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直接甲醇燃料電池（DMFC），它屬于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）中之一類，系直接使用水溶液以及蒸汽甲醇為燃料供給能源，而不需通過(guò)重組器高溫重組甲醇、汽油及天然氣等再取出氫以供發(fā)電．下列對(duì)于該電池的說(shuō)法不正確的是（　　）

A、直接甲醇燃料電池低溫生電、燃料成分危險(xiǎn)性低與電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特性

B、電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液pH值保持不變

C、電池的負(fù)極反應(yīng)式為3O₂+12e^-+12H⁺?6H₂O

D、電池工作時(shí)，1molCH₃OH被氧化時(shí)就有6N_A個(gè)氫離子在正極消耗

分析：A．直接甲醇燃料電池低溫生電、燃料成分危險(xiǎn)性低、電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
B．電池工作的原理是氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的過(guò)程，水增多，使硫酸溶液pH增大；
C．原電池負(fù)極失電子；
D．根據(jù)在閉合回路中正極和負(fù)極流過(guò)的電子數(shù)相等解題．

解答：解：A．直接甲醇燃料電池低溫生電、燃料成分危險(xiǎn)性低、電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等，故A正確；
B．該裝置中由于水的生成而使硫酸溶液的濃度變小，因此pH值增大，故B錯(cuò)誤；
C．原電池負(fù)極失電子，應(yīng)為甲醇失電子，負(fù)極反應(yīng)式為：2CH₃OH+2H₂O-12e^-═12H⁺+2CO₂，故C錯(cuò)誤；
D．正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是：3O₂+12H⁺+12e^-═6H₂O，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是：2CH₃OH+2H₂O-12e^-═12H⁺+2CO₂，當(dāng)1molCH₃OH被氧化時(shí)，負(fù)極失去6mol電子，在正極正極得到6mol電子，消耗的氫離子是6mol，即1molCH₃OH被氧化時(shí)就有6N_A個(gè)氫離子在正極消耗，故D正確；
故選：BC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生燃料電池的工作原理知識(shí)，題干信息和圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系是分析的關(guān)鍵，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，難度適中．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會(huì)造成環(huán)境污染．對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝、脫硫和脫碳等處理，可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的．

（1）脫硝．利用甲烷催化還原NO_x：CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ?mol^-1CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-1160kJ?mol^-1甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為

CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1

．
（2）脫碳．將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃
①取五份等體積CO₂和H₂的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1：3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時(shí)間后，測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ（CH₃OH）與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖1），則上述CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H₃

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，進(jìn)行上述反應(yīng)．測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示．下列說(shuō)法正確的是

（填字母代號(hào)）．
A．第10min后，向該容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，則再次達(dá)到平衡時(shí)c（CH₃OH）=1.5mol/L
B．達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.75
C．0～10分鐘內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為0.075mol/（L?min）
D．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為3/16
E．升高溫度將使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大
③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如圖3所示．其工作時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為

2CH₃OH+2H₂O-12e^-═12H⁺+2CO₂

．
（3）脫硫．某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后，與一定量的氨氣、空氣反應(yīng)，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥．設(shè)煙氣中的SO₂、NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

12NH₃+3O₂+4SO₂+4NO₂+6H₂O=4（NH₄）₂SO₄+4NH₄NO₃

．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會(huì)造成環(huán)境污染。對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝、脫硫和脫碳等處理，可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的。

（1）脫硝。利用甲烷催化還原NO_x：

CH₄（g）＋4NO₂（g）＝4NO（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）△H₁＝-574 kJ·mol^－¹

CH₄（g）＋4NO（g）＝2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）△H₂＝-1160 kJ·mol^－1

甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_________。

（2）脫碳。將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：

CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g） △H₃

①取五份等體積CO₂和H₂的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1∶3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時(shí)間后，測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ（CH₃OH）與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如右圖所示，則上述CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)的△H₃__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，進(jìn)行上述反應(yīng)。測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如右下圖所示。下列說(shuō)法正確的是__________（填字母代號(hào)）。

A．第10 min后，向該容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，則再次達(dá)到平衡時(shí)c（CH₃OH）=1．5 mol/L

B．0~10 min內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率[為0．075 mol/（L·min）

C．達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的轉(zhuǎn)化率為0．75

D．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為3/16

E．升高溫度將使n（CH₃OH）/n（CO₂）減小

③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如右下圖所示。其工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式可表

示為。

（3）脫硫。某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后，與一定量的氨氣、空氣反應(yīng)，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥。硫酸銨和硝酸銨的水溶液的pH＜7，其中原因可用一個(gè)離子方程式表示為：；在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，則溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）__________c（NO₃^-）+c（OH^-）（填寫(xiě)“＞”“＝”或“＜”）

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（14分）

甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，來(lái)制備甲醇。

（1）將1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反應(yīng)室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示：

①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min，則用H₂表示的平均反應(yīng)速率為。

②圖中的P₁P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃時(shí)平衡常數(shù)為。

（2）在壓強(qiáng)為0．1 MPa條件下, a mol CO與 3a mol H₂的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g） ……Ⅱ。

③該反應(yīng)的△H 0，△S 0（填“<”、“>”或“=”）。

④若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是

A．升高溫度 B．將CH₃OH（g）從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大 D．再充入1mol CO和3mol H₂

（3）在最新開(kāi)發(fā)并投入生產(chǎn)的流動(dòng)電解質(zhì)直接甲醇燃料電池中，流動(dòng)電解質(zhì)硫酸的使用，可提高燃料電池效率約30%，該電池的負(fù)極反應(yīng)為。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2013屆江蘇省揚(yáng)州市高二下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（15分）研究NO₂、SO₂ 、CO等大氣污染氣體的測(cè)量及處理具有重要意義。

⑴I₂O₅可使H₂S、CO、HC1等氧化，常用于定量測(cè)定CO的含量。已知：

2I₂(s) + 5O₂(g)= 2I₂O₅(s) △H=－75.56 kJ·mol^－¹

2CO(g) + O₂(g)= 2CO₂(g) △H=－566.0 kJ·mol^－¹

寫(xiě)出CO(g)與I₂O₅(s)反應(yīng)生成I₂(s)和CO₂(g)的熱化學(xué)方程式：。

⑵一定條件下，NO₂與SO₂反應(yīng)生成SO₃和NO兩種氣體。將體積比為1∶2的NO₂、SO₂氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是，

a．體系壓強(qiáng)保持不變 b．混合氣體顏色保持不變

c．SO₃和NO的體積比保持不變 d．每消耗1 mol SO₂的同時(shí)生成1 molNO

測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO₂與SO₂體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝。

⑶從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H₃

①取五份等體體積CO₂和H₂的的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1：3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時(shí)間后，測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH₃OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示，則上述CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H₃ 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，進(jìn)行上述反應(yīng)。測(cè)得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下左圖所示。若在上述平衡體系中再充0.5 mol CO₂和1.5 mol H₂O(g) （保持溫度不變），則此平衡將移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”）