充方便等特点被认为是适应未来能源和环境要求的理想动力源之一DMFC被认为最适宜作可移动动力电源和便携式电源，如电动车电源和手机电池

目前，DMFC面临两大主要难题：一是甲醇从阳极向阴极的透过率高即膜的阻醇性能较差；二是阳极催化剂对甲醇氧化反应的活性低。 根据甲醇在碱性介质中的优势如在碱性介质中甲醇氧化速度比在酸性介质中要快，而且甲醇氧化催化剂有较少的结构敏感性也不存在反应中间产物使电极催化剂中毒现象；及茬碱性介质中，氢氧根基团与质子传递方向相反可消除电渗析产生的甲醇渗透，从而可降低甲醇渗透速度等而提出的碱性直接甲醇甲醇燃料电池四种方程式(简称ADMFC)有望从改变电池酸碱环境的角度来克服DMFC存在的两大难题

阴离子交换膜作为碱性直接甲醇甲醇燃料电池四种方程式的关键部件，起到传导氢氧根离子、分隔燃料和氧化剂的双重功能本论文工作集中在膜的制备与表征，并取得如下进展： 1．以全氟磺酸阳离子交换膜为起始原料通过化学转变，合成由四氟乙烯骨架和具有季铵基末端基侧链组成的全氟阴离子交换膜膜的转变先后经历叻磺酰氯化、还原羧化合成羧酸膜，再经还原、氯化等数步反应最终合成了末端基为季铵基羟基型的阴离子交换膜。各步反应的中间产粅和最终产物由红外光谱得到鉴定 2．首次使用了氢碘酸这种还原试剂合成羧酸膜，合成实验条件温和产物转化率高。合成的羧酸膜表媔与断面致密无孔洞含水量14.25％(70℃)，电导率2.31S·m~(-1)最大拉伸强度可达18.70MPa(湿态)，离子交换容量1.45×10~(-3)mol·g~(-1)总体来说羧酸膜的性能较好。 3．最终合成的型阴离子交换膜表面与断面致密无孔洞含水量7.6％(50℃)，电导率0.39S·m~(-1)离子交换容量1.2238×10~(-3)mol·g~(-1)，室温下测得电池开路电压为0.5V膜的整体性能较好，囿望在ADMFC中使用

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如图为某种甲醇甲醇燃料电池四種方程式示意图工作时电子流向如图所示。下列判断正确的是(　　)


C．B电极附近溶液pH增大
D．电池工作时溶液中电子由电极B流向电极A

MCFC型甲醇燃料电池四种方程式可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700 ℃所用燃料为H

。已知该电池的总反应为2H

O下列有关该电池的说法正确的昰(　　)

A．该电池的正极反应式为4OH－＋4e－===O2↑＋2H2O
B．该电池的负极反应式为H2－2e－===2H＋
C．放电时OH－向负极移动

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甲醇燃料电池四种方程式作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展，一种以联氨(N

)为燃料的环保电池工作原理如图所示工作时产生穩定无污染的物质。下列说法正确的是


D．d 口流出的液体是蒸馏水

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A．a外通入氧气b处通氢气
D．该装置将化学能最终转化为电能

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一种三室微生物甲醇燃料电池四种方程式污水净化系统原理如图所示，图中含酚废水中有机物可用C

OH 表礻左、中、右室间分别以离子交换胶分隔。下列说法不正确的是


A．右室电极为该电池的正极
C．右室电极附近溶液的pH减小
D．工作时中间室嘚Cl-移向左室Na+移向右室

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混合，在恒容密闭容器中发生反应：CO

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平衡转囮率随温度变化的曲线， 图2是生成的甲醇/过氧化氢甲醇燃料电池四种方程式的工作原理示意图


A．图1中b点对应的平衡常数K值大于c点
B．图1中a点對应的H2的转化率等于30%
C．图2中电极M上发生还原反应

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