化学电源燃料电池

试卷第1页，总2页综合训练四10.81．氢氧燃料电池的原理如图所示：回答下列问题：（1）反应时电子从极流出（填a或b）（2）若电解质溶液为H2SO4溶液，则正极的电极反应式为，电池工作一段时间后，电解质溶液的酸性将会（填“增强”、“减弱”或“不变”）（3）若电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为，（4）电池工作时若转移4mol电子，则理论上需通入标况下的氢气L.2．甲烷燃料电池电解质溶液：稀硫酸溶液。电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O负极通入的气体是______正极通入的气体是______；负极反应：___________；正极反应：_______________。3．请按要求写出下列反应方程式：（1）请写出下列溶液水解(或双水解)的离子反应方程式：①次氯酸钠溶液：②泡沫灭火器工作原理：③氯化铁溶液与偏铝酸钾溶液混合：（2）请写出酸性条件下氢氧燃料电池的电极反应方程式：负极：正极：4．我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型海水标志灯。该灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其能量比干电池高20─50倍（海水呈弱碱性），请回答：该电源负极材料是_____，正极主要的反应物质是_____，总反应方程为：____________________5．（5分）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图所示；两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。试卷第2页，总2页a极是极，b极是极，负极反应式为：。6．甲醇是结构最为简单的饱和一元醇，又称“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料，主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下：反应①：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)△H1＝－90.77kJ/mol反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)△H2反应③：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H3＝－49.58kJ/mol（1）反应②的△H2＝__________________（2）若500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3，已知500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0，并测得该温度下反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时V正________V逆(填“＞”、“＝”或“＜”)（3）在3L容积可变的密闭容器中发生反应②，c(CO)随反应时间t变化如图中曲线I所示。若在t0时刻分别改变一个条件，曲线I变为曲线II和曲线III。当曲线I变为曲线II时，改变的条件是。当通过改变压强使曲线I变为曲线III时，曲线III达到平衡时容器的体积为_____________。（4）甲醇燃料电池可能成为未来便携电子产品应用的主流。某种甲醇燃料电池工作原理如图所示，则通入a气体的电极电极反应式为。（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。常温条件下，将amol/L的CH3COOH与bmol/LBa(OH)2溶液等体积混合，反应平衡时，2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________________。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第1页，总4页参考答案1．C【解析】试题分析：溶度积常数越小，溶解度越小，则根据溶度积常数的相对大小可知，三种饱和溶液中溶质的物质的量浓度的大小顺序为c(AgX)＞c(AgY)＞c(AgZ)，A正确；Ksp(AgX)＞Ksp(AgY)，则根据沉淀转化的方向可知，选项B正确；如果溶液中Y－的物质的量浓度为1.0×10－2mol/L，则溶液中银离子的浓度也应该是1.0×10－2mol/L，此时二者的浓度之积大于Ksp(AgY)，显然是不可能的，C错误；同样根据沉淀容易向生成更难溶的方向转化可知，选项D正确，答案选C。考点：考查溶度积常数的有关判断、应用和计算点评：该题是高考中的常见题型，难度较大。对学生的要求高，不易得分。该题的关键是明确溶度积常数的含义，以及影响溶度积常数的元素，并能结合题意灵活运用即可，有利于培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。2．A【解析】试题分析：A、二氧化硫中硫元素为+4价，可以是硫元素化合价降低生成的产物，也可以是硫元素化合价升高生成的产物，故正确；B、硫燃烧只能生成二氧化硫不能生成三氧化硫，故错误；C、大气中的二氧化硫主要来自于化石燃料的燃烧，故错误；D、二氧化硫有漂白性，但不能时石蕊褪色，故错误。考点：二氧化硫的来源和性质3．C【解析】试题分析：醋酸和盐酸都是一元酸，在溶液体积和物质的量浓度都相同的条件下，与足量镁粉反应生成的氢气体积相等；但由于醋酸是弱酸，溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋，盐酸是强酸，因此盐酸与镁粉反应的速率快，反应所需的时间少，所以符合条件的图像是选项C，答案选C。考点：考查弱电解质的电离、外界条件对反应速率的影响以及图像识别4．D【解析】试题分析：A.在燃料电池中，氧气作正极，可燃性气体作负极，所以用熔融碳酸盐作电解质时，负极的电极反应式为CO-2e-+CO32-=2CO2，A正确；B.锌与硫酸铜反应生成Cu，锌、铜和稀硫酸构成原电池，能加快化学反应速率，B正确；C.铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，而铁在浓硝酸中发生钝化，所以可在常温下用铜和铁作电极，使用浓硝酸作电解质溶液将上述反应设计成原电池，C正确；D.原电池中电子从负极出发，经外电路流向正极，阳离子在正极放电，溶液中的阴阳离子定向移动，阴离子在负极放电，构成闭合回路，即电子不进入电解液，D错误；答案选D。考点：考查燃料电池，化学反应速率的影响因素，原电池的工作原理等知识。5．B【解析】试题分析：A、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，水解为吸热反应，升高温度，促进水解，溶液显酸性，酚酞与酸显无色，故错误；B、酚酞与碱变蓝，CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，水解为吸热反应，升高温度，促进水解，碱性增强，颜色加深，故正确；C、NH3·H2ONH4＋＋OH－，加入氯化铵，抑制电离，c(OH－)减小，碱性减弱，颜色变浅，故错误；D、小苏打溶液中加入NaCl固体，对溶液无影响，颜色无变化，故错误。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第2页，总4页考点：考查影响盐类水解的因素、影响弱电解质电离的因素等知识。6．C【解析】试题分析：A.中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水，不影响待测液的溶质的物质的量，所以不影响消耗标准液的体积，对中和滴定结果无影响，A项正确；B.滴定管不用待盛装的溶液润洗，相当于给溶液稀释，会造成误差，B项正确；C．滴定时，眼睛应观察锥形瓶内溶液颜色的变化，以判断终点，C项错误；D.称量固体，遵循左物右码的原则，则称量物放在称量纸上，置于托盘天平的左盘，砝码放在托盘天平的右盘，D项正确；答案选C。考点：考查化学实验的基本操作。7．C【解析】试题分析：A、该反应为体积缩小的反应，增大压强，平衡正移，但甲乙两曲线平衡状态相同，故该图不应是压强的影响，而应是催化剂的影响，错误；B、乙酸为弱电解质，其中通入氨气后导电能力逐渐增强，错误；C、由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，b曲线表示反应的活化能降低，说明加入了催化剂，正确；D、碳酸钠溶液中加入盐酸，刚开始不会生成二氧化碳气体，错误；故本题选择C。考点：化学图像的描述8．C【解析】试题分析：为S2—，S2—会结合水电离的H+生成HS—，故S2—会影响水的电离，故A项错误；B．表示的物质加入水中。HCl电离HCl=H++Cl—，故c(H＋)增大，抑制水的电离，故B项错误；为CH3COO—，CH3COO—会水解结合水电离的H＋，促进水的电离，温度不变则KW不变，故C项正确；水的电离程度不但与温度有关，温度越高，电离程度越大，还与溶液中离子有关，H＋、OH－会抑制水的电离，弱酸根或弱碱阳离子均会促进水的电离，故D项错误；本题选C。考点：水的电离及影响因素。9．C【解析】试题分析：A、从图分析，当pH=1.2时，溶液中的H2R和HR-物质的量分数相等，根据电荷守恒分析，有c(K+)+c(H+)=c(OH－)+c(HR-)，则c(K+)+c(H+)=c(OH－)+c(H2R)，正确，不选A；B、从pH=1.2和pH=4.2分析，Ka1=10-1.2，Ka2=10-4.2，由电离平衡常数分析，则c2(HR－)/[c(H2R)×c(R2－)]=Ka1/Ka2=1000，正确，不选B；C、将相同的物质的量的两种固体完全溶于水，可以配制成不同浓度的溶液，溶液的浓度不同，pH不同，不一定是4.2，错误，选C；D、向pH=1.2的溶液中加KOH溶液将pH增大至4.2的过程中，溶液中由酸电离出的氢离子浓度减小，则对水的电离抑制程度减小，水的电离程度一直增大，正确，不选D。考点：酸碱混合时定性判断和有关pH的计算10．（1）a；本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第3页，总4页（2）O2+4e--+4H+==2H2O；减弱；（3）H2-2e--+2OH--=2H2O；（4）44.8；【解析】试题分析：（1）原电池中，反应时电子从负极流出，经导线流向正极，氢氧燃料电池属于原电池原理的应用，通入氢气的是负极，故选填a；（2）若电解质溶液为H2SO4溶液，则正极的电极反应式为O2+4e--+4H+==2H2O，电池工作一段时间后，生成的水将溶液稀释，电解质溶液的酸性将会减弱，故答案为：O2+4e--+4H+==2H2O；减弱；（3）若电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为H2-2e--+2OH--=2H2O，故答案为：H2-2e--+2OH--=2H2O；（4）电池工作时若转移4mol电子，需要氢气的物质的量为42mol=2mol，在标况下的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，故答案为：44.8。考点：考查了燃料电池的工作原理的相关知识。11．CH4；O2；CH4+8e-+2H2O=CO2+8H+；4H++O2+4e-=2H2O。【解析】试题分析：在甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极是负极，通入氧气的电极是正极，酸性环境下工作时，负极的电极反应式是：CH4+8e-+2H2O=CO2+8H+，正极电极反应方程式：4H++O2+4e-=2H2O。考点：考查甲烷燃料电池工作原理的知识。12．（1）①ClO-+H2OHClO+OH-；②Al3++3HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑③Fe3++3AlO2-+6H2O=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓（2）2H2-4e-=4H+；O2+4H++4eˉ=2H2O。【解析】试题分析：（1）①次氯酸根离子水解生成次氯酸和氢氧根离子，离子方程式为：ClO-+H2O?HClO+OH-；故答案为：ClO-+H2OHClO+OH-；②泡沫灭火器工作原理是：碳酸氢根离子与铝离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，离子方程式为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑；故答案为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑；③氯化铁溶液与偏铝酸钾溶液混合，三价铁离子与偏铝酸根离子发生双水解生成氢氧化铁、氢氧化铝，离子方程式为：Fe3++3AlO2-+6H2O═Fe（OH）3↓+3Al（OH）3↓；故答案为：Fe3++3AlO2-+6H2O═Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓；（2）酸性条件下氢氧燃料电池中，负极反应式为：2H2-4e-=4H+，正极反应式为：O2+4H++4eˉ=2H2O，故答案为：2H2-4e-=4H+；O2+4H++4eˉ=2H2O。考点：考查了水解方程式的书写、燃料电池的相关知识。14．【解析】略本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答