【題目】化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)下列相關(guān)說法正確的是 (填序號)。

A.通過某種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的多少,可以判斷該電池的優(yōu)劣

B.二次電池又稱充電電池或蓄電池,這類電池可無限次重復(fù)使用

C.除氫氣外,甲醇、汽油、氧氣等都可用作燃料電池的燃料

D.近年來,廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程,其首要原因是電池外殼的金屬材料需要回收

(2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池,其電池總反應(yīng)可表示為:

2Ni(OH)2 +Cd(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O

已知Ni(OH)2 和Cd(OH)2 均難溶于水,但能溶于酸,以下說法正確的是___________。

A.電池放電時Cd作負(fù)極 B.反應(yīng)環(huán)境為堿性

C. 以上反應(yīng)是可逆反應(yīng) D.該電池是一種二次電池

(3)在宇宙飛船和其他航天器上經(jīng)常使用的氫氧燃料電池是一種新型電源,其構(gòu)造如圖所示:a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成,通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入,并在電極表面發(fā)生反應(yīng)而放電。

①a電極是電源的________極;

②若該電池為飛行員提供了360kg的水,則電路中通過了________mol電子。

③已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,則該燃料電池工作產(chǎn)生36gH2O時,實際上產(chǎn)生了468.8kJ的電能,則該燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率是 。(準(zhǔn)確到0.01)(能量轉(zhuǎn)化率是實際上釋放的電能和理論上反應(yīng)放出的熱能的比率)

【答案】(1)A (2)C (3) 負(fù) 40000 0.82

【解析】(1)A、通過某種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的多少,可以判斷該電池的優(yōu)劣;A正確;B、二次電池可以多次使用,隨著使用,電極和電解質(zhì)溶液消耗,不能無限次重復(fù)使用;B錯誤;C、氧氣在燃料電池的正極上發(fā)生還原反應(yīng),做氧化劑而不是燃料;C錯誤;D、廢電池進(jìn)行集中處理的主要原因是電池中含有汞、鎘、鉛等重金屬離子對土壤水源造成污染;廢電池必須進(jìn)行集中處理,D錯誤;答案選A;

(2)A、放電是原電池,失電子的做負(fù)極;電池放電時Cd失電子作負(fù)極,A正確;B、依據(jù)電池反應(yīng)和生成產(chǎn)物為Ni(OH)2和Cd(OH)2分析,電解質(zhì)溶液為堿性溶液;B正確;C、兩個反應(yīng)方向的條件不同,充電是電解池,放電是原電池;反應(yīng)條件不同,不是可逆反應(yīng),C錯誤;D、二次電池又稱為充電電池或蓄電池,是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池;電池是一種二次電池,D正確;答案選C;

(3)①a電極通入氫氣,a是負(fù)極;②a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成,通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入,并在電極表面發(fā)生反應(yīng)而放電.是氫氧燃料電池,燃料氫氣在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),依據(jù)發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為:2H2+O2=2H2O,計算電子轉(zhuǎn)移數(shù);依據(jù)化學(xué)方程式可知生成360000g水轉(zhuǎn)移電子40000mol;

③已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,則該燃料電池工作產(chǎn)生36gH2O即2mol水時,理論上放出571.6kJ,實際上產(chǎn)生了468.8kJ的電能,則該燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率是468.8kJ÷571.6kJ=0.82。

練習(xí)冊系列答案
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A. aB. bC. cD. d

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(1)已知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3 kJ.mol-l

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則碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為____________,該反應(yīng)在_________(填高溫、低溫任何溫度)下有利于正向自發(fā)進(jìn)行。

(2)利用炭還原法可處理氮氧化物(如NO等),發(fā)生的反應(yīng)為C(s)+2NO(g)N2 (g)+ CO2 (g)。向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,在T1時,不同時間測得的各氣體的濃度如下表所示:

10~20 min內(nèi),N2的平均反應(yīng)速率可v(N2)=____________。

30 min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_______(填字母)。

A通入一定量的NO B.加入一定量的活性炭

C.加入合適的催化劑 D.遁當(dāng)縮小容器的體積

(3)研究表明,反應(yīng)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:

若反應(yīng)在500時進(jìn)行,設(shè)起始時CO和H2O的濃度均為0.020 mol.L-l,在該條件下達(dá)到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為____________。

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A0.5 mol·L-1、160 mL B.1.0 mol·L-1、160 mL

C.0.5 mol·L-1、80 ml。 D.1.0 mol·L-1、80 ml。

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