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高中化学

全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的 S 8 材料,电池反应为: 16 Li + x S 8 = 8 L i 2 S x ( 2 x 8 ) 。下列说法错误的是(    

A.

电池工作时,正极可发生反应: 2L i 2 S 6 +2L i + +2 e - =3L i 2 S 4

B.

电池工作时,外电路中流过 0 . 02 mol 电子,负极材料减重 0 . 14 g

C.

石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D.

电池充电时间越长,电池中 L i 2 S 2 的量越多

来源:2017年全国统一高考理综试卷(全国Ⅲ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:   

(1)Deacon发明的直接氧化法为: 4 H C l ( g ) + O 2 ( g ) = 2 C l 2 ( g ) + 2 H 2 O ( g ) 。下图为刚性容器中,进料浓度比 c(HCl) ∶ c ( O 2 ) 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:

可知反应平衡常数 K(300℃)________ K(400℃)(填"大于"或"小于")。设HCl初始浓度为 c 0 , 根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O 2)=1∶1的数据计算 K(400℃)=________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ c ( O 2 ) 过低、过高的不利影响分别是________。

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:

C u C l 2 ( s ) = C u C l ( s ) + 1 2   C l 2 ( g )  Δ H 1 = 83 k J · m o l   - 1

C u C l ( s ) + 1 2 O 2 ( g ) = C u O ( s ) + 1 2 C l 2 ( g )  Δ H 2 = - 20 k J · m o l   - 1

C u O ( s ) + 2 H C l ( g ) = C u C l 2 ( s ) + H 2 O ( g )     Δ H 3 = - 121 k J · m o l   - 1

4 H C l ( g ) + O 2 ( g ) = 2 C l 2 ( g ) + 2 H 2 O ( g ) 的   Δ H=________ k J · m o l   - 1

(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是________。(写出2种)   

(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:

负极区发生的反应有________(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气________L(标准状况)

来源:2019年全国统一高考理综试卷(全国Ⅲ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

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  Z n ( s ) + 2 N i O O H ( s ) + H 2 O ( l ) 充电 放电 Z n O ( s ) + 2 N i ( O H ) 2 ( 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 N i ( O H ) 2 ( s ) + O H   ( a q ) e   = N i O O H ( s ) + H 2 O ( l )

C.

放电时负极反应为 Z n ( s ) + 2 O H   ( a q ) 2 e   = Z n O ( s ) + H 2 O ( l )

D.

放电过程中 O H 通过隔膜从负极区移向正极区

来源:2019年全国统一高考理综试卷(全国Ⅲ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时, O 2 L i + 在多孔碳材料电极处生成 L i 2 O 2 - x x = 0 1 。下列说法正确的是(  )

A.

放电时,多孔碳材料电极为负极

B.

放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

C.

充电时,电解质溶液中 L i + 向多孔碳材料区迁移

D.

充电时,电池总反应为 L i 2 O 2 - x = 2 L i + 1 - x 2   O 2

来源:2018年全国统一高考理综试卷(全国Ⅲ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

我国科学家研发了一种室温下"可呼吸"的 N a - C O 2 二次电池,将 N a C l O 4 溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为: 3 C O 2 + 4 N a 2 N a 2 C O 3 + C ,下列说法错误的是()

A.

放电时, C l O 4 - 向负极移动

B.

充电时释放 C O 2 ,放电时吸收 C O 2

C.

放电时,正极反应为: 3 C O 2 + 4 e - = 2 C O 3   2 - + C

D.

充电时,正极反应为 N a + + e - = N a

来源:2018年全国统一高考理综试卷(全国Ⅱ卷)化学部分
  • 题型:未知
  • 难度:未知

锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为 2 Z n + O 2 + 4 O H + 2 H 2 O 2 Z n O H 4 2 。下列说法正确的是( )

A.

充电时,电解质溶液中K +向阳极移动

B.

充电时,电解质溶液中 c O H 逐渐减小

C.

放电时,负极反应为: Z n + 4 O H 2 e Z n O H 4 2

D.

放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)

来源:2016年全国统一高考理综试卷(新课标Ⅲ卷)(化学部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时 MV 2 + / MV + 在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是(  )

A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能

B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应 H 2 + 2 MV 2 + 2 H + + 2 MV +

C.正极区,固氮酶为催化剂, N 2 发生还原反应生成 NH 3

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

来源:2019年全国统一高考理综试卷(全国Ⅰ卷(化学部分))
  • 题型:未知
  • 难度:未知

某燃料电池主要构成要素如图所示,下列说法正确的是(  )

A.电池可用于乙醛的制备

B.b电极为正极

C.电池工作时,a电极附近pH降低

D.a电极的反应式为O 2+4e ﹣4H +═2H 2O

来源:2020年海南省高考化学试卷
  • 题型:未知
  • 难度:未知

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)写出氢氧燃料电池工作时负极反应方程式:
负极:                                  
(2)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:                       
(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                  
(4)若将此燃料电池改进为直接以有机物 A 和氧气为原料进行工作,有机物 A 只含有 C、H、 O 三种元素,常用作有机合成的中间体。16.8 g 该有机物经燃烧生成 44.0 g CO2 和 14.4 g H2O ;质谱图表明其相对分子质量为 84,红外光谱分析表明 A 分子中含有 O—H 键和位于分子端的-C≡C-键,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积为 6:1:1。A 的分子式是                  A的结构简式是                   

  • 题型:未知
  • 难度:未知

圣路易斯大学研制的新型乙醇燃料电池,用能传递质子(H+)的介质作溶剂,反应为C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O,如图是该电池的示意图,下列说法正确的是

A.a极为电池的正极
B.电池正极的电极反应为4H++O2+4e-=2H2O
C.电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极
D.电池工作时,1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移
  • 题型:未知
  • 难度:未知

获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解质为AlI3溶液,已知电池总反应为2Al+3I2═2AlI3.下列说法不正确的是

A.该电池负极的电极反应为:Al﹣3e═Al3+
B.电池工作时,溶液中的铝离子向正极移动
C.该电池可能是一种可充电的二次电池
D.消耗相同质量金属时,用锂做负极时,产生电子的物质的量比铝多
  • 题型:未知
  • 难度:未知

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛.生产煤炭气的反应之一是:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  H=+131.4kJ/mol
(1)在容积为3L的密闭容器中发生上述反应,5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L,用H2O表示0~5min的平均反应速率为______________。
(2)关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___________.
A.CO的含量保持不变
B.v(H2O)=v(H2)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如图),在t1时刻改变某一条件,请在图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:

①缩小容器体积,t2时到达平衡(用实线表示);
②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡(用虚线表示).
(4)在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇,CH3OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol,283.0kJ/mol,1molH2O(l)变为H2O(g)吸收44.0 kJ的热量,写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式_______________________
(5)如下图所示,以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程.乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时,丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了甲醇(CH3OH)制氢车载燃料电池工艺,其原理如下流程图所示:

①流程图中,甲醇与水在选择氧化器中反应生成二氧化碳和氢气,写出该反应的化学方程式            
②该车载燃料电池的介质为碱性环境,请写出该燃料电池的正极反应式为                            
(2)美国Bay等工厂成功研制了以甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:

①此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式K=     
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表,在830 ℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有________(填实验编号)。

温度/℃
400
500
830
1 000
平衡常数K
10
9
1
0.6
实验编号
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1

③若400 ℃时,第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2kJ,第Ⅰ步反应的热化学方程式为:CH4(g) + H2O(g) === 3H2(g) + CO(g) ΔH=-103.3 kJ·mol-1则400 ℃时,甲烷和水蒸反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为:                          
(3)我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法,下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。

要得出如图所示的实验结果,需要测定的实验数据是             ,本实验的目的是                

  • 题型:未知
  • 难度:未知

甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成.电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH═2CO+6H2O.则下列说法正确的是

A.电池放电时通入空气的电极为负极
B.电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e+H2O═CO2↑+6H+
C.由于CO水解显碱性,电池放电时,电解质溶液的pH逐渐增大
D.电池放电时每消耗1molCH3OH转移6mol电子
  • 题型:未知
  • 难度:未知

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
  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学化学电源新型电池试题