化学电源新型电池 知识点题库

镁-H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸),下列结论不正确的是(      )

A . 正极发生的电极反应为:H2O2+2H++2e=2H2O B . 电池总反应为:Mg+H2O2=Mg(OH)2 C . 工作时,正极周围海水的pH增大 D . 电池工作时,溶液中的H+向正极移动
日本茨城大学研制了一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC),该电池有较高的安全性.电池总反应为:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,电池示意如图,下列说法不正确的是(   )

A . a极为电池的负极 B . 电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极 C . 电池正极的电极反应为:4H++O2+4e=2H2O D . 电池工作时,1mol二甲醚被氧化时就有6mol电子转移
肼(N2H4)是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛.
  1. (1) 写出肼的电子式,1mol N2H4中有个极性共价键.
  2. (2) NH3与NaClO反应可以得到肼,该反应的化学方程式为
  3. (3) 发射火箭时,肼(N2H4)为燃料,双氧水作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水.已知1.6g液态N2H4在上述反应中放出64.22kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
  4. (4) 肼﹣空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时负极反应式为
  5. (5) 肼性质与氨气相似,易溶于水,可发生如下电离过程:

    Ⅰ、N2H4+H2O═N2H5++OHⅡ、N2H5++H2O═N2H62++OH

    ①常温下,某浓度N2H6Cl2溶液的pH为5,则该溶液中由水电离产生的c(OH)=

    ②已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5+的水解程度.常温下,若0.2mol/L N2H4溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、N2H4•H2O、Cl、OH、H+ 粒子浓度由大到小的顺序为

甲醇是重要的化工原料,又可做为燃料.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:

ⅠCO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1

ⅡCO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2=﹣58kJ/mol

ⅢCO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H3

回答下列问题:

  1. (1) 物质的标准生成热是常用的化学热力学数据,可以用来计算化学反应热.即化学反应热:△H=生成物标准生成热综合﹣反应物标准生成热总和.

    已知四种物质的标准生成热如表:

    物质

    CO

    CO2

    H2

    CH3OH(g)

    标准生成热(kJ/mol)

    ﹣110.52

    ﹣393.51

    0

    ﹣201.25

    A.计算△H1=kJ/mol      B.△H30(填=、<、>)

  2. (2) 由甲醇在一定条件下制备甲醚.一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g).实验数据见表:

    容器编号

    温度(℃)

    起始物质的量(mol)

    平衡物质的量(mol)

    CH3OH(g)

    CH3OCH3(g)

    H2O(g)

    CH3OCH3(g)

    H2O(g)

    a

    387

    0.20

    0

    0

    0.080

    0.080

    b

    387

    0.40

    0

    0

    c

    207

    0.20

    0

    0

    0.090

    0.090

    下列说法正确的是       

    A . 该反应的正反应为放热反应 B . 达到平衡时,容器a中的CH3OH体积分数比容器b中的小 C . 容器a中反应到达平衡所需时间比容器c中的长 D . 若起始时向容器a中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行
  3. (3) 合成气的组成  =2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示.

    ①α(CO)值随温度升高而(填“增大”或“减小”),其原因是

    ②图中P1、P2、P3的大小关系为,其判断理由是

  4. (4) 甲醇可以制成燃料电池,与合成气制成燃料电池相比优点是:;若以硫酸作为电解质其负极反应为:

氢气被公认是21世纪替代矿物燃料的理想能源.请回答下列问题
  1. (1) 若用水制取氢气,以下研究方向不正确的是      
    A . 构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可以研究在水不分解的情况下,使氢元素成为一种能源 B . 设法使太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气 C . 寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量 D . 寻找特殊化学物质用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
  2. (2) 氢氧燃料电池是符合绿色化学概念的新型发电装置.其构造如图所示:a、b两个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.在导线中电子流动方向为(用a、b表示).B电极发生的电极反应式为.若消耗标准状况下5.6LH2 , 则通过导向中的电子数为

  3. (3) 若氢气的燃烧过程中,破坏1molH2中的化学键消耗的能量为Q1KJ,破坏1molO2中的化学键为Q2KJ,形成1molH2O中的化学键释放的能量为Q3kJ,下列关系式正确的是      
    A . Q1+Q2>Q 3 B . Q1+Q2<Q 3 C . 2Q1+Q2>2Q 3 D . 2Q1+Q2<2Q 3
烟气(主要成分CO2、CO、SO2、NOX) 的排放对环境有很大的影响。

I.利用氨水作吸收液是当前有效捕捉CO2的方法,经过可逆反应生成NH4HCO3。生成的NH4HCO3分解可得到CO2 , 从而实现吸收液的再生。

  1. (1) 写出氨水捕捉 CO2 的化学方程式
  2. (2) 已知:NH4HCO3 溶液显碱性,下列说法不正确的是

    a .c (NH3·H2O) > c (H2CO3

    b.c (NH4+) > c (HCO3-) > c (OH-) > c (H+

    c.c (NH3·H2O) + c (NH4+) = c (H2CO3) + c (HCO3-

    d .c (HCO3-) + 2c (CO32-) + c (OH-) = c (H+)+c (NH4+

  3. (3) 下图是氨水吸收 CO2 的脱除率随温度变化的关系图。应用平衡移动原理分析 CO2 在 40℃-45℃ 脱除率降低可能的原因

  4. (4) 捕捉的 CO2 和 H2O 的混合气体在固态金属氧化物电解池中电解可制备 H2 和 CO,是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。

    ①X 是电源的(填“正极”或“负极”),a电极上发生的电极反应式为:H2O + 2eˉ = H2+ O2ˉ和

    ②a 和 b 两电极产生的气体的物质的量之比为

  5. (5) II.SO2、NOX 可以经 O3 预处理后用 CaSO3 水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOX 的含量。O3 氧化烟气中 NOX 的主要反应的热化学方程式为:

    NO (g) +O(g) = NO2 (g) +O2 (g)  ∆ H = -200.9 kJ · mol-1

    NO (g) +1/2O2 (g) = NO2 (g)   ∆ H = -58.2 kJ · mol-1

    依据以上反应,可知:3 NO (g)+O3 (g) = 3 NO2 (g)  ∆ H =kJ · mol-1

  6. (6) 用CaSO3水悬浮液吸收烟气中NO2时,清液 ( pH约为8) 中SO32将NO2转化为NO2 , 其离子方程式为
  7. (7) CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2 的吸收速率,用平衡移动原理解释其主要原因是
微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 (  )

A . 正极反应中有CO2生成 B . 微生物促进了反应中电子的转移 C . 质子通过交换膜从负极区移向正极区 D . 电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
如图所示装置可构成原电池。试回答下列问题:

  1. (1) 电解质溶液为浓硝酸时,灯泡 (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。

    a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为:

    b.若灯泡不亮,其理由为:

  2. (2) 电解质溶液为NaOH溶液时,灯泡 (填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。

    a.若灯泡亮,则Mg电极反应式为: ;Al电极反应式为:

    b.若灯泡不亮,其理由为:

  3. (3) (Ⅰ)有一种节能的氯碱工业新工艺,将电解池与燃料电池相组合,相关流程如图所示(电极未标出):

    回答下列有关问题:

    原电池的负极反应式为

  4. (4) a、b、c的大小关系为:
如图所示是一位同学在测试水果电池,下列有关说法错误的是(   )


A . 若金属片A是正极,则该金属片上会产生H2 B . 水果电池的化学能转化为电能 C . 此水果发电的原理是电磁感应 D . 金属片A、B可以一个是铜片,另一个是铁片
锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。工作原理示意图如下,下列叙述正确的是(   )

A . 该电池工作时Li+向负极移动 B . Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液 C . 电池充电时间越长,电池中Li2O 含量越多 D . 电池工作时,正极可发生: 2Li+ +O2+ 2e-=Li2O2
新型锂-空气电池具有能量密度高的优点,可以用作新能源汽车的电源,其结构如图所示,其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是(   )

A . Li+穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液 B . 放电时,当外电路中有1mole转移时,水性电解液离子总数增加NA C . 应用该电池电镀铜,阴极质量增加64g,理论上将消耗11.2LO2 D . 放电时,负极反应式:Li-e+OH=LiOH
下列有关化学电源的叙述错误的是(  )
A . 铅蓄电池是充电电池 B . 干电池中碳棒为正极 C . 干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池 D . 铅蓄电池中的PbO2为负极
锌-空气电池适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时,下列说法正确的是(   )

A . 电池工作时溶液中的OH-向石墨电极移动 B . Zn电极发生了氧化还原反应 C . 电子经过溶液移向石墨电极 D . 锌电极的电极反应式:Zn + 2OH--2e- = ZnO + H2O
如图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图,其中的离子交换膜只允许K+通过,该电池放电、充电的化学方程式为2K2S2+KI3 K2S4 +3KI。装置(Ⅱ)为电解池的示意图,当闭合开关K时,电极X附近溶液先变红。则闭合K时,下列说法错误的是()

A . K+从左到右通过离子交换膜 B . 电极A上发生的反应为I3-+2e-=3I- C . 电极Y上发生的反应为2Cl--2e-=Cl2 D . 当有0.1 molK+通过离子交换膜,X电极上产生1.12L气体(标准状况)
锂空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是(   )

A . 放电时Li由B极向A极移动 B . 电池放电反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH C . B电极反应式为O2+4H+4e=2H2O D . 电解液a可以为氯化锂溶液
镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点。镍钴锰三元材料中Ni为主要活泼元素,通常可以表示为:LiNiaCobMncO2 , 其中a+b+c=1,可简写为LiAO2。充电时总反应为LiAO2 + nC = Li1-xAO2 + LixCn(0<x<1),工作原理如下图所示,则以下说法正确的是(    )

A . 放电时Ni元素最先失去电子 B . 放电时电子从a电极由导线移向b电极 C . 充电时的阴极反应式为LiAO2 - xe-= Li1-xAO2 + xLi+ D . 充电时转移1mol电子,理论上阴极材料质量增加7g
科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用, CO2可用来合成低碳烃。

CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ΔH= a kJ/mol

  1. (1) 已知:①4H2(g)+ 2O2(g)=4H2O(g)  △H=-967.2kJ/mol.

    ②CH4(g)  + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-802.0 kJ/mol. 

    请回答:①②这两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是; a=kJ/mol。

  2. (2) 在体积为1L的密闭刚性容器中,充入4mol H2和1mol CO2 , 测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。

    图片_x0020_163948899

    ①已知M点总压为1MPa,该反应在此温度下的平衡常数Kp=MPa-2。(Kp是用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数。)

    ②欲增加二氧化碳的平衡转化率,可采取的措施有

    A.通入惰性气体                  B.提高温度

    C.增加二氧化碳浓度              D.增加氢气浓度

    图片_x0020_1100010013

    ③下列说法正确的是

    A.平衡常数大小:KN>KM

    B.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃ 时CO2的平衡转化率可能位于点M1

    C.图1中M点时,甲烷的体积分数为12.5%

    D.当压强或n( H2)/n(CO2)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态

  3. (3) 新型高效的甲烷燃料电池工作时总反应式:CH4+2O2=CO2+2H2O。

    ①该电池的负极是(填a或b),②负极电极反应式为

硼氢化钠(NaBH4)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。下列说法正确的是(  )

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A . 电极a为正极,b为负极 B . 放电时,Na+从b极区移向a极区 C . 电极b上发生的电极反应为H2O2+2e-═2OH- D . 每生成1 mol BO2-转移6 mol电子
化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语正确的是(   )
A . 以硫酸作电解质溶液的氢氧燃料电池的负极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- B . 铅蓄电池充电时,标示“+”的接线柱连电源的正极,电极反应式为:PbSO4(s)-2e-+2H2O(l)=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq) C . 粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+ D . 用铁电极电解饱和食盐水2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-
氢燃料电池汽车每投放100万辆,一年可减少二氧化碳排放5.1亿吨,这将极大助力碳中和目标实现。下列有关氢燃料电池说法错误的是(   )
A . 发展氢燃料电池汽车需要安全高效的储氢技术 B . 理论上氢燃料电池汽车使用时不会产生污染物 C . 氢燃料电池汽车直接将化学能转化为动能 D . 氢燃料电池汽车运行不排放二氧化碳