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電源,其構造如下圖所示:a、b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,b是    極。電極反應式分別為_________________、__________________。

(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度電時能生成350 g水,試計算能量的轉化率。[2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH=-572 kJ·mol-1]

(3)這種電池的輸出電壓為1.2 V。要使標有1.2 V、1.5 W小燈泡連續(xù)發(fā)光1 h,則消耗標準狀況下的H2的體積是________L。

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

(2)生成350 g水共釋放化學能Q1=×572 kJ=5 561 kJ,發(fā)1度電獲電能Q2=1 kW×3 600 s=3 600 kJ,轉化率η=×100%=×100%=64.7%。

(3)燈泡耗用電能Q=1.5 W×3 600 s=5.4 kJ,需H2的物質的量

n(H2)==0.029 mol

則V(H2)=0.029 mol×22.4 L·mol-1=0.65 L

解析:由圖示可知,參與電極反應的是H2和O2,生成的是H2O,故在反應中H2失去電子被氧化,a為負極;O2得到電子被還原,b為正極。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 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
偏轉
(填偏轉或不偏轉),兩極反應式為: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,電池的總反應方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,則該電池的負極反應式為:
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O

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科目:高中化學 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電源,其構造如圖所示: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 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或B).若該電池工作時增加了1mol H2O,電
路中轉移電子的物質的量為
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,電池的總反應方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,則該電池的負極反應式為:
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O

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科目:高中化學 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電源,被稱為21世紀的明星電池,其構造如圖所示: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,電池內總的反應方程式為:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O.請寫出a極的電極反應式
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 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電池,其構造如圖所示;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時所構成的甲烷燃料電池中a極的電極反應式:
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
.此時電池內總的反應方程式為
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O

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