燃料电池与计算

1、燃料电池和计算一、燃料电池助燃剂正极，燃料做负极助燃剂正极，燃料做负极碱无氢离子，酸无氢氧根碱无氢离子，酸无氢氧根先总后正负，时刻要守恒先总后正负，时刻要守恒1.写出下列燃料电池的电极反应式写出下列燃料电池的电极反应式(1)(1)分别写出以酸和碱性介质为电解质溶液的氢氧燃料电分别写出以酸和碱性介质为电解质溶液的氢氧燃料电池电极反应式；池电极反应式；（2） 分别写出以酸和碱性介质为电解质溶液的分别写出以酸和碱性介质为电解质溶液的甲烷燃料甲烷燃料电池电池电池电极反应式；电池电极反应式；2.阿波罗号宇宙阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：应为：2H2

2、O22H2O ，电解质溶液为，电解质溶液为KOH溶液，反应溶液，反应保持在较高温度，使保持在较高温度，使H2O蒸发，则下列叙述中正确的是蒸发，则下列叙述中正确的是A此电池能发生此电池能发生蓝色火焰蓝色火焰 BH2为正极，为正极，O2为负极为负极 C工作时，电解质溶液的工作时，电解质溶液的PH不断减小不断减小 D电极反应为负极：电极反应为负极：2H24 OH4e4 H2O；正；正极：极：O22 H2O4e4 OH（1）燃料电池不是原电池，不发生氧化还原反应，将化学能转化为其他形式的能。（2）燃料电池中，燃料永远作正极，助燃剂永远做负极，正负极通过的电子数量相同。（3）燃料电池中助燃剂是氧气，得电

3、子发生还原反应。（4）反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和助燃剂；两极材料惰性材料，只具导电性。3.为体现为体现“绿色奥运绿色奥运”“科技奥运科技奥运”，2008年北京奥运会会年北京奥运会会出现中国自己生产的燃料电池汽车，作为马拉松领跑车出现中国自己生产的燃料电池汽车，作为马拉松领跑车和电视拍摄车，预计该车装着和电视拍摄车，预计该车装着“绿色心脏绿色心脏”质子交换质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是膜燃料电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是（）（）A.通入氧气的电极发生氧化反应通入氧气的电极发生氧化反应 B.通入氢气的电极为正通入氢气的电极为正极极C.总反应式为总反

4、应式为O2+2H2=2H2O D.正极的电极反应式为正极的电极反应式为O2+4H+=4e-+2H2O4 4.右图是右图是2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为氧气反应，电池总反应为2CH30H+3022C02+4H20。下列说法正确的是下列说法正确的是 A左电极为电池的负极，左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇处通入的物质是甲醇 B右电极为电池的

5、负极，右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气处通入的物质是空气 C负极反应式为：负极反应式为：CH30H+H20-6e-=CO2+6H+ D正极反应式为：正极反应式为：02+2H20+4e-=40H二、原电池计算：二、原电池计算：步骤：1.写出总反应分析该反应转移电子数，并在后面用波浪线加上 ne-；或者某一电极反应式2.找出题目已知和所要求的物质，利用系数之比等于物质的量之比列比列3.运算得出结果注：（1）若已知数据或所求数据不是物质的量那么转化为物质的量（2）正负极通过电子数是相同的等于转移的电子数1.将铁棒和锌棒用导线连接插入将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSOCuSO4 4溶液里，当电

6、池中溶液里，当电池中正极正极有有0.2 0.2 N NA A电子通过时，负极质量的变化是电子通过时，负极质量的变化是（）（）2.2.有铜片、锌片和有铜片、锌片和250 mL250 mL稀硫酸组成的原电池，假设锌稀硫酸组成的原电池，假设锌片只发生电化学腐蚀。当在铜片上有片只发生电化学腐蚀。当在铜片上有0.3mol0.3mol电子转移时，电子转移时，H H2 2SOSO4 4恰好反应完全。恰好反应完全。(1)(1)该原电池的负极反应式为该原电池的负极反应式为_(2)(2)原稀硫酸的物质的量浓度为原稀硫酸的物质的量浓度为_molL_molL1 1。(3)(3)锌片减少的质量为锌片减少的质量为_g_g

7、。3.3.在以酸为介质的电解质溶液中，形成的氢氧燃料电池，在以酸为介质的电解质溶液中，形成的氢氧燃料电池，反应掉的氢气体积是反应掉的氢气体积是2.24L2.24L，问消耗氧气的体积是多少？，问消耗氧气的体积是多少？生成水的质量又是多少？（标况下）生成水的质量又是多少？（标况下） 通过导线的电子通过导线的电子数是多少摩尔？流过正极的电子数是多少摩尔？流过负数是多少摩尔？流过正极的电子数是多少摩尔？流过负极的电子数是多少个？极的电子数是多少个？本本周周知知识识小小结结1.化学反应中化学反应中不仅有不仅有_，而且有，而且有能量变化能量变化，能量变化本，能量变化本质质原因是原因是_。破坏化学键破坏化学

8、键_能量，形成化学键能量，形成化学键_能量能量2.一个化学反应在发生过程中吸收能量还是放出能量一个化学反应在发生过程中吸收能量还是放出能量可以可以从两个角度分析：（从两个角度分析：（1）_角度，当角度，当_时是放热反应时是放热反应；当当_时是吸热反应（时是吸热反应（2）_角度，当角度，当_时是放热反时是放热反应应；当当_时是吸热反应时是吸热反应.第第_个是主要决定因素。个是主要决定因素。3.化学反应的热效应与反应化学反应的热效应与反应_没有关系；一个反应的正没有关系；一个反应的正反应若是吸热反应，那么其逆反应就是反应若是吸热反应，那么其逆反应就是_，吸收的热，吸收的热量与放出的热量刚好在数值上

9、量与放出的热量刚好在数值上_；4.物质具有的能量越低，其越物质具有的能量越低，其越_，例如，例如金刚石在一定条金刚石在一定条件下转化成石墨是放热的件下转化成石墨是放热的，因此金刚石具有的能量比，因此金刚石具有的能量比石墨石墨_，所以金刚石比石墨，所以金刚石比石墨_ 5.原电池中发生的化学反应属于原电池中发生的化学反应属于_，原电池将，原电池将_能转化为能转化为_能。其能。其中，电子流出的一极是原电池的中，电子流出的一极是原电池的_极，该极发生极，该极发生_反应，往往表反应，往往表现为电极质量的现为电极质量的_，电子流入的一极是原电池的，电子流入的一极是原电池的_极，该极发生极，该极发生_反应，

10、往往表现为电极质量的反应，往往表现为电极质量的_或或_。阳离子向。阳离子向_极运动，极运动，阴阴离子向离子向_极运动。极运动。原电池中电解质溶液的作用是原电池中电解质溶液的作用是_、_、_。构构成原电池的条件有：成原电池的条件有：_，其应用有，其应用有_6.实验室制氢气时，粗锌比纯锌冒出气泡（）；为了防止铁制品被实验室制氢气时，粗锌比纯锌冒出气泡（）；为了防止铁制品被腐蚀，常常在在其表面涂上油漆为了（）；轮船在海水中易被腐蚀，腐蚀，常常在在其表面涂上油漆为了（）；轮船在海水中易被腐蚀，因此在与水接触的表面镶嵌（）；因此在与水接触的表面镶嵌（）；在潮湿的空气中钢铁易生锈在潮湿的空气中钢铁易生锈，

11、生，生铁比纯铁更容易生锈铁比纯铁更容易生锈浓硝酸和浓硫酸可以浓硝酸和浓硫酸可以使使_和和_钝钝化化8.燃料电池中，燃料永远做燃料电池中，燃料永远做_，_电子发生电子发生_，助燃剂（也叫做氧，助燃剂（也叫做氧化剂绝大部分是氧气）做化剂绝大部分是氧气）做_得电子发生得电子发生_反应，正负极材料均为反应，正负极材料均为_电极不参与反应（铅蓄电池中正负极材料参与反应，其余电池电极不参与反应（铅蓄电池中正负极材料参与反应，其余电池大多正极不参与，负极参与）。与其他电池最大的区别在于大多正极不参与，负极参与）。与其他电池最大的区别在于_不不是储存在电池是储存在电池_，而是由外设装备提供，而是由外设装备提供

12、_和和_9.助燃剂助燃剂_，燃料做，燃料做_；碱无；碱无_离子，酸无离子，酸无_； 先总后先总后_，时刻，时刻要要_注意：燃料电池总反应式一般为燃烧方程式注意：燃料电池总反应式一般为燃烧方程式( (去去“点燃点燃”);”);但当生成物有但当生成物有后续反应时，加和后续反应后续反应时，加和后续反应. . 10.燃料电池正极反应式（燃料电池正极反应式（1）酸性介质中（）酸性介质中（2）碱性介质中）碱性介质中:11.分别分别写出以酸性或碱性介质为电解质溶液的氢氧燃料电池电极反写出以酸性或碱性介质为电解质溶液的氢氧燃料电池电极反应式；应式；分别分别写出以酸性或碱性介质为电解质溶液的甲烷燃料电池写出以酸

13、性或碱性介质为电解质溶液的甲烷燃料电池电极反应式；电极反应式；12. 写出下列反应的电极反应式，并设计原电池。写出下列反应的电极反应式，并设计原电池。 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;2Al+6HCl=2AlCl3+3H22FeCl3+Fe=3FeCl2;Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag（1）写出正、负）写出正、负极电极反应式（极电极反应式（2）写出正、负极材料和电解质溶液（）写出正、负极材料和电解质溶液（3）画出原）画出原电池电池 1.化学反应速率指的是在化学反应速率指的是在单位时间内单位时间内（）（）（均取正值）（均取正值）来来表示表示，计算公式：（）；单位是：（或），计算公式：（）；单位是：（或），v表示表示（）（）速速率，且为率，且为（）（）值值；（）或（）没有浓度变化因此不用来（）或（）没有浓度变化因此不用来表示化学反应速率表示化学反应速率2.参加反应的各物质的化学反应速率之比等于参加反应的各物质的化学反应速率之比等于（）之比，（）之比，