2023年11月09日

高校化学「電池と電気分解」燃料電池の電気量や効率B

高校化学「電池と電気分解」燃料電池の電気量や効率B

◆問題

水素の燃焼反応を利用したいわゆる燃料電池を1.93×105秒間稼働させたところ、液体の水が36.0g生成した。電極間を流れた電圧は1.00V,ファラデー定数を9.65×104として、次の問いに答えよ。

(1) 回路を流れた電子の物質量を求めよ。

(2) 平均電流[A]と燃料電池から供給された電気エネルギー[kJ]を求めよ。

(3) このとき反応した水素と同じ物質量の水素の完全燃焼によって液体の水が生成したときの熱量に対して、(2)で求めた電気エネルギーは何%か求めよ。ただし、水素の燃焼熱を286kJ/molとする。


解答解説はこのページ下


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◆解答解説

(1)より、電子が4mol流れたので、水素は2mol使われたことになります。
水素の燃焼熱は286kJだから、2molの水素が完全燃焼したならば、その2倍つまり572kJの熱量が発生することになります。

(2)より、この燃料電池から供給された電気エネルギーは3.86×10^2kJ=386kJであることがわかっています。

ならば、これが何%か求めればOKですね!

(386/572)×100=67.5%

この問題文の問いでは「何%か?」という問い方をしていますが、つまりこれが変換効率です。


(1)に戻る→電子の物質量


◆関連問題
用語と基本的な構造→ボルタ電池ダニエル電池鉛蓄電池マンガン電池燃料電池
電池・電気分解まとめ


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posted by えま at 21:00| Comment(0) | TrackBack(0) | 高校化学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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