燃料電池和計算

1、燃料電池和計算一、燃料電池助燃劑正極，燃料做負極助燃劑正極，燃料做負極堿無氫離子，酸無氫氧根堿無氫離子，酸無氫氧根先總后正負，時刻要守恒先總后正負，時刻要守恒1.寫出下列燃料電池的電極反應(yīng)式寫出下列燃料電池的電極反應(yīng)式(1)(1)分別寫出以酸和堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電分別寫出以酸和堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池電極反應(yīng)式；池電極反應(yīng)式；（2） 分別寫出以酸和堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的分別寫出以酸和堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的甲烷燃料甲烷燃料電池電池電池電極反應(yīng)式；電池電極反應(yīng)式；2.阿波羅號宇宙阿波羅號宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：應(yīng)為：2H2

2、O22H2O ，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)溶液，反應(yīng)保持在較高溫度，使保持在較高溫度，使H2O蒸發(fā)，則下列敘述中正確的是蒸發(fā)，則下列敘述中正確的是A此電池能發(fā)生此電池能發(fā)生藍色火焰藍色火焰 BH2為正極，為正極，O2為負極為負極 C工作時，電解質(zhì)溶液的工作時，電解質(zhì)溶液的PH不斷減小不斷減小 D電極反應(yīng)為負極：電極反應(yīng)為負極：2H24 OH4e4 H2O；正；正極：極：O22 H2O4e4 OH（1）燃料電池不是原電池，不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。（2）燃料電池中，燃料永遠作正極，助燃劑永遠做負極，正負極通過的電子數(shù)量相同。（3）燃料電池中助燃劑是氧氣，得電

3、子發(fā)生還原反應(yīng)。（4）反應(yīng)物不儲存在電池內(nèi)部，外加提供燃料和助燃劑；兩極材料惰性材料，只具導(dǎo)電性。3.為體現(xiàn)為體現(xiàn)“綠色奧運綠色奧運”“”“科技奧運科技奧運”，2008年北京奧運年北京奧運會會出現(xiàn)中國自己生產(chǎn)的燃料電池汽車，作為馬拉松領(lǐng)會會出現(xiàn)中國自己生產(chǎn)的燃料電池汽車，作為馬拉松領(lǐng)跑車和電視拍攝車，預(yù)計該車裝著跑車和電視拍攝車，預(yù)計該車裝著“綠色心臟綠色心臟”質(zhì)質(zhì)子交換膜燃料電池，其工作原理如圖所示，下列敘述正子交換膜燃料電池，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是（）確的是（）A.通入氧氣的電極發(fā)生氧化反應(yīng)通入氧氣的電極發(fā)生氧化反應(yīng) B.通入氫氣的電極為正通入氫氣的電極為正極極C.總反應(yīng)式為

4、總反應(yīng)式為O2+2H2=2H2O D.正極的電極反應(yīng)式為正極的電極反應(yīng)式為O2+4H+=4e-+2H2O4 4.右圖是右圖是2004年批量生產(chǎn)的筆記本電腦所用甲醇燃料電年批量生產(chǎn)的筆記本電腦所用甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H+)和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2CH30H+3022C02+4H20。下列說法正確的是下列說法正確的是 A左電極為電池的負極，左電極為電池的負極，a處通入的物質(zhì)是甲醇處通入的物質(zhì)是甲醇 B右電極為電

5、池的負極，右電極為電池的負極，b處通入的物質(zhì)是空氣處通入的物質(zhì)是空氣 C負極反應(yīng)式為：負極反應(yīng)式為：CH30H+H20-6e-=CO2+6H+ D正極反應(yīng)式為：正極反應(yīng)式為：02+2H20+4e-=40H二、原電池計算：二、原電池計算：步驟：1.寫出總反應(yīng)分析該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)，并在后面用波浪線加上 ne-；或者某一電極反應(yīng)式2.找出題目已知和所要求的物質(zhì)，利用系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比列比列3.運算得出結(jié)果注：（1）若已知數(shù)據(jù)或所求數(shù)據(jù)不是物質(zhì)的量那么轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量（2）正負極通過電子數(shù)是相同的等于轉(zhuǎn)移的電子數(shù)1.將鐵棒和鋅棒用導(dǎo)線連接插入將鐵棒和鋅棒用導(dǎo)線連接插入CuSOCuSO4 4溶液里，

6、當電池中溶液里，當電池中正極有正極有0.2 N0.2 NA A電子通過時，負極質(zhì)量的變化是（）電子通過時，負極質(zhì)量的變化是（）2.2.有銅片、鋅片和有銅片、鋅片和250 mL250 mL稀硫酸組成的原電池，假設(shè)鋅稀硫酸組成的原電池，假設(shè)鋅片只發(fā)生電化學(xué)腐蝕。當在銅片上有片只發(fā)生電化學(xué)腐蝕。當在銅片上有0.3mol0.3mol電子轉(zhuǎn)移時，電子轉(zhuǎn)移時，H H2 2SOSO4 4恰好反應(yīng)完全。恰好反應(yīng)完全。(1)(1)該原電池的負極反應(yīng)式為該原電池的負極反應(yīng)式為_(2)(2)原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為_mol_molL L1 1。(3)(3)鋅片減少的質(zhì)量為鋅片減少的質(zhì)量為_g

7、_g。3.3.在以酸為介質(zhì)的電解質(zhì)溶液中，形成的氫氧燃料電池，在以酸為介質(zhì)的電解質(zhì)溶液中，形成的氫氧燃料電池，反應(yīng)掉的氫氣體積是反應(yīng)掉的氫氣體積是2.24L2.24L，問消耗氧氣的體積是多少？，問消耗氧氣的體積是多少？生成水的質(zhì)量又是多少？（標況下）生成水的質(zhì)量又是多少？（標況下） 通過導(dǎo)線的電子通過導(dǎo)線的電子數(shù)是多少摩爾？流過正極的電子數(shù)是多少摩爾？流過負數(shù)是多少摩爾？流過正極的電子數(shù)是多少摩爾？流過負極的電子數(shù)是多少個？極的電子數(shù)是多少個？本本周周知知識識小小結(jié)結(jié)1.化學(xué)反應(yīng)中不僅有化學(xué)反應(yīng)中不僅有_，而且有能量變化，能量變化本，而且有能量變化，能量變化本質(zhì)原因是質(zhì)原因是_。破壞化學(xué)鍵。破

8、壞化學(xué)鍵_能量，形成化學(xué)鍵能量，形成化學(xué)鍵_能量能量2.一個化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中吸收能量還是放出能量可以一個化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中吸收能量還是放出能量可以從兩個角度分析：（從兩個角度分析：（1）_角度，當角度，當_時是放熱反應(yīng)；時是放熱反應(yīng)；當當_時是吸熱反應(yīng)（時是吸熱反應(yīng)（2）_角度，當角度，當_時是放熱反時是放熱反應(yīng)；當應(yīng)；當_時是吸熱反應(yīng)時是吸熱反應(yīng).第第_個是主要決定因素。個是主要決定因素。3.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)_沒有關(guān)系；一個反應(yīng)的正沒有關(guān)系；一個反應(yīng)的正反應(yīng)若是吸熱反應(yīng)，那么其逆反應(yīng)就是反應(yīng)若是吸熱反應(yīng)，那么其逆反應(yīng)就是_，吸收的熱，吸收的熱量與放出的熱量剛

9、好在數(shù)值上量與放出的熱量剛好在數(shù)值上_；4.物質(zhì)具有的能量越低，其越物質(zhì)具有的能量越低，其越_，例如，例如金剛石在一定條金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化成石墨是放熱的，因此金剛石具有的能量比件下轉(zhuǎn)化成石墨是放熱的，因此金剛石具有的能量比石墨石墨_，所以金剛石比石墨，所以金剛石比石墨_ 5.原電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于原電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于_，原電池將，原電池將_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_能。其能。其中，電子流出的一極是原電池的中，電子流出的一極是原電池的_極，該極發(fā)生極，該極發(fā)生_反應(yīng)，往往表反應(yīng)，往往表現(xiàn)為電極質(zhì)量的現(xiàn)為電極質(zhì)量的_，電子流入的一極是原電池的，電子流入的一極是原電池的_極，該極發(fā)生極，該極發(fā)

10、生_反應(yīng)，往往表現(xiàn)為電極質(zhì)量的反應(yīng)，往往表現(xiàn)為電極質(zhì)量的_或或_。陽離子向。陽離子向_極運動，極運動，陰陰離子向離子向_極運動。極運動。原電池中電解質(zhì)溶液的作用是原電池中電解質(zhì)溶液的作用是_、_、_。構(gòu)構(gòu)成原電池的條件有：成原電池的條件有：_，其應(yīng)用有，其應(yīng)用有_6.實驗室制氫氣時，粗鋅比純鋅冒出氣泡（）；為了防止鐵制品被實驗室制氫氣時，粗鋅比純鋅冒出氣泡（）；為了防止鐵制品被腐蝕，常常在在其表面涂上油漆為了（）；輪船在海水中易被腐蝕，腐蝕，常常在在其表面涂上油漆為了（）；輪船在海水中易被腐蝕，因此在與水接觸的表面鑲嵌（）；因此在與水接觸的表面鑲嵌（）；在潮濕的空氣中鋼鐵易生銹，生在潮濕的空氣

11、中鋼鐵易生銹，生鐵比純鐵更容易生銹鐵比純鐵更容易生銹原電池原電池電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液正正極極負負極極MgAl稀鹽酸稀鹽酸MgAl氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液CuAl鹽酸鹽酸CuAl濃硝酸濃硝酸CuFe濃硝酸濃硝酸濃硝酸和濃硫酸可以濃硝酸和濃硫酸可以使使_和和_鈍鈍化化8.燃料電池中，燃料永遠做燃料電池中，燃料永遠做_，_電子發(fā)生電子發(fā)生_，助燃劑（也叫做氧，助燃劑（也叫做氧化劑絕大部分是氧氣）做化劑絕大部分是氧氣）做_得電子發(fā)生得電子發(fā)生_反應(yīng)，正負極材料均為反應(yīng)，正負極材料均為_電極不參與反應(yīng)（鉛蓄電池中正負極材料參與反應(yīng)，其余電池電極不參與反應(yīng)（鉛蓄電池中正負極材料參與反應(yīng)，其余電池大多正極不

12、參與，負極參與）。與其他電池最大的區(qū)別在于大多正極不參與，負極參與）。與其他電池最大的區(qū)別在于_不不是儲存在電池是儲存在電池_，而是由外設(shè)裝備提供，而是由外設(shè)裝備提供_和和_9.助燃劑助燃劑_，燃料做，燃料做_；堿無；堿無_離子，酸無離子，酸無_； 先總后先總后_，時刻，時刻要要_注意：燃料電池總反應(yīng)式一般為燃燒方程式注意：燃料電池總反應(yīng)式一般為燃燒方程式( (去去“點燃點燃”);”);但當生成物有但當生成物有后續(xù)反應(yīng)時，加和后續(xù)反應(yīng)后續(xù)反應(yīng)時，加和后續(xù)反應(yīng). . 10.燃料電池正極反應(yīng)式（燃料電池正極反應(yīng)式（1）酸性介質(zhì)中（）酸性介質(zhì)中（2）堿性介質(zhì)中）堿性介質(zhì)中:11.分別分別寫出以酸性或

13、堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池電極反寫出以酸性或堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池電極反應(yīng)式；應(yīng)式；分別分別寫出以酸性或堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的甲烷燃料電池寫出以酸性或堿性介質(zhì)為電解質(zhì)溶液的甲烷燃料電池電極反應(yīng)式；電極反應(yīng)式；12. 寫出下列反應(yīng)的電極反應(yīng)式，并設(shè)計原電池。寫出下列反應(yīng)的電極反應(yīng)式，并設(shè)計原電池。 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;2Al+6HCl=2AlCl3+3H22FeCl3+Fe=3FeCl2;Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag（1）寫出正、負）寫出正、負極電極反應(yīng)式（極電極反應(yīng)式（2）寫出正、負極材料和電解質(zhì)溶液（）寫出正、負極材料和電解質(zhì)溶液（3）畫出原）畫出原電池電池 1.化學(xué)反應(yīng)速率指的是在單位時間內(nèi)（）化學(xué)反應(yīng)速率指的是在單位時間內(nèi)（）（均取正值）（均取正值）來來表示，計算公式：（）；單位是：（或），表示，計算公式：（）；單位是：（或），v表示（）速表示（）速率，且為（）值；率，且為（）值；（）或（）沒有濃度變化因此不用來（）或（）沒有濃度變化因此不用來表示化學(xué)反應(yīng)速率表示化學(xué)反應(yīng)速率2.參加反應(yīng)的各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于（）之比，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于（