Question

化學在能源開發與利用中起著十分關鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。
Ⅰ.氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發展前景。現用氫氧燃料電池進行如圖所示的實驗(圖中所用電極均為惰性電極)：

(1)對于氫氧燃料電池，下列表達不正確的是        。

A．a電極是負極，OH-移向負極

B．b電極的電極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-

C．電池總反應式為：2H2+O22H2O

D．電解質溶液的pH保持不變

E.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發電裝置
(2)上圖裝置中盛有100 mL 0.1 mol·L^-1 AgNO₃溶液，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標準狀況下)時，此時圖中裝置中溶液的pH=           (溶液體積變化忽略不計)。
Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱ΔH為-726.5 kJ·mol^-1，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為                       ，正極的反應式為                              。
理想狀態下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產生的最大電能為702.1 kJ,則該燃料電池的理論效率為                (燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)。

Answer 1

Ⅰ.(1)C、D    (2)1
Ⅱ.CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺       O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O    96.6%

Ⅰ.(1)C項反應條件不是點燃，C項錯；隨著燃料電池的不斷反應，水越來越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸減小，故D錯。
(2)右池為電解池，其電極反應為：陽極：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極：4Ag⁺+ 4e^-=4Ag，當氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標準狀況下)時，轉移電子數為0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH^-，故生成0.01 mol H⁺，c(H⁺⁾= ="0.1" mol/L，pH=1。
Ⅱ.該燃料電池的理論效率="702.1" kJ/726.5 kJ×100%≈96.6%。