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1、江苏省海门市三厂中学高三化学三轮 热点镜头练习系列二：电池与燃料电池镜头二：电池与燃料电池可能用到的相对原子质量： H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Mg：24 Al：27 Si：28 P：31 S：32 Cl：35.5 Fe：56 Cu：64 Ag：108 Ba：137 Cr：52一、选择题：1.芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”或2009年中国科技创业大赛最高奖，被称之为“软电池”的纸质电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是A该电池中Zn作负极，发生还原反应B该电池反应中MnO2起催化作用C该电池工作时电流由Zn经导线流向M
2、nO2D该电池正极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-2.有人设计将两根铂丝做电极插入到KOH溶液中，然后在两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃料电池。该电池中反应的化学方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，则关于此燃料电池的下列说法中错误的是(1个电子所带电量为1.61019C) A.通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极为正极B.在标准状况下，每消耗5.6 L O2，可向外提供2.4104 C的电量C.通过甲烷电极的电极反应为：CH4+10OH8e=CO32-+7H2OD.放电一段时间后，溶液的pH升高3.下图中，图1为甲烷和O2构成的燃料电池
3、，图2为电解MgCl2溶液装置。用该装置进行实验，反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是AA处通入的气体为CH4，B处通入的气体为O2B电池内部K+向b极移动，OH向a极移动C图1装置中发生的总反应为：CH4+2O2=CO2+3H2O D图1、图2中电解质溶液的pH均增大4.家蝇的雌性信息素可用芥酸（来自菜籽油）与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为： 。则下列说法正确的是AX为C2H5COOHB电解的阳极反应式为： C电解过程中，每转移a mol电子，则生成0.5a mol 雌性信息素D阴极的还原产物为H2和OH5.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水 (含C
4、l、Br、Na、Mg2)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。下列说法中，正确的是A电池工作时，正极反应式为：O2 +2 H2O + 4e=4 OH B电解时，a 电极周围首先放电的是Br而不是Cl，说明相同条件时前者的氧化性强于后者C电解时，电子流动路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极D若忽略能量损耗，当电池中消耗0.02g H2 时，b 极周围会产生0.02g H2电极a外电路电极b固体氧化物燃料气接触面空气或氧气电极b排放气剩余燃料气6.固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关
5、说法正确的是A电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e2O2B固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过C若H2作燃料气，接触面上发生的反应为：H2+2OH2e2H2OD若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O212e2CO2+2H2O二、非选择题：7. (12分)（1）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图，然后回答问题： 图中所示反应是_（填“吸热”或“放热”）反应，该反应_（填“需要”或“不需要”）加热，该反
6、应的H_（用含E1、E2的代数式表示）。已知热化学方程式：H2(g)1/2O2(g)H2O(g)；H241.8 kJ/mol。该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为_。对于同一反应，图中虚线（）与实线（）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率明显加快，你认为最可能的原因是_。（2）随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是 A、CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H49.0kJ/mol B、CH3OH(g)3/2O2(g)CO2(g)2H2
7、O(g) H192.9kJ/mol又知H2O(l)= H2O(g) H44 kJ/mol，请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式 。下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH3O22CO24H2O。则c电极是 （填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应式是 。8.（9分）目前燃料电池中能量转化效率最高的是陶瓷电池，此类电池正面涂有黑色的稀有金属复合氧化物，作为正极，反面是一层较厚的绿色“金属陶瓷”，作为负极。在750实验温度下，空气中的氧分子吸
8、附于黑色正极，氧原子会分别从涂层中“抢走”2个电子，变成氧离子，随后氧离子穿过陶瓷膜，与负极那一边的燃气反应，并释放出能量，氧不断“劫持”电子穿越薄膜，正负两极间便形成电压，产生电流。水煤气成分是 。水煤气又称为合成气，在一定条件下可以合成二甲醚时，还产生一种可以参与大气循环的无机化合物，写出该化学方程式可能是 。若以水煤气为上述陶瓷电池的燃料气，则电池的负极反应方程式为 。(写出一个即可)右图是丙烷、二甲醚燃烧过程中能量变化图，其中x为各自反应中对应的系数。根据该图写出二甲醚燃烧的热化学方程式： 9.（8分）纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注，现正广泛开发运用。（1）制取纳米T
9、iO2的方法很多，氢氧火焰水解法是将TiCl4气体导入氢氧火焰中（7001000）进行水解，其化学反应式为： 。eeeeI染料TiO2Pt（2）纳米二氧化钛可光解挥发性有机污染物（VOCs），若无水蒸气存在，三氯乙烯降解反应为：C2HCl3+2O22CO2+HCl+Cl2，若有足够量的降解后的尾气，实验室检验产物中有氯气的简单方法是： ；通过质谱仪发现还有多种副反物，其中之一为：，则该有机物核磁共振氢谱有 个峰。（3）利用半导材料TiO2与染料、铂电极及I和I的混合物作电解质（I2+II），可构成染料敏化太阳能电池（DSSCs）工作原理如右图，该电池工作时，正极的电极反应为： 。（4）在不同的
10、载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色，每次光照20min取一次样，实验结果如下。w ww.k s5u. co m陶瓷铝片钛片脱色率/温度/下列说法正确的是 。（a）不同载体，无论何种温度一定是钛片最好（b）约在520时，钛片载体的光催化活性最好（c）无论何种载体，催化活性总是随温度的升高而升高（d）不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同镜头二：电池与燃料电池参考答案一、 选择题：123456DBDABACDD二、非选择题：7(12分)（1）放热(1分) 需要(1分) (E1E2)kJ/mol(2分)409 kJ/mol(2分) 使用了催化剂(1分)（2）CH3OH(g)3/2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H280.9kJ/mol(2分) 负极(1分) CH3OH6eH2OCO26H+(2分)8.(9分)CO、H2(2分) 3CO + 3H2 = CH3OCH3 + CO2 或 2CO4H2 = CH3OCH3 + H2O (2分) CO+O2-2eCO2 或 2 H2+O2-2e-2H2O (2分)CH3OCH3(g)3O2(g) 2CO2(g)3H2O(l); H=1455kJmol-1 (3分)9.- 5 - / 5
