高中化学燃料电池完全解析
2022化学规范练17原电池化学电源含解析
原电池化学电源（时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
每小题只有一个选项符合题目要求）1.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示,其中NH3被氧化为常见无毒物质。
下列说法错误的是()。
A。
溶液中OH—向电极a移动B。
电极b上发生还原反应C.负极的电极反应式为2NH3+6OH—-6e-N2+6H2OD。
理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4解析：电极a上NH3发生氧化反应生成N2,则电极a为负极，电极b为正极,原电池中,阴离子向负极移动,故A项正确；电极b 为正极，正极上发生还原反应，B项正确;负极上NH3失电子生成N2和H2O,电极反应式为2NH3+6OH——6e-N2+6H2O，C项正确；由电池反应4NH3+3O22N2+6H2O可知，理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶3,D项错误。
2。
人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统,成功地实现了以CO2与H2O合成CH4,下列说法错误的是（).A.GaN表面发生氧化反应,有O2产生B.相同条件下，生成的O2和CH4体积比为2∶1C.产生22。
4 L O2时,电解液中H+从右向左迁移4 gD。
Cu表面的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O解析：根据题给装置图中电子的流向可确定GaN电极为负极,发生反应：4H2O—8e-8H++2O2↑,GaN表面发生氧化反应,A项正确;Cu电极的电极反应式为CO2+8H++8e—CH4+2H2O，根据得失电子守恒知，相同条件下生成O2和CH4的体积比为2∶1，B、D项正确；没有给出气体所处的状态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，且电解液中H+从左向右迁移，C项错误.3.科学家最新开发的一种新原理二次电池的能量密度是现行锂电池的7倍,该电池结构如图所示,下列有关说法正确的是（）。
高中化学选修四燃料电池
法正确的是 A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极
B、C
B. 电池的总反应是：2C4H10＋13O2 = 8CO2＋10H2O C. 通入空气的一极是正极，
电极反应为：O2＋4e-＝2O2D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：
C4H10＋26e-＋13O2-＝4CO2＋5H2O
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例5、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－= 4A；l3+ 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
⑴2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
⑵正极：O2＋2CO2 +4e-=2CO32-，
负极：2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O
⑶CO2 从负极反应产物中来
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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
7
第二步，再写出燃料电池的正极反应式；
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这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为
O2＋4H++4e- =2H2O。
化学物质的燃料电池
化学物质的燃料电池燃料电池是一种将化学能直接转换为电能的设备。
其工作原理是通过氧化还原反应在不经过传统燃烧过程的情况下释放能量，并将能量转化为电流。
化学物质的燃料电池是其中一种类型的燃料电池，它采用化学物质作为燃料，通过反应过程生成电能。
一、化学物质燃料电池的原理化学物质燃料电池的主要原理是利用特定的化学反应，将燃料氧化剂与还原剂通过电子传导体反应来释放能量。
燃料电池通常包括阳极、阴极和电解质三个主要部分。
电解质常使用钠、铝等物质来增强离子传导性能。
化学物质燃料电池通过向阳极供应燃料来生成电流。
在阳极上，燃料氧化产生电子和正离子。
电子通过外部电路进入阴极，而正离子则穿过电解质传导到达阴极。
在阴极上，氧气与电子和正离子发生还原反应，生成水和其他副产品。
整个过程实现了将化学能转化为电能的目标。
二、化学物质燃料电池的种类化学物质燃料电池有多种类型，不同的类型基于不同的燃料选择。
以下是几种常见的化学物质燃料电池：1. 氢气燃料电池：氢气燃料电池使用氢气作为燃料，在阳极上氧化生成电子和正离子，而在阴极上与氧气发生还原反应，生成水。
氢气燃料电池相较于其他化学物质燃料电池具有高能量转化效率和零排放的特点。
2. 甲醇燃料电池：甲醇燃料电池使用甲醇作为燃料，在阳极上氧化生成电子和正离子。
阴极上与氧气发生还原反应，生成二氧化碳和水。
甲醇燃料电池被广泛用于小型便携设备和交通工具。
3. 乙醇燃料电池：乙醇燃料电池使用乙醇作为燃料，并通过电化学反应将其转化为电能。
乙醇燃料电池具有高能量密度和低温度操作的优点，适用于家庭发电等应用场景。
4. 氨燃料电池：氨燃料电池使用氨气作为燃料，在阳极上通过氨气氧化生成电子和正离子。
阴极上与氧气发生还原反应，生成水和氮气。
氨燃料电池具有高能量密度和易于贮存的特点。
三、化学物质燃料电池的应用化学物质燃料电池作为一种高效、环保的能源转换技术，已经在各个领域得到广泛应用。
1. 车辆动力：由于化学物质燃料电池具有高能量密度和零排放的特点，它被视为未来汽车动力系统的理想选择。
高三化学燃烧热能源试题答案及解析
高三化学燃烧热能源试题答案及解析1.（8分）甲醇（CH3OH)被称为21世纪的新型燃料，以煤为原料制备甲醇的流程如下：（1）气化炉中主要反应的化学方程式为。
（2）已知CO、H2、甲醇(l)的燃烧热分别为：—285.8 kJ/mol、—283 kJ/mol、—726.5 kJ/mol；则CO和H2合成甲醇的热化学方程式为__ __（3） -定条件下，在催化反应室中发生反应.CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)△H<0;CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
回答下列问题：①工业上，上述反应温度不宜过高，原因是_ ___；②若反应是1 mol CO与2 mol H2在2L容积中进行，则T1、P1下，该反应的平衡常数为__ __；维持温度、容积不变，催化反应室再增加l mol CO与2 molH2，达到新平衡时，CO的转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1）C+ H2O (g)CO+H2（2）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-125.3kJ/mol（3）①该反应是放热反应，温度过高，甲醇的产率低；②4 增大【解析】（1）气化炉中发生的反应是生成水煤气的反应，化学方程式为C+ H2O (g)CO+H2（2）CO和H2合成甲醇的化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)，该反应的反应热△H与CO、H2、甲醇(l)的燃烧热的关系是△H="—285.8" kJ/mol+2×（—283 kJ/mol）-（—726.5 kJ/mol）=-125.3kJ/mol，所以CO和H2合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-125.3kJ/mol；（3）①该反应放热，温度过高，不利于正反应的进行，甲醇的产率降低；②T1、P1下，CO的转化率是50%，所以平衡时甲醇的浓度为1mol/2L×50%=0.25mol/L，CO的平衡浓度也是0.25mol/L,氢气的平衡浓度是CO的2倍0.5mol/L，所以该条件下的平衡常数K=0.25mol/L/0.25mol/L×0.52mol/L=4(L/mol)2；维持温度、容积不变，催化反应室再增加l molCO与2 molH2，CO与H2的比例与原平衡相同，等效为增大压强，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，CO的转化率增大。
高中高三化学一轮复习 2.2发展中的化学电源精选课时练12高三2化学试题
然顿市安民阳光实验学校2.2发展中的化学电源（1）1、人造地球卫星用到的一种高能电池﹣﹣银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：Zn+2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2↑，Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣．据此判断氧化银是（）A．负极，被氧化 B．正极，被还原C．负极，被还原 D．正极，被氧化【答案】B【解析】根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属做负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原．故选B．2、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）A．Ag B．Zn（OH）2C．Ag2O D．Zn【答案】D【解析】在银锌二次电池中，根据反应：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，放电时为原电池，活泼金属做负极，失电子发生氧化反应，根据电极反应应为锌．故选D．3、如图是干电池构造示意图，下列说法错误的是（）A．最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一次性电池B．电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e﹣C．锌锰电池即使不用，放置过久，也会失效D．锌锰干电池内的电解质NH4Cl可以换成HCl溶液【答案】D【解析】A．锌锰电池不能反复充电放电，是一次性电池，故A正确；B．Zn在负极失电子，逐渐溶解，则电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e ﹣，故B正确；C．干电池中的电解质溶液易与锌反应减小电解质的量和电极材料的量，所以锌锰干电池即使不用，长久放置也会失效，故C正确；D．HCl溶液的酸性较强，能与Zn反应，把电解质NH4Cl可以换成HCl溶液会使锌桶被腐蚀，故D错误．故选D．4、燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它的原理是原电池原理，可进行能量的转换。
以CH4为燃料时，另一极通入氧气，以KOH为电解质溶液，产物为碳酸钾和水，二氧化碳的排放量比常规发电减少40%以上。
2022年中考化学复习母题解析专题16燃料的开发与利用
③天然气的使用可有效减少酸雨形成。下列现象与酸雨有关的是______。
A．石刻文物被腐蚀B．全球海平面上升
（2）工业上以CH4为原料生产H2，制取原理如下图所示：
已知变换塔、洗涤塔发生的主要反应依次是：
，
①“转化炉”中有H2产生，参加反应的CH4与H2O的质量比 ______。
D.糖类是人体最主要的供能物质，人体能维持恒定体温，主要是糖类在酶的催化下转变成CO2和H2O，放出热量，故D错误。
故选：C。
【点睛】
【命题意图】
本题考查化学反应中的能量变化情况
命题方向】
考查不同化学反应的吸热和放热情况，以及能量对人类生产生活的重要意义。
【得分要点】
1．化学反应中的能量变化通常为放热或者吸热
（1）放热现象：物质的燃烧，金属与酸的反应等过程中都伴随着放热的现象。
（2）吸热现象：高锰酸钾分解，碳和二氧化碳的反应等过程中都伴随着吸热的现象。
2．人类生活对化学能的利用
（1）生活燃料的利用：如取暖、做饭等。
（2）利用燃料燃烧产生的能量：如火力发电、烧制陶瓷、冶金、发射火箭等。
（3）利用爆炸产生的能量：如开山炸石、拆除违章建筑等。
【母题来源】2021年中考四川绵阳卷
【母题题文1】
3.化石燃料的使用促进了经济发展，也带来了一些问题，如对环境造成不良影响，造成资源枯竭等。下列说法错误的是
A.我国大力推广脱硫煤，有助于减少酸雨
B.埋于海底的可燃冰将来可能替代化石燃料
C.使用乙醇汽油作燃料，可节约石油资源
D.使发动机内汽油充分燃烧可减少CO2排放
（4）利用食物在体内发生化学反应放出的能量，可维持体温和日常活动所需的能量。
人教高一化学必修二第六章 化学反应与能量 (讲义及答案)含答案解析
人教高一化学必修二第六章化学反应与能量 (讲义及答案)含答案解析一、选择题1．将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积V L。
则下列说法正确的是A．OH－由A端移向B端B．0＜V≤22.4 L时，电池总反应的化学方程式为CH4 ＋2O2 ＋KOH=KHCO3 ＋2H2OC．22.4 L＜V≤44.8 L时，负极电极反应为：CH4 ＋9CO32-＋3H2O－8e－=10HCO3-D．V＝33.6 L时，溶液中阴离子浓度大小关系为c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(OH－)【答案】C【解析】【分析】n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2=CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3。
【详解】A、燃料电池中，通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，在原电池中阴离子向负极移动，OH-由B端移向A端，故A错误；B、当0＜V≤22.4L时，0＜n（CH4）≤1mol，则0＜n（CO2）≤1mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故B错误；C、当22.4 L＜V≤44.8L，1mol＜n（CH4）≤2mol，则1mol＜n（CO2）≤2mol，发生反应①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-，故C 正确；D、当V=33.6L时，n（CH4）=1.5mol，n（CO2）=1.5mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液，则c （HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-），故D错误；故选C。
三年高考2019高考化学试题分项版解析 专题17 电化学原理综合应用(含解析)
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————专题17 电化学原理综合应用1．【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。
回答下列问题：（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2−6CO2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
【答案】Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2．【2018江苏卷】NO x（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NO x，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
【答案】（2）HNO 2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析：（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
【答案】（3）2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a【解析】4．【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
燃料电池全面总结
• (3)熔融固体氧化物 • 负极：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O
• 正极：2O2+8e- = 4O2• (4)熔融碳酸盐
思考：氨气构成燃料电池，其电池反应原理为 4NH3+3O2═2N2+6H2O ，电极反应如何写？
练3 如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的 甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用 下提供质子(H+)和电子。电子经外电路、质子经 内电路到达另一极与氧气反应。电池总反应式为： 2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。 下列说法中正确的是 ( AC) A、左边的电极为负极，a处通入甲醇 B、右边的电极为负极，b处通入空气 C、电池负极的反应式为： CH3OH+H2O－6e-=CO2+6H+ D、电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
燃料电池全面总结
一 定义：燃料电池是一种不经过燃烧，将燃 料化学能经过电化学反应直接转变为电能 的装置。 优点：高效、环保。
注：
（1）两电极材料可以相同，只起导电的作用。 （2）反应物不是储存在电池内部，而由外设装 备提供燃料和氧化剂。 通燃料的电极为负极，通氧气的电极为正极。
常考燃料：H2 CO CH4 C2H6(乙烷）C3H8(丙烷） CH3OH C2H5OH NH3 N2H4(肼)
注：碱性条件下CO2和OH-反应最终生成CO32思考：乙醇燃料电池在碱性条件下的负极反应？
2022年高考化学真题完全解读(广东卷带解析)
2022高考广东卷一、选择题：本题共16小题，共44分。
第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题4分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。
随着时代发展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。
下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )汉字载体选项A．兽骨B．青铜器C．纸张D．液晶显示屏-2．北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等，均展示了我国科技发展的巨大成就。
下列相关叙述正确的是( )A．冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料H2为氧化性气体B．飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子C．乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化D．核电站反应堆所用轴棒中含有的23592U与23892U互为同位素-3．广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。
下列文物主要由硅酸盐制成的是( )文物选项A．南宋鎏金饰品B．蒜头纹银盒C．广彩瓷咖啡杯D．铜镀金钟座-4．实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2+、Mg2+和SO42-，所用试剂包括BaCl2以及( )A．Na2CO3、NaOH、HCl B．Na2CO3、HCl、KOHC．K2CO3、HNO3、NaOH D．Na2CO3、NaOH、HNO3-5．若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是( )A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性B．a处变红，说明SO2是酸性氧化物C．b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成-6．劳动开创未来。
下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是( )选项劳动项目化学知识A面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包Na2CO3可与酸反应B环保工程师用熟石灰处理酸性废水熟石灰具有碱性C工人将模具干燥后再注入熔融钢水铁与H2O高温下会反应D技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板铝能形成致密氧化膜-7．甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。
高一化学燃烧热能源试题答案及解析
高一化学燃烧热能源试题答案及解析1.下列能源中属于二次能源的是（）A．天然气B．电力C．原煤D．石油【答案】B【解析】天然气、原煤、石油属于一次能源，电力属于二次能源，故B项正确。
【考点】本题考查二次能源的判断。
2.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。
下列说法正确的是A．天然气、石油、流水、风力、氢气为一级能源B．无论是风力发电还是火力发电，都是将化学能转化为电能C．PM 2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素D．发展低碳经济、循环经济，推广利用太阳能、风能的城市照明系统【答案】D【解析】A、一级能源是指直接从自然界取得的能源，氢气不属于一级能源；B、风力发电是将风能转化为电能；C、砷元素属于非金属元素；D、低碳经济、循环经济，利用太阳能、风能均有利于能源开发和环境保护，正确。
【考点】考查化学与能源、环境等相关知识。
3.下列说法不正确的是()。
A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好D．固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更高【答案】A【解析】化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。
化石燃料不经处理直接燃烧可产生CO、SO2等有害气体。
化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料,不仅减少了SO2对大气的污染,而且能提高燃烧效率。
4.在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。
能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。
请完成下列问题：(1)人类利用能源分为三个阶段，即________、________、________。
(2)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。
目前，全球仍主要处于化石能源时期。
下列不属于化石能源的是________。
(填序号，下同)A．石油 B．煤 C．天然气 D．生物质能(3)下列对能源的看法合理的是 ()。
高二常见的燃料电池知识点
高二常见的燃料电池知识点燃料电池是一种利用氢气（或其他可燃气体）和氧气反应产生电能的装置。
随着环境污染和能源危机的加剧，燃料电池作为一种清洁、高效的能源转换技术，受到了越来越多的关注。
本文将介绍高二学生常见的燃料电池知识点。
一、燃料电池的原理燃料电池通过氧化还原反应将燃料气体中的氢原子从电子中解离出来，进而产生电能和水。
其中，氢气在阴极（负极）催化剂的作用下，将电子电荷释放出来，形成氢离子，并通过电解质传递到阳极（正极）。
而氧气在阳极催化剂的作用下，吸收电子，并与氢离子结合形成水。
这种氧化还原反应产生的电子流经外部电路产生电流，从而驱动电子设备工作。
二、燃料电池的种类1. PEMFC（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，质子交换膜燃料电池）：使用质子交换膜作为电解质，主要应用于汽车等移动电源领域。
2. SOFC（Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池）：使用固态电解质，可以利用多种燃料，适用于工业领域。
3. DMFC（Direct Methanol Fuel Cell，直接甲醇燃料电池）：使用甲醇直接作为燃料，广泛应用于便携式电子设备。
三、燃料电池的优点和应用1. 高效清洁：燃料电池的能量转换效率高达60%-70%，不产生二氧化碳等有害气体，对环境友好。
2. 灵活性强：燃料电池可以使用多种燃料，如氢气、甲醇等，为能源的多样化提供了可能。
3. 应用广泛：燃料电池可以用于汽车、船舶、飞机等交通工具，也可以作为家庭和工业的备用电源。
四、燃料电池的挑战和发展1. 储氢问题：氢气的储存是燃料电池面临的主要挑战之一，目前尚未找到经济、高效的储氢方法。
2. 催化剂成本高：燃料电池中的催化剂通常采用贵金属，如铂，造成成本较高。
3. 市场推广：燃料电池技术虽然已有长足的进展，但在商业化方面仍面临一些困难，需要政府和企业的支持。
五、燃料电池的未来发展趋势1. 催化剂研究：寻找替代贵金属催化剂，开发更经济、高效的催化剂材料，降低成本。
学高二化学人教版选修讲义：第一章 第二节 燃烧热 能源 含解析
第二节燃烧热能源[学习目标定位] １．正确认识燃烧热的概念，学会利用燃烧热进行相关的计算。
２．知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发。
一燃烧热１．反应热是化学反应过程中吸收或放出的热量，常用符号ΔH表示。
燃烧反应都是放热反应，其反应热为负值。
已知４g硫粉完全燃烧放出３7 kJ热量，则该反应的热化学方程式是S（s）＋O２（g）===SO２（g）ΔH＝—２96 kJ·mol—１。
２．１．00 L １．00 mol·L—１H２SO４溶液与２．00 L １．00 mol·L—１NaOH溶液完全反应，放出１１４．6 kJ热量，该反应的中和热为５7．３kJ·mol—１，表示其中和热的化学方程式是错误!H２SO４（aq）＋NaOH（aq）===错误!Na２SO４（aq）＋H２O（l）ΔH ＝—５7．３kJ·mol—１。
３．已知２H２（g）＋O２（g）===２H２O（l）ΔH＝—５7１．6 kJ·mol—１，该反应中ΔH表示的意义是燃烧２mol H２生成液态H２O，放出５7１．6 kJ的热量。
若燃烧１mol 氢气生成液态水时的反应热为ΔH１, 生成气态水时的反应热为ΔH２，则ΔH１和ΔH２的大小关系是ΔH１<ΔH２；ΔH１＝—２8５．8 kJ·mol—１，表示的意义是１mol H２完全燃烧生成稳定的液态水，放出２8５．8 kJ的热量。
４．燃烧热的概念及其计算（１）燃烧热的概念是２５℃、１0１kPa时，１mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
燃烧热的单位是kJ·mol—１。
（２）燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为890．３１kJ·mol—１，或ΔH＝—890．３１kJ·mol —１，它表示２５℃、１0１kPa时，１mol CH４完全燃烧生成CO２和液态H２O时放出890．３１kJ的热量。
专题16 化学能源与环境保护(含解析)
专题16 化学能源与环境保护一、新课标的要求：1、认识燃料完全燃烧的重要性，了解使用氧气、天然气(或沼气)、液化石油气、煤气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料。
2、认识燃烧、缓慢氧化和爆炸发生的条件，了解防火灭火、防范爆炸的措施。
3、知道化石燃料(煤、石油、天然气)是人类社会重要的自然资源，了解海洋中蕴藏着丰富的资源。
4、知道石油是由多种有机物组成的混合物，了解石油通过炼制可以得到液化石油气、汽油、煤油等产品。
5、了解我国能源与资源短缺的国情，认识资源综合利用和新能源开发的重要意义。
6、认识处理“三废”(废水、废气和废渣)的必要性及一般原则。
7、了解典型的大气、水，土壤污染物的来源及危害。
8、初步形成正确，合理地使用化学品的意识，认识化学在环境监测与环境保护中的重要作用。
二、考情分析：1、考查情况：能源和环保是当今社会的两大热点问题，也是中考化学中必不可少的内容。
2、考查形式：中考中考查的形式主要是应用型、判断正误型、实验探究型等多种形式。
题型主要有选择题、填空题和实验探究题。
3、命题方向：本考点的命题主要以结合日常生活现象、社会热点问题等情景，考查学生对相关知识的理解和掌握的情况，以及学生分析问题、解决问题的能力和知识的迁移能力等。
4、试题难度：此类试题要求学生有较强的理解分析能力，理论联系实际的能力。
试题难度不大，多为中档或易档。
☆知识梳理☆一、燃烧与灭火（一）、燃烧1、定义：可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
2、燃烧的条件：①可燃物；②必须与氧气（或空气）接触；③温度要达到着火点。
（二）、灭火的原理和方法1、灭火的原理：燃烧需要同时满足三个条件，若破坏其中的任何一个条件，就能达到灭火的目的。
由燃烧的条件可推论灭火的原理：①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离；②使可燃物隔绝氧气（或空气）；③使温度降低到可燃物的着火点以下。
2、常用灭火器有：泡沫灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器，应根据不同的火灾，采用不同的灭火器。
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。
燃料电池工作原理、分类及组成-图文精选全文
在五六十年代，阱-空气燃料电池曾作为军用电源大力开发。
这种电池最主要的缺点是阱具有极高毒性、价格昂贵。而 且，这种电池系统需要大量辅助设备，这不仅需要消耗电 池所产生功率中的相当大一部分，而且在电池正常工作前 必须启动这些辅助设备。
因此，尽管在理论上阱氧化产生的能量比大多数其他燃料 要大得多，但阱电池在商业上似乎不大可能有重要用途。
因此与PEMFC相比，在DMFC阳极结构与作燃料时，由于阳极室充满了液 态水，DMFC质子交换膜阳极侧会始终保持在良好的 水饱和状态下。
但与PEMFC不同的是，当DMFC工作时不管是电迁 移还是浓差扩散，水均是由阳极侧迁移至阴极侧， 即对以甲醇水溶液为燃料的DMFC，阴极需排出远 大于电化学反应生成的水。
其应用目标是便携式电源及交通工具用动力电 源。
在燃料电池系统中采用液体燃料是吸引各种商业用 户的有效途径之一。
因为液体燃料储运方便，易处置。曾经考虑用作 AFC系统的液体燃料有阱（N2H4）、液氨、甲醇和 烃类。
由于AFC系统通常以KOH溶液作为电解质，KOH与某 些燃料可能产生的化学反应使得AFC几乎不能使用 液体燃料。
PAFC结构
PAFC系统
AFC
碱性燃料电池
碱性燃料电池的设计基本与质子交换膜燃料电池相似，但其使用的电 解质为水溶液或稳定的氢氧化钾基质。电化学反应：
阳极： 2H 4OH 4H2O 4e 阴极： O2 2H2O 4e 4OH
碱性燃料电池的工作温度大约80℃。因此启动也很快，但其电力密度 却比质子交换膜燃料电池的密度低十来倍，在汽车中使用显得笨拙。 不过，它们是燃料电池中生产成本最低的，因此可用于小型的固定发 电装置。
隔膜材料
• PAFC的电解质封装在电池隔膜内。隔膜材料目前采用微孔结构隔膜， 它由SiC和聚四氟乙烯组成，写作SiC-PTFE。新型的SiC-PTFE隔膜 有直径极小的微孔，可兼顾分离效果和电解质传输。
2024年高考真题化学(湖南卷)含解析
2024年高考化学试题（湖南卷）（含解析）可能用到的相对原子质量：H1C12N14O16Cl35.5Cu64一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置【答案】D【解析】【详解】A．理想的新能源应具有可再生、无污染等特点，故A正确；B．氢氧燃料电池利用原电池将化学能转化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率高、清洁等优点，B正确；C．脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确；D．太阳能电池是一种将太阳能能转化为电能的装置，D错误；本题选D。
2.下列化学用语表述错误的是A.NaOH的电子式：B.异丙基的结构简式：C.NaCl溶液中的水合离子：Cl分子中σ键的形成：D.2【答案】C【解析】【详解】A．NaOH由Na+和OH-构成，电子式为：，故A正确；B．异丙基的结构简式：，故B正确；C．Na+离子半径比Cl-小，水分子电荷情况如图，Cl-带负电荷，水分子在Cl-周围时，呈正电性的H朝向Cl-，水分子在Na+周围时，呈负电性的O朝向Na+，NaCl溶液中的水合离子应为：、，故C错误；Cl分子中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的p-pσ键，形成过D．2程为：，故D正确；故选C。
3.下列实验事故的处理方法不合理的是实验事故处理方法A被水蒸气轻微烫伤先用冷水处理，再涂上烫伤药膏的NaHCO3溶液冲洗B稀释浓硫酸时，酸溅到皮肤上用35%C苯酚不慎沾到手上先用乙醇冲洗，再用水冲洗D不慎将酒精灯打翻着火用湿抹布盖灭A.AB.BC.CD.D【答案】B 【解析】【详解】A ．被水蒸气轻微烫伤，先用冷水冲洗一段时间，再涂上烫伤药膏，故A 正确；B ．稀释浓硫酸时，酸溅到皮肤上，先用大量的水冲洗，再涂上35%-的NaHCO 3溶液，故B 错误；C ．苯酚有毒，对皮肤有腐蚀性，常温下苯酚在水中溶解性不大，但易溶于乙醇，苯酚不慎沾到手上，先用乙醇冲洗，再用水冲洗，故C 正确；D ．酒精灯打翻着火时，用湿抹布盖灭，湿抹布可以隔绝氧气，也可以降温，故D 正确；故选B 。
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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。
【实例】
1．二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本提高了效益，其原理如图所示。
下列说法错误的是( )
A ．Pt1电极附近发生的反应为：SO 2＋2H 2O －2e －
===SO 42－
＋4H ＋
B ．Pt2电极附近发生的反应为O 2＋4e －===2O 2
－
C ．该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极
D ．相同条件下，放电过程中消耗的SO 2和O 2的体积比为2∶1 1．B
【解析】电池总反应是2SO 2＋O 2＋2H 2O===2H 2SO 4，Pt1为负极，电极反应式为：SO 2
＋2H 2O －2e －
===SO 42－
＋4H ＋，Pt2为正极，电极反应式为：O 2＋4e －＋4H ＋
===2H 2O ，
A 、C 、D 正确，
B 错误。
2．利用碳纳米管能够吸附氢气，设计一种新型二次电池，其装置如图所示。
关于该电池的叙述不正确的是( )
A．电池放电时K＋移向正极
B．电池放电时负极反应为：H2－2e－＋2OH－===2H2O
C．电池充电时镍电极上NiOOH转化为Ni(OH)2
D．电池充电时碳纳米管电极与电源的负极相连
2．C
【解析】本题考查二次电池的反应原理，意在考查考生对原电池原理和电解原理的理解和综合应用能力。
原电池放电时，阳离子向正极移动，A项正确；该电池中H2在负极上失电子，发生氧化反应，因电解质溶液为碱性溶液，故OH－参与反应，B项正确；放电时，正极(镍电极)上发生化合价降低的还原反应，即由NiOOH转化为Ni(OH)2，充电时正好相反，由Ni(OH)2转化为NiOOH，C项错误；充电时，该新型二次电池在外加电流的作用下，碳纳米管电极上发生还原反应，故碳纳米管电极作阴极，与电源负极相连，D项正确。
3．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。
一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。
下列关于该电池的叙述正确的是( )
A．b极发生氧化反应
B．a极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
C．放电时，电流从a极经过负载流向b极
D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
3．B
【解析】燃料电池燃料(N2H4)在负极(a极)发生氧化反应N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，O2在正极发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，A项错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；OH－在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应让OH－通过，故选用阴离子交换膜，D项错误。
4．如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是( )
A．分子组成为C m(H2O)n的物质一定是糖类
B．微生物所在电极区放电时发生还原反应
C.放电过程中，H＋从正极区移向负极区
D．正极反应式为：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
4．D
【解析】分子组成为C m(H2O)n的物质不一定是糖类，如乙酸的分子组成为C2(H2O)2，A错误；由电池示意图可知，微生物所在电极区C m(H2O)n转化为CO2，发生的是氧化反应，是负极，则另一极是正极，MnO2发生还原反应在酸性条件下生成Mn2＋，B 错误，D正确；放电时发生的是原电池反应，H＋应该从负极区移向正极区，C错误。
5．SO2、CO、CO2、NO x是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
（1）利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料，装置如图所示：
（2）某研究小组利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂N2O5。