2019年高考化學(xué) 考點42 非水燃料電池必刷題.doc

考點四十二 非水燃料電池1鋰-空氣電池原理模型如圖所示，下列說法不正確的是 A 電池正極可以吸附空氣中氧氣作為氧化劑B 正極反應(yīng)為2Li+ + O2 + 2e- Li2O2C 電解質(zhì)能傳遞鋰離子和電子，不可以用水溶液D 負極反應(yīng)Li - e-=Li+【答案】C2有報道稱以硼氫化鈉（NaBH4，強還原劑）和H2O2作原料的燃料電池，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如右圖所示。下列說法錯誤的是（ ） A 電極b作正極，發(fā)生還原反應(yīng)B 該電池的負極反應(yīng)為：BH48OH8eBO26H2OC 每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為3 molD 不考慮能量損耗，當(dāng)有1mol H2O2參加反應(yīng)時，即有2 mol Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)【答案】C3一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是 A 反應(yīng)CH4+H2O3H2+CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移8mol電子B 電池工作時，CO32-向電極A移動C 電極A上只有H2參與電極反應(yīng)，反應(yīng)式為H2+2OH-2e-=2H2OD 電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e-=2O2-【答案】B【解析】ACH4CO，化合價由-4價+2價，上升6價，則1molCH4參加反應(yīng)共轉(zhuǎn)移6mol電子，A錯誤；B通氧氣的一極為正極，則B為正極，A為負極，原電池中陰離子向負極移動，A為負極，所以CO32-向電極A移動，B正確；C通氧氣的一極為正極，則B為正極，A為負極，負極上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水，電極A反應(yīng)為：H2+CO+2CO32-4e-=H2O+3CO2，C錯誤；DB電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)O2+2CO2+4e-2CO32-，D錯誤。4“直接煤燃料電池”能夠?qū)⒚褐械幕瘜W(xué)能高效、清潔地轉(zhuǎn)化為電能，下圖是用固體氧化物作 “直接煤燃料電池”的電解質(zhì)。有關(guān)說法正確的是 A 電極b為電池的負極B 電池反應(yīng)為：C + CO2 = 2COC 電子由電極a沿導(dǎo)線流向bD 煤燃料電池比煤直接燃燒發(fā)電能量利用率低【答案】C5如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料，氧氣為氧化劑，某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度高達700 -900時，O2-可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動，反應(yīng)生成物均為無毒無害的物質(zhì)。下列說法正確的是 A 電池內(nèi)的O2-由電極乙移向電極甲B 電池總反應(yīng)為N2H4+2O2= 2NO+2H2OC 當(dāng)甲電極上有l(wèi)mol N2H4消耗時，乙電極上有22.4LO2參與反應(yīng)D 電池外電路的電子由電極乙移向電極甲【答案】A【解析】A、在原電池內(nèi)部，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，該裝置中電極甲為負極，電極乙為正極，所以O(shè)2-由電極乙移向電極甲，故A正確；B、電池的總反應(yīng)為N2H4+O2= N2+2H2O，故B錯誤；C、當(dāng)甲電極上有l(wèi)mol N2H4消耗時，轉(zhuǎn)移4mol電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則乙電極上有l(wèi)molO2參與反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為22.4L，但題目沒有指明條件，故C錯誤；D、在外電路中，電子由負極（甲）移向正極（乙），故D錯誤。6某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質(zhì)、以CH4為燃料時，該電池工作原理見如圖。下列說法正確的是（ ） A 此電池在常溫時也能工作 B 正極電極反應(yīng)式為：O2+2CO2-4e=2CO32C CO32向正極移動 D a為CH4，b為O2【答案】D7以柏林綠FeFe(CN)6為代表的新型可充電鈉離子電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是 A 放電時，正極反應(yīng)為FeFe(CN)62Na+2eNa2FeFe(CN)6B 充電時，Mo（鉬）箔接電源的負極C 充電時，Na+通過交換膜從左室移向右室D 外電路中通過0.2mol電子的電量時，負極質(zhì)量變化為2.4g【答案】B【解析】A、根據(jù)工作原理，Mg作負極，Mo作正極，正極反應(yīng)式為FeFe(CN)6+2Na+2e=Na2FeFe(CN)6，故A正確；B、充電時，電池的負極接電源的負極，電池的正極接電源的正極，即Mo箔接電源的正極，故B說法錯誤；C、充電時，屬于電解，根據(jù)電解原理，Na應(yīng)從左室移向右室，故C說法正確；D、負極上應(yīng)是2Mg4e2Cl=Mg2Cl22，通過0.2mol電子時，消耗0.1molMg，質(zhì)量減少2.4g，故D說法正確。8如圖是NO2和O2形成的原電池裝置。下列說法不正確的是 A 石墨做正極,O2發(fā)生還原反應(yīng)B 該電池放電時NO3-從右側(cè)向左側(cè)遷移C 當(dāng)消耗1mol NO2時，電解質(zhì)中轉(zhuǎn)移1mol eD 石墨附近發(fā)生的反應(yīng)為NO2+NO3-e-=N2O5【答案】C9新華網(wǎng)報道，我國固體氧化物燃料電池技術(shù)研發(fā)取得新突破。科學(xué)家利用該技術(shù)實現(xiàn)了H2S廢氣資源回收利用并獲得能量，原理如圖所示。下列說法正確的是（ ） A 電極b為電池負極B 電極a上的電極反應(yīng)： 2H2S+2O2-4e-=S2+2H2OC 電極b上的電極反應(yīng)： O2+4e-+4H+=2H2OD 電路中每流過4mol電子，正極消耗44.8LH2S【答案】B10鈉-氯化鎳電池以 -Al2O3(Al2O3x Na2O)作為固體電解質(zhì)構(gòu)成的一種新型電池(2Na+NiCl2Ni+2NaCl ), 其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是A 放電時 NaCl在熔融電解質(zhì)中生成B 充電時陰極反應(yīng): Na+ + e- NaC 氯離子通過-Al2O3(s)在兩電極間移動D 如果電池過度放電, AlCl4-可能被還原【答案】C【解析】鈉離子向正極移動、氯離子向負極移動，所以放電時 NaCl在熔融電解質(zhì)中生成，故A正確；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，充電時陰極反應(yīng): Na+ + e- Na，故B正確；氯離子通過-Al2O3(s)向負極移動，故C錯誤；如果電池過度放電, AlCl4-可能被還原為Al，故D正確。11電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，即保持污水的pH在5.06.0之間，通過電解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下來，起到凈水的作用，其原理如圖所示。下列說法正確的是 A 石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B 通甲烷的電極反應(yīng)式：CH4+4CO32-8e-=5CO2+2H2OC 通空氣的電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2- D 甲烷燃料電池中CO32-向空氣一極移動【答案】B【解析】A、根據(jù)甲烷燃燒時化合價的變化情況，可知甲烷中的C元素化合價升高，失去電子，甲烷在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，與之相連接的石墨為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，所以A錯誤；B、以熔融的碳酸鹽為電解質(zhì)，則通甲烷的負極反應(yīng)為CH4+4CO32-8e-=5CO2+2H2O，所以B正確；C、由裝置圖所含信息可知，通空氣的正極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-=2CO32-，所以C錯誤；D、在電池內(nèi)部，陰離子向負極移動，所以甲烷燃料電池中CO32-向通甲烷的負極移動，故D錯誤。12利用“NaCO2”電池將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“NaCO2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料，放電反應(yīng)方程式為4Na3CO22Na2CO3C。放電時該電池“吸入”CO2，其工作原理如圖3所示，下列說法中錯誤的是（ ） A 電流流向為：MWCNT導(dǎo)線鈉箔B 放電時，正極的電極反應(yīng)式為 3CO24Na4e=2Na2CO3CC 原兩電極質(zhì)量相等，若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mole時，兩極的質(zhì)量差為11.2gD 選用髙氯酸鈉-四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點是導(dǎo)電性好，與金屬鈉不反應(yīng)，難揮發(fā)【答案】C13一種Cu- Li可充電電池的工作原理如圖所示，其中非水系電解液和水系電解液被鋰離子固體電解質(zhì)陶瓷片( LISICON)隔開。下列說法正確的是( ) A 陶瓷片允許水分子通過B 電池放電時，N極發(fā)生氧化反應(yīng)C 電池充電時，陰極反應(yīng)為Li+e-=LiD 電池充電時，接線柱B應(yīng)與外接直流電源的負極相連【答案】C14熔融碳酸鹽燃料電池(Molen Cathomale Fuel Cell)簡稱MCFC，具有高發(fā)電效率。工作原理示意圖如圖。下列說法正確的是 A 電極M 為負極，K+、Na+移向MB 電池工作時，熔融鹽中CO32-物質(zhì)的量增大C A 為CO2，正極的電極反應(yīng)為：O2+4e-+2CO2= 2CO32-D 若用MCFC給鉛蓄電池充電，電極N接Pb極【答案】C15鋅-鈰液流電池體系作為氧化還原液流電池中的新生一代,有著諸多的優(yōu)勢，如開路電位高、污染小等。鋅-鈰液流電池放電時的工作原理如圖所示,其中，電極為惰性材料,不參與電極反應(yīng)。下列有關(guān)說法正確的是 A 放電時，電池的總反應(yīng)式為2Ce4+Zn=Zn2+2Ce3+B 充電時，a極發(fā)生氧化反應(yīng)，b極發(fā)生還原反應(yīng)C 充電時,當(dāng)電路中通過0.1mol電子時,b極增加14gD 選擇性離子膜為陰離子交換膜，能阻止陽離子通過【答案】A【解析】A. 放電時，負極反應(yīng)式為Zn-2e-= Zn2+，正極反應(yīng)式為2Ce4+ +2e -=2Ce3+，故電池的總反應(yīng)式為2Ce4+Zn=Zn2+2Ce3+，故A正確；B. 充電時，a極為陰極，發(fā)生含有反應(yīng)，b極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；C. 充電時，當(dāng)電路中通過0.1mol電子時，b極生成了0.1mol Ce4+，Ce4+不在b極上析出，故C錯誤；D.充電和放電過程中，正極電解液與負極電解液不能混合，加入的H+起平衡電荷的作用，故為質(zhì)子交換膜，故D錯誤；故選A。16某手機電池采用了石墨烯電池，可充電5分鐘，通話2小時。一種石墨烯鋰硫電池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意圖如圖。下列有關(guān)該電池說法不正確的是 A 金屬鋰是所有金屬中比能量最高的電極材料B 充電時A電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C 充電時B電極的反應(yīng):Li2S8-2e-=2Li+S8D 手機使用時電子從A電極經(jīng)過手機電路版流向B電極，再經(jīng)過電池電解質(zhì)流回A電極【答案】D17某科研機構(gòu)以納米Fe2O3作為電極材料制備鋰離子電池另一極為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料，電解質(zhì)只傳導(dǎo)鋰離子，通過在寶溫條件下對鋰離于電池進行循環(huán)充放電，成功實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控(見圖)。下列說法正確的是 A 電解質(zhì)可以用Li2SO4溶液B 充電時，F(xiàn)e作為陰極，電池不被磁鐵吸引C 放電時，正極反應(yīng) 為Fe2O3+6Li+6e-=2Fe+3Li2OD 充電時，陰極反應(yīng)為: Li2O +2e-=2Li+O2-【答案】C【解析】A. 電極鋰是活潑金屬能與水反應(yīng)，故電解質(zhì)不可以用Li2SO4溶液，選項A錯誤；B. 充電時，F(xiàn)e作為陽極，電池被磁鐵吸引，失電子后產(chǎn)生氧化鐵不被磁鐵吸引而斷開，選項B錯誤；C. 放電時，正極Fe2O3得電子產(chǎn)生鐵，反應(yīng) 為Fe2O3+6Li+6e-=2Fe+3Li2O，選項C正確；D. 充電時，陰極反應(yīng)為:Li2O +Fee-=Li+ Fe2O3，選項D錯誤。18以熔融Na2CO3為電解質(zhì)，H2和CO混合氣為燃料的電池原理如圖所示。下列說法正確的是（ ） A b是電池的負極B 該電池使用過程中需補充Na2CO3C a、b兩級消耗氣體的物質(zhì)的量之比為2:1D 電極a上每消耗22.4L原料氣體，電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2NA【答案】C192009年，美國麻省理工學(xué)院的唐納德撒多維教授領(lǐng)導(dǎo)的小組研制出一種鎂一銻液態(tài)金屬儲能電池。該電池工作溫度為700攝氏度，其工作原理如圖所示: 該電池所用液體密度不同，在重力作用下分為三層，充放電時中間層熔融鹽的組成及濃度不變。下列說法正確的是A 該電池放電時，正極反應(yīng)式為Mg2+-2e-=MgB 該電池放電時，Mg(液)層生成MgCl2，質(zhì)量變大C 該電池充電時，Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應(yīng)D 該電池充電時，熔融鹽中的Cl-進入Mg-Sb(液)層【答案】C【解析】試題分析：由圖中電子的流向可知，Mg為負極。因為是儲能電池，所以該電池可以放電也可以由此充電。放電時鎂被氧化為鎂離子，所以充電時，鎂離子被還原為鎂。A. 該電池放電時，正極反應(yīng)式為Mg2+2e-=Mg，A不正確；B. 該電池放電時，Mg(液)層生成Mg2+進入熔融鹽中，質(zhì)量變小，B不正確；C. 該電池充電時，Mg-Sb(液)層中Mg發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；D. 該電池充電時，熔融鹽中的Cl-不進入Mg-Sb(液)層，而是Mg2+進入熔融鹽中，D不正確。20鋰一銅空氣燃料電池容量高、成本低，具有廣闊的發(fā)展前景。該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過程為2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li+2OH-，下列說法不正確的是 A 該電池負極不能用水溶液作為電解質(zhì)B 放電時，Li+透過固體電解質(zhì)向Cu極移動C 通空氣時銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD 放電時，正極的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-4OH-【答案】D21已知：2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) H= -632 kJmol-1，如圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說法正確的是 A 電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：H2S - 2e- = S+2H+B 電池工作時，電流從電極b經(jīng)過負載流向電極aC 電路中每流過1 mol電子，電池內(nèi)部釋放158 kJ的熱能D 每11.2 LH2S參與反應(yīng)，有1 mol H+經(jīng)固體電解質(zhì)膜進入正極區(qū)【答案】B22（1）地下鋼管連接鎂塊是金屬防腐措施中的_法。（2）鉛及其化合物可用于蓄電池，耐酸設(shè)備及X射線防護材料等?；卮鹣铝袉栴}：鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層。鉛在元素周期表的位置為_；鉛的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比碳酸的_(填“強”或“弱”)。PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng)式為_ ，當(dāng)電路中有2mol電子轉(zhuǎn)移時，理論上兩電極質(zhì)量變化的差為_ g。（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見下圖，石墨為電池的_極；該電池在使用過程中石墨電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為_。 【答案】 犧牲陽極的陰極保護法 第六周期第IVA 族 弱 PbO2 + 4HCl(濃)= PbCl2 + Cl2 + 2H2O PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O 32 負 NO2 e- + NO3- = N2O523消除氮氧化物（主要為NO和NO2)污染是“藍天計劃”的重要內(nèi)容之一。（1）甲烷還原方法是在催化劑作用下可消除氮氧化物（主要為NO和NO2)污染， NO、O2和CH4的混合物反應(yīng)體系主要發(fā)生如下反應(yīng)：2NO(g) + O2(g)2NO2(g) H113.0 kJmol-1 CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) +2H2O (g) H802. 3 kJmol-1 CH4(g) + 4NO(g)2N2(g) + CO2(g) + 2H2O (g) H1160 kJmol-1 則反應(yīng)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O (g) 的H _。 反應(yīng)CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) +2H2O (l) Ha kJmol-1，則a _ 802. 3（填“”、“”或“”）。 在一定溫度下，提高反應(yīng)中NO 轉(zhuǎn)化率可采取的措施是 _。（2）利用電化學(xué)裝置可消除氮氧化物污染，變廢為寶。 圖裝置實現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式是_。石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為_。相同條件下，放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為_。 圖為電解NO制備NH4NO3的裝置。該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為_?！胺磻?yīng)室”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_?！敬鸢浮?-868.15kJmol-1 > 增大CH4濃度或移走生成物 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 O2+4e+2N2O54NO3 4:1 NO3e+2H2ONO3+4H+ NH3+H+NH4+因此，本題正確答案為： -868.15kJmol-1； > ； 增大CH4濃度或移走生成物；（2）圖裝置為燃料電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，負極上通入NO2，正極上通入O2，根據(jù)電解質(zhì)知，負極電極反應(yīng)式為NO2-e-+NO3-N2O5，石墨電極為正極，電極反應(yīng)式為O2+2N2O5+4e-4NO3-，放電過程中兩電極電子守恒，由兩電極反應(yīng)式可知：消耗的NO2和O2的體積比為4:1；圖為電解裝置。陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NO3e+2H2ONO3+4H+。陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NO+5e+6H+NH4+H2O，“反應(yīng)室”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH3+H+NH4+。因此，本題正確答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能； O2+4e+2N2O54NO3； 4:1 ； NO3e+2H2ONO3+4H+ ； NH3+H+NH4+。24研究大氣中含硫化合物(主要是H2S和SO2)的轉(zhuǎn)化具有重要意義。(1)H2S資源化利用途徑之一是回收能量并得到單質(zhì)硫，如圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。 電極a為電池的_極，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：_。每17gH2S參與反應(yīng)，有_mol H+經(jīng)質(zhì)子膜進入_極區(qū)。(2)低濃度SO2廢氣的處理是工業(yè)難題，目前常用的方法如下： Na2SO3溶液吸收SO2的化學(xué)方程式是_。如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別吸收SO2，則理論吸收量最多的是（_）ANa2SO3 BNa2S CBa(NO3)2 D酸性KMnO4【答案】 負 O2+4H+4e= 2H2O 1 正 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 c【解析】分析：(1)根據(jù)2H2S（g）+O2（g）S2（s）+2H2O反應(yīng)，得出負極H2S失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解答；（2）依據(jù)PH和離子積常數(shù)計算溶液中氫氧根離子濃度結(jié)合鈉離子濃度計算比值；依據(jù)溶液中質(zhì)子守恒分析書寫離子濃度關(guān)系。25汽車尾氣中含有CO、NO等有害氣體。（1）汽車尾氣中NO生成過程的能量變化示意圖如下： 該條件下，1mol N2和1molO2完全反應(yīng)生成NO，會_（填“吸收”或“放出”）_kJ能量。（2）通過NO傳感器可監(jiān)測汽車尾氣中NO的含量，其工作原理如下圖所示： NiO電極上發(fā)生的是_反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。外電路中，電子的流動方向是從_電極流向_電極（填“NiO”或“Pt”）；Pt電極上的電極反應(yīng)式為_。（3）一種新型催化劑能使NO和CO發(fā)生反應(yīng)：2NO2CO 2CO2N2。已知增大催化劑的比表面積可提高該反應(yīng)速率。為了驗證溫度、催化劑的比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下表中。實驗編號t（）NO初始濃度（mol/L）CO初始濃度（mol/L）催化劑的比表面積（m2/g）2801.201035.80103822801.20103B124350A5.8010382 請把表中數(shù)據(jù)補充完整：A_；B_。能驗證溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響規(guī)律的是實驗_（填實驗序號）。實驗和實驗中，NO的物質(zhì)的量濃度c（NO）隨時間t的變化曲線如下圖所示，其中表示實驗的是曲線_（填“甲”或“乙”）。 【答案】 吸收 183 氧化 NiO Pt O24e2O2 1.20103 5.80103 實驗和實驗 乙動無影響，則平衡不移動，但的速率大，則先達到化學(xué)平衡，其中表示實驗的是曲線乙。26請運用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。(1)工業(yè)上可利用CO或CO2來制備清潔液體燃料甲醇。已知: 800時反應(yīng):2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H=-90.8 kJ/mol反應(yīng):H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) H=+41.2kJ/mol(1)寫出用CO2與H2反應(yīng)制備甲醇的熱化學(xué)方程式_。(2)對于反應(yīng)，在體積一定的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2，測得平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖1所示。據(jù)此判斷 壓強P1_P2(填“>”“<”或“=”，下同)平衡常數(shù)K(狀態(tài)C)_K(狀態(tài)D)反應(yīng)速率:V逆(狀態(tài)A)_V逆(狀態(tài)B)(3)對于反應(yīng)，在體積一定的密閉容器中加入一定量的H2和CO。進行反應(yīng)。下列說法正確的是_。A若該反應(yīng)在恒容，絕熱的容器中進行，當(dāng)容器中壓強保持不變時表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)B該反應(yīng)達到平衡時，向平衡體系中充入一定量的氦氣，平衡可能發(fā)生移動C恒溫恒容條件下，若改變反應(yīng)物的投入量，H的值不發(fā)生變化D恒溫恒容條件下，若投入氣體的總量保持不變，設(shè)起始投料比n(H2)/n(CO2)=X，當(dāng)X=2或1/2時，H2O的體積分數(shù)不變。(4)利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外線照射時，在不同催化劑(I、II、III)作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如下圖2所示，在0-15h內(nèi)，對反應(yīng)催化效果最好的催化劑是_(填序號)。 (5)一種新利CO燃料電池工作原理如上圖3所示，該電池負極電極反應(yīng)式為_，電極A處產(chǎn)生的CO2有部分參與循環(huán)利用，其利用率為_?！敬鸢浮?CO2 (g) + 3H2 (g) CH3OH (g) +H2O (g)H=-49.6kJ/mol > = < A C D II CO+ CO32-2e-=2CO2 50%27運用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。(1) 用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的 活性炭和NO，發(fā)生 反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)H=QkJ/mol。 在T1時，反應(yīng)進行到不同時間(min) 測得各物質(zhì)的濃度(mol/L) 如下：濃度 時間01020304050NO1.000.680.500.500.600.60N200.160.250.250.300.30CO200.160.250.250.300.30 30min 后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_(填字母編號)a.通入一定量的NO b.加入定量的活性炭c.加入合適的催化劑 d.適當(dāng)縮小容器的體積 若30min后升高溫度至T2，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3: 1: 1，則Q_ 0 (填“>”或“<”<)。(2) 某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進行研究，則得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖所示，利用以下反應(yīng)：NO+CON2+CO2( 有CO) 2NON2+ O2 (無CO) 若不使用CO，溫度超過775，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為: _；在n(NO)/n(CO)= 1的條件下，應(yīng)控制最佳溫度在_左右。用CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物的污染，寫出C2H6與NO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。以NO2、O2 熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨I電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，則該電極反應(yīng)式為_。(3) 天然氣的一個重要用途是制取氫氣，其原理如下： 已知: 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H1CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H2 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H31)科學(xué)家提出一種利用天然氣制備氫氣的方法: CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H=_2)這種方法的推廣與使用，不僅實現(xiàn)資源綜合利用，而且還能解決環(huán)境問題是_?！敬鸢浮?ad 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進行 870 (850到900之間都可以) 4C2H6+ 14NO28CO2+7N2+12H2O NO2+ NO3-e-=N2O5 H=H2-H1-H3 減少溫室氣體排放，緩解溫室效應(yīng)是：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度更有利于反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。根據(jù)圖像當(dāng)n（NO）/n（CO）=1時，870左右NO的轉(zhuǎn)化率最大，所以應(yīng)控制的最佳溫度在870左右。烴催化還原NOx可消除氮氧化物的污染，氮氧化物被還原為N2，則烴轉(zhuǎn)化成CO2和H2O，C2H6與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為4C2H6+14NO28CO2+12H2O+7N2。石墨II通入O2，石墨II為正極，石墨I為負極，Y是一種氧化物，NO2發(fā)生氧化反應(yīng)生成Y，Y為N2O5，電極反應(yīng)式為NO2-e-+NO3-=N2O5。（3）應(yīng)用蓋斯定律，將-得，CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）H=H2-H1-H3。這種方法的推廣與使用，不僅實現(xiàn)資源綜合利用，而且還能解決的環(huán)境問題是：減少溫室氣體的排放，緩解溫室效應(yīng)。