时间:2025-06-25 21:13:08
1、选择题 镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。如图为“镁一次氯酸盐”燃料电池示意图，电极为镁合金和铂合金。关于该电池的叙述正确的是
A．E为该燃料电池的正极
B．负极发生的电极反应式为ClO—＋2e—＋H2O＝Cl—＋2OH—
C．电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小
D．镁燃料电池负极能发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低
参考答案：D
本题解析：A．镁比铂活泼，在燃料电池中做负极，则E为该燃料电池的负极，A项错误；B．负极发生的电极反应式为Mg-2e+2OH－=Mg(OH)2 ,B项错误；C.电池工作时，正极反应式为：ClO—＋2e—＋H2O＝Cl—＋2OH—，正极生成OH－，正极周围溶液的pH将不断增大，C项错误；D．镁合金中，镁、其它金属和电解质溶液能构成原电池，负极发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，D项正确；选D。
考点：考查燃料电池的工作原理。
本题难度：一般
2、填空题 (12分)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
（1）上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式______________。
（2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式________。
（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9 。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______mo1/ L。
（4）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是________；甲醛分子的空间构型是_____，中心碳原子的轨道杂化类型为_____。1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。
②甲醇可制作燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入甲醇和空气，工作过程中，负极反应方程式为：___________________。
③已知在常温常压下：
CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ? △H=" -556.0" kJ·mol－1
H2O(g)=H2O(l)? △H=" -44.0" kJ·mol－1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式 。
参考答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2
(2)C≡O （3）5.6×10—5
(4)①甲醇分子之间形成氢键，平面三角形，sp2杂化，1.806×1024
②CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O ③CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol
本题解析：（1）Zn的原子序数为30，关键是要注意3d轨道写在4s轨道的前面，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，（2）依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为：N≡N，互为等电子体分子的结构相似，可写出CO的结构式为C≡O，故答案为：C≡O；
（3）Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO32-）=1/2×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L，根据Ksp=c（CO32-）×c（Ca2+）=2.8×10-9可知，c（Ca2+）=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca2+）的2倍，故原溶液CaCl2溶液的最小浓度为2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L．
(4)①甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸
点高；甲醛为sp2杂化，不含孤电子对，分子的空间构型为平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳
氢δ键，1mol碳氧δ键，故含有δ键的物质的量为3mol，数目为1.806×1024个；②正极得到电子，
发生还原反应，同时因为在碱性条件下，则OH-参与反应，根据总方程式可知产物是CO32-和6H2O所以答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O③根据盖斯定律得 ：热方程式1+热化学方程式2×1/2+热化学方程式3×2 则答案为CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol
考点：考查共价键类型和热化学方程式书写等相关知识点
本题难度：困难
3、选择题 生物燃料电池（BFC）是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化效率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。已知C1极的电极反应式为：
C2H5OH+3H2O-12e-==2CO2+12H+。下列有关说法不正确的是
[? ]
A．C1极为电池负极，C2极为电池正极
B．C2极为电极反应式为O2+4H++4e-==2H2O
C．该生物燃料电池的总反应为：C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O
D．电子由C2极经外电路导线流向C1极
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 （10分）（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。
（已知：①CO（g）+ 1/2O2(g)＝CO2（g） △H=－283.0KJ·mol-1
②S（s）+ O2(g)＝SO2（g） △H=－296.0KJ·mol-1 ）
此反应的热化学方程式是 。
（2）硫—碘循环分解水制氢，主要涉及下列反应：
I SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI II 2HI
H2+I2
III 2H2SO4====2SO2+O2+2H2O
分析上述反应，下列判断正确的是 。、
a．反应III易在常温下进行 b．反应I中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O d．循环过程中产生1molO2的同时产生1 molH2
（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，若加入少量下列试剂中的 ，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3
（4）以丙烷(C3H8）为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通人O2和CO2，负极通人丙烷．电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 。
（5）冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O2=8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2
上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理SO2的方案中合理的是 （填代号）。
a．高空排放 b．用于制备硫酸 c．用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d．用浓硫酸吸收
参考答案：（10分，每空2分）
（1）2CO（g）+SO2(g)＝S(s)+2CO2(g) △H1＝－270KJ·mol-1
（2）c （3）b （4）C3H8＋5O2=3CO2＋4H2O （5）b,c
本题解析：（1）CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S的化学方程式为：2CO（g）+SO2(g)＝S(s)+2CO2(g)，所以，其反应的热化学方程式的反应热为：①×2+②=－270，即热化学方程式为：2CO（g）+SO2(g)＝S(s)+2CO2(g) △H1＝－270KJ·mol-1
（2）I、II、III的总方程式为：2H2O ===== 2H2 + O2；所以正确答案只有c；
（3）正确答案为b，Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu从而形成原电池加快反应速率。而a．NaNO3相当于溶液中存在HNO3，则无H2生成；加入c．Na2SO4不影响反应速率；加入d．NaHSO3会与H2SO4反应使溶液中H+浓度降低反应速率减小。
（4）燃料电池的总反应方程式相当于燃料的直接燃烧
（5）高空排放明显会污染环境不可行；二氧化硫不能与浓硫酸反应
本题难度：困难
5、选择题 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过O．2mol电子，锌的质量理论上减小6．5g
参考答案：C
本题解析：A．根据总反应可知Zn被氧化，为原电池的负极，锌失去电子，A正确；B．MnO2为原电池的正极，发生还原反应，正极反应为2MnO2（s）+H2O（1）+2e-
本题难度：一般