2019年高考化學一輪復習 電化學 專題03 燃料電池練習.doc

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專題03 燃料電池1在金屬Pt、Cu和銥（Ir）的催化作用下，密閉容器中的H2可高效轉化酸性溶液中的硝態(tài)氮（NO3）以達到消除污染的目的。其工作原理的示意圖如下： 下列說法不正確的是A. Ir的表面發(fā)生反應：H2 + N2O = N2 + H2OB. 導電基體上的負極反應：H22e = 2H+C. 若導電基體上只有單原子銅，也能消除含氮污染物D. 若導電基體上的Pt顆粒增多，不利于降低溶液中的含氮量【答案】C2微生物燃料電池( MPC)處理技術是通過微生物的作用去除污染物，該技術可廣泛應用于去除土壤中有機污染物。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. 有機污染物在電池負極上氧化為對環(huán)境無害的物質C. 活性炭能有效吸附空氣，提高電池的工作效率D. 該電池的正極反應式為O2+4e -+2H2O=4OH-【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；電池負極失電子發(fā)生氧化反應，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子交換膜燃，該電池的正極反應式為O2+4e -+4H+=2H2O，故D錯誤。3某新型電池，以NaBH4（B的化合價為+3價）和H2O2作原料，負極材料采用Pt，正極材料采用MnO2（既作電極材料又對該極的電極反應具有催化作用），該電池可用作衛(wèi)星、深水勘探等無空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是 A. 每消耗3mol H2O2，轉移6mol eB. 電池工作時Na+從b極區(qū)移向a極區(qū)C. a極上的電極反應式為：BH4+8OH8eBO2+6H2OD. b極材料是MnO2，該電池總反應方程式：NaBH4 + 4H2O2=NaBO2 + 6H2O【答案】B4新型液氨燃料電池示意圖如圖，下列有關說法不正確的是 A. 該裝置將化學能轉化為電能B. 氨氣在電極1上發(fā)生氧化反應C. 電子由電極2經(jīng)負栽流向電極1D. 電極2的反應式為：O2+4e-+2H2O4OH-【答案】C【解析】A. 該裝置是原電池，將化學能轉化為電能，A正確；B. 氨氣失去電子，在電極1上發(fā)生氧化反應，B正確；C. 電極1是負極，電極2是正極，電子由電極1經(jīng)負栽流向電極2，C錯誤；D. 氧氣在正極得到電子，則電極2的反應式為：02+4e-+2H2040H-，D正確，答案選C。5NO2是大氣的主要污染物之一，某研究小組設計如圖所示的裝置對NO2進行回收利用,裝置中a、b均為多孔石墨電極。下列說法不正確的是 A. a為電池的負極，發(fā)生氧化反應B. 一段時間后，b極附近HNO3 濃度減小C. 電池總反應為4NO2+O2+2H2O4HNO3D. 電子流向:a電極用電器b電極溶液a電極【答案】D6第三代混合動力車目前一般使用鎳氫電池(M表示儲氫合金；汽車在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài))。鎳氫電池充放電原理的示意圖如下： 其總反應式為。根據(jù)所給信息判斷，下列說法錯誤的是A. 混合動力汽車上坡或加速時，乙電極的電極反應式為：NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OHB. 混合動力汽車上坡或加速時，電解液中OH向甲電極移動C. 混合動力汽車下坡或剎車時，甲電極周圍溶液的pH減小D. 混合動力汽車下坡或剎車時，電流的方向為：甲電極發(fā)動機乙電極【答案】CB、混合動力汽車上坡或加速時，電解液中OH向負極移動，即向甲電極移動，故B正確；C和D相當于電解池。此時甲是陰極，乙是陽極，電極反應式分別為2H 2 O +2e - = H 2+2OH - 、2Ni(OH) 2 +2OH - 2e - 2NiOOH+2H 2 O；C、混合動力汽車下坡或剎車時，甲電極周圍溶液的pH增大，故C錯誤；D、混合動力汽車下坡或剎車時，電流的方向為：陰極到陽極，即為：甲電極發(fā)動機乙電極，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能轉化為電能的裝置，下圖是利用一種微生物將廢水中的尿素CO(NH2)2轉化為對環(huán)境無害物質的裝置。下列敘述錯誤的是( ) A. M電極有CO2和N2生成B. H透過質子交換膜由左向右移動C. 微生物促進了反應中電子的轉移D. N電極反應式為O2 2H2O 4e=4OH【答案】D8一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O下列有關說法不正確的是（ ）A. 檢測時，電解質溶液中的H+向正極移動B. 若有 0.4 mol電子轉移，則消耗 2.24 L氧氣C. 正極上發(fā)生還原反應，負極上發(fā)生氧化反應D. 負極上的反應為：CH3CH2OH4e+H2OCH3COOH+4H+【答案】B【解析】分析：本題給出酸性燃料電池的電池反應方程式CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O，以此分析。詳解：A項，正極電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O，消耗H+，因此H+向正極移動，故A項正確；B項，每消耗0.1mol O2轉移電子0.4mol，0.1mol O2在標準狀況下的體積為2.24L，故B項錯誤；C項，O2在正極得電子，發(fā)生還原反應，CH3CH2OH在負極失電子，發(fā)生氧化反應，故C項正確；D項，CH3CH2OH在負極失電子與H2O反應生成CH3COOH與H+，電極反應式為CH3CH2OH-4e-+ H2O = CH3COOH+4H+，故D項正確。本題正確答案選B。9如圖為一種微生物燃料電池結構示意圖，關于該電池敘述正確的是( ) A. 正極反應式為B. 微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應C. 放電過程中，H+從正極區(qū)移向負極區(qū)D. 若用該電池給鉛蓄電池充電，MnO2電極質量減少8.7g，則鉛蓄電池負極增重9.6g【答案】C10微型直接甲醇燃料電池能量密度高，可應用于各類便攜式電子產(chǎn)品，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是 A. 多孔擴散層可起到傳導電子的作用B. 負極上直接通入無水甲醇可提高電池的比能量C. 當電路中通過3mol e- 時，內(nèi)電路中有3mol H+ 透過質子交換膜D. 電池工作時，H+ 向陰極催化層遷移【答案】B【解析】交換膜為質子交換膜，所以電解質溶液呈酸性，燃料電池中負極上加入燃料、正極上通入氧化劑，所以該燃料電池中，a為負極、b為正極，負極反應式為CH3OH（l）+H2O（l）-6e=CO2（g）+6H、正極反應式為O2+4e+4H=2H2O，陽離子向正極移動。A、多孔擴散層可起到傳導電子的作用，H陽離子向正極移動，故A正確；B. 單位質量的甲醇氧化放出的能量是一定的，負極上直接通入無水甲醇，比能量不變，故B錯誤；C.負極反應式為CH3OH（l）+H2O（l）-6e=CO2（g）+6H，當電路中通過3mol e- 時，內(nèi)電路中有3mol H+ 透過質子交換膜，故C正確；D. 電池工作時，H+ 向陰極催化層遷移，進入正極區(qū)，故D正確；故選B。11乙烯直接氧化法制乙醛的總反應方程式為2CH2=CH2+O22CH3CHO。現(xiàn)有人將該反應設計成如圖所示的燃料電池，下列有關說法正確的 A. a為負極，發(fā)生還原反應B. 電子移動方向：電極a磷酸溶液電極bC. 放電時，電路中每轉移0.4mol電子，溶液中就有0.4molH+向負極遷移D. 該電池負極反應式為CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+【答案】D12一種新型熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是 ( ) A. 催化重整中CH4+H2O=3H2+CO，1 mol CH4參加反應轉移2 mol電子B. 電極A上H2參與的電極反應為：H2+2OH-2e-=2H2OC. 電池工作時，CO32-向電極B移動D. 電極B上的電極反應：O2+2CO2+4e- =2CO32-【答案】D【解析】試題分析：由圖可知，該裝置為原電池，電池反應為一氧化碳、氫氣分別與氧氣反應生成二氧化碳和水。A電極為負極、B電極為正極，A. 催化重整中CH4+H2O=3H2+CO，碳元素的化合價從-4升高到+2，升高了6價，所以1 mol CH4參加反應轉移6 mol電子，A不正確；B. 電極A上H2參與的電極反應為：H2+ CO32-2e-=H2O+ CO2，B不正確；C. 電池工作時，陰離子向負極定向移動，所以CO32-向電極A移動，C不正確；D. 電極B上的電極反應為O2+2CO2+4e- =2CO32-，D正確。本題選D。13Nature期刊曾報道一例CH3OH-O2原電池，其工作示意圖如下。下列說法不正確的是 A. 電極A是負極，發(fā)生氧化反應B. 電解質溶液中H+由A極流向B極C. 電極B 的電極反應為: O2+2e-+H+=HO2-D. 外電路中通過6mol電子，生成CO2的體積為22.4L【答案】D14據(jù)報道，用甲酸提供氫氣的燃料電池由瑞士科技工作者開發(fā)成功。燃料電池包括兩個部分：甲(HYFORM)中使用釕(Ru)基催化劑從甲酸中產(chǎn)生氫氣；乙(PEMFC)是以NaOH為電解質的氫氧燃料電池。裝置的原理示意圖如圖。下列有關說法錯誤的是（ ） A. 該燃料電池使用的甲酸比氫氣更易儲存和運輸B. Y室的電極反應式：O2+4H+4e-=2H2OC. X室為負極室，Y室為正極室D. 甲中消耗1mol甲酸，乙中轉移2mol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存和運輸，A正確；Y室為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極反應式O2+4e-+2H2O=4OH-，B錯誤；通過裝置圖看出，X室為負極室，Y室為正極室，C正確；甲酸分解產(chǎn)生二氧化碳和氫氣，HCOOH=CO2+H2；反應轉移電子2mol電子，因此甲中消耗1mol甲酸，乙中轉移2mol電子，D正確；正確選項B。15液體燃料電池相對于氣體燃料電池具有體積小，無需氣體存儲裝置等優(yōu)點。一種以肼(N2H4)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，H2SO4作為電解質。下列關于該燃料電池的敘述正確的是 ( ) A. 電流從左側電極經(jīng)過負載后流向右側電極B. 該燃料電池正極發(fā)生的電極反應式為N2H4-4e-N2+4H+C. 利用該燃料電池工業(yè)上可以電解熔融MgCl2 制備MgD. 該燃料電池持續(xù)放電時，右側電池區(qū)中因電極反應消耗H+，故c(H+)逐漸減小【答案】C16使用新型電極材料，以N2、H2為電極反應物，以溶有M的稀鹽酸為電解質溶液，制成新型燃料電池，裝置如圖所示。下列說法正確的是 A. 通入H2的一極為正極B. 放電時H+向左移動，生成的物質M是NH4ClC. 通入的電極反成為:N2+6H+-6e-=2NH3D. 放電過程右邊區(qū)域溶液pH逐漸增大【答案】B【解析】負極是氫氣失電子生成氫離子，則通入H2的一極為負極，A錯誤；根據(jù)負極電極反應為:，正極電極反應，總反應式為，則左邊為正極，向正極即左移動，M為，B正確； 氮氣被還原生成,電極反應式為，C錯誤；反應過程中右邊區(qū)域溶液氫氣失電子生成氫離子，電極反應式為，pH逐漸減小，D錯誤；正確選項B。172016 年，Nature期刊報道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原電池，其工作示意圖如下。下列說法正確的是 A. 電極B的電極反應為：O2+2e-+H+=HO2- B. 電解質溶液中H+由電極B流向A極C. 電極A是負極，發(fā)生還原反應 D. 外電路中通過3mol電子，生成CO211.2 L【答案】A18液氨-液氧燃料電池曾用于驅動潛艇,其示意圖如圖所示,下列有關說法不正確的是 A. 電極2是正極,發(fā)生還原反應B. 電池工作時,Na+向電極1移 動C. 電流由電極2經(jīng)外電路流向電極1D. 電極1發(fā)生的電極反應為:2NH3+6OH-6e-= N2 +6H2O【答案】B192016年，美國研究小組開發(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。下列說法錯誤的是 A. 葡萄糖在電池負極發(fā)生反應B. 裝置所示原理可以在強堿性條件下進行C. 裝置正極電極反應式為: O2+4e-+4H+ =2H2OD. 裝置工作時，每消耗180g葡萄糖，將有2mol質子通過交換膜【答案】B【解析】A、該電池的總反應可以描述為：葡萄糖+O2葡萄糖酸內(nèi)酯+H2O，因此反應過程中葡萄糖被氧化，在原電池的負極參加反應，A正確。B、葡萄糖轉變成葡萄糖酸內(nèi)酯的過程需要“附帶酶的電極介質”，而酶在強堿條件下會發(fā)生變性而失去活性，所以不宜在強酸、強堿等條件下進行，B錯誤。C、電池正負極間以質子交換膜分隔開，所以兩極反應與質子（H+）有關，因此正極O2反應生成H2O的反應原理為：O2+4e-+4H+=2H2O，C正確。D、葡萄糖酸內(nèi)酯結構是，負極反應為：C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+，180g葡萄糖為，則反應轉移電子2 mol，D正確。所以錯誤答案選B。20下圖為“甲醇燃料電池”的工作原理示意圖，下列有關說法正確的是 A. 該燃料電池工作過程中電流方向從a極流向b極B. 該燃料電池工作時電路中通過1mol電子，消耗的O2的體積為5.6LC. Pt(a)電極的反應式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+D. 該燃料電池工作時H+由b極室向a極室移動，電解質溶液的PH增大【答案】C21某化學小組擬設計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，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. 電子流動方向為a導線bB. H+經(jīng)質子交換膜由右向左移動C. 放電一段時間b極附近pH不變D. a電極發(fā)生反應：H2N(CH2)2NH2+16e-+4H2O=2CO2+N2+16H+【答案】A22十九大報告中提出要“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對大氣污染防治比過去要求更高。二氧化硫空氣質子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結合，原理如圖所示。下列說法正確的是 A. 該電池放電時質子從Pt2電極經(jīng)過內(nèi)電路流到Pt1電極B. Pt1電極附近發(fā)生的反應為：SO22H2O2eH2SO42HC. Pt2電極附近發(fā)生的反應為O24e2H2O4OHD. 相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為21【答案】D【解析】放電時為原電池，質子向正極移動，Pt1電極為負極，則該電池放電時質子從Pt1電極移向Pt2電極，A錯誤；Pt1電極為負極，發(fā)生氧化反應，SO2被氧化為硫酸，極反應為SO22H2O2eSO2-44H，硫酸應當拆為離子形式，B錯誤；酸性條件下，氧氣得電子生成水, C錯誤；相同條件下，放電過程中：負極發(fā)生氧化反應：2SO24H2O4e2SO2-48H，正極發(fā)生還原反應：O24e4 H2H2O，根據(jù)轉移電子數(shù)相等規(guī)律可知：放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為21，D正確；正確選項D。23二甲醚（CH3OCH3）燃料電池的工作原理如右圖，有關敘述正確的是 A. 該裝置能實現(xiàn)化學能100%轉化為電能B. 電子移動方向為：a極b極質子交換膜a極C. a電極的電極反應式為：CH3OCH3+3H2O=2CO2+12e-+12H+D. 當b電極消耗22.4LO2時，質子交換膜有4moIH+通過【答案】C14微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是 A. HS-在硫氧化菌作用下轉化為SO42- 的反應為:HS-+4H2O-8e-= SO42-+9H+B. 電子從b流出，經(jīng)外電路流向aC. 如果將反應物直接燃燒,能量的利用率不會變化D. 若該電池電路中有0.4mol 電子發(fā)生轉移，則有0.5molH+通過質子交換膜【答案】A25一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，其中電解質溶液為溶有化合物A的稀鹽酸。下列有關表述錯誤的是（ ） A. 通入N2的電極發(fā)生的電極反應式為N2+6e-+8H+=2NH4+B. 該裝置能將化學能轉化為電能，化合物A 為NH4ClC. 電子從通入N2的電極流出，經(jīng)過用電器流向通入H2的電極D. 反應過程中電解質溶液的pH會變大，故需要通入氯化氫氣體【答案】C【解析】A.該電池的本質是合成氨反應，所以正極是氮氣發(fā)生還原反應，電極反應式為N2+6e-+8H+=2NH4+，選項A正確； B.該電池是N2和H2反應生成NH3，再與氯化氫結合生成氯化銨，所以A是NH4Cl，選項B正確；C.該裝置是原電池裝置，電子由負極通過外電路流向正極，即由通入氫氣的電極沿外電路流向通入氮氣的電極，選項C錯誤；D.反應過程中，H不斷消耗導致pH值變大，需要通入氯化氫氣體，選項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物可用C6H5OH 表示，左、中、右室間分別以離子交換膜分隔。下列說法不正確的是 A. 右室電極為該電池的正極B. 左室電極反應式可表示為: C6H5OH -28e-+11H2O=6CO2+28H+C. 右室電極附近溶液的pH減小D. 工作時左側離子交換膜為陰離子交換膜，右側離子交換膜為陽離子交換膜【答案】C27一種堿性“二甲醚(CH3OCH3)燃料電池”具有啟動快、能量密度高、效率高等優(yōu)點，其電池總反應為: CH3OCH3+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O,下列說法不正確的是A. 電池正極可用多孔碳材料制成B. 電池負極發(fā)生的反應為: CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO32-+12H+C. 理論上，1mol二甲醚放電量是1mol甲醇放電量的2倍D. 電池工作時，OH-向電池負極遷移【答案】B【解析】A、多孔碳是碳單質，是一種具有不同孔結構的碳素材料，可用作氫氧燃料電池的電極材料，選項A正確；B、根據(jù)電池總反應式可知電解質溶液呈堿性，負極電極反應為CH3OCH3-12e-+12 OH-=2CO32-+6H2O，選項B不正確；C、每1mol的二甲醚（CH3OCH3）燃燒會轉移電子的物質的量為12mol；1mol的甲醇反應會轉移電子6mol，故做為燃料電池理論上，1mol二甲醚放電量是1mol甲醇放電量的2倍，選項C正確；D、電池工作時，陰離子向電池的負極遷移，即OH-向電池負極遷移，選項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CO的H2混合，在恒容密閉容器中發(fā)生反應：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，圖1是在兩種投料比c(CO2)/c(H2+CO)分別為1:4 和1:6 時，CO2平衡轉化率隨溫度變化的曲線，圖2 是生成的甲醇/過氧化氫燃料電池的工作原理示意圖： 下列有關說法正確的是（ ）A. 圖2中電極M上發(fā)生還原反應B. 圖2中電極N的反應式：H2O2+2e+2H+=2H2OC. 圖1中b點對應的平衡常數(shù)K值大于c點D. 圖1中a點對應的H2的轉化率等于30%【答案】B29通過加入適量乙酸鈉，設計成微生物電池可以將廢水中的氯苯轉化為苯而除去，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B. 一段時間后b極區(qū)電解液的pH減小C. H+由a極穿過質子交換膜到達b極D. a極的電極反應式為-e-=Cl-+【答案】B30氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取和儲存是氫能源利用領域的研究熱點。（1）H2S 熱分解制氫的原理: 2H2S(g)=2H2(g) + S2(g) H= 169.8 kJ/mol,分解時常向反應器中通入一定比例空氣，使部分H2S 燃燒，其目的是_；燃燒生成的SO2與H2S 進一步反應，硫元素轉化為S2,寫出反應的化學方程式:_。（2）氨硼烷(NH3BH3) 是儲氫量最高的材料之一，其受熱時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。 110時殘留固體的化學式為_。氨硼烷電池工作時負極的電極反應式為_。（3）十氫萘(C10H18)是具有高儲氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“C10H18- C10H12-C10H8”的脫氫過程釋放氫氣。己知:C10H18(l)C10H12(l) +3H2(g) H1C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g) H2溫度335、高壓下，在恒容密閉反應器中進行液態(tài)十氫萘( 1.00 mol) 催化脫氫實驗，測得C10H12和C10H8的物質的量n1 和n2隨時間的變化關系如圖丙所示。圖丁表示催化劑對反應活化能的影響。 H1_H2(選填“”、“=”或“ 1.951 反應2的活化能比反應1的小，催化劑顯著降低了反應2的活化能，反應生成的C10H12很快轉變成C10H8，故n1顯著低于n2（3）由圖丁可知H1和H2都是吸熱反應，且H1的活化能高于H2的活化能，所以H1H2溫度335，在8 h時，十氫萘為1.00 mol，測得C10H12和C10H8的產(chǎn)率x1=0.027，x2=0.374，即生成C10H12和C10H8的物質的量分別為0.027mol，0.374mol，設反應的C10H18的物質的量為a，反應C10H12的物質的量為b，根據(jù)反應，C10H18(l) C10H12(l)3H2(g) 1 1 3 a a 3aC10H12(l) C10H8(l)2H2(g)，1 1 2b b 2b則a-b=0.027，b=0.374，則a=0.401，因此生成的氫氣的物質的量分數(shù)為3a+2b=30.401+20.374=1.951，則氫氣的量為1.951mol。反應2的活化能比反應1小，相同溫度下反應2更快，所以相同時間內(nèi)，生成的四氫萘大部分都轉化為萘，故n1顯著低于n2，故答案為：反應2的活化能比反應1小，相同溫度下反應2更快，所以相同時間內(nèi)，生成的四氫萘大部分都轉化為萘，故n1顯著低于n2；答案為：1.951反應2的活化能比反應1的小，催化劑顯著降低了反應2的活化能，反應生成的C10H12很快轉變成C10H8，故n1顯著低于n2。31NH3是一種重要的化工原料。(1)不同溫度、壓強下.合成該平衡體系NH3的物質的量分數(shù)如圖 (N2和H2的起始物質的量之比為1:3)。 分析圖中數(shù)據(jù)，升高溫度，該反應的平衡常數(shù)K值_(填“增大”“減小”或“不變”)。如果開始時向密閉容器中投入1.0mol N2 和3.0mol H2，則在500、3107Pa條件下達到平衡時N2 的平衡轉化率=_。(保留兩位有效數(shù)字)液氨和水頗為相像，它能溶解多種無機及有機分子，其電離方程式可表示為2NH3 NH4+ NH2一(某溫度下其離子積常數(shù)為10-30)。液氨中的pNH4與水中的pH相似，則該溫度下液氨的pNH4=_。(2)以氨氣代替氫氣研發(fā)氨清潔燃料電池是當前科研的一個熱點。氨燃料電池使用的電解質溶液是KOH溶液。該電池負極的電極反應式為_。(3)NH3也是造成水體富營養(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轉化為氮氣除去，其相關反應的熱化學方程式如下:反應I: NH3 (aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) H1=akJ/mol；反應II :NH2Cl(aq)+HClO(aq)=NHCl2(aq) +H2O(l) H2=bkJ/mol；反應III: 2NHCl2(aq) +H2O(l)=N2(g)+HClO( aq)+3HCl( aq) H3=ckJ/mol。2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2 (g)+3HCl(aq)+3H2O(l) H=_kJ/mol已知在水溶液中NH2Cl較穩(wěn)定，NHCl2不穩(wěn)定易轉化為氮氣。在其他條件不變的情況下，改變對溶液中次氯酸鈉去氨氮效果與余氯(溶液中+1價氯元素的含量)的影響如圖所示。a點之前溶液中發(fā)生的主要反應為_(填序號)。A.反應I、I I B.反應I 除氨氮過程中最佳的值約為_?！敬鸢浮?減小 41% 15 2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O 2a2bc B 1.5推出c(NH4)=1015molL1，因此該溫度下pNH4=15；（2）考查電極反應式的書寫，因為是清潔能源，因此NH3N2，根據(jù)原電池的工作原理，NH3在負極上參與反應，電解質為KOH溶液，因此負極反應式為2NH36e6OH=N26H2O；（3）考查熱化學反應方程式的計算、化學反應條件的選擇，反應I2反應II2反應III，得出：目標方程式的H=(2a2bc)kJmol1；a點之前，次氯酸的量少，氨氣的量多，因此發(fā)生反應I，故選項B正確；去除率較高，同時余氯量最少，圖像中符合的比值為1.5。點睛：本題的難點是電極反應式的書寫，特別是產(chǎn)物的判斷，研發(fā)NH3清潔燃料電池，即NH3轉化成N2，NH3失去電子生成N2，有2NH36eN2，電解質為堿性，在負極上OH被消耗，轉化成H2O，因此負極反應式為2NH36e6OH=N26H2O。32近年科學家提出“綠色自由”構想。把含有大量CO2的空氣吹入K2CO3溶液中，再把CO2從溶液中提取出來，并使之與H2反應生成可再生能源甲醇。其工藝流程如下圖所示： 回答下列問題：(1)進入分解池中主要物質是_；在合成塔中，若足量的H2與CO2反應，消耗4.4gCO2，生成氣態(tài)的H2O和CH3OH，可放出5370J的熱量，寫出該反應的熱化學方程式_。(2)該工藝在哪些方面體現(xiàn)了“綠色自由”構想中的“綠色”： _；_。(3)一定條件下，往2L恒容密閉容器中充入1.0molCO2和3.0mol H2，在不同催化劑作用下，相同時間內(nèi)CO2的轉化率隨溫度變化如圖所示： 催化劑效果最佳的是_（填“催化劑I”“催化劑”，“催化劑”）。b點v（正）_v（逆）（填“”，“”、“=”或“”，“=”，“”)。（2）在催化劑作用下NO和CO轉化為無毒氣體：2CO(g) +2NO(g)2CO2(g) +N2(g);H=-748kJmol-1一定條件下，單位時間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉化率如圖1所示。溫度高于710K時，隨溫度的升高氮氧化物轉化率降低的原因可能是_。 已知： 測定空氣中NO和CO含量常用的方法有兩種：方法1：電化學氣敏傳感器法。其中CO 傳感器的工作原理如圖2 所示，則工作電極的反應式為_。方法2：氧化還原滴定法。用H2O2溶液吸收尾氣、將氮氧化物轉化為強酸,用酸堿中和滴定法測定強酸依度。寫出NO與H2O2溶液反應的離子方程式：_。【答案】 0.05 = 5 溫度 溫度升高到710K時，反應達到平衡狀態(tài)，由于該反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，氮氧化物轉化率降低 CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 2NO+3H2O2=2NO3-+2H2O+2H+. CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) 的正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，CO轉化率增大，而圖中隨X增大時，CO的平衡轉化率降低，平衡逆向移動，則X為溫度，升高溫度平衡逆向移動，說明正反應為放熱反應，則a0，故答案為：溫度；（2）. . 由反應2CO(g) +2NO(g)2CO2(g) +N2(g) H=-748kJmol-1可知，該反應為放熱反應，當溫度升高到710K時，反應達到平衡狀態(tài)，由于該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，氮氧化物轉化率降低，故答案為：溫度升高到710K時，反應達到平衡狀態(tài)，由于該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，氮氧化物轉化率降低；. 方法1：據(jù)圖可知，該裝置是原電池裝置，通入的CO生成CO2，碳元素的化合價