Question

美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，是一種新型化學電源，其構造如下圖所示：兩個電極均由多孔碳制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電。

（1）a是_____極，電極反應式為_____；b是_____極，電極反應式為_____。

（2）飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供，已知這種電池發1度電能生成350 g水，則該電池的能量轉化率為__________。

〔已知：2H₂（g）+O₂（g）====2H₂O（l）；ΔH=-572 kJ·mol^-1，即每2 mol H₂完全燃燒時，放出的熱量為572 kJ〕

（3）這種電池的輸出電壓為1.2 V，要使標有“1.2 V、1.5 W”的小燈泡連續發光1小時，應消耗標準狀況下H₂__________L。

Answer 1

（1）負  2H₂+4OH^--4e^-====4H₂O  正

O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-

（2）64.7%

（3）0.65

解析：（1）在原電池中H₂發生氧化反應，其電極為負極，O₂發生還原發應，其電極為正極。

（2）W=Pt=1000 W×3600 s=3600 kJ

由2H₂（g）+O₂（g）====2H₂O（l）；ΔH=-572 kJ·mol^-1可知，生成350 g H₂O（l）放出的熱量為=5561 kJ。

該電池的能量轉化率為×100%=64.7%。

（3）W=Pt=1.5 J/s×3600 s=5.4 kJ

消耗標準狀況下H₂的體積為

×22.4 L·mol^-1=0.65 L。