Question

據新華社2009年5月9日電， 國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議，會上通過了我國2009年將投入大量資金發展新能源汽車，支持節能、環保、安全等關鍵技術開發，為我國社會經濟可持續發展打下良好基礎，為今后改善環境、提升民眾的生活質量具有極為重要的意義。請回答下列問題：

（1）氫能是理想的清潔能源，也是氫氧燃料電池的必不可少的物質。請回答下列問題。

①下列說法不正確的是      。

A．太陽光催化分解水制氫比電解水制氫更為科學

B．氫氧燃料電池作為汽車動力更能保護環境

C．以稀H₂SO₄、KOH為介質的氫氧燃料電池負極電極反應相同

D．氫氧燃料電池正極獲得8mol電子，負極需要8g氣體

②利用MnFe₂O₄為催化劑，通過兩步反應使水分解制氫氣，第一步反反應為：

MnFe₂O₄MnFe₂O_4－X＋(X/2)O₂

則第二步反應的化學方程式為      (條件不寫)。

③一種新能源汽車，使用了以碳納米管為儲氫介質的燃料電池，電池原理如右圖，該電池的電解質為6mol/LKOH溶液，下列說法不正確的是    。

 

A．放電過程中整個體系內KOH濃度不變

B．放電時負極附近pH減小

C．放電時電池正極的電極反應為：NiO(OH)+H₂O+e^—＝Ni(OH)₂+OH^—

D．放電時，電池反應為2H₂+O₂→2H₂O

（2）熱值指在一定條件下每克物質完全燃燒所放出的熱量（燃燒產物在該條件下是一種較為穩定的狀態），下表是幾種物質在常溫常壓下的熱值數據。已知：管道煤氣（47g/m³H₂、625g/m³CO）價格為1.00元/m³，天然氣（714g/m³CH₄）的價格為2.50元/m³。

物質	H2	CO	CH4
熱值/kJ·g–1	143	10	56

①根據以上熱值數據，               是最理想的燃料。

②家庭使用管道煤氣和天然氣，            更經濟合算。

③表示CO燃燒熱的熱化學方程式為                   。

 

Answer 1

【答案】

（1）①C  ②MnFe₂O_4－X +xH₂O ＝MnFe₂O₄+ XH₂↑ ③D

（2）①H₂   ②天然氣  ③CO(g) + 1/2O₂(g)＝CO₂(g)；△H＝－280kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）①KOH為介質的氫氧燃料電池，負極生成的H⁺會繼續跟堿反應，故錯。故選C。

②催化劑反應前后組成不變，結合水分解成H₂和O₂分析，第二步反應的方程式為MnFe₂O_4－X +xH₂O ＝MnFe₂O₄+ XH₂↑。

③D項：放電時，電解水生成H₂和O₂，故錯。故選D。

（2）①H₂燃燒生成水，不造成環境污染，故是最理想的燃料。

②綜合比較熱值及價格，天然氣更經濟合算。

③燃燒熱是指1mol物質完全燃燒放出的熱量。故CO燃燒熱的熱化學方程式為CO(g) + 1/2O₂(g)＝CO₂(g)；△H＝－280kJ/mol。

考點：電解池 燃燒熱 能源 化學方程式的書寫 熱化學方程式的書寫 反應熱的計算

點評：本題考查較為綜合，涉及電解池、燃燒熱、能源、化學方程式的書寫、熱化學方程式的書寫以及反應熱的計算等知識，題目難度大，注意基礎知識的掌握及應用。