問題詳情

36.化石燃料是現今地球上最主要的能源,一般火力發電廠利用燃燒反應,將化學能轉變為熱能,用來推動發電機以產生電能。但是使用這種方式,最有效率的發電廠也僅能轉換約 40% 的化學能為電-3--4-能。若能利用電化學方法,直接將化學能轉變為電能,將更有效率,燃料電池即以此種方式產生電能。氫氧燃料電池與甲烷燃料電池所需半反應的標準還原電位如下:O2(g)+4H+(aq)+4e-→ 2H2O(λ) E°=1.23 VCO2(g)+8H+(aq)+8e- → CH4(g)+2H2O(λ) E°=0.17 V2H+(aq)+2e-→ H2(g) E°=0.0 V燃料電池對外能作的最大電功為 W=-nFE°其中:W 為電功,單位焦耳F 為法拉第常數,等於 96500 庫侖/莫耳E° 為電動勢,單位伏特(V)n 為燃燒一莫耳氫或甲烷所轉移的電子莫耳數下列有關氫氧與甲烷燃料電池的敘述,哪些是正確的?
(A)每產生 1.0 莫耳的水,兩種電池都需要轉移 2.0 莫耳的電子
(B)甲烷燃料電池的電動勢為 1.40 V
(C)氫氧燃料電池的電動勢為 1.23V
(D)甲烷燃料電池每消耗 1.0 莫耳的甲烷,可以產生 W=-409 kJ 的電功
(E)氫氧燃料電池每消耗 1.0 莫耳的氫氣,可以產生 W=-237 kJ 的電功。

參考答案

答案:C [無官方正解]
難度:適中0.428571
統計:A(1),B(1),C(3),D(2),E(0)

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