Question

【題目】閱讀短文后回答下列問題。

燃料電池（Fuelcell），是一種使用燃料進行化學反應產生電能的裝置，最早于1839年由英國的Grove發明。燃料的選擇性非常多，包括純氫氣(H2)、甲醇（CH3OH）、乙醇（CH3CH2OH）、天然氣，甚至于現在運用最廣泛的汽油，都可以作為燃料電池的燃料。這是目前其他所有動力來源無法做到的。而以燃料電池做為汽車的動力，已被公認是二十一世紀必然的趨勢。2017年，我國共有8個品牌的10款車型燃料電池汽車在產，總產量為1272輛，2018年國產燃料電池汽車已經超過3000輛。

燃料電池是以特殊催化劑作電極使燃料與氧氣發生反應，生成二氧化碳和水。因其不需推動渦輪等發電器具，也不需將水加熱至水蒸氣再經散熱變回水，所以能量轉換效率高達70%左右，足足比一般發電方法高出了約40%；優點還不只如此，其二氧化碳排放量比一般方法低許多，且水又是無害的生成物，所以燃料電池是一種高效、低污染裝置。

燃料電池主要由正極、負極、電解質溶液和外部電路4部分組成，其正極和負極分別通入燃料氣和氧氣(空氣)，負極上燃料氣放出電子，外電路傳導電子到正極并與氧氣結合生成離子，在電場作用下，離子通過電解質轉移到負極上再與燃料氣進行反應，最后形成回路產生電能。與此同時，因為燃料自身的反應及電池存在的內阻，燃料電池也要排出一定的熱量，以保持電池恒定的工作溫度。右圖是甲烷燃料電池的工作原理示意圖。

（1）燃料電池是將_________能轉化為電能的裝置。

（2）下列說法錯誤的是_________。

A 化學反應放出的能量可以是光能、熱能、電能等

B 燃料電池可以廣泛用于新能源汽車。

C 氫燃料電池汽車所需要的H2可電解水生成。

D 燃料電池都要排放CO2氣體

（3）寫出甲醇完全燃燒的化學方程式_________。

（4）甲烷燃料電池釋放能量的總反應化學方程式是_________。

Answer 1

【答案】化學 D 2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O

【解析】

（1）根據短文：燃料電池（Fuelcell），是一種使用燃料進行化學反應產生電能的裝置，可知燃料電池是將化學能轉化為電能的裝置。

（2）A 化學反應放出的能量可以是光能、熱能、電能等，正確；

B 據短文可知，燃料電池做為汽車的動力，已被公認是二十一世紀必然的趨勢，燃料電池可以廣泛用于新能源汽車，正確；

C 水電解生成氫氣和氧氣，氫燃料電池汽車所需要的H2可電解水生成，正確；

D、氫燃料電池不會排放二氧化碳氣體，故選項說法錯誤；

故選：D。

（3）甲醇完全燃燒生成二氧化碳和水，方程式為：；

（4）甲烷燃料電池的總反應為：通入燃料甲烷的一極為電源的負極，發生氧化反應，由于電解質溶液呈堿性，則負極電極反應式為：，通入氧氣的一極為正極，發生還原反應，正極電極反應式為：，電解質溶液為氫氧化鉀，兩式相加得到總反應方程式為：。