液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如下图装置①。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。下列有关叙述不正确的是
| A．该燃料电池负极发生的电极反应为：N2H4+4OH－−4e－==N2↑+4H2O |
| B．用该燃料电池作为装置②的直流电源，产生7.1g Cl2至少需加入0.5 mol N2H4 |
| C．该燃料电池中，电子从左侧电极经外电路流向右侧电极，溶液OH－迁移到左侧 |
| D．该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触 |
N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，下列说法不正确的是
| A．通入N2的电极发生的电极反应式为：N2 + 6e- + 8H+="=" 2NH4+ |
| B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸 |
| C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极 |
| D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl |
硼及其化合物在耐髙温合金工业、催化剂制造、髙能燃料等方面应用广泛。
（1）氮化硼是一种耐高温材料，巳知相关反应的热化学方程式如下：
2B(s)+N2(g)=" 2BN(s)" ΔH="a" kJ • mol-1
B2H6 (g)="2B(s)" + 3H2 (g) ΔH ="b" kJ • mol-1
N2 (g) + 3H2 (g) 
2NH3 (g) ΔH ="c" kJ• mol-1
①反应B2H6(g)+2NH3(g)="2BN(s)" +6H2(g) ΔH = (用含a、b、c 的代数式表示)kJ ·mol-1。
②B2H6是一种髙能燃料，写出其与Cl2反应生成两种氯化物的化学方程式： 。
（2）硼的一些化合物的独特性质日益受到人们的关注。
①最近美国化学家杰西·萨巴蒂尼发现由碳化硼制作的绿色焰火比传统焰火（硝酸钡）更安全，碳化硼中硼的质量分数为78. 6%，则碳化硼的化学式为 。
②近年来人们将LiBH4和LiNH2球磨化合可形成新的化合物 Li3BN2H8和Li4BN3 H10，Li3BN2H8球磨是按物质的量之比n(LiNH2) : n(LiBH4) =" 2" : 1加热球磨形成的，反应过程中的X衍射图谱如图所示。
Li3BN2H8在大于250℃时分解的化学方程式为 ，Li3BN2H8与Li4BN3H10的物质的量相同时，充分分解，放出等量的H2，Li4BN3 H10分解时还会产生固体Li2NH和另一种气体，该气体是 。
（3）直接硼氢化物燃料电池的原理如图，负极的电极反应式为 。电池总反应的离子方程式为 。
英国赫瑞瓦特大学陶善文博士研究出以尿素为动力的燃 料电池新技术。用这种电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，关于该电池描述正确的是
| A．电池工作时H+移向负极 |
| B．该装置还可以将电能转化成为化学能 |
| C．理论上电池工作时，每消耗67．2L O2时，可以净化2mol CO(NH2)2 |
| D．电池的负极反应式为：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+ |
【改编】电化学方法是工业上常采用的一种污水处理方法。某含氮废水中含有NO3－，其降解的原理如图所示：
下列说法中不正确的是
| A．燃料电池的A极连接电解池的D级 |
| B．A电极的电极反应式为：CH4－8e－＋2H2O = CO2＋8H＋ |
| C．燃料电池工作时H＋移向左边 |
| D．每消耗标况下5.6 L甲烷，则电解池交换膜两侧电解液的质量变化差（Δm左—Δm右）为14.4g |
(15分)二甲醚（DME）被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H 1=－90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H 2=－23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H 3=－41.2kJ·mol-1
回答下列问题：
（1）则反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝ kJ·mol-1。
（2）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有 。
A．使用过量的CO B．升高温度 C．增大压强
（3）反应③能提高CH3OCH3的产率，原因是 。
（4）将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1L的反应器中，一定条件下发生反应：
4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示，下列说法正确的是 。
A．△H<0
B．P1<P2<P3
C．若在P3和316℃时，起始n(H2)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％
（5）采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2制备二甲醚。观察图2回答问题。催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为 时最有利于二甲醚的合成。
（6）图3为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为 。
（7）甲醇液相脱水法制二甲醚的原理是：CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O，
CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是 。
【原创】(12分)已知 X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，Y元素形成的化合物种类最多；W原子有2个未成对电子。X、Y、W三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。Q是第四周期元素，最外层只有一个电子，其余各层电子均充满。
请回答下列问题(用元素符号或化学式表示)：
（1）元素Y、Z、W的基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）M分子中Y原子轨道的杂化类型为 。
（3）Q+的核外电子排布式为 ，下图是由W、Q形成的某种化合物的晶胞结构示意图，该晶体的化学式 。（黑球代表Q原子）
（4）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是 。
（5）Z2X4在碱性溶液中能够将QW还原为Q2W，已知当1mol Z2X4完全参加反应时转移了4 mol电子，则该反应的化学方程式可表示为： 。
（6）一种处理汽车尾气中ZW、YW2的方法是在催化剂作用下使两者反应成无污染的气态。已知反应生成1gZ的单质时放出4.3kJ热量。此反应的热化学方程式为 。
（7）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置．最早用于有机废水处理，下图是利用微生物燃料电池处理含M废水的装置，其中3是质子交换膜．负极所在的左室中发生反应的电极反应式是 。
【改编】下面是常见的电化学装置图，①②④中均为惰性电极，下列说法错误的是
| A．装置①中电解一段时间后，要恢复原溶液，应加入一定量的水。 |
| B．装置②中b极为正极，该极的电极反应方程式为O2+4H++ 4e-=2H2O |
| C．装置③中铜片为阳极，若铜片和铁制品的质量相等，电解一段时间后，电路中有2mol电子转移，此时铜片和铁制品的质量差为128g |
| D．装置④中阳极每产生标况下11.2L Cl2，则阳离子交换膜上透过1mol Na+ |
【原创】原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族。另有元素R是用途最广泛的金属。
（1）W元素在周期表中的位置为 ；写出Y元素原子的价电子排布式： 。
（2）由X、Z两元素可以组成A、B两种化合物，A在一定条件下可以分解成B，A的电子式 。
（3）X、Y两元素按原子数目比3∶l和4∶2构成分子C和D，C的空间构型为 ，D—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，则D—空气燃料电池放电时，负极的电极反应式是： 。
（4）一定条件下，Y的单质气体与X的单质气体充分反应生成6.8g YX3气体，可放出18.44 kJ热量，则该反应的热化学方程式为 。
（5）科学家通过X射线探明，RO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，若在RO晶体中阴阳离子间最近距离为a cm，晶体密度为dg/cm3。则阿伏伽德罗常数NA表达式为 mol-1。
【改编】对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
（1）N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：
N2(g)+O2(g)=2NO(g) 
H=+180．5kJ·mol-1；
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-483．6 kJ·mol-1；
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =-92．4 kJ·mol-1。
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH ＝－44.0 kJ／mol
则氨的催化氧化反应生成液体水的热化学方程式为 。
（2）汽车尾气净化的一个反应原理为：2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) H<0。
一定温度下，将2．8mol NO、2．4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①增大压强，NO的平衡转化率 （填“增大”、“减小”、“不变”），0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入NO、CO2各1．2 mol，则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改变某一反应条件X，反应由原平衡I达到新平衡II，变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。
（3）某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池，则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变，下列说法正确的是 (填字母代号)。
a．放电过程中，需要向燃料电池中补充H+
b．溶液中的NH4Cl浓度增大，所以Cl-离子浓度也增大
c．每转移6．02
1023个电子，则有标准状况下11．2L电极反应物被氧化
d．为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液
【改编】碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应： Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)，
H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99．9％的高纯镍。对该反应的说法正确的是 (填字母编号)。
| A．升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，平衡向右移动 |
| B．缩小容器容积，平衡右移，H不变 |
| C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低，化学平衡常数增大 |
| D．当气体平均摩尔质量或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态 |
（2）CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫。
已知：C(s)+
O2(g)=CO(g) H=-Q1 kJ
mol-1
C(s)+ O2(g)=CO2(g) H=-Q2 kJmol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-Q3 kJmol-1
则SO2与CO反应生成S的热化学方程式为： 。
（3）金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图（3）是四种金属氧化物（Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时
与温度（t）的关系曲线图。
700oC时，其中最难被还原的金属氧化物是 (填化学式)，用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式系数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于 。
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如上图（4）所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，石墨II的电极反应式为 。
若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上转移电子 mol。
锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置（如图所示），电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是
| A．充电时电极a连接电源的负极 |
| B．放电时负极的电极反应式为Zn—2e－=Zn2+ |
| C．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 |
| D．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应 |
目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金、稀土系合金等。
（1）已知：Mg(s)+H2(g)＝MgH2(s) △H1＝－74.5 kJ·mol－1
Mg2Ni(s)+2H2(g)＝Mg2NiH4(s) △H2 ＝－64.4 kJ·mol－1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)＝2Mg(s)+ Mg2NiH4(s) △H3，则△H3 = kJ·mol－1。
（2）工业上用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁晶体脱水是关键工艺之一，一种氯化镁晶体脱水的方法是：先将MgCl2·6H2O转化为MgCl2·NH4C1·nNH3（铵镁复盐），然后在700℃脱氨得到无水氯化镁，脱氨反应的化学方程式为 。
（3）储氢材料Mg(AlH4)2在110～200℃的反应为：Mg(AlH4)2＝MgH2+2Al+3H2↑。生成2.7gAl时，产生的H2在标准状况下的体积为 L。
（4）采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料，并对Al－LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究：
①下图为25℃水浴时每克不同配比的Al－LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由下图可知，下列说法正确的是 （填字母）。
a．25℃时，纯铝与水不反应
b．25℃时，纯LiBH4与水反应产生氢气
c．25℃时，Al－LiBH4复合材料中LiBH4含量越高，1000s内产生氢气的体积越大
②下图为25℃和75℃时，Al－LiBH4复合材料[w (LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X－射线衍射图谱（X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。
从图中可知，25℃时Al－LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是 （填化学式）。
（5）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：
①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为a mol·L－1，平衡时苯的浓度为b mol·L－1，该反应的平衡常数K＝ 。
②一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。生成目标产物的电极反应式为 。
瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下，有关说法正确的是
| A．电池总反应为：4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O |
| B．电池工作时，OH－向正极移动 |
| C．电极2发生的电极反应为：O2+4H+ + 4e－=2H2O |
| D．电流由电极1经外电路流向电极2 |
下图所示是一种新近开发的一种固态燃料电池。它以熔融的碳酸盐为电解质，以甲烷为燃料,a、b均为惰性电极。关于该电池的下列说法中正确的是
| A．A处通入空气，B处通入甲烷 |
| B．a极电极反应式：CH4＋10OH--8e-＝CO32－＋7H2O |
| C．如用这种电池电镀铜，当镀件增重12.8g时，消耗标准状况下的空气2.24L |
| D．电池工作时电解质组成应保持稳定，因此必须有部分X物质参加循环，则X是二氧化碳 |
粤公网安备 44130202000953号