(14分，每空2分))镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2､碳粉､氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：
已知：①NiCl2易溶于水，Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4> NiC2O4·H2O > NiC2O4·2H2O
③Ksp[Ni(OH)2]=5．0×10-16， Ksp（NiC2O4）=5．0×10-10；
回答下列问题：
（1）酸溶后所留残渣的主要成分为 (填物质名称)。
（2）用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为 (填化学式)。
（3）写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式： 。
（4）写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式： 。
（5）电解过程中阴极反应式 ，沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化，写出氧化反应的离子方程式 。
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：
Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是
| A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3､负极为Fe |
| B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2 |
| C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 |
| D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O |
(14分)运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
（1）某硝酸厂处理尾气中NO的方法是：催化剂存在时用H2将NO还原为N2。已知：
则氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是 。
（2）在压强为0.1 Mpa条件，将a mol CO和3a mol H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应如下：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0。
①该反应的平衡常数表达式为________________。
②若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________。
A．升高温度
B．将CH3OH从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
（3）某研究小组在实验室研究某催化剂效果时，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO，温度超过775 ℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为________；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制最佳温度在________左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。
写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式________________。
（4）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为________________________。
水系锂电池具有安全、环保和价格低廉等优点成为当前电池研究领域的热点。以钒酸钠（NaV3O8）为正极材料的电极反应式为：NaV3O8+xLi++xe－= NaLixV3O8，则下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－ Li+ |
| B．充电过程中Li＋从阳极向阴极迁移 |
| C．充电过程中阳极的电极反应式为NaLixV3O8－xe－=NaV3O8+xLi+，NaLixV3O8中钒的化合价发生变化 |
| D．该电池可以用硫酸钠溶液作电解质 |
以硼氢化合物NaBH4（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，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
| A．电池放电时Na+从b极区移向a极区 |
| B．该电池的负极反应为：BH4－+8OH－－8e－===BO2－+6H2O |
| C．电极a采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用 |
| D．每消耗3 mol H2O2，转移的电子为3 mol |
研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）已知：2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH= -113.0kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比2∶1置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。
| A．体系压强保持不变 |
| B．混合气体颜色保持不变 |
| C．SO3和NO的体积比保持不变 |
| D．每消耗1molSO3的同时生成1mol NO |
测得上述反应达平衡时NO2与SO2的体积比为5∶1，则平衡常数K= 。
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图（1）所示。该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、
1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是： 。
（3）依据燃烧的反应原理，合成的甲醇可以设计如图（2）所示的原电池装置。
①该电池工作时，OH-向 极移动（填“正”或“负”）。
②该电池正极的电极反应式为 。
（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。
（2）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：
负极的电极反应式是 ；
正极的电极反应式是 。
（3）下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是 。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L（假设空气中氧气体积含量为20%）
（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是 。
铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的反应为
Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是
| A．Pb为正极被氧化 |
| B．溶液的pH不断减小 |
| C．放电时负极反应式是PbO2 +4H++ SO42-+2e-= PbSO4 +2H2O |
| D．溶液pH不断增大 |
科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为：
| A．H2＋2OH－＝2H2O＋2e－ | B．O2＋4H＋＋4e－＝2H2O |
| C．H2 -2e－＝2H＋ | D．O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ |
微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，负极反应为：Zn+2OH--—2e-==ZnO+H2O；正极反应为：Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-，根据反应式，判断下列叙述正确的是
| A．在使用过程中，电池正极区溶液的pH增大 |
| B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 |
| C．Zn是正极，Ag2O是负极 |
| D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应 |
（共10分前2个空每空一个1分，其余每空2分）依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s) ="===" Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示：
请回答下列问题：
（1）外电路中的电子是从_______ 电极流向________电极。
（2）银电极发生的电极反应为________________________；
X电极上发生的电极反应为___________________________；
（3）LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2==="4LiCl" ＋S ＋SO2↑。请回答下列问题：
写出电池的负极发生的电极反应为_________________________________________；
电池正极发生的电极反应为______________________________________；
某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是
| A．电子通过外电路从b极流向a极 |
| B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ |
| C．每转移0.2 mol电子，消耗标准状况下1.12 L的H2 |
| D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 |
NH3能被O2氧化生成NO，进而氧化成NO2，用来制造硝酸；将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸。
（1）2NO(g)+ O2(g)
2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率的不同压强（P1、P2）下随温度变化的曲线如图。
①P1______(填“>”或“<”)P2
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是____________。
（2）已2NO2(g)N2O4(g) △H1<0
2NO2(g)N2O4(l) △H2<0
下列能量变化示意图中，正确的是_______(填序号)
（3）50℃时在容积为1.0L的密闭容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随着反应的进行，混合气体的颜色变深。达到平衡后，改变反应 温度T，10s后又达到平衡，这段时间内，c(N2O4)以0.0020mol/(L·s)的平均速率降低。
①50℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60s 时段，反应速率v(NO2)为_________mol/(L·s)。
②T______(填“>”或“<”) 50℃。
③计算温度T时该反应的平衡常数K（写出计算过程）。
（4）科学家正在开发以氨代替氢气的新型燃料电池有许多优点；制氨工业基础好、技术成熟、成本低、储运方便等。直接供氨式碱性（KOH）燃料电池的总反应为：4NH3+3O2==2N2+6H2O，氨气应通入_______(填“正极”或“负极”)室，正极反应式为_____________________________
(10分)甲醇合成反应为：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)
（1）合成甲醇的反应过程中物质能量变化如图所示。写出合成甲醇的热化学方程式 。
（2）实验室在lL密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中，分别恒温在300 ℃和500 ℃反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：(表中数据单位：mol•L—l)
| 温度＼时间 |
10min |
20min |
30min |
40min |
50min |
60min |
| 300 ℃ |
0.40 |
0.60 |
0.75 |
0.84 |
0.90 |
0.90 |
| 500 ℃ |
0.60 |
0.75 |
0.78 |
0.80 |
0.80 |
0.80 |
①300 ℃时反应开始10分钟内，H2的平均反应速率为 ；
②500 ℃时平衡常数K的数值为 ；
③300 ℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是 (选填编号)。
a.c(H2)减小
b.正反应速率加快，逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加
d.重新平衡时
减小
（3）下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。
①甲中负极的电极反应式为 ；
②乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为 ；
③反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要 mL5.0 mol•L—lNaOH 溶液。
镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。如图为“镁一次氯酸盐”燃料电池示意图，电极为镁合金和铂合金。关于该电池的叙述正确的是
| A．E为该燃料电池的正极 |
| B．负极发生的电极反应式为ClO—＋2e—＋H2O＝Cl—＋2OH— |
| C．电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小 |
| D．镁燃料电池负极能发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低 |
氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l) △H1
②4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l) △H＝ 。（请用含有△H1、△H2的式子表示）
（2）合成氨实验中，在体积为3 L的恒容密闭容器中，投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示：
| 温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
| T1 |
2.4 |
| T2 |
2.0 |
已知：破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2（填“>”、“<”或“=”）
②在T2 K下，经过10min达到化学平衡状态，则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ，平衡时N2的转化率α（N2）= 。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（
）、N2体积分数φ（N2）和气体密度（ρ）与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
（3）某N2H4（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N2H4的质量为 g（假设溶液电解前后体积不变）。
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