燃料电池原理及习题解答
高考化学 燃料电池 练习及答案
高考化学燃料电池1．“直接煤燃料电池"能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，下图是用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。
有关说法正确的是A. 电极b为电池的负极B. 电池反应为:C + CO2 = 2COC。
电子由电极a沿导线流向bD. 煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低2．如图所示是一种以液态肼(N2H4）为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。
该固体氧化物电解质的工作温度高达700 -900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。
下列说法正确的是A。
电池内的O2—由电极乙移向电极甲B。
电池总反应为N2H4+2O2= 2NO+2H2OC。
当甲电极上有lmol N2H4消耗时,乙电极上有22。
4LO2参与反应D. 电池外电路的电子由电极乙移向电极甲3．硼化钒（VB2）-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如下。
该电池工作时的反应为4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5。
下列说法正确的是A。
电极a为电池负极B. 反应过程中溶液的pH升高C. 电池连续反应过程中，选择性透过膜采用阳离子选择性膜D。
VB2极的电极反应式为:2VB2 + 22OH−—22e−=V2O5+ 2B2O3+ 11H2O4．以NaBH4和H2O2作原料的燃料电池，可用作空军通信卫星。
电池负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如下图所示.下列说法错误．．的是A. 电池放电时Na+从a极区移向b极区B. 电极b采用Pt/C,该极溶液的pH增大C。
该电池a极的反应为BH4—+8OH-—8e—===BO2—+6H2OD. 电池总反应：BH4- + 4H2O2 === BO2- + 6H2O5．科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能又能固氮的新型电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是A. 电路中转移3mol电子时，有11。
高中化学燃料电池完全解析
高中化学燃料电池完全解析燃料电池(Fuel Cell)是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转化成电能的一类原电池。
【解法模板】理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤 1．先写出燃料电池总反应式虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。
由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。
2．再写出燃料电池正极的电极反应式由于燃料电池正极都是O 2得到电子发生还原反应，基础反应式为O 2＋4e －===2O 2－，由于电解质的状态和电解质溶液的酸碱性不同，电池正极的电极反应也不相同。
电解质为固体时，该固体电解质在高温下可允许O 2－在其间自由通过，此时O 2－不与任何离子结合，正极的电极反应式为O 2＋4e －===2O 2－。
电解质为熔融的碳酸盐时，正极的电极反应式为O 2＋2CO 2＋4e －===2CO 32－。
当电解质为中性或碱性环境时，正极的电极反应式为：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －；当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O 。
3．最后写出燃料电池负极的电极反应式由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极(负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。
在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的O 2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。
【例题】锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为2Zn ＋O 2＋4OH －＋2H 2O===2【Zn(OH)4】2－。
下列说法正确的是( ）A ．充电时，电解质溶液中K ＋向阳极移动B ．充电时，电解质溶液中c (OH －)逐渐减小C ．放电时，负极反应为：Zn ＋4OH －－2e －===【Zn(OH)4】2－D ．放电时，电路中通过2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)【答案】C【解析】A 项，充电时，电解质溶液中K ＋向阴极移动，错误；B 项，充电时，总反应方程式为2【Zn(OH)4】2－通电=====2Zn ＋O 2＋4OH －＋2H 2O ，所以电解质溶液中c (OH－)逐渐增大，错误；C 项，在碱性环境中负极Zn 失电子生成的Zn 2＋将与OH ―结合生成【Zn(OH)4】2－，正确；D 项，O 2～4e －，故电路中通过2 mol 电子，消耗氧气0.5 mol ，在标准状况体积为11.2 L ，错误。
高考考点复习—燃料电池的反应原理
高考考点复习—燃料电池的反应原理1、在第十三届阿布扎比国际防务展上，采用先进的氢燃料电池系统的无人机，创造了该级别270分钟续航的新世界记录。
下列有关氢燃料电池的说法不正确的是()A、通入氢气的电极发生氧化反应B、正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C、碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动D、放电过程中碱性电解液的pH不变2、(2012·四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。
下列有关说法正确的是()A、检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B、若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C、电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD、正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－3、下图为太阳能-化学能-电能联合装置。
下列有关说法错误的是A、白天在太阳能的作用下，在装置X中发生了水的电解反应，所以X为电解池B、夜晚可利用装置Y做为氢氧燃料电池C、此装置中的水可以循环使用D、该装置能实现化学能和电能间100%的转化率。
4、微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A、HS－在硫氧化菌作用下转化为SO42- 的反应为HS－＋4H2O－8e－===SO42- ＋9H＋B、电子从电极b流出，经外电路流向电极aC、如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D、若该电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H＋通过质子交换膜5、肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是A、电极A为负极，N2H4发生氧还反应B、H2O2在B极上发生反应，电极反应式为：H2O2＋2e－==2OH－C、电池工作过程中，A极区溶液的pH将增大D、理论上每1 mol N2H4完全反应，需要H2O2 2 mol。
燃料电池反应原理
燃料电池反应原理
燃料电池是一种利用化学能转化为电能的设备，在能源领域具有广泛的应用前景。
它的反应原理主要是基于氢气的氧化还原反应，下面我们将分步介绍其反应原理。
1. 氢气的离子化
燃料电池中的燃料是氢气，但是氢气并不容易参与反应，因此需要将其离子化，即将氢气通过反应转化为带正电荷的离子H+。
2. 氢离子与氧气反应
在燃料电池中，会通过反应将空气中的氧气转化为带负电荷的氧离子O2-，然后与H+离子发生反应，生成水和电子。
具体反应式如下：
H2 + 1/2O2 → H2O + 2e-
3. 电子流动
在上一步中，反应产生了电子，这些电子需要经过电路流动，才能将化学反应转化为电能。
因此，它们会沿着电路流动，形成一个外部电流，提供给外部负载使用。
4. 水的排放
除了电能外，在燃料电池反应中还会生成水。
这些水需要及时排放出去，否则会影响反应的效率。
通常情况下，水能够通过电极板上的孔隙跑出来，但是如果没有及时清理，会造成积水和腐蚀。
总之，燃料电池反应原理可以简单概括为氢气和氧气的化学反应，其中产生了电子和水。
这种反应可以用来供电，是一种环保、清洁、高效的能源转换方式，将对未来的能源发展产生重大影响。
燃料电池原理
燃料电池原理燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它以一种可再生的燃料（如氢气）和氧气作为反应物，通过电化学反应产生电能。
燃料电池原理基于两个重要的反应：氢气在阳极发生氧化反应产生正电荷离子和电子，氧气在阴极发生还原反应接受电子。
1. 化学方程式燃料电池的核心是电化学反应，下面是一种常见的燃料电池类型（质子交换膜燃料电池）的化学方程式：阳极反应：2H₂ → 4H⁺ + 4e⁻阴极反应：O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O总方程式：2H₂ + O₂ → 2H₂O2. 构成要素（1）阳极：阳极是燃料电池中的负极，它通常由贵金属催化剂（如铂）覆盖的碳纤维材料构成。
阳极上的氢气发生氧化反应，产生正电荷离子和电子。
（2）阴极：阴极是燃料电池中的正极，它通常由贵金属催化剂（如铂）覆盖的碳纤维材料构成。
氧气在阴极上发生还原反应，接受来自阳极的电子。
（3）电解质：电解质在阳极和阴极之间起到离子传导的作用。
不同类型的燃料电池使用不同的电解质，如质子交换膜燃料电池使用质子交换膜作为电解质。
（4）燃料：燃料电池中的燃料通常是氢气或含有氢气的燃料，如甲醇或乙醇。
燃料经过反应后，会产生正电荷离子和电子。
3. 工作原理燃料电池的工作原理涉及到离子传导和电子传导。
在阳极，燃料（如氢气）通过催化剂的作用，发生氧化反应释放出正电荷离子和电子。
正电荷离子穿过电解质传导到阴极，而电子则通过外部电路流动，产生电能。
在阴极，氧气与正电荷离子和电子发生还原反应，生成水。
4. 应用领域燃料电池具有高能量转换效率、零排放、静音运行和可再生燃料的特点，因此在许多领域有广泛的应用。
（1）交通运输：燃料电池汽车可以替代传统内燃机汽车，减少尾气排放和环境污染。
（2）能源储存：燃料电池可以用于储存能源以应对能源波动和应急情况。
（3）航天航空：燃料电池在航天器和飞机上的应用可以提供可靠的能源和减轻载荷重量。
（4）便携式设备：燃料电池可以作为手机、笔记本电脑等便携设备的电源，延长使用时间。
燃料电池原理及习题解答
燃料电池原理及习题解答在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式一般分为三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。
若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O。
若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
2、燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是O2＋4e-=2O2-。
正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。
这是非常重要的一步。
现将与电解质有关的五种情况归纳如下。
⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。
这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。
燃料电池系统产热量计算例题及解析
燃料电池系统产热量计算例题及解析一、背景介绍燃料电池系统是一种通过氢气和氧气的化学反应来产生电能的装置，由于其高效、清洁的特点，在能源领域备受关注。
然而，燃料电池系统在工作过程中也会伴随着热量的产生，产热量的计算对于系统的设计和安全运行至关重要。
二、燃料电池系统产热量计算例题及解析假设一个燃料电池系统中的反应涉及到氢气和氧气的电化学反应，反应方程式如下所示：2H2 + O2 -> 2H2O已知反应产生的电能为500kJ，求反应过程中产生的热能。
解析：1、首先根据反应方程式，可以计算出反应涉及到的化学物质的摩尔数，即2mol的氢气和1mol的氧气。
2、根据反应方程式中各化学物质的摩尔数，可以计算出反应过程中的焓变，即2mol的氢气和1mol的氧气反应生成2mol的水，焓变为286kJ/mol。
3、根据反应过程中的电能和焓变，可以利用热力学定律求出反应过程中产生的热能。
反应过程中的热能=反应过程中的电能-反应过程中的焓变=500kJ-2*286kJ=500kJ-572kJ=-72kJ。
三、总结通过以上例题的计算和解析，可以看出燃料电池系统产热量的计算是一个重要且复杂的问题，需要对反应过程中的化学物质摩尔数、热力学定律等知识有深入的理解和运用。
只有在准确计算和预测产热量的基础上，才能保证燃料电池系统的安全运行和高效工作。
在实际应用中，不同类型的燃料电池系统可能涉及到不同的反应过程和计算方法，在进行产热量计算时需要根据具体的实际情况进行分析和计算。
希望以上例题和解析能对读者对燃料电池系统产热量的计算有所帮助，也希望燃料电池技术能够不断发展，为人类社会的可持续发展和环境保护做出更大的贡献。
燃料电池系统产热量计算例题及解析4、不同类型的燃料电池系统的产热量计算方法在实际应用中，燃料电池系统可分为不同类型，包括氢气-氧气燃料电池、甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池等。
不同类型的燃料电池，其反应过程和产热量计算方法有所不同。
燃料电池练习题讲解
电流是由正极流向负极 电子流动方向是由负极流向正极 (2)根据原电池两极发生的变化来判断：
负极：失电子发生氧化反应 正极：得电子发生还原反应
3.燃料电池
（Hale Waihona Puke ）原理：利用原电池的工作原理,将燃料和 氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直 接转化为电能
a. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置 b.它的电极材料一般为活性电极，具有很强的 催化活 性，如铂电极，活性炭电极等 c. 燃料电池由3个主要部分组成 负极——燃料电极 正极——氧气或空气电极 电解质溶液 d. 两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应， 而是由引入到两电极上的物质发生反应
*氢氧燃料电池的电极反应
介质 酸性 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极 负极 正极 负极 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 4H+ = 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 2H2O = 4OH2H2 - 4e- +4OH-= 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
中性 碱性
某种燃料电池的的总反应式是： CH4 + 2O2 + 2OH-＝CO32- + 3H2O，请思考回答以 下问题：
1.通CH4极为（负 ）极，通02极为( 正 ）极，你是如何 判断的？碳元素的化合价如何变化的？ 2.每消耗1molCH4，转移的电子数为（ 8 ）mol
3.此电池的电解质溶液是（ KOH ） 4.正极的电极反应（ 2O2 + 4H2O + 8e-＝8OH） 负极的电极反应（ CH4 + 10OH- - 8e-＝CO32- + 7H2O ）
四种燃料电池的反应原理
四种燃料电池的反应原理燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其基本原理是通过利用电化学反应将燃料和氧气直接转化为电能和热能。
根据不同的燃料和电解质以及反应机制，燃料电池可以分为四种类型，分别为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。
1. 质子交换膜燃料电池（PEMFC）：质子交换膜燃料电池是一种常用的燃料电池类型。
其基本原理是利用质子交换膜作为电解质，通过氢气和氧气在阳极和阴极上的电化学反应产生电能。
具体反应为，阳极：H2 →2H+ + 2e-；阴极：1/2O2 + 2H+ + 2e- →H2O。
两个半反应结合，可以得到全反应方程：H2 + (1/2)O2 →H2O。
该反应是通过质子在质子交换膜中传输而实现的。
2. 碱性燃料电池（AFC）：碱性燃料电池是一种较早期开发的燃料电池类型，其原理与质子交换膜燃料电池有所不同。
碱性燃料电池使用的是碱性溶液（如氢氧化钾溶液）作为电解质，通过氢气和氧气在阳极和阴极上的电化学反应产生电能。
具体反应为，阳极：2H2 + 4OH- →4H2O + 4e-；阴极：O2 + 2H2O + 4e- →4OH-。
两个半反应结合，可以得到全反应方程：2H2 + O2 →2H2O。
该反应是通过氢离子在碱性溶液中传输而实现的。
3. 直接甲醇燃料电池（DMFC）：直接甲醇燃料电池是一种以甲醇为燃料的燃料电池类型。
其基本原理是利用质子交换膜作为电解质，通过甲醇在阳极上的氧化反应和氧气在阴极上的还原反应产生电能。
具体反应为，阳极：CH3OH + H2O→CO2 + 6H+ + 6e-；阴极：3/2O2 + 6H+ + 6e- →3H2O。
两个半反应结合，可以得到全反应方程：CH3OH + 3/2O2 →CO2 + 2H2O。
该反应是通过质子在质子交换膜中传输而实现的。
4. 固体氧化物燃料电池（SOFC）：固体氧化物燃料电池使用固态氧化物材料（如氧化锆）作为电解质。
燃料电池原理
燃料电池原理简介燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它利用氢气或其他可燃气体与氧气反应产生电能，燃料电池的原理是电化学过程。
燃料电池具有高能量转化效率、零排放和低噪音等优点，因此被广泛研究和应用于交通工具、电力供应和便携式设备等领域。
原理燃料电池的基本原理是通过氧化还原反应将燃料中的化学能转化为电能。
下面将以氢气燃料电池为例，介绍燃料电池的工作原理。
化学反应氢气燃料电池的反应方程式如下：2H2 + O2 -> 2H2O在这个反应中，氢气 (H2) 通过阳极的催化剂进行氧化，生成氧离子 (O2-)。
同时，氧气 (O2) 通过阴极的催化剂还原为水(H2O)。
这两个反应都在一个固体电解质膜中进行，该膜可以允许氧离子流动，但阻止电子流动。
因此，在两个极之间就会产生电势差，从而产生电流。
电化学过程燃料电池的电化学过程包括以下几个步骤：1.氧化反应：在阳极上，氢气通过催化剂发生氧化反应，释放出电子和氧离子。
2.电子流动：电子通过外部电路从阳极流向阴极，在此过程中产生电流。
3.还原反应：在阴极上，氧气与电子和氧离子发生还原反应，生成水。
4.离子传导：氧离子穿过电解质膜从阳极流向阴极。
5.电的传递：经过离子传导和电子流动，燃料电池的两个极之间产生电势差，从而产生电能。
组件和工作原理燃料电池包括以下几个组件：1.阳极：阳极是氧化反应的场所，通常采用铂或其他贵金属作为催化剂。
2.阴极：阴极是还原反应的场所，通常采用铂或其他贵金属作为催化剂。
3.电解质膜：电解质膜用于分离阳极和阴极，可以允许氧离子流动，但阻止电子流动。
4.外部电路：外部电路使电子能够从阳极流向阴极，在此过程中产生电流。
5.燃料供应系统：燃料供应系统用于提供氢气作为燃料。
燃料电池的工作原理如下：1.燃料供应：燃料供应系统将氢气传输到阳极。
2.氧化反应：在阳极上，氢气与催化剂发生氧化反应，生成氧离子和电子。
3.电子流动：电子通过外部电路从阳极流向阴极，在此过程中产生电流。
专题03 燃料电池-2019高考复习专题——电化学(解析版)
1．在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NO3−）以达到消除污染的目的。
其工作原理的示意图如下：下列说法不正确．．．的是A. Ir的表面发生反应：H2 + N2O == N2 + H2OB. 导电基体上的负极反应：H2－2e− == 2H+C. 若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物D. 若导电基体上的Pt颗粒增多，不利于降低溶液中的含氮量【答案】C2．微生物燃料电池( MPC)处理技术是通过微生物的作用去除污染物，该技术可广泛应用于去除土壤中有机污染物。
一种土壤微生物燃料电池的纵截面如图所示，下列说法不正确的是A. 电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极B. 有机污染物在电池负极上氧化为对环境无害的物质C. 活性炭能有效吸附空气，提高电池的工作效率D. 该电池的正极反应式为O2+4e -↓+2H2O==4OH-【答案】D【解析】根据图示，活性炭电极通入空气，所以活性炭电极是正极，电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极，故A正确；电池负极失电子发生氧化反应，故B正确；活性炭的表面积大，能有效吸附空气，提高电池的工作效率，故C正确；微生物燃料电池含有质子交换膜燃，该电池的正极反应式为O2+4e -↓+4H+==2H2O，故D错误。
3．某新型电池，以NaBH4（B的化合价为+3价）和H2O2作原料，负极材料采用Pt，正极材料采用MnO2（既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用），该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。
下列说法不正确．．．的是A. 每消耗3mol H2O2，转移6mol e﹣B. 电池工作时Na+从b极区移向a极区C. a极上的电极反应式为：BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2OD. b极材料是MnO2，该电池总反应方程式：NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O【答案】B4．新型液氨燃料电池示意图如图，下列有关说法不正确的是A. 该装置将化学能转化为电能B. 氨气在电极1上发生氧化反应C. 电子由电极2经负栽流向电极1D. 电极2的反应式为：O2+4e-+2H2O＝4OH-【答案】C【解析】A. 该装置是原电池，将化学能转化为电能，A正确；B. 氨气失去电子，在电极1上发生氧化反应，B正确；C. 电极1是负极，电极2是正极，电子由电极1经负栽流向电极2，C错误；D. 氧气在正极得到电子，则电极2的反应式为：02+4e-+2H20＝40H-，D正确，答案选C。
选修4配套【课后习题】4.2.2 燃料电池
第2课时燃料电池课时训练20燃料电池一、非标准1.氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能,而不经过热能这一中间形式,已用于宇宙飞船及潜艇中,其电极反应为:负极:2H2+4OH--4e-4H2O正极:O2+2H2O+4e-4OH-所产生的水还可作为饮用水,今欲得常温下 1 L水,则电池内电子转移的物质的量约为( )A.8.9×10-3 molB.4.5×10-2 molC.1.1×102 molD.5.6×10 mol解析:正负极反应合并得:2H2+O22H2O,若转移4 mol电子,则生成2 mol H2O,欲生成1 L水即mol,转移电子为×2 mol≈1.1×102 mol。
答案:C2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。
该燃料电池以氢气为燃料,空气为氧化剂,铂作催化剂,导电离子是H+。
下列对该燃料电池的描述中正确的是( )①正极反应为:O2+4H++4e-2H2O②负极反应为:2H2-4e-4H+③总的化学反应为:2H2+O22H2O④氢离子通过电解质向正极移动A.①②③B.②③④C.①②④D.①②③④解析:燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的,故③错。
因为导电离子是H+,且向正极移动,所以正极反应为O2+4H++4e-2H2O,电子由负极通过外电路流向正极。
答案:C3.美国加州Miramar海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池,该电池可同时供应电和水蒸气,其工作温度为600~700 ℃,所用燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3。
该电池的总反应为2H2+O22H2O,负极反应为H2+C-2e-H2O+CO2。
则下列推断中正确的是( )A.正极反应:4OH--4e-2H2O+O2↑B.当电池生成1 mol H2O时,转移4 mol电子C.放电时C向负极移动D.放电时C向正极移动解析:总反应减去负极反应求得正极反应为:O2+4e-+2CO22C,故A项错误;由总反应知每生成1 mol水,转移2 mol电子,故B项错误;放电时,C向负极移动,C项正确;D项错误。
高三化学燃料电池解题技巧
高三化学燃料电池
高三化学燃料电池解题技巧
一、理解燃料电池工作原理
燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，其原理是利用燃料和氧化剂之间的反应产生电流。
常见的燃料电池包括氢氧燃料电池、甲醇燃料电池等。
二、熟悉常见燃料电池电极反应
电极反应是指燃料电池中发生的氧化还原反应，分为正极反应和负极反应。
常见的电极反应有氢氧燃料电池的电极反应和甲醇燃料电池的电极反应。
三、分析燃料电池反应方程式
燃料电池的反应方程式是正极反应和负极反应的加和，通过分析反应方程式可以判断燃料电池的产物和能量转化效率。
四、判断燃料电池正负极
燃料电池的正极和负极是根据电极上发生的反应类型来划分的。
正极发生还原反应，负极发生氧化反应。
在判断时要根据反应类型及参与反应的物质来判断。
五、掌握燃料电池电极反应式的书写技巧
书写电极反应式时，要遵循原子守恒、电子守恒及电荷守恒，同时要根据参与反应的物质的状态和浓度等因素进行修正。
六、理解电子移动方向与电流方向的关系
在燃料电池中，电子由负极经外电路流向正极，电流方向与电子移动方向相反，由正极流向负极。
七、掌握电解质溶液中的阴阳离子移动方向
在燃料电池中，电解质溶液中的阴阳离子会向相反的方向移动，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
八、判断燃料电池能量转化效率
燃料电池的能量转化效率是指化学能转化为电能的效率。
可以通过比较燃料电池产生的电能和燃料完全燃烧释放的能量来进行判断。
九、分析影响燃料电池效率的因素
影响燃料电池效率的因素包括电极材料、电解质类型、温度、压力、气体流速等。
燃料电池的原理
燃料电池的原理
燃料电池(FC)是一种混合电池，它利用化学反应发电。
在燃料电池中，氧化还原反应
发生，产生的电动力用于产生电能。
燃料电池的运行原理主要为：一块负极板将负带（例如：氨水溶液、氢气或其它适当气体）排入燃料电池，同时将正带（例如：氧化器溶液水、氧气或其它的空气）排入内部。
再按照燃料电池的结构，将负、正极板及其它电子元件插
入指定的位置，然后施加压力，就可以组装成一个实体的燃料电池。
当电极插入燃料电池压力之下时，会发生氧化还原反应，氧化剂和还原剂交换电子，
采用一种循环的方式，在氧还原接收电子后，氢就会释放电子，由此形成一种联结，使负
极带供给的氢向正极发送电子，正极带来的氧接收电子，生成另一种联结，使能量被转化
为电能，也就是常说的电池反应。
为了使燃料电池持续运行，必须更换燃料源，调节氧化剂浓度。
在许多情况下，常用
的氧化剂是氧气，一般的气体动力系统（比如轿车和客车）均使用氢气作为还原剂，而燃
料电池可以使用任何类型的还原剂，比如液体氢和甲、乙烯等。
此外，在燃料电池中，不同的催化剂会对反应速率产生很大的影响，所以为了使电池
反应更快更有效，不同的催化剂通常被用于催化反应。
而且催化剂也非常重要，可以使反
应更加安全，避免发生危险的化学反应。
燃料电池的优势在于能量更高效，多重催化反应可以同时进行，这是一种环保、低污
染的发电方式，可以利用低温环境中的氧气和氢气，开发出完整的燃料电池，利用它可以
以高效率地产生电能，而且不受地理环境条件的限制。
燃料电池习题完整版
燃料电池习题HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】燃料电池所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式一般分为四步：①写出燃烧反应正确的化学反应方程式；②根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应；③写出正极的电极反应式；④由燃料电池的总反应方程式减去正极的电极反应式得负极的电极反应式1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。
若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O。
若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
2、燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是O2＋4e-=2O2-。
正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。
这是非常重要的一步。
现将与电解质有关的五种情况归纳如下。
⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。
这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。
燃料电池的工作原理
燃料电池的工作原理
燃料电池：
1. 什么是燃料电池：
燃料电池是一种可以用于产生电能的新型装置，是一种可以直接将化
学能转变成电能的装置，通常由一个氢源、一个氧源以及一个电极
（正极和负极）组成。
2. 燃料电池的工作原理：
燃料电池的工作原理很简单，就是当氢气和氧气进入电池，并以适当
的比例混合到一起时，一种叫做“水化解析”反应就会发生，将氢和氧
拆解成质子和氧质子。
质子通过电催化膜进入正极，而氧质子通过此
膜进入负极，这时电子就会运动，从正极流入负极，也就是电流流动，通过导线连接负正极，就可以获得电能。
3. 燃料电池的特性：
1）节能效果好：燃料电池储存的能量比常规的电池要小，而且释放热
量也比较少；
2）运行成本低：燃料电池以氢或汽油为能量源，氢可以通过水裂解法产生，而汽油更容易获得，运行成本极低；
3）安全性高：燃料电池是一种安全性较高的电池，无毒无害的，可以
在室内工作。
4. 燃料电池的应用：
1）汽车发动机：燃料电池汽车可以由氢气作为能量源，发动机就通过氢气和氧气之间的反应来产生电能，从而来驱动汽车；
2）无线通讯：由于燃料电池具有极长的使用寿命，维护成本低，安全性高，在无线移动通讯系统中有着重要的应用价值；
3）太阳能电力系统：因为燃料电池可以处理夜间的电能，成为大型太阳能电力系统的重要组成部分；
4）生物医学：燃料电池也会被用于生物医学，如颗粒检测，心脏检测等等。
它们会更有效地测试人体的生理反应，可以使临床检验的效率有所提高，提高人们的生活质量。
燃料电池高一相关知识点
燃料电池高一相关知识点燃料电池是一种能将氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气反应产生电能的装置。
燃料电池具有高效、环保、静音等特点，被广泛应用于电动汽车、无人机和家用电力系统等领域。
在高中化学学科中，燃料电池也是一个重要的知识点。
本文将介绍燃料电池的原理、分类以及应用等相关知识。
一、燃料电池的原理燃料电池的基本原理是利用电化学反应转化化学能为电能。
其中最常见的燃料电池是氢气燃料电池，反应方程式如下：2H2 + O2 → 2H2O该反应产生的电子通过外部电路流动，从而产生电能。
同时，氢气和氧气在燃料电池中通过电解质层交流，氢气被氧化为氧化剂（如氧气中的O2-），氧气被还原为还原剂（如氢气中的H+）。
二、燃料电池的分类燃料电池可以根据不同的电解质材料、工作温度和燃料类型进行分类。
1.根据电解质材料的不同，燃料电池可以分为以下几类：(1)质子交换膜燃料电池（PEMFC）：采用固体高分子质子交换膜作为电解质。
(2)碱性燃料电池（AFC）：采用碱性电解质溶液作为电解质。
(3)磷酸燃料电池（PAFC）：采用磷酸溶液作为电解质。
(4)固体氧化物燃料电池（SOFC）：采用固体氧化物作为电解质。
2.根据工作温度的不同，燃料电池可以分为以下几类：(1)低温燃料电池（LTFC）：工作温度在100℃以下。
(2)中温燃料电池（MTFC）：工作温度在100℃-300℃之间。
(3)高温燃料电池（HTFC）：工作温度在500℃以上。
3.根据燃料类型的不同，燃料电池可以分为以下几类：(1)氢气燃料电池（HFC）：以氢气为燃料。
(2)甲醇燃料电池（MFC）：以甲醇为燃料。
(3)乙醇燃料电池（EFC）：以乙醇为燃料。
(4)天然气燃料电池（NGFC）：以天然气为燃料。
三、燃料电池的应用目前，燃料电池在多个领域得到广泛应用。
1.交通工具：燃料电池被用于电动汽车以及无人机等交通工具中，取代传统的燃油发动机，以实现零排放和低噪音运行。
2.家用电力系统：燃料电池被应用于家庭能源系统中，可以为家庭供应电力和热能，提供清洁而稳定的能源。
氢燃料电池的工作原理、优势、问题及应用和前景
氢燃料电池的工作原理、优势、问题及应用和前景1.什么是氢燃料电池所谓的燃料电池，就是把物质中的化学能直接转换成电能的装置。
氢只是燃料电池中的一种燃料，还有其他的，比如甲烷、乙炔等。
2.氢燃料电池的工作原理氢燃料电池是这样工作的：给燃料电池的负极提供氢气，正极提供氧气，然后在正负极之间加一层膜。
在催化剂的作用下，氢原子外层的电子会游离出来，变成电子+氢离子。
而那层膜是很特殊的，只有氢离子可以通过，电子会被挡在膜外。
由于氢离子实际上就是质子，所以那层膜也叫“质子交换膜”。
刚才说了，电子是通不过这层膜的，所以会在膜的一边越聚越多。
如果在电子聚集的地方接一根导线，通到正极，电子就会在电压的驱使下嗖嗖嗖的跑过去。
而这，就是电池在输出电流。
那些透过膜的质子和正极的氧反应会生成水，并且放出一定的热。
这些就是氢燃料电池的全部副产物。
由于一层膜左右两侧的压差比较小，通常只有0.5V-1.0V，所以只要把正负极夹着一层膜的结构叠加几百层，就能得到需要的高电压。
在这个电池里，是没有任何火焰出现的。
不过，为了保证催化剂的活性，在电动车使用的燃料电池类型中，电池的工作温度在90摄氏度左右。
其实，这比很多燃油发动机的温度要低很多。
这个过程中，化学能转化为电能的效率最高可以到80%，远比内燃机的40%高得多。
当然，氢燃料电池不止刚刚说的质子交换膜这一种，还有其他类型，它们的反应物和电解质都不太一样。
比如，航天中用的燃料电池，电解质是氢氧化钾。
而熔融态硅酸盐、氧化锆、磷酸等作为电解质的氢燃料电池，都是给发电站用的。
氢燃料电动汽车用的这种电池，是比较晚才出现的一种新型氢燃料电池。
3.氢燃料电池的优势第一，反应中的副产品只有水，不涉及其他污染物，尤其是温室气体。
其实，今天人们使用汽油对空气的污染已经不大了，但关键是温室气体的排放没法解决。
在碳排放规定中，各车企只能推出低功率版的燃油车或者混动车、纯电动车来降低温室气体的排放。
因为全球能耗的80%都来自化石能源，所以能源消耗量基本就决定了碳排放的多少。
高考化学全国卷Ⅰ专题———燃料电池
高考化学专题之燃料电池1. 氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600~700℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。
氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。
下列有关该电池的说法正确的是A. 电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用B. 负极反应式为H2 -2e- +CO32-==CO2+H2OC. 该电池可利用工厂中排出的CO2，减少温室气体的排放D. 电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，消耗3.2 g O22.镁燃料电池作为一种高能化学电源，具有比能量高、使用安全方便、成本低、燃料易于贮运、污染小等特点，拥有良好的应用前景。
如图是镁燃料电池的一种原理图，该装置为圆筒状，其中心为镁柱，圆筒为可透气的导电材料。
下列有关该镁燃料电池的叙述正确的是A．该电池的总反应为2Mg+O2=2MgOB．反应生成O2-，该离子有正极移向负极C．Cl-在阳极失去电子生成Cl2D．正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-3.一种新型燃料电池，是用两根金属铂做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入CH3OH和O2，下解说法不正确的是A．通入CH3OH的电极为负极B．随着放电的进行，负极附近pH上升C．每消耗1molCH3OH可以向外电路提供6mol e－D．通入O2的一极电极反应为 4H2O+2O2-8e-=8OH-4．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是A．正极反应中有CO2生成B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为C6H12O6＋6O26CO2+6H2O5．如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图．下列说法正确的是（）A．该电化腐蚀为析氢腐蚀．B．C．D．7.太阳能光电池由于具有可靠性好、寿命长等特点，适于很多特蛛环境和场合，现已得到广泛应用。
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燃料电池原理及习题解答在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。
书写燃料电池电极反应式一般分为三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。
下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。
1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。
若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O。
若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。
2、燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是O2＋4e-=2O2-。
正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。
这是非常重要的一步。
现将与电解质有关的五种情况归纳如下。
⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。
这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。
⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）在熔融的碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在， O2-离子可结合CO2生成CO32-离子，则其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇）该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O2＋4e-=2O2-。
综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式v1.0 可编辑可修改的书写形式有所不同。
因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。
3、燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。
不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。
一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。
下面主要介绍几种常见的燃料电池。
一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极发生的反应为：H2+ 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以：负极的电极反应式为：H2– 2e- + 2OH- === 2H2O；正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O === 4OH-，因此，正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-。
2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ === H2O，因此正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2-，2O2- + 4H+ === 2H2O)3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-3.中性溶液反应物中无H+ 和OH-4.水溶液中不能出现O2-二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1．碱性电解质（KOH溶液为例）总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H20===12OH-负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。
负极发生的反应：CH4– 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O，所以：负极的电极反应式为：CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O正极发生的反应有：O2 + 4e- === 2O2-和O2- + H2O === 2OH- 所以：正极的电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式四、铝–空气–海水电池我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。
只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。
负极的电极反应式为：4Al－12e－===4Al3+；正极的电极反应式为：3O2+6H2O+12e－===12OH－总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3说明:铝板要及时更换, 铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.燃料电池电极反应式的书写应用举例1、电解质为酸性电解质溶液例1、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用于军事目的。
一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，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。
试回答下列问题：⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式是。
⑵此电池的正极发生的电极反应是；负极发生的电极反应是。
⑶电解液中的H+离子向极移动；向外电路释放电子的电极是。
⑷比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是。
答案：⑴2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O⑵正极3O2＋12H++12e-=6H2O；负极2CH3OH+2H2O－12e-=2CO2↑+12H+⑶正；负⑷对空气的污染较小2、电解质为碱性电解质溶液例2、甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是（）A、负极反应式为CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2OB、正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-C、随着不断放电，电解质溶液碱性不变D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大答案：C。
3、电解质为熔融碳酸盐例3、某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
试回答下列问题：⑴写出该燃料电池的化学反应方程式。
⑵写出该燃料电池的电极反应式。
⑶为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。
为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是什么，它从哪里来解析：由于电解质为熔融的K2CO3，且不含O2-和HCO3-，生成的CO2不会与CO32-反应生成HCO3-的，故该燃料电池的总反应式为： 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法3知，在熔融碳酸盐环境中，其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
通入丁烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式求得，应为2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O。
从上述电极反应式可看出，要使该电池的电解质组成保持稳定，在通入的空气中应加入CO2，它从负极反应产物中来。
答案：⑴2C4H10+13O2=8CO2+10H2O⑵正极：O2＋2CO2 +4e-=2CO32-，负极：2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O⑶CO2从负极反应产物中来4、电解质为固体氧化物例4、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；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O2-。
下列对该燃料电池说法正确的是A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极B. 电池的总反应是：2C4H10＋13O2 = 8CO2＋10H2OC. 通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e-＝2O2-D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e-＋13O2-＝4CO2＋5H2O解析：本题以丁烷燃料电池为载体综合考查了原电池原理涉及的有关“电子流向、电极反应式、总反应式”等内容，因正极上富集电子，根据电性关系，O2-不可能移向正极，A错。
由丁烷的燃烧反应及电解质的特性知该电池的总反应式为2C4H10＋13O2 =8CO2＋10H2O，B正确。
按上述燃料电池正极反应式的书写方法5知，在熔融状态下允许O2-在其间通过，故其正极反应式为O2＋4e-=2O2-，C正确。
通入丁烷的一极应为负极，D错。
故符合题意的是B、C。