高中化学化学电源新型电池试题

（共10分）将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH₄和O₂，构成甲烷燃料电池。已知，通入CH₄的一极，其电极反应式是：CH₄－8e^-+10OH^-==CO₃^2-+7H₂O；通入O₂的另一极，其电极反应式是：2O₂+8e^-+4H₂O==8OH^-。请完成下列各空：
（1）通入CH₄的电极为      极，发生            反应。
（2）该燃料电池的总反应式为                                             。
（3）若将该电池中的燃料改为氢气，请写出此时正负极的反应式：
正极：                           ，负极                           。

按要求完成下列问题：
（1）N₂（g）和H₂（g）反应生成1molNH₃（g）放出46.1KJ热量                   。
（2）航天领域使用氢氧燃烧电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应可以表示为：2H₂ + O₂ =2H₂O，酸式氢氧燃烧电池的电解池是酸。其负极反应可以表示为2H₂－4e^－=4H⁺，则其正极反应可以表示为；                       ；碱式氢氧燃烧电池的电解质是碱，其正极反应可以表示为：O₂+2H₂O+4e^－=4OH^－，则其负极反应可以表示为：          。
（3）用石墨作电极电解NaCl水溶液，阴极的电极反应                         。
（4）在粗铜精炼的反应中，      当阳极，阳极的电极反应                       。

电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是

A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细

B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能

C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化

D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

下列有关电化学原理的说法中，错误的是

A．在现实生活中，电化学腐蚀要比化学腐蚀严重的多，危害更大

B．在铜的精炼装置中，通常用粗铜作作阳极，精铜作阴极

C．氯碱工业，主要依托电解熔融的氯化钠来制取工业上重要的化工原料烧碱和氯气

D．可充电的电池称“二次电池”，在充电时，是将电能转变成化学能，在放电时，又将化学能转化成电能

氢氧燃料电池是一种能在航天飞机上使用的特殊电池，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是

A．由于A、B两电极没有活动性差别，不能构成原电池
B．A电极是负极，电极上发生氧化反应
C．产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池
D．外电路中电流由B电极通过导线流向A电极

（本题有2小题，共16分，每空2分）
（1）铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO₂，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为PbO₂＋Pb＋2H₂SO₄===2PbSO₄＋2H₂O，据此判断：
①铅蓄电池的负极材料是________。
②工作时，电解质溶液的酸性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。
④电流方向从________极流向________极。
（2）下图表示一定条件下，A、B、C三种气体物质的量浓度随时间变化的情形，回答下列问题：

①该反应的反应物是       。
②该反应的化学方程式为                。
③在0-2min，该反应用A表示的平均反应速率为      。

磷酸铁锂电池结构如右图所示。左边由LiFePO₄晶体组成，铝箔与电池一极连接；中间是聚合物隔膜，锂离子可以通过而电子不能通过；右边由石墨组成，铜箔与电池另一极连接，电池内充满电解质。在充电过程中 LiFePO₄中的锂离子脱出并伴随着铁元素的氧化。下列说法不正确的是

A．放电时，铝箔所在电极为负极，铜箔所在电极为正极

B．放电时，电池反应式为：FePO4＋Li = LiFePO4

C．充电时，Li^+向阴极移动

D．充电时，阳极的电极反应式为：LiFePO4 – e— = FePO4＋Li^+

糖生物电池是一种酶催化燃料电池（EFC），它使用便宜的酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是
A．该电池不宜在高温下工作
B．若该电池为酸性介质，正极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O
C．放电过程中，电池内阳离子向正极迁移
D．若该电池为碱性介质，以葡萄糖为原料并完全氧化，负极反应式为：C₆H₁₂O₆-24e^-+6H₂O=6CO₂↑+24H⁺

某研究小组提出了一种新的设想：利用原电池原理，设计一种H₂、Cl₂燃料电池，原电池总反应为：H₂＋Cl₂=2HCl，在对外提供电能的同时还可得到工业上具有重要用途的较浓的盐酸。他们设计的原电池装置如下，其中两个电极均为多孔铂电极。下列有关叙述不正确的是

A．a为负极，通入的气体为氢气

B．正极的电极反应式为：Cl2＋2e^－＝2Cl^－

C．电流由b极流出，经外电路到a极

D．原电池内部，H^＋移向负极，Cl^－移向正极

大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的的是

A．放电时电池内部H^+向负极移动

B．充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连

C．充电时阳极反应为Ni（OH）2+ OH^-- e^-=NiOOH+H2O

D．放电时负极的电极反应式为MHn-ne^－= M+nH^+

Ⅰ.（1）人们把拆开1 mol化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
已知N₂、O₂分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol^－1、497 kJ·mol^－1。
查阅资料获知如下反应的热化学方程式。
N₂(g)＋O₂(g)==="2NO(g)"    ΔH＝＋180 kJ·mol^－1；
N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)   ΔH＝＋68 kJ·mol^－1；
2C(s)＋O₂ (g)===2CO(g)   ΔH＝－221 kJ·mol^－1；
C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)   ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1。
①一定条件下，N₂与O₂反应生成NO能够自发进行，其原因是___，NO分子中化学键的键能为___kJ·mol^－1。
②CO与NO₂反应的热化学方程式为4CO(g)＋2NO₂(g)===4CO₂(g)＋N₂(g) ΔH＝________。
Ⅱ.熔融状态下，钠的单质和FeCl₂能组成可充电电池(装置示意图如下)，反应原理为：
2Na＋FeCl₂Fe＋2NaCl
放电时，电池的正极反应式为________________；充电时，________(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为____     __

热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO₄+2LiCl+Ca ＝CaCl₂+Li₂SO₄+Pb下列有关说法正确的是：（Pb的相对原子质量：207）

A．正极反应式：Ca+2Cl^-- 2e^-＝CaCl2

B．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转。

C．放电过程中，Li^+向负极移动

D．每转移0．1mol电子，理论上生成20．7gPb

有一种基于乙醇酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，其原理是通过将乙醇氧化为乙酸来测定血液中乙醇的含量。下列有关说法正确的是

A．电池工作时消耗5.6 L O2，转移电子为1 mol

B．检测时，电解质溶液中的H^＋向负极移动

C．正极上发生的反应为：O2＋4e^－＋2H2O＝4OH^－

D．负极上发生的反应为：CH3CH2OH－4e^－＋H2O＝CH3COOH＋4H^＋

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，则下列说法正确的是

A．构成该电池的正极和负极必须是两种活性不同的金属

B．充电时有CH3OH生成的电极为阳极

C．放电时电解质溶液的pH逐渐增大

D．放电时负极的电极反应为：CH3OH－6e^－ ＋8OH^－ ＝ CO3^2- + 6H2O

据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂为电极，导电离子是H^＋。下列对该燃料电池的描述正确的是
①正极反应为：O₂＋4H^＋＋4e^—= 2H₂O     ②电子由负极流向正极
③总的化学反应为：2H₂＋O₂2H₂O     ④氢离子通过电解质向正极移动
A．①②③         B.①②④         C．②③④       D．①②③④