时间:2020-07-28 04:57:41
1、填空题 （15分）科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是?。（选填字母）
A．电解水
B．锌和稀硫酸反应
C．光解海水
D．分解天然气
（2）用水分解获得氢气的能量变化如右图所示，表示使用催化剂是曲线?。该反应为?(放热还是吸热)反应
（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量写出其完全燃烧的热化学方程式：?。
（4）利用氢气和CO合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g) 
?CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol－1
② 2CH3OH(g) ?CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol－1
③ CO(g) + H2O(g) ?CO2(g) + H2(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol－1
总反应：3H2(g) + 3CO(g) ?CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝?
（5）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验：
①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为?。
②上图装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为
?L。
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。则正极电极方程式?。
参考答案：20．（15分)
（1）C?（2）b?吸热
（3）2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H= －571.6 kJ·mol－1
（4）-246.4kJ· mol -1?（5）①O2+2H2O+4e－=4OH－?② 0.56?
（6）N2+6e-＋8H+=2NH4+?（(1)1分，其余每空2分）
本题解析：1、电解水消耗了大量的电力，锌和稀硫酸反应制得氢气量少，分解天然气也需要消耗大量的能源。?光解海水只需要太阳能就可以了既经济又环保。
2、使用催化剂能降低反应需要的能量，所以为b，生成物的能量高于反应物能量，所以反应为吸热反应。
4、总反应为2①+②+③,将反应热相加即可算出总反应的反应热。
5、氢氧燃料电池氧气在正极进行反应，O2+2H2O+4e－=4OH－?根据铜减少的质量可以计算出其转移的电子数，根据正极的反应式就可以算出消耗氧气的量。
6、正极为氮气反应式为N2+6e-＋8H+=2NH4+
点评：本题难度中等，主要考察了氢氧燃料电池的原理及运用，采用类比的思想更能迅速准确的解题。
本题难度：一般
2、选择题 某蓄电池放电、充电的反应式为：Fe+Ni2O3+3H2O
参考答案：①、由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，即正极为Ni2O3、负极为Fe，故①错误；
②、充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，故②正确；
③、充电时，阴极发生Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，阳极发生2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O，Ni（OH）2做阳极，故③正确．
④、根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极，发生氧化反应，为还原剂，失电子生成Fe2+，碱性电解质中最终生成Fe（OH）2，所以电解质溶液是碱，故④正确；
故选D．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 ?“纸质电池”于2006年被美国《时代》周刊评为年度8大最佳创新技术之一。这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：
关于此电池，下列说法正确的是
A．电子从MnO2通过外电路流向
B．该电池的正极反应为：
C．每转移0.1mol电子，消耗了 6.5g Zn
D．电池工作时OH－能通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动
参考答案：B
本题解析：略
本题难度：一般
4、选择题 如图是一种航天器能量储存系统原理示意图．下列说法正确的是（ ）
A．装置X每消耗1mol?H2O，就可为燃料电池提供22.4?L燃料
B．该系统中最多存在3种形式的能量转化
C．装置Y中正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-→4OH-
D．装置X、Y形成的子系统实现了物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
参考答案：A、装置X每消耗1molH2O，可生成1molH2，0.5molO2，共1.5mol，体积为33.6L，故A错误；
B、存在能量转化形式有太阳能、机械能、化学能、电能，则不只是三种，故B错误
C、装置Y为燃料电池，氧气在正极得电子被还原，电极反应式是：4OH--4e-=2H2O+O2↑，故C正确；
D、在装置X中，电解水生成H2、O2，实现了电能与化学能的转化；在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能与机械能的转化，故D错误．
故选C．
本题解析：
本题难度：简单
5、选择题 固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的。它以固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应，下列判断正确的是
[? ]
A．有O2放电的a极为电池的负极
B．有H2放电的b极为电池的正极
C．a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e- = 4OH-
D．该电池的总反应方程式为
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般