高中化学复习知识点甲醇燃料电池Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:7815665
- 上传时间:2023-05-09
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:278.82KB
高中化学复习知识点甲醇燃料电池Word文档下载推荐.docx
《高中化学复习知识点甲醇燃料电池Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学复习知识点甲醇燃料电池Word文档下载推荐.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
D.系统工作时,b极区的电极反应式为2CO2+2H2O+2e﹣=2HCO3﹣+H2
3.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)→CO2(g)+3H2(g)-49.0kJ
②CH3OH(g)+
O2(g)→CO2(g)+2H2(g)+192.9kJ
下列说法正确的是()
A.1molCH3OH完全燃烧放热192.9kJ
B.反应①中的能量变化如图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应:
CH3OH(l)+
O2(g)→CO2(g)+2H2(g)+Q的Q<
192.9kJ
4.某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为糖类(C6H12O6)和O2,X、Y是特殊催化剂型电极,下列说法正确的是
A.电源a极为正极
B.该装置中Y电极发生还原反应
C.X电极的电极反应式为6CO2+24H++24e-=C6H12O6+6H2O
D.理论上,每生成22.4L(标准状况下)O2,必有4molH+由X极区向Y极区迁移
5.根据下图所示,下列说法正确的是
A.甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙是化学能转化为电能的装置
B.甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+
C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度
D.甲池中消耗280mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生1.45g固体
6.如图所示,甲池的总反应式为:
,下列关于该电池工作时的说法正确的是
A.该装置工作时,Ag电极上有气体生成
B.甲池中负极反应为
C.甲池和乙池中的溶液的pH均减小
D.当甲池中消耗
时,乙池中理论上最多产生
固体
7.图中甲池的总反应式为
,下列说法不正确的是
A.甲池是化学能转化为电能的装置,乙池是电能转化为化学能的装置
B.甲池通入
的电极反应式为:
C.乙池反应一段时间后溶液蓝色变浅,加入一定量CuO能使
溶液恢复到原浓度
D.丙池反应初期的离子方程式为:
8.如图所示,其中甲池的总反应式为
,下列说法正确的是
()
A.甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙池是化学能转化电能的装置
的电极反应式为
C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量
固体能使溶液恢复原浓度
D.甲池中消耗
标准状况下
,此时丙池中理论上最多产生
g固体
9.一种燃料电池中发生的化学反应为:
在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是
A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O
(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O
(1)
C.CH3OH(g)+H2O
(1)-6e-=CO2(g)+6H+(aq)
D.O2(g)+2H2O
(1)+4e-=4OH-
10.常温下用石墨作电极,电解100mL0.1mol·
L-1的Cu(NO3)2和0.1mol·
L-1的AgNO3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12L时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是( )
A.阴极增重1.4gB.所得溶液pH<1
C.阴极增重0.64gD.所得溶液pH>1
二、综合题
11.中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆
甲醇燃料电池的工作原理如图所示.
该电池工作时,b口通入的物质为______,c口通入的物质为______.
该电池负极的电极反应式为:
______.
工作一段时间后,当
甲醇完全反应生成
时,有______
个电子转移.
12.甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用
(1)CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ·
mol-1科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是__________(填“3.5×
106Pa”、“4.0×
106Pa”或“5.0×
106Pa”)
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是________________________________________
(2)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注,DMFC的工作原理如图3所示:
①通入a气体的电极是电池的__________(填“正”或“负”)极,其电极反应式为__________
②常温下,用此电池以性电极电解0.5L饱和食盐水(足量),若两极共生成气体1.12L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为__________(忽略溶液的体积变化)
参考答案
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
甲醇
燃料电池工作时加入甲醇的电极为负极,通入空气的电极为正极;
A.负极的电极反应为
,正极的电极反应为
,WC不参与电极反应,故A正确;
B.负极的电极反应为
,故B错误;
,故C正确;
D.电池工作时,电解质溶液中阴离子向负极移动,故D正确;
故答案选B。
【点睛】
本题关键是从甲醇燃料电池的电极反应式入手,分析出正负极得失电子的情况,进而得出结论。
2.B
由电池工作原理示意图可知反应中Na被氧化为Na+,应为原电池的负极反应,则a电极反应式为Na-e-=Na+,b正极二氧化碳得电子被还原生成H2,电极反应式为2CO2+2H2O+2e﹣=2HCO3﹣+H2,原电池工作时,阳离子向正极移动阴离子向负极移动,以此解答该题。
A、该装置是原电池,化学能转变成电能,选项A正确;
B、系统工作时,电流由正极b极沿导线流向负极a极,选项B错误;
C、系统工作时,b正极二氧化碳得电子被还原生成H2,电极反应式为2CO2+2H2O+2e﹣=2HCO3﹣+H2与移动过来的钠离子结合成碳酸氢钠,所以b极区可能会析出碳酸氢钠固体,选项C正确;
D、b正极二氧化碳得电子被还原生成H2,电极反应式为2CO2+2H2O+2e﹣=2HCO3﹣+H2,选项D正确;
答案选B。
3.D
A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,即H元素要转化为液态水而不是转化为氢气,故1molCH3OH完全燃烧放出的热量不是192.9kJ,故A错误;
B.因为①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)的Q小于0,该反应是吸热反应,所以反应物的总能量应该小于生成物的总能量,故B错误;
C.②中的热化学方程式表明,CH3OH转变成H2的过程不一定要吸收能量,故C错误;
D.因为CH3OH(l)变成CH3OH(g)需要吸收能量,根据②推知反应:
192.9kJ,故D正确;
故选D。
4.C
A、X极上二氧化碳得电子转化为糖类(C6H12O6),发生还原反应,为电解池的阴极,连接负极,则电源a极为负极选项A错误;
B、该装置是电解池装置,与电源正极b极相连的Y电极是电解池的阳极失电子发生氧化反应,选项B错误;
C、X电极与电源负极相连,所以X电极是阴极,发生还原反应,电极反应式为6CO2+24H++24e-=C6H12O6+6H2O,选项C正确;
D、X电极与电源负极相连,所以X电极是阴极,而电解池中氢离子向阴极移动,所以氢离子从阳极Y极区向阴极X极区移动,选项D错误;
答案选C。
本题考查化学电源新型电池,为高频考点,明确各个电极上发生的反应、电解质溶液中离子移动方向等知识点是解本题关键,会根据转移电子守恒进行计算,难点是电极反应式的书写。
5.D
A.甲电池是原电池,是化学转化为电能的装置,乙、丙池是电能转化为化学能的装置,A错误;
B.甲池通入CH3OH的电极是原电池的负极,发生氧化反应,其电极反应式CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,B错误;
C.乙池中,石墨与原电池的正极相连,为电解池的阳极,发生失去电子的氧化反应,其电极反应式为2H2O-4e﹣=O2↑+4H+,Ag电极为电解池的阴极,发生得到电子的还原反应,其电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu,因此要使CuSO4中溶液恢复到原浓度只需加CuO就可以,C错误;
D.甲池中消耗280mL(标准状况下氧气,其物质的量为0.28/22.4=0.125mol,则转移电子的物质的量为0.0125×
4=0.05mol,丙池中阴极的电极反应式为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH-,产生固体的化学方程式为2OH-+Mg2+=Mg(OH)2↓,故产生Mg(OH)2的物质的量为0.05/2=0.025mol,产生固体的质量为0.025×
58=1.45g,D正确。
综上所述,本题选D。
6.C
甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池,通入肼的电极为负极,通入氧气的电极为正极,负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,乙池为电解池,阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu、阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,A.通入肼的电极为负极,负极与阴极相连,银极为阴极,铜离子得电子生成铜单质,选项A错误;
B.甲池负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,氢离子不能在碱性溶液中出现,选项B错误;
C.甲池生成水,导致溶液中KOH浓度降低,则溶液pH减小,乙池中氢氧根离子放电,导致溶液pH减小,选项C正确;
D.甲池N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,消耗0.1molN2H4时,转移0.4mol电子,乙池Cu2++2e-=Cu,产生0.2mol铜,为12.8g固体,选项D错误。
点睛:
本题考查了原电池和电解池原理,根据电极反应确定电极上的生成物及溶液pH变化,难点是电极反应式的书写及计算。
甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池,通入肼的电极为负极,通入氧气的电极为正极,负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,乙池为电解池,阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu、阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,据此分析解答。
7.D
A.甲池是燃料电池,是化学能转化为电能的装置,乙、丙池是电解池,是将电能转化为化学能的装置,故A正确;
B.在燃料电池中,负极是甲醇发生失电子的氧化反应,在碱性电解质下的电极反应为
,故B正确;
C.电解池乙池中,电解后生成硫酸、铜和氧气,发生反应:
,根据“析出什么加入什么的原则”要想复原,可加入氧化铜,故C正确;
D.丙池反应初期的离子方程式为:
,故D错误;
8.D
A.甲池是燃料电池,是化学能转化为电能的装置,乙、丙池是电解池,是将电能转化为化学能的装置,故A错误;
B.在燃料电池中,负极是甲醇发生失电子的氧化反应,在碱性电解质下的电极反应为
C.电解池乙池中硫酸铜足量,所以电解后生成硫酸、铜和氧气,要想复原,要加入氧化铜,故C错误;
D.甲池中根据电极反应:
,所以消耗
,则转移电子
,丙装置中也转移电子
,在阴极上是氢离子放电,减小的氢离子
,生成的氢氧根离子是
,
,所以镁离子和氢氧根离子之间反应理论上最多生成氢氧化镁质量是
固体,故D正确。
9.C
燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,正极上氧化剂得电子发生还原反应,该燃料电池的电解质溶液呈酸性,所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为:
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,故选C。
本题考查了原电池原理,明确燃料电池中正负极上得失电子、反应类型是解本题关键,注意结合电解质溶液的酸碱性确定生成物,为易错点。
10.B
溶液中铜离子和银离子的物质的量都是0.01mol,根据放电顺序可知,阴极首先是银离子放电,生成银,然后是铜离子放电生成铜。
阳极是OH-放电生成氧气,即氧气是0.05mol,转移电子是0.2mol,所以根据电子的得失守恒可知,阴极除了生成0.01mol银和铜外,还生成0.085mol氢气,所以阴极增加的质量是1.08g+0.64g=1.72g,选项A、C错误;
在金属离子放电的同时,溶液中产生氢离子,所得溶液pH<1,选项B正确,选项D错误;
11.
【解析】试题分析:
氢离子向右移动,所以右侧电极为正极、左侧电极为负极。
右侧通入氧气发生还原反应,左侧通入甲醇发生氧化反应。
根据电极反应式计算转移电子数。
解析:
根据以上分析,
该电池工作时,左侧是负极,b口通入
;
右侧是正极,c口通入
负极是甲醇失电子发生氧化反应,电极反应式为
,根据
,当
时,有2.4
个电子转移。
12.4.0×
106Pa高于80时,温度对反应速率影响较小,又因反应放热,升高温度时平衡逆向移动,转化率降低负CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+13
(1)①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看,图象中转化率较大的是4.0×
106Pa;
②依据图象分析温度在高于80°
C对反应速率影响不大,又反应是放热反应,温度过高,平衡逆向进行,不利于转化率增大;
(2)①根据图知,交换膜是质子交换膜,则电解质溶液呈酸性,根据氢离子移动方向知,通入a的电极为负极、通入b的电极为正极,负极上甲醇失去电子发生氧化反应;
②根据电解池的工作原理和电极方程式来计算。
(1)①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看,图象中转化率变化最大的是4.0×
②依据图象分析温度在高于80℃对反应速率影响不大,反应是放热反应,温度过高,平衡逆向进行,不利于转化率增大;
(2)①根据图知,交换膜是质子交换膜,则电解质溶液呈酸性,根据氢离子移动方向知,通入a的电极为负极、通入b的电极为正极,负极上甲醇失去电子发生氧化反应,负极反应式为:
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;
②电解饱和食盐水时,电解池的总反应为:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑,两极一共产生标况下11.2L气体(即0.05mol),则产生Cl2和H2分别为0.025mol,根据阳极反应:
2Cl--2e-=Cl2↑可知转移电子数为0.05mol,阴极反应为:
2H2O+4e-=4OH-+H2↑,因此生成的OH-的物质的量为0.05mol,则电解质溶液中c(OH-)=
=0.1mol/L,
,则溶液pH=13。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中化学 复习 知识点 甲醇 燃料电池