專題03燃料電池

1.在金屬Pt、Cu和鉞（Ir）的催化作用下，密閉容器中的上可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝

態(tài)氮（NCV）以達(dá)到消除污染的目的。其工作原理的示意圖如下：

下列說(shuō)法不亞確的是

A.Ir的表面發(fā)生反應(yīng)：H2+N20==N2+H20

-+

B.導(dǎo)電基體上的負(fù)極反應(yīng)：H2-2e==2H

C.若導(dǎo)電基體上只有單原子銅，也能消除含氮污染物

D.若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多，不利于降低溶液中的含氮量

【答案】C

【解析】根據(jù)圖示可知，氫氣與一氧化二氮在鉞（Ir）的催化作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)?，極反應(yīng)

為：H2-N;O==N;-H;O,A正確；根據(jù)圖示可知：導(dǎo)電基體上的負(fù)極反應(yīng)：氧氣失電子，發(fā)生氧化反應(yīng),

_-

導(dǎo)電基體上的負(fù)極反應(yīng)：H;-2e=2H,3正確；若導(dǎo)電基體上只有單原子銅，硝酸根離子被還原為一氧

化氮，不能消除含氮污染物，C錯(cuò)誤；從圖示可知：若導(dǎo)電基體上的，顆粒增多，硝酸根離子得電子變?yōu)?/p>

鏤根離子，不利于降低溶液中的含氮量，D正確；正確選項(xiàng)C。

2.微生物燃料電池（MPC）處理技術(shù)是通過(guò)微生物的作用去除污染物，該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于

去除土壤中有機(jī)污染物。一種土壤微生物燃料電池的縱截面如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是

A.電流從活性炭電極經(jīng)工作站流向碳纖維布電極

B.有機(jī)污染物在電池負(fù)極上氧化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)

C.活性炭能有效吸附空氣，提高電池的工作效率

D.該電池的正極反應(yīng)式為0+4e-3+2壓0==401

【答案】D

【解析】根據(jù)圖示，活性炭電極通入空氣，所以活性炭電極是正極，電流從活性炭電極經(jīng)工

作站流向碳纖維布電極，故A正確；電池負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；活性炭的表

面積大，能有效吸附空氣，提高電池的工作效率，故C正確；微生物燃料電池含有質(zhì)子交換

膜燃，該電池的正極反應(yīng)式為

02+4e」+4H+==2H2,故D錯(cuò)誤。

3.某新型電池，以NaBH&（B的化合價(jià)為+3價(jià)）和上。?作原料，負(fù)極材料采用Pt,正極材

料采用MnO?（既作電極材料又對(duì)該極的電極反應(yīng)具有催化作用），該電池可用作衛(wèi)星、深水

勘探等無(wú)空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不F砸的是

A.每消耗3moiH2O2,轉(zhuǎn)移6moie

B.電池工作時(shí)Na,從b極區(qū)移向a極區(qū)

C.a極上的電極反應(yīng)式為：BHJ+80I-8e-B(V+6H20

D.b極材料是MiA,該電池總反應(yīng)方程式：NaBH4+4H202===NaB02+6H20

【答案】B

【解析】試題分析：由圖中信息可知，NaBIL是還原劑，其在負(fù)極上被氧化為BCV,電極反應(yīng)式為

BH4--80H--8e'=BO;--6H;0,H：0：是氧化劑，其在正極上被還原為OK,電極反應(yīng)式為

4H;O;-8e=SOH',該電池總反應(yīng)方程式為NaBTL-4H。=NaBO「6比0。所以電極a是負(fù)極、電極b

是正極。A.每消耗3moi比。=，。元素的化合價(jià)從-1降到-2,故轉(zhuǎn)移6moie,A正確；B.電池工作時(shí)Na-

從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，B不正確；C.a極上的電極反應(yīng)式為3H/-80H-8e=BO「-6H9,C正確；D.b

極材料是MnO「該電池總反應(yīng)方程式為、出出-411：0：===\330：-6比0,D正確。本題選B。

4.新型液氨燃料電池示意圖如圖，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是

A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.氨氣在電極1上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.電子由電極2經(jīng)負(fù)栽流向電極1

D.電極2的反應(yīng)式為：O2+4/+2H?0=40萬(wàn)

【答案】C

【解析】A.該裝置是原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B.氨氣失去電子，在電極1

上發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；C.電極1是負(fù)極，電極2是正極，電子由電極1經(jīng)負(fù)栽流向電

極2,C錯(cuò)誤；D.氧氣在正極得到電子，則電極2的反應(yīng)式為：0z+4e-+2HQ=40fT,D正確，

答案選C。

5.NO?是大氣的主要污染物之一，某研究小組設(shè)計(jì)如圖所示的裝置對(duì)NOe進(jìn)行回收利用，裝置

中a、b均為多孔石墨電極。下列說(shuō)法不正確的是

A.a為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.一段時(shí)間后，b極附近HNOs濃度減小

C.電池總反應(yīng)為4N02+02+2H=0=4HN03

D.電子流向:a電極f用電器fb電極一溶液一a電極

【答案】D

【解析】A.由裝置圖可知，在a電極上，NO:失電子生成HXO“N元素化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，a為電

池的負(fù)極，故A正確；B.b電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O:+4H-+4e-=2H;O,由反應(yīng)式可知，b極消耗

氫離子，所以b極附近HNO：的濃度減小，故B正確；C.由裝署圖可知，該電池的總反應(yīng)為

4NO;-O;-2H;0-4HNO；,故C正確；D電子從負(fù)極流向正極，但不會(huì)經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液，故D錯(cuò)誤；

答案選D。

6.第三代混合動(dòng)力車目前一般使用鎂氫電池(M表示儲(chǔ)氫合金；汽車在剎車或下坡時(shí)，電池

處于充電狀態(tài))。銀氫電池充放電原理的示意圖如下：

其總反應(yīng)式為H1+2NIOOH充電2Ni(OHh。根據(jù)所給信息判斷，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.混合動(dòng)力汽車上坡或加速時(shí)，乙電極的電極反應(yīng)式為：NiOOH+H2O+e==Ni(0H)2+0H-

B.混合動(dòng)力汽車上坡或加速時(shí)，電解液中OH一向甲電極移動(dòng)

C.混合動(dòng)力汽車下坡或剎車時(shí)，甲電極周圍溶液的pH減小

D.混合動(dòng)力汽車下坡或剎車時(shí)，電流的方向?yàn)椋杭纂姌O一發(fā)動(dòng)機(jī)一乙電極

【答案】C

【解析】汽車在剎車或下坡時(shí)，電池處于充電狀態(tài)，則混合動(dòng)力車上坡或加速時(shí)，電池處于放電狀態(tài)。充

電相當(dāng)于電解池，放電相當(dāng)于原電池。A和B相當(dāng)于原電池，原電池中負(fù)極失去電子，經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極,

所以溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則陰離子向負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)題意可知?dú)錃馐秦?fù)極，即甲是負(fù)極，乙是正

極，A、混合動(dòng)力汽車上坡或加速時(shí)，乙電極為正極，電極反應(yīng)式為：NiOOH-H;O-e-==Ni(OH);-OH-,符

合圖示中的轉(zhuǎn)化，故A正確；

B、混合動(dòng)力汽車上坡或加速時(shí)，電解液中OH一向負(fù)極移動(dòng)，即向甲電極移動(dòng)，故B正確；

C和D相當(dāng)于電解池。此時(shí)甲是陰極，乙是陽(yáng)極，電極反應(yīng)式分別為2H20+2鼠=七+201、

2Ni(OH)2+20H「一2e「=2NiOOH+2H/0；C、混合動(dòng)力汽車下坡或剎車時(shí)，甲電極周圍溶

液的pH增大，故C錯(cuò)誤；D、混合動(dòng)力汽車下坡或剎車時(shí)，電流的方向?yàn)椋宏帢O到陽(yáng)極，即

為：甲電極一發(fā)動(dòng)機(jī)一乙電極，故D正確；故選C。

7.微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，下圖是利用一種微生物

將廢水中的尿素［CO(NHJJ轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害物質(zhì)的裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.M電極有COz和Nz生成

B.酎透過(guò)質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng)

C.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移

D.N電極反應(yīng)式為02+2H2。+41===40『

【答案】D

【解析】因?yàn)槭琴|(zhì)子交換膜，因此反應(yīng)的環(huán)境是酸性，有0：的一邊是正極反應(yīng)區(qū)，即O;+4H-+4e-

==2H。由題意尿素［CO（NH=”|轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害物質(zhì)知，'I極反應(yīng)為CO（NH久+H：0—6e--COJ+

'T+6H-,H-應(yīng)該透過(guò)質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng)；在微生物的作用下，此裝置構(gòu)成原電池，加速了反應(yīng)的

進(jìn)行，促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。A、B、C正確，D錯(cuò)誤。

8.一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CH3CH20H+02=CH3C00H+H20.下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）

A.檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的『向正極移動(dòng)

B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則消耗2.24L氧氣

C.正極上發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)

+

D.負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH-4e+H20=CH3C00H+4H

【答案】B

【解析】分析：本題給出酸性燃料電池的電池反應(yīng)方程式CH3cHzOH+OzXLCOOH+HzO,以此分

析。

詳解：A項(xiàng)，正極電極反應(yīng)式為02+4e-+4H+=2H20,消耗H\因此H*向正極移動(dòng)，故A項(xiàng)正確；

B項(xiàng)，每消耗0.Imol轉(zhuǎn)移電子0.4moL0.ImolO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L,故B項(xiàng)

錯(cuò)誤；

C項(xiàng)，在正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，CH3cH20H在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C項(xiàng)正

確；

D項(xiàng)，CH3cH20H在負(fù)極失電子與上0反應(yīng)生成OfcCOOH與H’,電極反應(yīng)式為CH3cH20H-4e「+W0

=CH3C00H+4H\故D項(xiàng)正確。本題正確答案選B。

9.如圖為一種微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)于該電池?cái)⑹稣_的是（）

A,正極反應(yīng)式為+4〃'+2c==='+Zllfi

B.微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)

C.放電過(guò)程中，從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)

D.若用該電池給鉛蓄電池充電，MnOz電極質(zhì)量減少8.7g,則鉛蓄電池負(fù)極增重9.6g

【答案】C

【解析】分析：形成原電池時(shí):微生物所在電極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，C￡H9)n被氧化生成水和二氧化碳,MnO：

被還原生成Yn二為原電池的正極,放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，以此解答。

詳解A'lnO二被還原生成Zn;為原電池的正極電極方程式為MnO：+4H++2e-===MM++2H:O，所

以A選項(xiàng)是正確的；B.微生物所在電極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，C￡H：O)n被氧化生成水和二氧化碳，故B錯(cuò)誤；

C.原電池工作時(shí):陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D.給鉛蓄電池充電陰極發(fā)生PbSO4-2e=Pb-SO?-,電極質(zhì)量

減小，故D錯(cuò)誤。因此，本題A選項(xiàng)是正確的。

10.微型直接甲醇燃料電池能量密度高，可應(yīng)用于各類便攜式電子產(chǎn)品，其工作原理如圖所

示。下列說(shuō)法不正確的是

A.多孔擴(kuò)散層可起到傳導(dǎo)電子的作用

B.負(fù)極上直接通入無(wú)水甲醇可提高電池的比能量

C.當(dāng)電路中通過(guò)3moie一時(shí)，內(nèi)電路中有3moiH,透過(guò)質(zhì)子交換膜

D.電池工作時(shí)，H+向陰極催化層遷移

【答案】B

【解析】交換膜為質(zhì)子交換膜，所以電解質(zhì)溶液呈酸性，燃料電池中負(fù)極上加入燃料、正極

上通入氧化劑，所以該燃料電池中，a為負(fù)極、b為正極，負(fù)極反應(yīng)式為CH30H(1)+H20(1)

+

-6e-=C02(g)t+6H,正極反應(yīng)式為5+4/+4H+=2壓0,陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。

A、多孔擴(kuò)散層可起到傳導(dǎo)電子的作用，H+陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故A正確；B.單位質(zhì)量的甲

醇氧化放出的能量是一定的，負(fù)極上直接通入無(wú)水甲醇，比能量不變，故B錯(cuò)誤；C.負(fù)極反

+

應(yīng)式為CH30H(1)+H20(1)-6e~=C02(g)t+6H,當(dāng)電路中通過(guò)3moie'時(shí)，內(nèi)電路中有

3molH+透過(guò)質(zhì)子交換膜，故C正確；D.電池工作時(shí)，H+向陰極催化層遷移，進(jìn)入正極區(qū)，

故D正確；故選B。

PdOj-CuCh

11.乙烯直接氧化法制乙醛的總反應(yīng)方程式為2cH產(chǎn)CH2+O2----------*2CH3CH0?現(xiàn)有人將

該反應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池，下列有關(guān)說(shuō)法正確的

A.a為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.電子移動(dòng)方向：電極a-磷酸溶液一電極b

C.放電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移0.4mol電子，溶液中就有0.4molH.向負(fù)極遷移

+

D.該電池負(fù)極反應(yīng)式為CH2=CH2+H20-2e-=CH3CH0+2H

【答案】D

【解析】根據(jù)電池反應(yīng)式知，該反應(yīng)中o元素化合價(jià)由。價(jià)變?yōu)?2價(jià)而發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的b

電極是正極、通入乙烯的a電極是負(fù)極。A.a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.放電時(shí)，電子從負(fù)

極沿導(dǎo)線流向正極，通入乙烯的電極a是負(fù)極、通入氧化劑的電極b是正極，電子移動(dòng)方向：電極a—負(fù)載

一電極b,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以放電時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移CUmol電子，溶液中

就有0.4moiH-向正極遷移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負(fù)極電極方程式為

CH;=CH2-2e-H;O=CH;CHO-2H-,選項(xiàng)D正確。答案選D。

12.一種新型熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()

A.催化重整中CH4+H20=3H2+C0,1molCH,參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子

B.電極A上山參與的電極反應(yīng)為：H2+20H-2e=2H20

C.電池工作時(shí)，C(V「向電極B移動(dòng)

D.電極B上的電極反應(yīng)：02+20)2+43=2C0產(chǎn)

【答案】D

【解析】試題分析：由圖可知，該裝置為原電池，電池反應(yīng)為一氧化碳、氫氣分別與氧氣反

應(yīng)生成二氧化碳和水。A電極為負(fù)極、B電極為正極，A.催化重整中CH4+H20=3H2+C0,碳元

素的化合價(jià)從-4升高到+2,升高了6價(jià)，所以1molCHa參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，A不正

確；B.電極A上不參與的電極反應(yīng)為：H2+C03"-2e=H20+C02,B不正確；C.電池工作時(shí)，

陰離子向負(fù)極定向移動(dòng)，所以C(V「向電極A移動(dòng)，C不正確；D.電極B上的電極反應(yīng)為

-2

02+2C02+4e=2C03\D正確。本題選D。

13.《Nature》期刊曾報(bào)道一例CH3OH-O2原電池，其工作示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是

A.電極A是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電解質(zhì)溶液中H*由A極流向B極

C.電極B的電極反應(yīng)為：02+2e-+H*=H0J

D.外電路中通過(guò)6moi電子，生成CO2的體積為22.4L

【答案】D

【解析】甲酉亨失去電子轉(zhuǎn)化為二氧化碳，因此電極A是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；電解質(zhì)溶液中H-向

正極移動(dòng)，即由電極A流向B極,B正確;電極3是正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為:O「2e--H-=HO「

C正確；二氧化碳所處的狀態(tài)不能確定，不能用氣體摩爾體積進(jìn)行計(jì)算其體積，D錯(cuò)誤；正確選項(xiàng)D。

14.據(jù)報(bào)道，用甲酸提供氫氣的燃料電池由瑞士科技工作者開(kāi)發(fā)成功。燃料電池包括兩個(gè)部

分：甲(HYFORM)中使用釘(Ru)基催化劑從甲酸中產(chǎn)生氫氣；乙(PEMFC)是以NaOH為電解質(zhì)的

氫氧燃料電池。裝置的原理示意圖如圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.該燃料電池使用的甲酸比氫氣更易儲(chǔ)存和運(yùn)輸

+

B.Y室的電極反應(yīng)式：02+4H+4e=2H20

C.X室為負(fù)極室，Y室為正極室

D.甲中消耗lmol甲酸，乙中轉(zhuǎn)移2moi電子

【答案】B

【解析】甲酸為液態(tài)，氫氣為氣態(tài)，且易在空氣中燃燒發(fā)生爆炸，因此該燃料電池使用的甲

酸比氫氣更易儲(chǔ)存和運(yùn)輸，A正確；Y室為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式

-

02+4e+2H20=40H,B錯(cuò)誤；通過(guò)裝置圖看出，X室為負(fù)極室，Y室為正極室，C正確；甲酸分

解產(chǎn)生二氧化碳和氫氣，HC00H=C02t+H2t；反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2mol電子，因此甲中消耗lmol

甲酸，乙中轉(zhuǎn)移2mol電子，D正確；正確選項(xiàng)B。

15.液體燃料電池相對(duì)于氣體燃料電池具有體積小,無(wú)需氣體存儲(chǔ)裝置等優(yōu)點(diǎn)。一種以朋（N曲）

為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，壓SOi作為電解質(zhì)。下列

關(guān)于該燃料電池的敘述正確的是（）

A.電流從左側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向右側(cè)電極

+

B.該燃料電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2H廠43一N2t+4H

C.利用該燃料電池工業(yè)上可以電解熔融MgCL制備Mg

D.該燃料電池持續(xù)放電時(shí)，右側(cè)電池區(qū)中因電極反應(yīng)消耗『故cOO逐漸減小

【答案】C

【解析】A.由題中信息可知，通入掰的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極，所以電流從右側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)

載后流向左側(cè)電極，A不正確；B.該燃料電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2口-4三一=5丁711-,正

極發(fā)生還原反應(yīng)，B不正確；C.利用該燃料電池工業(yè)上可以電解熔融MgCk制備Mg,理論上是可行的，

C正確；D.該燃料電池持續(xù)放電時(shí)，右側(cè)電池區(qū)中電極反應(yīng)消耗H-,同時(shí)有等量H-的從左側(cè)經(jīng)質(zhì)子交換

膜遷移到右側(cè)，由于電極反應(yīng)生成水，硫酸的濃度變小，所以ciH-〕逐漸減小，D不正確。本題選C。

16.使用新型電極材料，以N?、為電極反應(yīng)物，以溶有M的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，制成新

型燃料電池，裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.通入上的一極為正極

B.放電時(shí)向左移動(dòng)，生成的物質(zhì)M是NH4cl

C.通入的電極反成為:Nz+6H+-6e=2NH3

D.放電過(guò)程右邊區(qū)域溶液pH逐漸增大

【答案】B

【解析】負(fù)極是氫氣失電子生成氫離子，則通入壓的一極為負(fù)極，A錯(cuò)誤；根據(jù)負(fù)極電極反

應(yīng)為：

IL,一211,，正極電極反應(yīng)、？SH，,總反應(yīng)式為

N_,+3H?+2H+=2NHJ,則左邊為正極，H+向正極即左移動(dòng)，M為

ZH-U1,B正確；氮?dú)獗贿€原生成NH?,電極反應(yīng)式為

N，2+6e+8H+=2NHJ,c錯(cuò)誤；反應(yīng)過(guò)程中右邊區(qū)域溶液氫氣失電子生

成氫離子，電極反應(yīng)式為H?2c=2H]pH逐漸減小，D錯(cuò)誤；正確選項(xiàng)B。

17.2016年，《Nature》期刊報(bào)道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原電池，其工作示意圖如

下。下列說(shuō)法正確的是

A.電極B的電極反應(yīng)為：02+2e-+H+=H0JB.電解質(zhì)溶液中由電極B流向A極

C.電極A是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)D.外電路中通過(guò)3mol電子，生成CCML2L

【答案】A

t解析】原電池工作時(shí)，CHQH在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水，則A為負(fù)極，正極B上

為氧氣得電子生成HO;-oA.B為正極，正極為氧氣得電子生成HO：-,反應(yīng)為OrH--2e-=HOi,故A正確;

B.原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，H-向電極3移動(dòng)，故3錯(cuò)誤；C.A為負(fù)極，負(fù)極上CHQH被氧

化生成二氧化碳和水，故C錯(cuò)誤；D.未告知?dú)怏w所處狀態(tài)，無(wú)法計(jì)算氣體的體積，故D錯(cuò)誤；故選A。

18.液氨-液氧燃料電池曾用于驅(qū)動(dòng)潛艇,其示意圖如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是

A.電極2是正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.電池工作時(shí),Na,向電極1移動(dòng)

C.電流由電極2經(jīng)外電路流向電極1

D.電極1發(fā)生的電極反應(yīng)為:2NH3+60H--6e=Nzt+6H20

【答案】B

【解析】A、根據(jù)裝置圖所示的物質(zhì)關(guān)系分析可得，由N玨生成、時(shí)化合價(jià)升高，失去電子，所以電極1

為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極2為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，所以A正確；B、在電池內(nèi)部的電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)

離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以Na-應(yīng)向電極2移動(dòng)，故3錯(cuò)誤；C、電流是由正極流向負(fù)極，

故C正確；D、0H?向負(fù)極移動(dòng)，所以電極1(負(fù)極)的反應(yīng)式為2NH3-6OH、6e-=NT-6H：0,故D正確。

本題正確答案為B?

19.2016年，美國(guó)研究小組開(kāi)發(fā)出一種以糖為能源，可循環(huán)使用的環(huán)保電池裝置。其工作

原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.葡萄糖在電池負(fù)極發(fā)生反應(yīng)

B.裝置所示原理可以在強(qiáng)堿性條件下進(jìn)行

C.裝置正極電極反應(yīng)式為：02+4e-+4H+=2比0

D.裝置工作時(shí)，每消耗180g葡萄糖，將有2moi質(zhì)子通過(guò)交換膜

【答案】B

【解析】A、該電池的總反應(yīng)可以描述為：葡萄糖+。2-葡萄糖酸內(nèi)酯+HQ,因此反應(yīng)過(guò)程中

葡萄糖被氧化，在原電池的負(fù)極參加反應(yīng)，A正確。B、葡萄糖轉(zhuǎn)變成葡萄糖酸內(nèi)酯的過(guò)程

需要“附帶酶的電極介質(zhì)”，而酶在強(qiáng)堿條件下會(huì)發(fā)生變性而失去活性，所以不宜在強(qiáng)酸、

強(qiáng)堿等條件下進(jìn)行，B錯(cuò)誤。C、電池正負(fù)極間以質(zhì)子交換膜分隔開(kāi)，所以兩極反應(yīng)與質(zhì)子

(H+)有關(guān)，因此正極小反應(yīng)生成員0的反應(yīng)原理為：

HOCH.'AP

HCTAOH

02+4e-+4H*=2壓0,C正確。D、葡萄糖酸內(nèi)酯結(jié)構(gòu)是OH,負(fù)極反應(yīng)為：

180g

---------Imol

+

C6Hi2O6-2e=C6HioO6+2H,180g葡萄糖為180gmol',則反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2mol,D正確。

所以錯(cuò)誤答案選B。

20.下圖為“甲醇燃料電池”的工作原理示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.該燃料電池工作過(guò)程中電流方向從a極流向b極

B.該燃料電池工作時(shí)電路中通過(guò)Imol電子，消耗的的體積為5.6L

+

C.Pt(a)電極的反應(yīng)式為CH30H-6e>H20=C02t+6H

D.該燃料電池工作時(shí)由b極室向a極室移動(dòng)，電解質(zhì)溶液的PH增大

【答案】C

【解析】Ab電極通入氧氣，b電極是正極，a電極是負(fù)極，該燃料電池工作過(guò)程中電流方向從b極流向a

極，A錯(cuò)誤；B.Imoi氧氣得到4moi電子，該燃料電池工作時(shí)電路中通過(guò)Imo：電子，消耗的6的物質(zhì)的

量是0.25mol,其體積不一定為5.6L,B錯(cuò)誤；C."a)電極是甲酯發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶

液顯酸性，則負(fù)極的反應(yīng)式為CH；0H-6e-H;0=CO:T_6H-,C正確；D.原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，該

燃料電池工作時(shí)中由a極室向b極室移動(dòng)，D錯(cuò)誤。答案選C?

21.某化學(xué)小組擬設(shè)計(jì)微生物燃料電池將污水中的乙二胺［H2N(CH2)2NH2］氧化成環(huán)境友好的物

質(zhì)，工作原理如圖所示(a、b均為石墨電極)。下列分析正確的是)

A.電子流動(dòng)方向?yàn)閍—導(dǎo)線一b

B.H,經(jīng)質(zhì)子交換膜由右向左移動(dòng)

C.放電一段時(shí)間b極附近pH不變

+

D.a電極發(fā)生反應(yīng)：H2N(CH2)2NH2+16e>4H20==2C02t+N2t+16H

【答案】A

【解析】KNCH6NH：在a電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?、二氧化碳和水，則a為負(fù)極，電極反

應(yīng)式為H;N(CH2)：NH;-4H;O-16e-=2CO；T-N；T-l6H-,氧氣在正極b上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式

為：O;-4e--4H-=2H;O,電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。A.由上述分析可知，a是負(fù)極，

b是正極，所以電子流動(dòng)方向?yàn)閍—導(dǎo)線一b,故A正確；B.a是負(fù)極'b是正極，H■■經(jīng)質(zhì)子交換膜由左向右

移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；Cb的電極反應(yīng)式為：O:-4e--4H-=2H：O,所以b極附近溶滿的pH增大，故C錯(cuò)誤；

D.RNCH6NR在負(fù)極a上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮;氣、二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為

H2N(CH;);NH2-4H:O-16e-=2CO21-N：T-l6H-,故D錯(cuò)誤；答案選A。

22.十九大報(bào)告中提出要“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對(duì)大氣污染防治比過(guò)去要求更高。二

氧化硫一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖所

示。下列說(shuō)法正確的是

A.該電池放電時(shí)質(zhì)子從Pt2電極經(jīng)過(guò)內(nèi)電路流到Ptl電極

-+

B.Ptl電極附近發(fā)生的反應(yīng)為：SO2+2H2O-2e=H2SO4+2H

C.Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為0z+4e「+2H2=40『

D.相同條件下，放電過(guò)程中消耗的SO?和&的體積比為2：1

【答案】D

【解析】放電時(shí)為原電池，質(zhì)子向正極移動(dòng)，Ptl電極為負(fù)極，則該電池放電時(shí)質(zhì)子從Ptl

電極移向Pt2電極，A錯(cuò)誤；Ptl電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，SOz被氧化為硫酸，極反應(yīng)為

+

S02+2H20-2e-=S0%+4H,硫酸應(yīng)當(dāng)拆為離子形式，B錯(cuò)誤；酸性條件下，氧氣得電子生

2

成水，C錯(cuò)誤；相同條件下，放電過(guò)程中：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：2S02+4H20-4e-=2S0-4+

8H+,正極發(fā)生還原反應(yīng)：02+4屋+4H+=2HzO,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等規(guī)律可知：放電過(guò)程

中消耗的SO?和奧的體積比為2：1,D正確；正確選項(xiàng)D。

23.二甲醛(CHsOCHs)燃料電池的工作原理如右圖，有關(guān)敘述正確的是

A.該裝置能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能100%轉(zhuǎn)化為電能

B.電子移動(dòng)方向?yàn)椋篴極一b極一質(zhì)子交換膜一a極

+

C.a電極的電極反應(yīng)式為：CH3OCH3+3H2O=2CO2+1212H

D.當(dāng)b電極消耗22.4L02時(shí)，質(zhì)子交換膜有4monT通過(guò)

【答案】C

t解析】燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極，負(fù)極上二甲醛失電子生成二氧化碳和氫離子，則負(fù)極的電極

反應(yīng)式為：CH5OCH；-3H;O-12e-=2CO;-12H-,通入氧氣的一極為正極，即B電極為正極；溶液中陽(yáng)離子

向正極移動(dòng)，即H-從A移向B；

A、能量的轉(zhuǎn)化率很難達(dá)到100。。，該裝置不能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能100。。轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；B、電子不在溶液

中移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極，負(fù)極上二甲酎失電子生成二氧化碳和氫離子，

則負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH:OCHs-3H;O-12e-=2CO:-12H-,故C正確；D、當(dāng)b電極消耗22.41。時(shí)，沒(méi)

有強(qiáng)調(diào)氣體為標(biāo)準(zhǔn)狀況，故D錯(cuò)誤；故選C。

14.微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池

的工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

A.時(shí)在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO廣的反應(yīng)為:HS-+4H20-8e-==S0?>9H+

B.電子從b流出，經(jīng)外電路流向a

C.如果將反應(yīng)物直接燃燒,能量的利用率不會(huì)變化

D.若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.5molH,通過(guò)質(zhì)子交換膜

【答案】A

【解析】由圖可知硫酸鹽還原菌可以將有機(jī)物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以將硫氫根離子氧化成硫酸

根離子，所以兩種細(xì)菌存在，就會(huì)循環(huán)把有機(jī)物氧化成co：放出電子，負(fù)極上HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化

為SOJ,失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是HS-4H：O-8e=SO；-9H-;正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng):

4H--0;-4e=2H;OoA、負(fù)極上HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO?-,失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是

HS7H=O-8e-=SO戶-9H-,選項(xiàng)A正確；

B、b是電池的正極，a是負(fù)極，電子從a流出，經(jīng)外電路流向b,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、如果將反應(yīng)物直接燃燒:

部分能量轉(zhuǎn)化為光能或熱能等，能量的利用率發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、根據(jù)電子守恒，若該電池有0.4mol

電子轉(zhuǎn)移，有OdmoIHil過(guò)質(zhì)子交換膜，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選A。

25.種既能提供電能又能固氮的新型氫氮燃料電池的工作原理如圖所示，其中電解質(zhì)溶液

為溶有化合物A的稀鹽酸。下列有關(guān)表述錯(cuò)誤的是（）

-++

A.通入N2的電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2+6e+8H=2NH4

B.該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，化合物A為NH4cl

C.電子從通入N?的電極流出，經(jīng)過(guò)用電器流向通入壓的電極

D.反應(yīng)過(guò)程中電解質(zhì)溶液的pH會(huì)變大，故需要通入氯化氫氣體

【答案】C

【解析】A.該電池的本質(zhì)是合成氨反應(yīng)，所以正極是氮?dú)獍l(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為

++

N2+6e>8H=2NHi,選項(xiàng)A正確；B.該電池是N?和壓反應(yīng)生成NHs,再與氯化氫結(jié)合生成氯

化錢，所以A是NH￡L選項(xiàng)B正確；C.該裝置是原電池裝置，電子由負(fù)極通過(guò)外電路流向

正極，即由通入氫氣的電極沿外電路流向通入氮?dú)獾碾姌O，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.反應(yīng)過(guò)程中，H

+不斷消耗導(dǎo)致pH值變大，需要通入氯化氫氣體，選項(xiàng)D正確。答案選C。

26.一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中含酚廢水中有機(jī)物可用

C6H50H表示，左、中、右室間分別以離子交換膜分隔。下列說(shuō)法不正確的是

A.右室電極為該電池的正極

-+

B.左室電極反應(yīng)式可表示為：CeHsOH-28e+llH20=6C02t+28H

C.右室電極附近溶液的pH減小

D.工作時(shí)左側(cè)離子交換膜為陰離子交換膜，右側(cè)離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜

【答案】C

【解析】A.右室電極生成還原產(chǎn)物，發(fā)生還原反應(yīng)，為該電池的正極，故A正確；B.左室電極作負(fù)極而

發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式可表示為：C5H;OH-28e-llH:O=6CO：T-28H-,故B正確；C.右室電極反應(yīng)為

2NOr-10e-12H-=N；T-6H;O,右室電極附近溶液的pH增大，故C不正確；D.工作時(shí)，陰離子移向陽(yáng)極，

陽(yáng)離子移向陰極，所以左側(cè)離子交換膜為陰離子交換膜，右側(cè)離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，故D正確。故

選Co

27.一種堿性“二甲醛(CH30cH3)燃料電池”具有啟動(dòng)快、能量密度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其電

2

池總反應(yīng)為：CH30CH3+302+40H=2C03>5H20,下列說(shuō)法不正確的是

A.電池正極可用多孔碳材料制成

2-+

B.電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：CH3OCH3-12e>3H20==2C03+12H

C.理論上，Imol二甲醛放電量是Imol甲醇放電量的2倍

D.電池工作時(shí)，0萬(wàn)向電池負(fù)極遷移

【答案】B

【解析】A、多孔碳是碳單質(zhì)，是一種具有不同孔結(jié)構(gòu)的碳素材料，可用作氫氧燃料電池的

電極材料，選項(xiàng)A正確；B、根據(jù)電池總反應(yīng)式可知電解質(zhì)溶液呈堿性，負(fù)極電極反應(yīng)為

2-

CH30cH3-12e「+12OH=2C03+6H20,選項(xiàng)B不正確;C、每Imol的二甲醛(CH30cH3)燃燒會(huì)轉(zhuǎn)

移電子的物質(zhì)的量為12mol；Imol的甲醇反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)移電子6mol,故做為燃料電池理論上，

Imol二甲醛放電量是Imol甲醇放電量的2倍，選項(xiàng)C正確；D、電池工作時(shí)，陰離子向電

池的負(fù)極遷移，即向電池負(fù)極遷移，選項(xiàng)D正確。答案選B。

28.甲醇是重要的化工原料和燃料。將CO2與含少量C0的不混合，在恒容密閉容器中發(fā)生

反應(yīng)：C02(g)+3H2(g)0cH30H(g)+HzO(g),圖1是在兩種投料比［c(COz)/c(壓+CO)］分別為1:4

和1:6時(shí)，CO?平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線，圖2是生成的甲醇/過(guò)氧化氫燃料電池的工

作原理示意圖：

下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

A.圖2中電極M上發(fā)生還原反應(yīng)

B.圖2中電極N的反應(yīng)式：H202+2e+2H=2H20

C.圖1中b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點(diǎn)

D.圖1中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓的轉(zhuǎn)化率等于30%

【答案】B

【解析】A.圖2中H-的移動(dòng)方向是逆時(shí)針?lè)较?，相反，電子的移?dòng)方向是順時(shí)針?lè)较颍噪姌OM作負(fù)

極而發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤;B.圖2中電極N作正極而發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式:H;O;-2e--2H-=2H;O,

故B正確；C.圖1中CO：平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小，表明升溫平衡左移，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以b

點(diǎn)溫度較高，對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值小于c點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D.圖1中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)H：和CO的投料比不確定，

對(duì)應(yīng)的H：的轉(zhuǎn)化率無(wú)從確定，故D錯(cuò)誤。故選B。

29.通過(guò)加入適量乙酸鈉，設(shè)計(jì)成微生物電池可以將廢水中的氯苯轉(zhuǎn)化為苯而除去，其原理

如圖所示。下列敘述正確的是

A.b極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.一段時(shí)間后b極區(qū)電解液的pH減小

C.H，由a極穿過(guò)質(zhì)子交換膜到達(dá)b極

D.a極的電極反應(yīng)式為、7-e=Cl+\)

【答案】B

【解析】原電池工作時(shí)，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)即：~-2e-H-=Cl-^,則a為正極，b為

負(fù)極，反應(yīng)式為：CH:COO-8e-2H;0=2CO:-7H-oA.正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)即：

-2e-H-=Cl-^,則a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B.由電極方程式可知當(dāng)轉(zhuǎn)移8moi電

子時(shí)，正極消耗4molH-,負(fù)極生成7moi則處理后的廢水pH降低，故B正確：C.b為負(fù)極，反應(yīng)式

為：CH；COO--8e-2H;O=2CO;-7H-,由示意圖可知，質(zhì)子從b極移向a極，故C錯(cuò)誤；D.a為正極，發(fā)生

還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為0-2e-H-=Ci--,,故D錯(cuò)誤；故選B。

30.氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取和儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

(1)H￡熱分解制氫的原理:2H2s(g)=2Hz(g)+S2(g)AH=169.8kj/mol,分解時(shí)常向反

應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分壓S燃燒，其目的是；燃燒生成的SO?與H2s進(jìn)一

步反應(yīng)，硫元素轉(zhuǎn)化為S2,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)氨硼烷(NH3BH3)是儲(chǔ)氫量最高的材料之一，其受熱時(shí)固體殘留率隨溫度的變化如圖甲

所示。氨硼烷還可作燃料電池，其工作原理如圖乙所示。

①110℃時(shí)殘留固體的化學(xué)式為。

②氨硼烷電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為o

(3)十氫蔡(口此8)是具有高儲(chǔ)氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“。此8-&此2-口曲”的脫氫過(guò)程釋

放氫氣。己知：

C1OH1S(1)^=^C10H12(l)+3H2(g)△Hi

CioHi2(l)CIOH8(1)+2H2(g)AH2

溫度335℃、高壓下，在恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行液態(tài)十氫蔡(LOOmol)催化脫氫實(shí)驗(yàn)，測(cè)

得口此2和的物質(zhì)的量m和窕隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖丙所示。圖丁表示催化劑對(duì)反應(yīng)

活化能的影響。

①△Hi—△W(選填“>"、"="或)o

②8h時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的物質(zhì)的量為mol(忽略其他副反應(yīng))。

③ni顯著低于112可能的原因是0

【答案】為熱分解反應(yīng)提供熱量4H2S+2S02==4H20+3S2BH2NH2或(BH2NH2)

-+-+

NH3BH3-6e+2H20=NH4+B02+6H>1.951反應(yīng)2的活化能比反應(yīng)1的小，催化劑顯著降低

了反應(yīng)2的活化能，反應(yīng)生成的CM?很快轉(zhuǎn)變成3曲，故m顯著低于m

【解析】3)使部分硫化氫燃燒，放出熱量，為硫化氫熟分解反應(yīng)提供熱量，二氧化硫與硫化氫進(jìn)一步反

應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，二者反應(yīng)生成S：與H：O,反應(yīng)的化學(xué)方程式：4H;S+2SO;=4H;O+3S:,

答案為：為H3熱分解反應(yīng)提供熱量'4H;S+2SO:=4H;O+3S;

(2)①110七時(shí)分析固體殘留率隨溫度的變化圖可知，M(A)=M(NH：BH3)X93.55%=31X93.55°O=29,故A

為BHRH：或②氨硼烷在原電池的負(fù)極失電子生成NH.BO：,電極反應(yīng)式為-6e.+

-

2H;O===NH4-+BO：+6H,答案為：①或由

--

②6e+2H：O===NHT+BO;+6H

(3)①由圖丁可知AHi和A壓都是吸熱反應(yīng)，且AHi的活化能高于AH?的活化能，所以

△HDAHz②①溫度335℃,在8h時(shí)，十氫蔡為1.00mol,測(cè)得3此2和口曲的產(chǎn)率Xi=0.027,

x2=0.374,即生成CioHi?和。曲的物質(zhì)的量分別為0.027mol,0.374mol,設(shè)反應(yīng)的3MB的物

質(zhì)的量為a,反應(yīng)C10H12的物質(zhì)的量為b,根據(jù)反應(yīng)，

CioHis(l)=^^CioHi2(l)+3H2(g)

113

aa3a

C1OH12(1)CIOH8(1)+2H2(g),

112

bb2b

則a-b=O.027,b=0.374,則a=0.401,因此生成的氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

3a+2b=3X0.401+2X0.374=1.951,則氫氣的量為1.951mo1。③反應(yīng)2的活化能比反應(yīng)1小，

相同溫度下反應(yīng)2更快，所以相同時(shí)間內(nèi)，生成的四氫蔡大部分都轉(zhuǎn)化為蔡，故m顯著低

于止,故答案為：反應(yīng)2的活化能比反應(yīng)1小，相同溫度下反應(yīng)2更快，所以相同時(shí)間內(nèi)，

生成的四氫蔡大部分都轉(zhuǎn)化為蔡，故m顯著低于比；答案為：①〉②1.951③反應(yīng)2的活化

能比反應(yīng)1的小，催化劑顯著降低了反應(yīng)2的活化能，反應(yīng)生成的C/，艮快轉(zhuǎn)變成CK1H8,

故m顯著低于n2.

31.NH3是一種重要的化工原料。

(1)不同溫度、壓強(qiáng)下.合成該平衡體系NH,的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖(Nz和員的起始物質(zhì)的量之

比為1⑶。

①分析圖中數(shù)據(jù)，升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值__(填“增大”“減小”或“不變”)。

②如果開(kāi)始時(shí)向密閉容器中投入LOmolNz和3.0molHz,則在500℃、3X10Ta條件下達(dá)到

平衡時(shí)N2的平衡轉(zhuǎn)化率=o(保留兩位有效數(shù)字)

③液氨和水頗為相像，它能溶解多種無(wú)機(jī)及有機(jī)分子，其電離方程式可表示為2NH3―NHJ+

陽(yáng)2一(某溫度下其離子積常數(shù)為ICT)。液氨中的pNH,與水中的pH相似，則該溫度下液氨的

pNH4=0

(2)以氨氣代替氫氣研發(fā)氨清潔燃料電池是當(dāng)前科研的一個(gè)熱點(diǎn)。氨燃料電池使用的電解質(zhì)

溶液是KOH溶液。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為。

(3)NH3也是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的NH3

轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬?，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

反應(yīng)I:NH3(aq)+HC10(aq)=NH2C1(aq)+H20(1)AHi=akJ/mol；

反應(yīng)II:NH2C1(aq)+HC10(aq)=NHC12(aq)+H20(l)AHz^kJ/mol；

反應(yīng)HI:2NHCl2(aq)+H20(l)=N2(g)+HC10(aq)+3HCl(aq)△H3=ckJ/moL

①2NH3(aq)+3HC10(aq)==N2(g)+3HC1(aq)+3壓0(1)AH=kj/mol

②己知在水溶液中NH2C1較穩(wěn)定，NHCb不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。在其他條件不變的情況下，

n(NaCIO)

改變?nèi)雽?duì)溶液中次氯酸鈉去氨氮效果與余氯(溶液中+1價(jià)氯元素的含量)的影響如圖

所示。a點(diǎn)之前溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)為(填序號(hào))。

A.反應(yīng)I、IIB.反應(yīng)I

n(NaCIO)

③除氨氮過(guò)程中最佳的三麗丁值約為。

-

【答案】減小41%152NH3-6e+60H=N2+6H202a+2b+cB1.5

【解析】(1)考查化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、pH的計(jì)算，①根據(jù)圖，隨著溫度的升高，的質(zhì)量分

數(shù)減小，說(shuō)明正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，即升高溫度，平衡常數(shù)K；感??；②

：

N;+3H:!^2NHJ

起始：130

變化：x3x2x

平衡：l-x3-3x2x,500七、3xlQTa時(shí)NH：的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為"26,即2x(l-x+3-3x+2x)=0.26,

解得x=0.41,即N；的轉(zhuǎn)化率為41。。；③根據(jù)水的離子積，cZL>ctNH/)=10-",且GIHO=c{NHC,

推出c(NH4+)=l(T%ol因此該溫度下pNH,=15；(2)考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，因?yàn)槭?/p>

清潔能源，因此NH3-N2,根據(jù)原電池的工作原理，NL在負(fù)極上參與反應(yīng)，電解質(zhì)為KOH溶

液，因此負(fù)極反應(yīng)式為2NL—6r+60『=岫+6田0；(3)考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算、化

學(xué)反應(yīng)條件的選擇，①反應(yīng)1X2+反應(yīng)HX2+反應(yīng)HI,得出：目標(biāo)方程式的△H=(2a+

2b+c)kJ?mo]T；②a點(diǎn)之前，次氯酸的量少，氨氣的量多，因此發(fā)生反應(yīng)I,故選項(xiàng)B正

確；③去除率較高，同時(shí)余氯量最少，圖像中符合的比值為1.5。

點(diǎn)睛：本題的難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，特別是產(chǎn)物的判斷，研發(fā)N出清潔燃料電池，即N%

轉(zhuǎn)化成Nz,NH3失去電子生成N2,有2NH3—6“一沖，電解質(zhì)為堿性，在負(fù)極上OIT被消耗，

轉(zhuǎn)化成H20,因此負(fù)極反應(yīng)式為2NH3-6e-+60H-=N2+6H20o

32.近年科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想。把含有大量CO2的空氣吹入K2c溶液中，再把CO?

從溶液中提取出來(lái)，并使之與壓反應(yīng)生成可再生能源甲醇。其工藝流程如下圖所示：

回答下列問(wèn)題：

(1)進(jìn)入分解池中主要物質(zhì)是;在合成塔中，若足量的W與CO?反應(yīng)，消耗4.4gC0”

生成氣態(tài)的壓0和CHOH,可放出5370J的熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式o

(2)該工藝在哪些方面體現(xiàn)了“綠色自由”構(gòu)想中的“綠色”：①；②o

(3)一定條件下，往2L恒容密閉容器中充入l.OmolCO?和3.0mol壓，在不同催化劑作用下，

相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示：

①催化劑效果最佳的是(填“催化劑I”.“催化劑n”，“催化劑ni”)。b點(diǎn)〃

(正)V(逆)(填“〉”,“<"，"=")o

②此反應(yīng)在