A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置Y中负极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置X能实现燃料电池的燃烧和氧化剂的再生
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化
解析:A项,系统中存在光能→电能、电能→化学能、化学能→电能、电能→机械能等多种能量转化方式;B项,Y中负极的电极反应式为H2-2e-===2H+;C项,装置X可电解水生成H2和O2;D项,无论是原电池还是电解池都不可能实现电能与化学能的完全转化,故只有C正确。
5.有人设计出利用CH4和O2反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法中正确的是( A )
①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e-
②负极上CH4失去电子,电极反应式为:CH4+10OH--8e-===CO+7H2O
③负极上是O2获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
④电池放电时,溶液pH不断升高
A.①② B.①③
C.①④ D.③④
解析:CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应,即CH4→CO2,严格地讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3,化合价升高,失去电子,是电池的负极,电极反应式为CH4+10OH--8e-===CO+7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e-发生转移,O2在正极上发生反应,获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。虽然正极产生OH-,负极消耗OH-,但从总反应CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH,所以电池放电时溶液的pH不断下降,故①②正确,③④错误。故正确答案为A。