高中化学化学电源新型电池填空题

Ⅰ．下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少；甲池中发生的反应为：
CH₄ +2O₂ + 2KOH ＝ K₂CO₃+ 3H₂O 。回答下列问题：

（1） M 电极材料是               ，N电极的电极反应式为                   ，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为     __________   _    。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g 时，甲池中理论上消耗标准状况下的氧气体积为        L；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池溶液中的H⁺的物质的量浓度为                  。

I、 肼（N₂H₄）又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19．5kJ热量（25℃时），表示N₂H₄燃烧的热化学方程式是_________________________
II、在火箭推进器中装有强还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂（H₂O₂），当它们混合时，即产生大量的N₂和水蒸气，并放出大量热。已知0．4mol液态肼和足量H₂O₂反应，生成氮气和液态水，放出327．05kJ的热量。
（1）写出该反应的热化学方程式_______________。
（2）已知H₂O（l）====H₂O（g）；△H=+44kJ·mol^-1，则16 g液态肼燃烧生成氮气和水蒸气时，放出的热量是______________kJ。
（3）已知N₂（g）+2O₂（g）="===2" NO₂（g）；△H=+67．7 kJ·mol^-1， N₂H₄（g）+O₂（g）="==" N₂（g）+2H₂O （g）；△H="-534" kJ·mol^-1，根据盖斯定律写出肼与NO₂完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式__________________。
III、肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：_________________________；
负极的电极反应式：_______________________    __。

据报道，苹果公司开发了一种以液态甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月．下图是一个电化学过程的示意图．

已知甲池的总反应式为：2CH₃OH＋3O₂＋4KOHK₂CO₃＋6H₂O 请填空：
（1）充电时：①原电池的负极与电源______极相连,②阳极的电极反应为________．
（2）在此过程中若完全反应，乙池中B极的质量增加648g，则甲池中理论上消耗O₂____L（标准状况下）．
（3）电解制备Al(OH)₃时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为           。

（1）今有2H₂+O₂ 2H₂O反应，构成燃料电池，则负极通入的应是        ，正极通的应是       。电极反应式为正极：            ；负极：           ；
（2）若把KOH溶液改为稀H₂SO₄作电解质，则电极反应式为
正极：             ；负极：               ；
（1）和（2）的电解质不同，反应后，其溶液的pH各有什么变化？               ；
（3）若把H₂改为CH₄，用KOH溶液作电解质溶液，则负极的电极反应式为               。

有X、Y、Z、W四种短周期元素，原子序数依次增大。X的阳离子就是一个质子。Z、W在周期表中处于相邻位置，它们的单质在通常状况下均为无色气体。Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。请回答：
（1）Y的原子结构示意图为              ，YW₂的结构式为                  。
（2）将X₂、W₂按下图所示通人某燃料电池中，其中，b电极的电极反应式为                    。

若有16gW₂参加反应，转移的电子是          N_A。
（3）由X、Y、Z、W四种元素组成的无机酸酸式盐，与足量的NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为           。

直接甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源．

（1）101KPa时，1mol气态CH₃OH完全燃烧生成CO₂气体和液态水时，放出726.51kJ的热量，则甲醇燃烧的热化学方程式是                 ．
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：
①CH₃OH（g）+H₂O （g）═CO₂（g）+3H₂（g）；△H₁═+49.0KJ•mol^﹣1
②CH₃OH（g）+ O₂（g）═CO₂（g）+2H₂（g）；△H₂═？
已知H₂（g）+ O₂（g）═H₂O （g）△H═﹣241.8KJ•mol^﹣1，则反应②的△H₂=        ．
（3）一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极，稀硫酸作电解液，一极直接加入纯化后的甲醇，同时向另一个电极通人空气．则甲醇进入        极，正极发生的电极反应方程式为             ．

（1）今有2H₂+O₂ =2H₂O反应，构成碱性KOH燃料电池，则负极电极反应式为            ，正极电极反应式是              。
（2）若把KOH改为稀H₂SO₄作电解质，则负极电极反应式为                ；正极电极反应式为           。（1）和（2）的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么变化？                。
（3）若把H₂改为CH₄，用KOH作电解质，则负极电极反应式为         ；正极电极反应式为         。

（1）已知甲烷燃料电池的总反应式为CH₄+2O₂+2KOH==K₂CO₃+3H₂O，电池中有一极的电极反应为CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2－＋7H₂O这个电极是燃料电池的      （填“正极” 或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：
（2）已知吸热反应2HI(g) ===H₂(g) + I₂(g)吸收热量11kJ，1mol H₂(g)、1mol I₂(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ。

（1）已知甲烷燃料电池的总反应式为CH₄+2O₂+2KOH==K₂CO₃+3H₂O，电池中有一极的电极反应为CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2－＋7H₂O这个电极是燃料电池的      （填“正极” 或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：
（2）已知吸热反应2HI(g) ===H₂(g) + I₂(g)吸收热量11kJ，1mol H₂(g)、1mol I₂(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ。

（1）甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5KJ热量，则甲烷燃烧的热化学方程式为               。
（2）科研人员新近开发出一种由甲醇（CH₃OH）和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，可供手机连续使用一个月才充一次电，据此请回答以下问题：
A、甲醇在    （正或负）极上发生反应，电极反应式为               。
B、电池反应的离子方程式：               。

固定和利用CO₂，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。
（1）工业上正在研究利用CO₂来生产甲醇燃料的方法。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)===H₂O(g)ΔH₁＝－242 kJ/mol
CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH₂＝－676 kJ/mol
①写出CO₂和H₂反应生成气态甲醇等产物的热化学方程式：___________________。
②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是________(填字母序号)。

（2）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：

①该电池外电路电子的流动方向为________(填写“从A到B”或“从B到A”)。
②工作结束后，B电极室溶液的酸性与工作前相比将________(填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。
③A电极附近甲醇发生的电极反应式为________。

钮扣电池的电极材料为Zn和Ag₂O，电解质溶液为KOH，其电极反应为：
Zn + 2OH^-－2e^- =" ZnO" + H₂O     Ag₂O + H₂O + 2e^- =" 2Ag" + 2OH^-
电池的负极是     （填电极材料），正极发生的是     反应(填反应类型)，
总反应式为                      。

(14分)分析下图，回答以下问题：

（1）水电解生成H₂，首先要解决的问题是________________________________。
（2）氢气作为理想的“绿色能源”除了来源丰富，还有哪些优点：
①________________________________，②_____________________________。
（3）氢氧燃料电池是氢能源利用的一个重要方向，氢气在________极上发生________反应。若电解质溶液为KOH溶液，写出正负极上的电极反应：
正极________________________________，负极________________________________。

（I）下列装置能组成原电池的是          （填序号）

（II）将CH₄设计成燃料电池，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）

①     （填A或B）处电极入口通甲烷，其电极反应式为               ；
②当消耗甲烷的体积为11.2 L（标准状况下）时，则导线中转移电子数为        ，消耗KOH的物质的量为                 。

研究和开发CO₂和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。
（1）CO可用于合成甲醇。在体积可变的密闭容器中充入4molCO和8molH₂，在催化剂作用下合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）(Ⅰ)，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示：

①该反应正向属于________反应；（填“吸热”或放热”）。
②在0.1Mpa 、100℃的条件下，该反应达到平衡时CH₃OH体积分数为            。
③在温度和容积不变的情况下，向平衡体系中再充入4molCO，8molH₂，达到平衡时CO转化率_______（填“增大”，“不变”或“减小”）， 平衡常数K_______（填“增大”，“不变”或“减小”）。
（2）在反应(Ⅰ)中需要用到H₂做反应物，以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：
CH₄（g）+ H₂O（g）= CO（g）+3H₂（g）     △H="+206.2" kJ·mol^-1
CH₄（g）+ CO₂（g）= 2CO（g）+2H₂（g）     △H="+247.4" kJ·mol^-1
则CO和H₂O（g）反应生成CO₂和H₂的热化学方程式为：                         。
（3）CO还可以与氧气组成碱性燃料电池，电解质溶液是20％～30％的KOH溶液。则该燃料电池放电时，负极的电极反应式为_______________________________。