甲醇燃料電池是一種相對(duì)理想的綠色能源，可用于電動(dòng)汽車的電源；若該氫氧燃料電池以硫酸為電解質(zhì)溶液，總反應(yīng)為：2CH3OH＋3O22CO2＋4H2O，則其正極的電極反應(yīng)式________．

答案：
解析：

O2＋4H+＋4e－＝2H2O


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0．
（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
[CH3OH]
[CO][H2]2
[CH3OH]
[CO][H2]2
，以下有關(guān)說法正確的是
a
a

a．恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b．一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c．保持容器體積不變，升高溫度可提高CO的轉(zhuǎn)化率
d．使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)量
（2）其它條件相同時(shí)，在T1、T2（T1＜T2）兩個(gè)不同溫度下可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)趫D1中畫出CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖．

（3）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
則 CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=
△H=
b-a-4c
2
△H=
b-a-4c
2
kJ?mol-1．
（4）2009年10月，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
C極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O
，工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有
1.2
1.2
NA個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（H：1  C：12  O：16）

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年廣東省高三第一次8月月考理科綜合化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（16分）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇： CO(g)+2H2(g)     CH3OH(g)   ΔH< 0。

（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=                   ，以下有關(guān)說法正確的是________

a．恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡

b．一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡

c．保持容器體積不變，升高溫度可提高CO的轉(zhuǎn)化率

d．使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率

（2）其它條件相同時(shí)，在T1、T2（T1< T2）兩個(gè)不同溫度下可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，請(qǐng)畫出CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖。

（3）已知在常溫常壓下：

① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH ＝ -a kJ·mol-1

② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH ＝ -b kJ·mol-1

③ H2O(g)= H2O(l)  ΔH＝ -c kJ·mol-1

則 CH3OH(l)+ O2(g) = CO (g) + 2H2O(l)   ΔH＝______________kJ·mol-1。

（4）2009年10月，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。

C極發(fā)生的電極反應(yīng)式為:___________________________，工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4 g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有______NA個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。

（H：1  C：12  O：16）

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（12分）車載甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC)將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的工 藝有兩種：（1）水蒸氣變換（重整）法；（2）空氣氧化法。兩種工藝都得 到副產(chǎn)品CO。

1．分別寫出這兩種工藝的化學(xué)方程式，通過計(jì)算，說明這兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。有關(guān)資料（298 .15K）列于表3。

表3  物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)

物質(zhì)

ΔfHm/kJ?mol-1

Sm/J?K-1?mol-1

CH3OH（g）

-200.66

239.81

CO2（g）

-393.51

213.64

CO（g）

-110.52

197.91

H2O（g）

-241.82

188.83

H2 （g）

0

130.59

2．上述兩種工藝產(chǎn)生的少量CO會(huì)吸附在燃料電池的Pt或其他貴金屬催化劑表面，阻礙H2的吸附和電氧化，引起燃料電池放電性能急劇下降，為此，開發(fā)了除去CO的方法�，F(xiàn)有一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果（500K）如表4。

表中PCO、PO2 分別為CO和O2的分壓；rco為以每秒每個(gè)催化劑Ru活性位上所消耗的CO分子數(shù)表示的CO的氧化速率。（1）求催化劑Ru上CO氧化反應(yīng)分別對(duì)CO和O2的反應(yīng)級(jí)數(shù)（取整數(shù)），寫出 速率方程。（2）固體Ru表面具有吸附氣體分子的能力，但是氣體分子只有碰到空活性位才可能發(fā)生吸附作用。當(dāng)已吸附分子的熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能足以克服固體引力場的勢(shì)壘時(shí)，才能脫附，重新回到氣相。假設(shè)CO和O2的吸附與脫附互不影響，并且表面是均勻的，以θ表示氣體分子覆蓋活性位的百分?jǐn)?shù)（覆蓋度），則氣體的吸附速率與氣體的壓力成正比，也與固體表面的空活性位數(shù)成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反應(yīng)的一種機(jī)理如下：

其中kco,ads、 kco,des分別為CO在Ru的活性位上的吸附速率常數(shù)和脫附速率常數(shù)，ko2,ads為O2在Ru的活性位上的吸附速率常數(shù)。M表示Ru催化劑表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附強(qiáng)得多。試根據(jù)上述反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)CO在催化劑Ru表面上氧化反應(yīng)的速率方程（不考慮O2的脫附；也不考慮產(chǎn)物CO2的吸附），并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。

3．有關(guān)物質(zhì)的熱力學(xué)函數(shù)（298．15 K）如表5。

表5　物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)

物質(zhì)

ΔfHm/kJ?mol-1

Sm/J?K-1?mol-1

H2 （g）

0

130.59

O2（g）

0

205.03

H2O （g）

-241.82

188.83

H2O （l）

-285.84

69.94

在373.15K，100kPa下，水的蒸發(fā)焓Δvap Hm=40.64kJ?mol-1，在298.15～3

73.15K間水的等壓熱容為75.6 J?K-1?mol-1。（1）將上述工藝得到的富氫氣體作為質(zhì)子交換膜燃料電池的燃料。燃料電池的理論效率是指電池所能做的最大電功相對(duì)于燃料反應(yīng)焓變的效率。在298.15K，100 kPa下，當(dāng)1 molH2燃燒分別生成H2O（l) 和 H2O（g)時(shí)，計(jì)算燃料電池工作的理論效率，并分析兩者存在差別的原因。（2）若燃料電池在473.15 K、100 kPa下工作，其理論效率又為多少（可忽略焓 變和嫡變隨溫度的變化）？（3）說明（1）和（2）中的同一反應(yīng)有不同理論效率的原因。

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科目：高中化學(xué) 來源：2011年廣東省廣州市執(zhí)信中學(xué)高考化學(xué)三模試卷（解析版） 題型：解答題

甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0．
（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=______，以下有關(guān)說法正確的是______
a．恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b．一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c．保持容器體積不變，升高溫度可提高CO的轉(zhuǎn)化率
d．使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)量
（2）其它條件相同時(shí)，在T1、T2（T1＜T2）兩個(gè)不同溫度下可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)趫D1中畫出CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖．

（3）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
則 CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=______kJ?mol-1．
（4）2009年10月，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
C極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：______，工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有______NA個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（H：1  C：12  O：16）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

據(jù)報(bào)道，摩托羅拉公司開發(fā)的一種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可充電的高效燃料電池，充一次電可持續(xù)使用一個(gè)月。

（1）關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是（    ）

A 放電時(shí)，正極反應(yīng)為式：O2＋4e-+4H+==2H2O

B. 放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為式：CH3OH－6e-+8OH-==CO32-+6H2O

C. 充電時(shí)，原電池的負(fù)極與電源的正極相連接

D. 充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為：4OH-－4e-==2H2O+O2↑

（2）若以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，正極充入CO2與O2的混合氣體。試寫出該燃料電池的電極反應(yīng)式：負(fù)極　　　　　　　　　，正極　　　　　　　　　　。

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