高中化学化学电源新型电池试题

为充分利用海洋资源，研究人员发明海水电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO₂+2Ag+2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀+2AgCl，下列说法错误的是

A．负极反应式： Ag+Cl－e^－＝AgCl

B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

C．Na2Mn5O10是还原产物

D．Cl^－不断向电池的正极移动

大功率Al    H₂O₂动力电池原理如图所示，下列说法不正确的是

A．电池组成中Al电极是负极

B．OH^－从碳纤维电极透过离子交换膜移向Al电极

C．碳纤维电极的电极反应是H2O2＋2e^－＋2H^＋＝2H2O

D．该电池反应的离子方程式是2Al＋3H2O2＋2OH^－＝2Al(OH)4^－

用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法中正确的是

A．当a、b都是铜做电极时，电解的总反应方程式为： 2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑

B．燃料电池工作时，正极反应为：O2+2H2O+4e^-＝4OH^—

C．当燃料电池消耗2.24L 甲醛气体时，电路中理论上转移2mole^-

D．燃料电池工作时，负极反应为:HCHO+ H2O—2e^-＝HCOOH + 2H^+

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
请回答下列有关含氮物质的问题：
（1）右图是1molNO2和1molCO反应生成CO2 和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式_____________________________________；

恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是___(填序号)。

A．容器内混合气体颜色不再变化

B．容器内的压强保持不变

C．v逆(NO2)＝v正(NO)

D．容器内混合气体密度保持不变

（2）汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：
N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH>0，已知该反应在2404℃时，平衡常数K＝64×10－4。
该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1 mol/L、4.0×10－2 mol/L和3.0×10－3 mol/L，此时反应_______(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
（3）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。总电池反应为N2H4+O2 = N2+2H2O。该电池放电时，负极的电极反应式是_________。
（4）盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式_____________________________________。

肼可作为火箭发动机的燃料，与N₂O₄反应生成N₂和水蒸气。已知：
①N₂(g)+2O₂(g) ＝N₂O₄(l) ΔH₁＝－19.5 kJ·mol^－1
②N₂H₄(l)+O₂(g) ＝ N₂(g)+2H₂O(g)ΔH₂＝－534.2 kJ·mol^－1
（1）写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式_________________________________；
（2）上述反应中氧化剂是              。
（3）火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N₂O₄(g)2NO₂(g)
① 上述反应的ΔH         0（选填“＞”或“＜”）。
② 保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N₂O₄，再次达到平衡时，混合气体中NO₂的体积分数       （填“增大”、“ 减小”或“不变”），混合气体的颜色       （填“变深”或“变浅”）。
③一定温度下，将1 mol N₂O₄ 充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是           。

④若在相同温度下，上述反应改在体积为10L的恒容密闭容器中进行，反应3s后NO₂的物质的量为0.6mol，则0~3s内的平均反应速率v（N₂O₄）=_______mol·L^－1·s^－1。
（4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为______。

液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼（N₂H₄）为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，
KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是

A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极

B．负极发生的电极反应式为：N2H4+4OH^--4e^-=N2+4H2O

C．该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触

D．该燃料电池持续放电时，K^+从负极向正极迁移，因而离子交换膜需选用阳离子交换膜

1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才。现将lmolN₂和3molH₂投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H＜0
当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH₃的体积分数ψ(NH₃)变化趋势如下图所示。

回答下列问题：
（1）已知：①NH₃(g) NH₃(g) △H₁
②N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(l) △H₂
则反应N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)的△H＝              （用含△H₁、△H₂的代数式表示）。
（2）合成氨的平衡常数表达式为____          ，平衡时，M点NH₃的体积分数为10%，则N₂的转化率为        （保留两位有效数字）。
（3）X轴上a点的数值比b点           （填“大”或“小”）。上图中，  Y轴表示     （填“温度”或“压强”），判断的理由是               。
（4）若将1mol N₂和3mol H₂分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如下表所示：

下列判断正确的是____。

A．放出热量：Ql< Q2< △Hl	B．N2的转化率：I> III
C．平衡常数：II >I	D．达平衡时氨气的体积分数：I>II

（5）常温下，向VmL amoI.L^-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L^-l的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c(NH₄⁺)__c(SO₄^2-)（填“>”、“<”或“=”）。
（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇(Y₂0₃)的氧化锆(ZrO₂)晶体，它在熔融状态下能传导O^2-。写出负极的电极反应式             。

在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是

A．X是电源的负极

B．阴极的电极反应式是H2O+2e^-==H2+O^2- CO2+2e^-==CO+O^2-

C．总反应可表示为H2O+CO2H2+CO+O2

D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1

一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。有关该电池的说法正确的是

A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子

B．电极A上H2参与的电极反应： H2＋2OH^－－2e^－＝2H2O

C．电池工作时，CO3^2^－向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应：O2＋2CO2＋4e^－＝2CO3^2^－

近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂一铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu₂0+H₂O= 2Cu十2Li⁺+20H^-，下列说法不正确的是

A．放电时，Li^+透过固体电解质向Cu极移动

B．放电时，负极的电极反应式为Cu20+H2O+2e^-=Cu+2OH^-

C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu20

D．整个反应过程中，铜相当于催化剂

锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置（如图所示），电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是

A．充电时，阳离子通过交换膜移向装置右侧

B．充电时，左侧与右侧的溴化锌溶液的浓度差将减小

C．放电时装置发生的总反应为：Zn+Br2===ZnBr2

D．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应

汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO+2CO2CO₂+N₂．在密闭容器中发生该反应时c(CO₂)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。

① T₁＿(填“>”“<”或“=”)T₂。
② 在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v(N₂)=________。
（2）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可形成燃料电池，其原理如图所示。通入O₂的一极为_______(填“正极”或“负极”)，该电池在使用过程中石墨I电极上生成N₂O₅，其电极反应式为_________。

铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时：正极的电极反应式是________________；电解液中H₂SO₄的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按图连接

则电解一段时间后，在A电极上生成________、B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________

一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料吸氢后制备的二次电池(充放电电池)工作原理如下图所示，该电池的电解质为6 mol·L^－1KOH溶液，下列说法中正确的是

A．放电时K^＋移向碳电极

B．放电时电池负极的电极反应为H2－2e^－= 2H^＋

C．充电时镍电极的电极反应为Ni(OH)2 + OH^――e^－= NiO(OH) + H2O

D．该电池充电时将碳电极与电源的正极相连，发生氧化反应

氨气是一种重要工业原料，在工农业生产中具有重要的应用。
（1）已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)  △ H＝+180.5kJ·mol^－1
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) △H=－905 kJ·mol^－1
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   △H=－483.6kJ·mol^－1
则N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)的△H=_________________________。
（2）工业合成氨气的反应为N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)。在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后．改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是__________________。
①增大压强   ②增大反应物的浓度   ③使用催化剂  ④降低温度
（3）①实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，画出反应及收集的简易装置实验室还可在           （填一种试剂）中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
② 常温下氨气极易溶于水，溶液可以导电。氨水中水电离出的c(OH^－)          10^－7 mol·L^-1（填写“＞”、“＜”或“＝”）；
③ 将相同体积、PH之和为14的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序
为                  。
（4）合成氨的原料氢气是一种新型的绿色能源，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行图所示实验：(其中a、b均为碳棒)。如图所示:

右边Cu电极反应式是                           
a电极的电极反应式