高中化学化学电源新型电池选择题

(12分)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。
（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO₂和3mol H₂，发生的反应为：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H ＝－akJ·mol^－1（a＞0），测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________
A．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H₂，同时生成0.4molH₂O
D．反应中H₂O与CH₃OH的物质的量浓度之比为1:1， 且保持不变
②下列措施中能使增大的是________ （选填编号）。
A．升高温度    
B．恒温恒容下充入He(g)
C．将H₂O(g)从体系中分离 
D．恒温恒容再充入2 mol CO₂和3 mol H₂
③计算该温度下此反应的平衡常数K＝___________ , 若改变条件         （填选项），可使K＝1。
A增大压强            B增大反应物浓度           C．降低温度 
D．升高温度            E．加入催化剂

（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示：M区发生反应的电极反应式为_______________________________。

我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钒氧化物二次电池，其成本较低，对环境无污染，能量密度远远高于其它材料电池，电池总反应为：V₂O₅+xLiLi_xV₂O₅。下列说法中正确的是

A．锂在放电时做正极材料，充电时为阳极材料

B．电池在放电时，Li^+向负极移动

C．该电池充电时阳极的反应为：LixV2O5－xe^－＝V2O5 + xLi^+

D．V2O5只是锂发生反应的载体，不参与电池反应

据报道，以硼氢化合物NaBH₄（B元素的化合价为+3价）和H₂O₂作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO₂，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如下图所示。

下列说法错误的是（   ）

A．电池放电时Na^+从a极区移向b极区

B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用

C．该电池的负极反应为：BH＋8OH^－－8e^－＝BO＋6H2O

D．每消耗3 mol H2O2，转移的电子为3 mol

镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)₂ + MNiOOH + MH
已知：6NiOOH + NH₃ + H₂O + OH^－6Ni(OH)₂ + NO₂^－。
下列说法正确的是

A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e^－Ni(OH)2 + OH^－

B．充电过程中OH^－离子从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e^－MH + OH^－，H2O中的H被M还原

D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

如图所示是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是

A．放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e^－→Ni(OH)2＋OH^－

B．电池的电解液可为KOH溶液

C．充电时负极反应为MH＋OH^－→H2O＋M＋e^－

D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高

下列离子方程式错误的是

A．向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸：Ba^2^＋＋2OH^－＋2H^＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O

B．酸性介质中KMnO4氧化H2O2：2MnO＋5H2O2＋6H^＋===2Mn^2^＋＋5O2↑＋8H2O

C．等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和HCl溶液混合：Mg^2^＋＋2OH^－===Mg(OH)2↓

D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4＋2H2O－2e^－===PbO2＋4H^＋＋SO

某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl₂===2AgCl。下列说法正确的是

A．正极反应为AgCl＋e^－===Ag＋Cl^－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mol e^－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

工业上常用Fe作电极电解处理含Cr₂O₇^2-的酸性废水,最终使铬元素以Cr(OH)₃沉淀的形式除去。某科研小组用该原理处理污水,设计装置如图所示。下列说法一定不正确的是

A．燃料电池中若有1.6 g CH4参加反应,则甲中C电极理论上生成气体体积为8.96 L

B．实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,可加入适量的Na2SO4

C．该燃料电池正极的电极反应式为:O2+4e^-+2CO22

D．甲中阳极附近溶液中的离子反应方程式是:+6Fe^2++14H^+2Cr^3++6Fe^3++7H2O

下图为某种甲醇燃料电池示意图，工作时电子流方向如图所示。下列判断正确的是

A．X为氧气

B．电极A反应式：CH3OH-6e^-+H2O = CO2+6H^+

C．B电极附近溶液pH增大

D．电极材料活泼性：A>B

微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag₂O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn+2OH^——2e=ZnO+H₂O，Ag₂O+H₂O+2e=2Ag+2OH^—，总反应为：Ag₂O+Zn="2Ag+ZnO" 根据上述反应式，判断下列叙述中，正确的是：

A．在使用过程中，电池负极区溶液pH值增大

B．在使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极

C． Zn是负极，Ag2O是正极

D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应

化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电．尿素燃料电池结构如图所示，下列关于描述正确的是

A．电池工作时H^+移向负极

B．该电池用的电解质溶液是KOH溶液

C．甲电极反应式为：CO（NH2）2 + H2O－6e- ═ CO2 + N2 + 6 H^+

D．电池工作时，理论每净化1mol CO（NH2）2，消耗33.6 L O2

美国IBM公司设计出了一款新型锂空气电池，其原理就是通过吸入空气与设备内的锂离子发生反应，进行能量的提供。因其独特的放电方式，也称呼吸式电池。负极采用金属锂条，负极的电解液采用含有锂盐的有机电解液。中间设有用于隔开正极和负极的锂离子固体电解质。正极的水性电解液使用碱性水溶性凝胶，与由微细化碳和廉价氧化物催化剂形成的正极组合。如图所示。下列说法不正确的是 

A．负极反应：Li-e^-=Li^+，金属锂以锂离子（Li^+）的形式溶于有机电解液，电子供应给导线。溶解的锂离子（Li^+）穿过固体电解质移到正极的水性电解液中。

B．正极反应：O2+2H2O+4e^-=4OH^-，在正极的水性电解液中与锂离子（Li^+）结合生成水溶性氢氧化锂（LiOH），并能实现锂元素的循环。

C．在负极的有机电解液和空气极的水性电解液之间，用只能通过锂离子的固体电解质隔开，以防止两电解液发生混合，而且能促进电池发生反应。

D．锂-空气电池至今都未普及，原因是它存在致命缺陷，即固体反应生成物氧化锂（Li2O）在正极堆积，使电解液与空气的接触被阻断，从而导致放电停止。

研究人员最近发现了一种“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“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是(　     　)

A．正极反应式：Ag＋Cl^－－e^－="=" AgCl

B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

C．Na^＋不断向“水”电池的负极移动

D．AgCl是还原产物

镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiO（OH） + 2H₂OCd(OH)₂ + 2Ni(OH)₂
有关该电池的说法正确的是（  ）

A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 + OH^- -e- NiO（OH ）+ H2O

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH^-向正极移动

铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni₂O₃＋3H₂O===Fe(OH)₂＋2Ni(OH)₂下列有关该电池的说法不正确的是 (　　)

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH^－－2e^－===Fe(OH)2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH^－－2e^－===Ni2O3＋3H2O