美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，（見(jiàn)圖）是一種新型化學(xué)電源，其構(gòu)造如圖所示：兩個(gè)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(yīng)式為________，b是________極，電極反應(yīng)式為________。

（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度電能生成350g水，則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為________。[已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)，DH=-572kJ]

（3）這種電池的輸出電壓為1.2V，要使標(biāo)有1.2V、1.5W的小燈泡連續(xù)發(fā)光1h，應(yīng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2________L。

 

答案：
解析：

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

（2）64.7%

（3）0.65

 


提示：

提示：本題考查原電池反應(yīng)原理與物理中電能轉(zhuǎn)化的綜合問(wèn)題。

（1）在原電池中H2發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極為負(fù)極，O2發(fā)生還原反應(yīng)，其電極為正極

（2）W=Pt=1000kWh´3600s/h=3600kJ

此電池1度電完全轉(zhuǎn)化為能量為´286kJ×mol-1=5561kJ

該電池的能量轉(zhuǎn)化率為

（3）W=Pt=1.5W´3600s=5400J

´22.4L×mol-1=0.65L

 


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

看圖回答下列問(wèn)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(zhuǎn)
偏轉(zhuǎn)
（填偏轉(zhuǎn)或不偏轉(zhuǎn)），兩極反應(yīng)式為：正極
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
；負(fù)極
Mg-2e-=Mg2+
Mg-2e-=Mg2+
．
（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為
Al
Al
（填Mg或Al），總反應(yīng)方程式為
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

（3）美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構(gòu)造如圖所示：A、B兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成．該電池的正極反應(yīng)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(gè)原電  池裝置，電池的總反應(yīng)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

美國(guó)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(xué)電源，其構(gòu)造如圖所示：a、b兩個(gè)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
負(fù)
負(fù)
極，電極反應(yīng)式是
2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O）
2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O）
；b是
正
正
極．電極反應(yīng)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(guò)了
4×104
4×104
mol的電子．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)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(qǐng)回答下列問(wèn)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(guó)阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構(gòu)造如右圖所示：A、B兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成．該電池的正極為：
B
B
（填A(yù)或B）．若該電池工作時(shí)增加了1mol H2O，電
路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)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(gè)原電池裝置，電池的總反應(yīng)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

美國(guó)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(xué)電源，被稱為21世紀(jì)的明星電池，其構(gòu)造如圖所示：兩個(gè)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
負(fù)
負(fù)
極（填“正”或“負(fù)”），其pH值
降低
降低
（填升高、降低或不變），b極的電極反應(yīng)式
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
．
（2）某些碳?xì)浠衔镆部勺鳛槿剂想姵氐娜剂希缣烊粴猓淄椋┑龋魧D中H2換成CH4時(shí)，電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O．請(qǐng)寫出a極的電極反應(yīng)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(xué) 來(lái)源： 題型：

美國(guó)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(xué)電池，其構(gòu)造如圖所示；兩個(gè)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
負(fù)
負(fù)
極，b極是
正
正
極，電極反應(yīng)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(jiǎn)單的燃料，雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來(lái)源的限制．常用的燃料，往往是某些碳?xì)浠衔�，如甲烷（天然氣）、汽油等．�?qǐng)寫出將圖中H2換成CH4時(shí)所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式：
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
．此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
．

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