时间:2019-05-30 05:01:03
1、选择题 科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下，下列说法错误的是 
[? ]
A．a是负极，b是正极
B．b极的电反应是：O来源：www.91exam.org2+4H++4e-=2H2O
C．甲醇在a极上得电子，发生还原反应
D．当电路上通过2mol电子消耗的CH3OH为1/3mol
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示．
回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为?、?．
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是?，电解氯化钠溶液的总反应方程式为?；
（3）若每个电池甲烷通如量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为?（法拉第常数F=9.65×l04C?mol-1列式计算），最多能产生的氯气体积为?L（标准状况）．
参考答案：
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 (15分）2013年以来，我国多地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是导致极端天气的重要因素。
（1）用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解
，发生反应：
=2CO(g)+
△H>0，该反应的
S 0（填“>”“<”或“=”），在低温下，该反应 （填“能”或“不能”）自发进行。
（2）活性炭可用于处理大气污染物NO。在1 L恒容密闭容器中加入0．100 mol NO和2．030 mol固体活性炭（无杂质），生成气体E和气体F。当温度分别在
和
时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：
①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式： 。
②上述反应在
℃时的平衡常数为
，在
℃时的平衡常数为
。
计算= 。根据上述信息判断，和的关系是 。
a．
b．
c．无法比较
③在℃下反应达到平衡后，下列措施不能改变NO的转化率的是____。
a．增大c(NO) b．增大压强 c．升高温度 d．移去部分F
（3）碘循环工艺不仅能吸收
降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：
①用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出
的目的是： 。
（4）开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示：
通过a气体的电极是原电池的 极（填“正”或“负”），其电极反应式为 。
参考答案：（15分）
（1） > 不能
（2）①C+2NO=N2+CO2 ②9/16 C ③a、b
（3） ①SO2+I2+2H2O = SO42-+2I－+4H＋ ②降低生成物的浓度，使平衡向正方向移动
（4） 负 CH3OH-6e－+H2O = CO2 +6H＋
本题解析：（1）根据化学反应可知，该反应是熵增的化学反应，所以△S>0，根据反应自发进行的判据，△ H-T△S<0反应能自发进行，该反应是熵增的吸热反应，在低温下不能自发进行。
（2）①根据活性炭可用于处理大气污染物NO，说明两者反应生成氮气和CO2，反应的化学方程式为C+2NO=N2+CO2；
②根据表格提供的信息，上述反应在T1℃时的平衡常数为K1（0．030×0．030）÷（0．040×0．040）=9/16，根据上述信息，没有温度大小，没有反应的热效应，无法比较T1和T2的关系，选c;③a．增大c( NO),相当于增大压强，平衡不移动，不能增大NO的转化率，b．该反应是反应前后气体体积不变的化学反应，增大压强，平衡不移动，不能增大NO的转化率，c．如果该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，能增大NO的转化率， d．移去部分F，平衡右移，能增大NO的转化率，选a、b。
（3）①根据流程图可知，SO2通入碘水中生成硫酸和氢碘酸，则反应器中发生反应的离子方程式为：SO2+I2+2H2O = SO42-+2I－+4H＋，②根据化学反应2HI(g)
I2(g)+H2(g),分离出H2，降低生成物的浓度，使平衡向正方向移动，加速碘的生成。
（4）根据甲醇燃料电池的工作原理图可知，在a电极，失去电子，且H＋由左向右迁移，所以a电极是负极，甲醇在负极失电子生成CO2和水，则电极反应式为CH3OH-6e－+H2O = CO2 +6H＋。
考点：考查化学反应自发进行的判断，SO2污染的工业治理及甲醇燃料电池。
本题难度：困难
4、填空题 (10分)图示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除A、B外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O，其两个电极的电极材料分别是PbO2和Pb。
闭合S，发现G电极附近的溶液变红，20 min后，将S断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同；据此回答：
（1）A电极的电极材料是______________(填“PbO2”或“Pb”)。
（2）电解后，要使丙中溶液恢复到原来的浓度，需加入的物质是________(填化学式)。
（3）到20 min时，电路中通过电子的物质的量为________。
（4）0～20 min，H电极上发生反应的电极反应式为______________
参考答案：28（1）PbO2 （2） H2O （3）0.4mol； （4）2Cl--2e-=Cl2↑；4OH--4e-=O2+2H2O
本题解析：（1）闭合S，发现G电极附近的溶液变红，说明G的电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-,G为阴极，则H为阳极，A为正极，A电极的电极材料是PbO2；（2）丙中电解硫酸铝溶液，实际上是电解水，要使丙中溶液恢复到原来的浓度，需加入的物质是水；（3）20 min后，将S断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同，设C、D产生气体的物质的量为xmol,
C极发生的电极反应为Cu2+ + 2e- =" Cu" 、2H+ + 2e- = H2↑，D极的电极反应为4OH— - 4e- = 2H2O + O2↑
0.1 0.2 2x x 4x x
0.2+2x="4x" 解得x="0.1" 则到20 min时，电路中通过电子的物质的量为0.4mol；
（4）0～20 min，H电极上发生反应的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；0.2moLCl-只放电0.2moL,随后是OH-放电，即4OH--4e-=O2+2H2O 。
考点：考查铅蓄电池，电解原理的应用。
本题难度：一般
5、选择题 有一种锂电池，用金属锂和石墨做电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯（
）中而形成的，电池总反应方程式为：8Li+3SOCl2═6LiCl+Li2SO3+2S，下列叙述中正确的是（ ）
A．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响
B．金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极
C．电池工作过程中，亚硫酰氯（SOCl2）被还原为Li2SO3
D．电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4：1
参考答案：A．锂性质活泼，易与水反应，则电解质为非水溶液，故A错误；
B．该电池的负极材料为锂，被氧化生成LiCl和Li2SO3，故B错误；
C．根据总反应8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知，亚硫酰氯（SOCl2）被还原为S，故C错误；
D．根据总反应8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知，8mol锂反应失去8mol电子，生成2molS，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4：1，故D正确．
故选D．
本题解析：
本题难度：简单