科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极...

科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：下列说法错误的是

A．a是负极，b是正极

B．b极的电反应是：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O

C．甲醇在a极上得电子，发生还原反应

D．当电路上通过2mol电子消耗的CH₃OH为mol

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科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：下列说法错误的是

A．a是负极，b是正极

B．b极的电反应是：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O

C．甲醇在a极上得电子，发生还原反应

D．当电路上通过2mol电子消耗的CH₃OH为mol

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科学家预言，燃料电池将是 21 世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，工作原理是将电极插入KOH溶液中，然后在两极分别添加甲醇和氧气，若a极上添加甲醇； b极：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－。 关于此燃料电池的下列说法中错误的是(　　 )

A．a极为负极，b极为正极。

B．放电过程中，a、b电极上均发生氧化还原反应。

C．该电池工作时添加甲醇的一极，附近溶液的 pH 降低，反应的离子方程式为：CH3OH＋8OH－―6e－＝CO32－＋6H2O

D．若用此电源电解饱和食盐水，每消耗0.1molO2则阴极理论上生成0.2molCl2。

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科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。一种甲醇(CH₃OH)燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(11分)

（1）这种电极放电时发生的总反应是______________________________________。

（2）此电极的正极发生的电极反应式是__________________________；

负极发生的电极反应式是_______________________________。

（3）电解液中的离子向_________极（正极或负极）移动；通入正极的气体是________.

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近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

(1)Pt(a)电极是电池的　　　　　 极，电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 ；Pt(b)电极发生　　　　　 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)电池的总反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有　　　　　 mol。

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（10分）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

（1）Pt（a）电极对应发生的电极反应为　　　　　　　　　　　 。Pt（b）电极反生　　　　　　　　　 反应（填“氧化”或“还原”），电极反应为　　　　　　　　　 。

（2）电池的总反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有　　　　　　　　 mol。

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【加试题】甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源,当 前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量,以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下:

反应I CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)　　 ΔH1

反应Ⅱ CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)　　　　　　 ΔH2

反应Ⅲ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　　　　 ΔH3

其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,其中K2、K3随温度变化如下表所示:

请回答:

(1)反应Ⅱ能够自发进行的条件_______ (填 “低温”、“高温”或“任何温度”), ΔH1____ΔH3 (填 “>”、“<”或 “=” )。

(2)相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢(反应Ⅱ)的先进之处在于_________。

(3)在常压、CaO催化下,CH3OH和H2O混和气体(体积比1∶1.2,总物质的量2.2mol)进行反应,tl时刻测得 CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。

注:曲线a表示CH3OH的转化率,曲线b表示CO的选择性,曲线c表示 CO2的选择性

① 下列说法不正确的是_____。

A.反应适宜温度为300℃

B.工业生产通 常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整

C.己知 CaO催化剂具有更高催化活性,可提高甲醇平衡转化率

D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率

② 260℃ 时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线_____。

(4)副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,生成甲酸的电极反应式是_________。

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燃料电池是燃料（如CO、H₂、CH₄、丁烷、甲醇等）跟氧气或空气反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质溶液通常采用碱性溶液，但目前科学家开发出了熔融盐作电解质，电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2—。\下列关于丁烷燃料电池的说法正确的是（   ）

A．在熔融电解质中，O^2— 由负极移向正极

B．电池的总反应是：2C₄H₁₀ + 13O₂→ 8CO₂+ 10H₂O

C．通入空气的一极是负极

D．通入丁烷的一极是正极

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以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。

（1）以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：

主反应：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　　 △H=+49 kJ•mol-1

副反应：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)　　 △H=+41 kJ•mol-1

①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的化学方程式为_________________________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。

②分析适当增大水醇比（nH2O∶nCH3OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处_________________________。

③某温度下，将nH2O∶nCH3OH =1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为_________________________。（忽略副反应）

（2）工业常用CH4 与水蒸气在一定条件下来制取H2，其原理为：

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　 ΔH=+203kJ·mol-1

①该反应的逆反应速率表达式为； V逆=k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下，测得实验数据如表：

由上述数据可得该温度下，上述反应的逆反应速率常数k 为__________L3·mol-3·min-1。

②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示，则压强Pl_____P2（填“大于”或“小于”）温度T3_______T4（填“大于”或“小于”）；压强为P1时，在N点； v正_______v逆（填“大于”或“小于”或“等于”）。求N点对应温度下该反应的平衡常数 K=_____________________。

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