高中化学化学电源新型电池试题

甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄(g) + H₂O (g) ＝CO(g) + 3H₂(g)    △H ＝+206.0 kJ/mol
II：CO (g) + 2H₂ (g) ＝ CH₃OH (g)  △H ＝—129.0 kJ/mol
（1）CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为_______________。
（2）将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH₄的转化率与温度的关系如图

假设100 ℃时达到平衡所需的时间为15min，则用H₂表示该反应的平均反应速率为_______________。
（3）写出甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式：______________。
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：

① 写出阳极电极反应式_______________。
② 写出除去甲醇的离子方程式_________________。

如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF₆是电解质，SO(CH₃)₂是溶剂，反应原理是4Li+FeS₂＝Fe+2Li₂S。下列说法正确的是

A．该装置将电能转化为化学能

B．Li^+向a极移动

C．可以用水代替SO(CH3)2做溶剂

D．b极反应式是FeS2＋4Li^+＋4e^-＝Fe＋2Li2S

美国化学家设计出以甲烷等碳氢化合物为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统电池。燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能，其效率高、污染低，是一种很有前途的能源利用方式。

（1）用KOH溶液做电解质，甲烷燃料电池的总反应方程式为______________；
（2）a是电池的____极，电极反应式为____________；
（3）标准状况时，通入甲烷1.12L，理论上通过导线的电子的数目为_______。

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） 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式： ___________                            。
（2）如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子，消耗标准状况下___________L氧气。  
（3） 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_______________________________。

乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池总反应为：C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂O，电池示意如图。下列说法中，错误的是

A．电池工作时，质子向电池的正极迁移

B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极

C．a极上发生的电极反应是：C2H5OH+3H2O+12e^－=2CO2+12H^＋

D．b极上发生的电极反应是：4H^++O2+4e^－=2H2O

A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH 不断增大

B．电池充电时，阳极反应为：Ni(OH)2 + OH^－ －e^－=" NiO(OH)" +H2O

C．电池充电时，氢元素被还原

D．电池放电时，负极反应为：H2－2e^－=2H^＋

(6分) 铅蓄电池是最普通的二次电源，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。已知PbSO₄是难溶性的电解质_，根据上述情况判断：
（1）蓄电池的负极是     ，其电极反应方程式为                      。
（2）蓄电池的正极反应方程式为：PbO₂ + 2e^- + 4H⁺ +SO₄^2- = PbSO₄ + 2H₂O，当电路中转移3mol电子时，被还原的PbO₂的物质的量为       。
（3）蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH______（填“增大”、“减小”、“不变”）。

某锂电池的电池总反应为4Li＋2SOCl₂=4LiCl＋S＋SO₂，下列有关说法正确的是(　　)

A．锂电极作电池负极，放电过程中发生还原反应

B．1 mol SOCl2发生电极反应转移的电子数为4 mol

C．电池的正极反应为2SOCl2＋2e^－=4Cl^－＋S＋SO2

D．组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行

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）。则下列说法正确的是（   ）

A．电池工作时，MnO2发生还原反应

B．电池负极的电极反应式为：2MnO2+H2O+2e^-→Mn2O3+2OH^-

C．电池工作时，K^+移向负极

D．电池工作时，电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减少6.5g

(10分) 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⁺+2SO^2-₄2PbSO₄+2H₂O，请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:[来
（1）放电时：正极的电极反应式是                    ;电解液中H₂SO₄的浓度将________（填变大、变小、不变）;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，电解一段时间后，则在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________________。

为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn-NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为  $Zn\left(s\right)+2NiOOH\left(s\right)+H_{2}O\left(l\right)\stackrel{\mathit{放电}}{\underset{\mathit{充电}}{\rightleftharpoons }}ZnO\left(s\right)+2Ni\left(OH{)}_2\right(s)$ 。下列说法错误的是（ ）

A．	三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．	充电时阳极反应为 $Ni\left(OH{)}_2\right(s)+OH{ }^{-}(aq)-e{ }^{-}=NiOOH(s)+H_{2}O(l)$
C．	放电时负极反应为 $Zn\left(s\right)+2OH{ }^{-}\left(aq\right)-2e{ }^{-}=ZnO\left(s\right)+H_{2}O\left(l\right)$
D．	放电过程中 $O{H}^{-}$ 通过隔膜从负极区移向正极区

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，电解液内部OH^-向负极移动

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0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：
2CH₃OH＋3O₂＋4OH^-2CO₃^2-＋6H₂O，则下列说法错误的是

A．放电时CH3OH参与反应的电极为正极

B．充电时电解质溶液的pH逐渐增大

C．放电时负极的电极反应式为：CH3OH－6e^－＋8OH^－＝CO3^2—＋6H2O

D．充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子

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） 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式： ___________                            。
（2）如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子，消耗标准状况下___________L氧气。  
（3） 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_______________________________。

某锂电池的电池总反应为4Li＋2SOCl₂=4LiCl＋S＋SO₂，下列有关说法正确的是(　　)

A．锂电极作电池负极，放电过程中发生还原反应

B．1 mol SOCl2发生电极反应转移的电子数为4 mol

C．电池的正极反应为2SOCl2＋2e^－=4Cl^－＋S＋SO2

D．组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行