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高考化学(第01期)大题狂练系列 专题26 可充电电池 燃料电池(含解析)1

专题 26 可充电电池 燃料电池
(满分 60 分 时间 30 分钟) 姓名: 班级: 得分:

1.Ⅰ.铅蓄电池是最常用的化学电源,它以硫酸为电解质溶液,试回答: (1) 铅蓄电池负极的电极材料是______ (2)工作时铅蓄电池正极的电极反应是___________ _。 。

(3)铅蓄电池工作过程中,电解质溶液的密度会_______ (填“减小”“增大”或 “不 变”,下同),pH________ 。 (4)如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取 Cl2,已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积 为 0.8L, 电解前硫酸溶液浓度为 4.5mol.L , 当制得 26.88LCl2 时 (指在标准状况下) , 求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为(假设电解前后硫酸溶液的体积不变) ________ mol.L 。
-1 -1

Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景已知在常温常压下: (5)① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) Δ H1=-1451.6kJ/mol ② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) Δ H2 =-566.0kJ/mol 写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: (6)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置:

①工作一段时间后,测得溶液的 pH 减小。请写出该电池的负极的电极反应式。 ②用该电池电解(惰性电极)500mL 某 CuSO4 溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液 恢复到原状态,需要向溶液中加入 9.8g Cu(OH)2 固体。则原 CuSO4 溶液的物质的量浓 度为 【答案】(1)Pb (或铅) (3) 减小、增大 mol/L(假设电解前后溶液体积不变) 。 (2)PbO2+4H +SO4 +2e = PbSO4+2H2O (4) 1.5mol/L
+ 2- -

(5)CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) △H= - 442.8kJ/mol (6) ① CH3OH-6e + 8OH = CO3
2-

+ 6H2O

② 0.2 mol/L

1

考点: 考查化学电源电极反应式的书写、 工作过程中电子转移的物质的量与电解质的关系、 溶液的 pH 的变化、盖斯定律的应用、电解原理的应用的知识。 2.设计出燃料电池使天然气 CH4 氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有 人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入天然气,电池的电解质是掺杂 了 Y2O3 的 ZrO2 晶体,它在高温下能传导 O 离子。回答如下问题: (1)这个电池的正极发生的反应是: (2)固体电解质里的 O 向
2- 2-

;\ 极(填“正”或“负”) ; 堵塞电极的气体通道,

(3) 天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全, 产生

有人估计,完全避免这种副反应至少还需 10 年时间,正是新一代化学家的历史使命。 (4)若将此甲烷燃料电池设计成在 25%的 KOH 溶液中的电极反应,该电池的负极区域的碱 性会__________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。 【答案】 (1)O2+4e =2O
2-

(2)负

(3)C

(4)减弱

2

考点:燃料电池的电极判断、电极反应及电极周围溶液 PH 的变化等。学科 3.CH4 和 H2O(g)可发生催化重整反应:CH4(g)+H2O(g) (1)每消耗 8g CH4 转移 (2)已知: ①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=a kJ·mol
-1

CO(g)+3H2(g)。

mol 电子。

②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ④CH4(g)+H2O(g) 由此计算△H4=

△H2=b kJ·mol

-1

△H3=c kJ·mol △H4

-1

CO(g)+3H2(g) kJ·mol 。
-1

(3)T℃时,向 1L 恒容密闭容器中投入 1molCH4 和 1molH2O(g),发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),经过 tmin,反应达到平衡。已知平衡时,c(CH4)=0.5mol·L 。 ①0~tmin 内,该反应的平均反应速率 v(H2)= ②T℃时,该反应的平衡常数 K= 。.
- 1 -1



③ 当 温 度 升 高 到 (T+100)℃ 时 , 容 器 中 c(CO)=0.75 mol·L 反应(填“吸热”或“放热”)。 (4)已知熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图如下:

,则该反应是

放电过程中 K 和 Na 向电极 ②该电池的负极反应式为

+

+

(填“A”或“B”)移动。 。

1.5 -1 -1 【答案】 (1)3; (2)c+3b-2a; (3)① t mol·L ·min· ;②6.75;③吸热;
(4)①B;②CO+3H2+4CO3 ―8e =5CO2+3H2O;
2― -

3

考点:考查了盖斯定律的应用、化学反应速率和化学平衡的计算和影响因素、原电池原理的相 关知识。 4.氢氧燃料电池的原理如图所示:

回答下列问题:
4

(1)反应时电子从

极流出(填 a 或 b ) ,电池工作一段时间后,

(2)若电解质溶液为 H2SO4 溶液,则正极的电极反应式为 电解质溶液的酸性将会

(填“增强”、“减弱”或“不变”) , L.
--

(3)若电解质溶液为 KOH 溶液,则负极的电极反应式为 (4)电池工作时若转移 4mol 电子,则理论上需通入标况下的氢气
-+ --

【答案】 (1)a; (2)O2 + 4e + 4H == 2H2O;减弱; (3)H2 - 2 e + 2 OH =2H2O; (4)44.8;

考点:考查了燃料电池的工作原理的相关知识。

5



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