【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質(zhì)穩(wěn)定。請回答：

（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是由_____________，

在導(dǎo)線中電子流動方向為__________(用a、b表示)。

（2）負極反應(yīng)式為____________________________。

（3）電極表面鍍鉑粉的原因是___________________________。

（4）該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷

提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種

重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ 2Li＋H22LiH Ⅱ LiH＋H2O===LiOH＋H2↑

①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是__________，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是________。（均填化學(xué)式）

②已知LiH固體密度為0.82 g/cm3，用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，則被吸收的H2體積與生成的LiH體積比為______________。

③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為________mol。

【答案】（1）化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>（1分）由a到b（1分）

（2）2H2＋4OH－－4e－=4H2O(或H2＋2OH－－2e－=2H2O)（2分）

（3）增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率（2分）

（4）①Li（1分）H2O（1分）②1148∶1（2分）③32（2分）

【解析】

試題分析：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化的主要形式是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>；氫氣在負極通入，氫氣發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，氧氣在正極通入，氧氣發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，因此在導(dǎo)線中電子流動方向為由a到b。

（2）負極是氫氣失去電子，由于電解質(zhì)溶液顯堿性，則負極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－=2H2O。

（3）電極表面鍍鉑粉的原因是增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率。

（4）①反應(yīng)Ⅰ中鋰元素的化合價從0價升高到＋1價，因此還原劑是Li；反應(yīng)Ⅱ中水中氫元素的化合價從＋1價降低到0價，得到電子，則氧化劑是H2O。

②標(biāo)準(zhǔn)狀況下224L氫氣的物質(zhì)的量是10mol，生成20mol，LiH的質(zhì)量是160g，因此被吸收的H2體積與生成的LiH體積比為。

③根據(jù)方程式可知20molLiH生成20mol氫氣，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為20mol×2×0.8＝32mol。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．

Ⅰ．氮元素在海洋中的循環(huán)，是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用下圖表示。

（1）海洋中的氮循環(huán)起始于氮的固定，其中屬于固氮作用的一步是 （填圖中數(shù)字序號）。

（2）有氧時，在硝化細菌作用下，NH4+可實現(xiàn)過程④的轉(zhuǎn)化，將過程④的離子方程式補充完整：________NH4+ + 5O2 == 2NO2- + ________H+ +__________+__________。

Ⅱ．工業(yè)合成氨原理是：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H <0，當(dāng)反應(yīng)器中按n（N2）：n（H2）=1：3投料，分別在200℃、400℃、600℃下達到平衡時，混合物中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)隨壓強的變化曲線如圖。

（3）曲線a對應(yīng)的溫度是 。

（4）關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng)，下列敘述正確的是 。

A．及時分離出NH3可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率

B．上圖中M、N、Q點平衡常數(shù)K的大小關(guān)系

是K（M）=K（Q）＞K（N）

C．M點比N點的反應(yīng)速率快

D．由曲線a可知，當(dāng)壓強增加到100 MPa以上，NH3的物質(zhì)的量分數(shù)可達到100%

（5）如果N點時c（NH3）＝0.2mol·L－1，N點的化學(xué)平衡常數(shù)K＝ L2/mol2 （精確到小數(shù)點后兩位）。

Ⅲ．尿素是一種非常重要的高效氮肥，工業(yè)上以NH3、CO2為原料生產(chǎn)尿素，該反應(yīng)實際為兩步反應(yīng)：

第一步：2NH3（g）＋CO2（g）H2NCOONH4（s） ΔH=－272kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4（s）CO（NH2）2（s）＋H2O（g） ΔH=＋138kJ·mol－1

（6）寫出工業(yè)上以NH3、CO2為原料合成尿素的熱化學(xué)方程式：_________________________。

（7）某實驗小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為0.5 L的密閉容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，實驗測得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時間的變化如下圖所示：

①反應(yīng)進行到10 min時測得CO2的物質(zhì)的量如圖所示，則用CO2表示的第一步反應(yīng)的速率v（CO2）＝

mol/（L·min）。

②已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第_________步反應(yīng)決定，總反應(yīng)進行到_________min時到達平衡。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】恒溫下，將a mol N2與b mol H2的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2 （g） ＋ 3H2（g）2NH3（g）

（1）若反應(yīng)某時刻t時，n t （N2） = 13 mol，n t （NH3） = 6 mol，則a =__________mol；

（2）反應(yīng)達平衡時，混合氣體的體積為716.8 L（標(biāo)況下），其中NH3的含量（體積分數(shù)）為25%，平衡時NH3的物質(zhì)的量__________；

（3）原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比（寫出最簡整數(shù)比、下同），

n（始）∶n（平） =__________；

（4）原混合氣體中，a∶b =__________；

（5）達到平衡時，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比，α（N2）∶α（H2）= __________；

（6）平衡混合氣體中，n（N2）∶n（H2）∶n（NH3） =__________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下表為元素周期表的一部分。

碳

氮

Y


X


硫

Z

回答下列問題

（1）Z元素在周期表中的位置為__________。

（2）表中元素原子半徑最大的是(寫元素符號)__________。

（3）下列事實能說明Y元素的非金屬性比S元素的非金屬性強的是__________。

a．Y單質(zhì)與H2S溶液反應(yīng)，溶液變渾濁

b．在氧化還原反應(yīng)中，1molY單質(zhì)比1molS得電子多

c．Y和S兩元素的簡單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高

（4）X與Z兩元素的單質(zhì)反應(yīng)生成1molX的最高價化合物，恢復(fù)至室溫，放熱687kJ，已知該化合物的熔、沸點分別為-69℃和58℃，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：__________。

（5）碳與鎂形成的1mol化合物Q與水反應(yīng)，生成2molMg(OH)2和1mol烴，該烴分子中碳氫質(zhì)量比為9∶1，烴的電子式為__________。Q與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

（6）銅與一定濃度的硝酸和硫酸的混合酸反應(yīng)，生成的鹽只有硫酸銅，同時生成的兩種氣體均由上表中兩種元素組成，氣體的相對分子質(zhì)量都小于50。為防止污染，將產(chǎn)生的氣體完全轉(zhuǎn)化為最高價含氧酸鹽，消耗1L2.2mol/LNaOH溶液和1molO2，則兩種氣體的分子式及物質(zhì)的量分別為__________，生成硫酸銅物質(zhì)的量為__________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】（1）在一定條件下，乙烷和乙烯都能制備氯乙烷（C2H5Cl）。用乙烷制備氯乙烷的化學(xué)方程式是：____________，反應(yīng)類型為__________。用乙烯制備氯乙烷的化學(xué)方程式是： 。

（2）乙炔（HC≡CH）也是一種不飽和烴，與乙烯具有相似的化學(xué)性質(zhì)，寫出乙炔與足量溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（3）已知可表示為，下圖是某高聚物的合成路線，試完成下列試題：

①Ⅱ反應(yīng)類型 。

②Ⅲ反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。

I．高鐵酸鉀( K2Fe04)不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置：

（1）該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為 ；若維持電流強度為1A，電池工作10 min ，理論消耗Zn g（已知F=96500 C／mol）。

（2）鹽橋中盛有飽和KC1溶液，此鹽橋中氯離子向 移動（填“左”或“右”）；若用陽離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向 移動（填“左”或“右”）。

（3）圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點有 。

Ⅱ．工業(yè)上濕法制備K2Fe04的工藝流程如圖3。

（4）完成“氧化”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：

其中氧化劑是 （填化學(xué)式）。

（5）加入飽和KOH溶液的目的是

（6）已知25℃時Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此溫度下若在實驗室中配制5mol/L

l00mL FeCl3溶液，為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則至少需要加入 mL 2 mol/L的鹽酸（忽略加入鹽酸體積）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】類比是研究物質(zhì)性質(zhì)的常用方法之一，可預(yù)測許多物質(zhì)的性質(zhì)。但類比是相對的，不能違背客觀實際。下列各說法中，正確的是（ ）

A. IVA族元素氫化物沸點順序是：GeH4 > SiH4 > CH4；則VA族元素氫化物沸點順序也是：AsH3 > PH3 > NH3

B. CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，則SiH4也是正四面體結(jié)構(gòu)

C. 鋰與氧氣反應(yīng)：4Li + O22Li2O，則鈉與氧氣反應(yīng)：4Na + O22Na2O

D. CaCO3與稀硝酸反應(yīng)生成CO2，則CaSO3與稀硝酸反應(yīng)生成SO2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】有甲、乙、丙三種物質(zhì)：

（1）乙中含有的官能團的名稱為________。

（2）由甲轉(zhuǎn)化為乙需經(jīng)下列過程(已略去各步反應(yīng)的無關(guān)產(chǎn)物，下同)：

其中反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)類型是______________，反應(yīng)Ⅱ的條件是__________________，反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為_________________(不需注明反應(yīng)條件)。

（3）由甲出發(fā)合成丙的路線之一如下

①下列物質(zhì)不能與B反應(yīng)的是________(填字母)。

a．金屬鈉 b．FeCl3 c．碳酸鈉溶液 d．HBr

②丙的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

③D符合下列條件的所有同分異構(gòu)體________種，任寫其中一種能同時滿足下列條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式：___________。

a．苯環(huán)上的一氯代物有兩種 b．遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng) c．能與Br2/CCl4溶液反應(yīng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物含量顯得尤為重要。

（1）汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應(yīng)：N2+O2═2NO，是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一；在T1、T2溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時N2的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示，根據(jù)圖象判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)═2NO(g)的△H__________ 0(填“＞”或“＜”)。

（2）NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。汽車發(fā)動機工作時會引起N2和O2反應(yīng)，其能量變化如圖所示，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________；

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