常见的燃料电池为:Pt,H2(p1)|NaOH(aq)|O2(p2),Pt,设其电动势为E1,如有另一电池可以表示为:Cu(s)|Pt|H2(p)|NaOH(aq)|O2(p)|Pt|Cu(s),其电动势为E2,若保持各物质的活度相同,则E1与E2的关系为:()A. E1>E2B. E1C. E1=E2D. 无法判断

考查要点：本题主要考查燃料电池的电动势计算，以及电池结构对电动势的影响。关键在于理解电池的组成和各电极反应，判断不同结构下是否等效。

解题核心思路：

1. 明确电池结构：分析两个电池的电极材料、反应物及电解质环境，确定实际参与反应的电极。
2. 写出半反应：分别写出两个电池的阳极（氧化反应）和阴极（还原反应）的反应式。
3. 比较电动势：若两个电池的半反应相同且条件（如浓度、压力）相同，则电动势相等。

破题关键点：

• 第二个电池中，两端的Cu(s)仅作为结构支撑，不参与反应，实际反应仍发生在Pt电极上。
• 两个电池的阳极（H₂氧化）和阴极（O₂还原）反应式完全相同，且条件一致，因此电动势相等。

电池1（E₁）分析

结构：Pt,H₂(p₁)|NaOH(aq)|O₂(p₂),Pt

• 阳极（氧化反应）：
  $\text{H}_2 + 2\text{OH}^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + 2e^-$
• 阴极（还原反应）：
  $\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + 4e^- \rightarrow 4\text{OH}^-$
• 总反应：
  $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$

电池2（E₂）分析

结构：Cu(s)|Pt|H₂(p)|NaOH(aq)|O₂(p)|Pt|Cu(s)

• 实际反应电极：Pt电极负责H₂和O₂的反应，Cu(s)仅作为集流体，不参与反应。
• 阳极（氧化反应）：
  $\text{H}_2 + 2\text{OH}^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + 2e^-$
• 阴极（还原反应）：
  $\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + 4e^- \rightarrow 4\text{OH}^-$
• 总反应：
  $\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$

比较E₁与E₂

• 两个电池的半反应式完全相同，且条件（如H₂、O₂压力，NaOH浓度）一致。
• 电动势由半反应的电势差决定，与电池结构无关。因此 E₁ = E₂。