时间:2021-02-18 06:43:02
1、填空题 被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。下图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题
（1）图中通过负载的电子流动方向________(填“向左”或“向右)
（2）写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式
正极：_____________________负极：____________________总反应：____________________
（3）为了获得氢气，除了充分利用太阳能外，工业上利用石油产品与水在高温、催化剂作用下制取氢气。写出丙烷和H2O反应生成H2和CO的化学方程式： __________________________________
（4）若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极反应式为__________________
电池总离子反应方程式为____________________
参考答案：（1）向右
（2）2H2O+O2+4e-==4OH-；2H2+4OH--4e-==4H2O；2H2+O2==2H2O
（3）C3H8+3H2O
3CO+7H2
（4）CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O；CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 日本产业技术综合研究所最近研发了一种新型的锂空气电池，它既可用作充电电池又可作锂燃料电池。用作燃料电池时，可更换正极的水性电解液和卡盒以及负极的金属锂就可以连续使用，分离出的氢氧化锂可回收锂而循环使用。下列叙述不正确的是 
[? ]
A．放电时负极的电极反应式为：Li－e-＝Li+
B．充电时，阳极的电极反应式为：2H2O＋O2＋4e-＝4OH-
C．充电时，锂极与外电源的负极相连
D．熔融的氢氧化锂用惰性电极电解再生时，在阴极可得到金属锂
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．右图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
(1)图中通过负载的电子流动方向 (填“向左”或“向右)
(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式
正极：_____________________负极：
总反应：____________________
(3)为了获得氢气，除了充分利用太阳能外，工业上利用石油产品与水在高温、催化剂作用下制取氢气．写出丙烷和H2O反应生成H2和CO的化学方程式：
______ ____________________________
(4)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，
负极反应式为
电池总离子反应方程式为
参考答案：(1)向右（2分）
(2)2H2O＋O2＋4e－===4OH－ （2分）
2H2＋4OH－－4e－===4H2O （2分）
2H2＋O2===2H2O（2分）
(3)C3H8＋3H2O催化剂高温3CO＋7H2（2分）
(4) CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O （2分）
CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O（2分）
本题解析：略
本题难度：一般
4、选择题 人造地球卫星上使用了一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：Zn+2OH--2e- = ZnO+ H2O，Ag2O+H2O+2e- = 2Ag+2OH-。据此判断氧化银是
[?]
A．负极，被氧化
B．正极，被还原
C．负极，被还原
D．正极，被氧化
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单
5、填空题 对氮及其化合物的研究具有重要意义。
（1）在1 L密闭容器中，4 mol氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。2 min时反应吸收热量为46.1 kJ，此时氨气的转化率为25％。该反应的热化学方程式为_____________，这段时间内v(H2)=_________。
（2）298K时．在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g)
N2O4(g) 
=-akJ·mol-1(a>0)，N2O4的物质的量浓度随时间变化如图所示。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍。
①298K时，该反应的化学平衡常数为_________(精确到0.01)；
②下列情况不是处于平衡状态的是__________(填字母序号)；
a．混合气体的密度保持不变
b．混合气体的颜色不再变化
c．气压恒定时
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO2)=0．6 mol，n(N2O4)=1．2 mol，则此时v正____v逆(填“>”、“<”或“=”)。
（3）用氨气可设计成如图所示燃料电池，产生的X气体可直接排放到大气中。则a电极电极反应式为________________。
（4）t℃下，某研究人员测定NH3·H2O的电离常数为1．8×10-5。NH4+的水解常数为1．5×10-8，则该温度下水的离子积常数为___________，请判断t_____25℃(填“>”、“<”或“=”)。
参考答案：（1）2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g) △H=＋92.2kJ·mol－1；0.75mol·L－1·min－1；（2）①6.67②a③<；（3）2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O；（3）2.7×10－13，>。
本题解析：（1）写出反应方程式：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，氨气的转化率为25%，则消耗氨气的物质的量为4×25%mol=1mol，消耗1mol氨气吸收46。1kJ的热量，消耗2mol时吸收2×46.1kJ=92.2kJ，因此热反应方程式为：2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g) △H=＋92.2kJ·mol－1；消耗1mol氨气的同时生成1.5molH2，v(H2)="1.5/(1×2)mol/(L·min)=0.75" mol/(L·min)，也可采用速率之比等于系数之比，v(NH3)="1/(1×2)mol/(L·min)=0.5" mol/(L·min),v(H2)=3×v(NH3)/2=0.75mol/(L·min)；（2）①达到平衡c(N2O4)=0.6mol·L－1，则c(NO2)=0.3mol·L－1，K=c(N2O4)/c2(NO2)=0.6/0.32=6.67；②a、ρ=m/v反应物和生成物都是气体，m不变，容器是恒容状态下，v不变，ρ不能作为达到平衡的标志，b、NO2红棕色气体、N2O4无色气体，颜色不再改变，能作为达到平衡的标志，c、反应前后气体系数之和不相等，压强可以作为达到平衡的标志，因此a选项是正确；③此时的浓度商Qc=c(N2O4)/c2(NO2)=6.67,此反应是放热反应升高温度化学平衡常数减小，Qc=K(298)>K(398),反应逆向移动，v正 < v逆；（3）根据原电池的工作原理，通入空气的一极为正极，则另一极为负极，NH3在负极上失电子，产生X气体可直接排放到大气中，说明X气体对环境无污染，即X：N2，从a极产生H2O，电解质溶液显碱性，2NH3＋6OH－－6e－=N2↑＋6H2O；（3）NH3·H2ONH4＋＋OH－，K1=c(OH－)×c(NH4＋)/c(NH3·H2O) =1．8×10-5，NH4＋的水解NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，K2=c(H＋)×c (NH3·H2O)/c(NH4＋)，水的离子积Kw=c(H＋)×c(OH－)=K1×K2=2.7×10－13，25℃时水的离子积是1×10-14<2.7×10-13,水的离子积随温度的升高而升高，即大于25℃。
考点：考查热化学反应方程式的书写、化学反应速率的计算、平衡常数的计算、电极反应式的书写、离子积的计算等相关知识。
本题难度：困难