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
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 。
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 |
新型NaBH4/H2O2燃料电池（DBFC）的结构如图所示，该电池总反应方程式：NaBH4+4H2O2═NaBO2+6H2O，有关的说法不正确的是（ ）
A．电极B为正极，纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率
B．放电过程中，Na+从正极区向负极区迁移
C．电池负极的电极反应为：BH4-+8OH--8e-═BO2-+6H2O
D．在电池反应中，每消耗1L 6mol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为12mol
甲醇是重要的化工原料，利用CO2和H2合成甲醇，发生的主反应如下：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H
已知：在25℃、101kPa 下，1g 甲醇燃烧生成 CO2和液态水时放热 22.70kJ．请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 ．
（1）在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应．测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示．回答：
0～10min 内，氢气的平均反应速率为 mol/(L•min)；第10min 后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入0.75mol CO2(g)和1.5mol H2O(g)，则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动．恒温恒压密闭容器中该反应达平衡状态的依据是(填序号) ．
| A．v正(CH3OH)=3v逆(H2) | B．混合气体的密度不变 |
| C．c(CH3OH)=c(H2O) | D．混合气体的总物质的量不变 |
（2）如图2，25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某NaCl溶液，该装置中 a 极为 极，负极反应式为 ．在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为12(假设NaCl 溶液的体积不变)，则理论上消耗甲醇的物质的量为 mol．
（3）取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1：3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H 0(填“＞”、“＜”或“=”)．
已知某碱性硼化钒(VB3)一空气电池工作时发生反应为：11O2＋4VB2=2V2O5＋4B2O3。以该电池作为电源，使用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体(标准状况)，则下列说法正确的是
| A．VB2电极发生的电极反应为：2VB2＋11H2O－22e－=V2O5＋2B2O3＋22H＋ |
| B．若B装置内的液体体积为400mL，则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.025mol/L |
| C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生 |
| D．外电路中电子由a电极流向b电极 |
工业废水随意排放会造成严重污染，根据成分不同可采用不同的处理方法。
（1）电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10－18mol2·L－2，Ksp(CuS)＝1.3×10－36mol2·L－2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中，能够产生沉淀的是_________（填序号）
A．Ba(NO3)2 B．BaCl2
C．Ba(OH)2 D．溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性，若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，则生成CuCl的离子方程式是___________。
（2）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，在废水中加入适量NaCl，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是______（填序号）
A．阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B．电解过程中溶液pH减小
C．过程中有Fe（OH）3沉淀生成
D．电路中每转移12 mol电子，最多有2mol Cr2O72-被还原
（3）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中，a电极作_________极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为___________。
铁是用途最广泛的金属材料之一，但生铁易生锈，请讨论电化学实验中有关铁的性质。
（1）某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应为_________，左侧烧杯中的c(Cl-)________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。
（3）用高铁酸盐设计的高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
①写出正极电极反应式________________________________。
②用高铁电池做电源，以铁为阳极，以铜作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当电池中有0.2molK2FeO4反应时，则在电解池中生成H2________L。（标准状况）
以硼氢化合物NaBH4(强电解质，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，其工作原理如图所示．下列说法正确的是（ ）
| A．电极a采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用 |
| B．电池放电时Na+从b极区移向a极区 |
| C．每消耗3mol H2O2，转移的电子为3mol |
| D．该电池的负极反应为：BH4-+8OH--8e-═BO2-+6H2O |
近年来科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC），它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全．电池总反应式为：C2H5OH+3O 2 →2CO 2+ 3H2O．下列说法不正确的是（ ）
A．1mol乙醇被氧化转移6mol电子
B．C2H5OH在电池的负极上参加反应
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D．电池正极的电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O
空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI)，SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
（1）一定温度下，向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol，发生反应SO2(g)＋NO2(g) 
SO3(g)＋NO(g)，测得上述反应5 min末到达平衡，此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1，则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)＝ ，此反应在该温度下的平衡常数K＝ 。
（2）甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H2合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中，充有10 mol CO和20 mol H2用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示：
①上述合成甲醇的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 。A、B两点对应的压强大小关系是PA PB(填“大于”、 “小于”或“等于”)。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时正极的电极反应式为 ，理论上通过外电路的电子最多为 mol。
LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4＋Li
LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是
| A．可加入硫酸以提高电解质的导电性 |
| B．放电时电池内部Li＋向负极移动 |
| C．充电过程中，电池正极材料的质量不变 |
| D．放电时电池正极反应为：FePO4＋Li＋＋e－＝LiFePO4 |
锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为
负极反应：C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+（C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）
正极反应：Li1-xMO2+xLi++x e-=LiMO2（LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物）
下列有关说法正确的是（ ）
| A．锂离子电池放电时电池反应为LiMO2+C6Li1-x=C6Li+Li1-xMO2 |
| B．锂离子电池充电时电池内部Li+向负极所连的电极移动 |
| C．锂离子电池放电时电池内部电流从负极流向正极 |
| D．锂离子电池充电时阳极反应为C6Li1-x+xLi++xe-=C6Li |
硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下，该电池工作时反应为： 4VB2 + 11O2→4B2O3 + 2V2O5。下列说法正确的是（ ）
| A．电极a为电池负极 |
| B．VB2中V的化合价为+4价 |
| C．电子由VB2极经KOH溶液流向a电极 |
| D．VB2极发生的电极反应为：2VB2 + 22OH−－22e−＝V2O5 + 2B2O3 + 11H2O |
粤公网安备 44130202000953号