高考二轮复习知识点：化学电源新型电池1

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

进入出卷网下载

一、选择题

1. 氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是（）

A、一定温度下，反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B、氢氧燃料电池的负极反应为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻ C、常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H₂ ，转移电子的数目为6.02×10²³ D、反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)的ΔH可通过下式估算： ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和

查看试题解析
2. 硫酸亚铁锂（LiFePO₄）电池是新能源汽车的动力电池之一，采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是（）

A、合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B、从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C、“沉淀”反应的金属离子为Fe³⁺ D、上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠

查看试题解析
3. 一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为 $K O H$ 和 $Z n {(C H_{3} C O O)}_{2}$ 水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是（）

A、化学自充电时， $c (O H^{-})$ 增大 B、化学自充电时，电能转化为化学能 C、化学自充电时，锌电极反应式： $Z n^{2 +} + 2 e^{-} = Z n$ D、放电时，外电路通过 $0.02 m o l$ 电子，正极材料损耗 $0.78 g$

查看试题解析
4. 镍钴锰三元材料中 $N i$ 为主要活泼元素，镍钴锰电极材料可表示为 $L i_{1 - a} N i_{x} C o_{y} M n_{z} O_{2}$ ， $x + y + z = 1$ ，通常简写为 $L i_{1 - a} M O_{2}$ ， $N i 、 C o 、 M n$ 三种元素分别显 $+ 2 、 + 3 、 + 4$ 价。下列说法正确的是（）

A、放电时 $N i$ 元素最先失去电子 B、在 $L i_{1 - a} M O_{2}$ 材料中，若 $x ： y ： z = 2 ： 3 ： 5$ ，则 $a = 0.3$ C、可从充分放电的石墨电极中回收金属锂 D、充电时，当转移 $n m o l$ 电子，两极材料质量差为 $14 n g$

查看试题解析
5. 钾氧电池是一种新型金属-空气可充电电池，其使用双酰亚胺钾( KTFSI)与乙醚(DME)组成的电解液，石墨和液态Na-K合金作为电极，相关装置如图所示。下列说法错误的是

A、放电时，a为负极，发生氧化反应 B、放电时，正极的电极反应式为K⁺+e^- +O₂=KO₂ C、充电时，电流由b电极经电解液流向a电极 D、充电时，b极生成2.24 L(标准状况下)O₂时，a极质量增重15.6g

查看试题解析
6. 上海交通大学利用光电催化脱除 $S O_{2}$ 与制备 $H_{2} O_{2}$ 相耦合，高效协同转化过程如图。(BPM原可将水解离为 $H^{+}$ 和 $O H^{-}$ ，向两极移动)
已知：① $2 H_{2} O (l) + O_{2} (g) = 2 H_{2} O_{2} (a q)$ $Δ G^{Θ} = + 233.6 k J / m o l$
② $2 O H^{-} (a q) + S O_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = S O_{4}^{2 -} (a q) + H_{2} O (l)$ $Δ G^{Θ} = - 374.4 k J / m o l$
下列分析中正确的是

A、 $α - F e_{2} O_{3}$ 是负极，电势更高 B、正极区每消耗22.4L氧气，转移 $2 m o l e^{-}$ C、当生成 $0.1 m o l H_{2} O_{2}$ 时，负极区溶液增加6.4g D、总反应 $S O_{2} (g) + O_{2} (g) + 2 O H^{-} (a q) = S O_{4}^{2 -} (a q) + H_{2} O_{2} (a q)$ ，该过程为自发过程

查看试题解析
7. 中国企业华为宣布：利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为Li_xC₆+Li_1-xCoO₂ $⇌_{充电}^{放电}$ C₆+LiCoO₂ ，其工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是

A、该电池若用隔膜可选用阴离子交换膜 B、进行充电时，要将外接电源的负极与锂离子电池的石墨烯极相连 C、放电时，LiCoO₂极发生的电极反应为：LiCoO₂-xe^-=Li_1-xCoO₂+xLi⁺ D、对废旧的该电池进行“放电处理”让Li⁺嵌入石墨烯中而有利于回收

查看试题解析
8. 铝空气电池因成本低廉、安全性高，有广阔的开发应用前景。一种铝空气电池放电过程示意如图，下列说法正确的是

A、b极为负极，放电时发生氧化反应 B、电路中每转移4mol电子，消耗22.4L氧气 C、放电时OH^-往b极迁移 D、该电池负极电极反应为：Al+4OH^--3e^-=AlO $_{2}^{-}$ +2H₂O

查看试题解析
9. 甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池，提供电能的同时可以获得烧碱，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是（）

A、CEM隔膜为质子交换膜 B、甲为电池负极，电极反应为： $H C O O^{-} - e^{-} + H_{2} O = H_{2} C O_{3} + H^{+}$ C、电池在工作时，乙极附近溶液 $p H$ 增大 D、单位时间内甲极产生的 $H_{2} C O_{3}$ 与乙极消耗的 $O_{2}$ 物质的量之比为 $4 ： 1$

查看试题解析
10. 我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能，其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是

A、放电时，M为正极 B、放电时，N极发生的电极反应为Br^-+2Cl^--2e^-= $B r C l_{2}^{-}$ C、充电时，每生成1molTiO²⁺ ，有2molH⁺穿过质子交换膜进入N极室 D、充电时，总反应为2Ti³⁺+ $B r C l_{2}^{-}$ +2H₂O=2TiO²⁺+Br^-+2Cl^-+4H⁺

查看试题解析
11. 一种新型电池既可以实现海水淡化，又可以处理含CH₃COO^-的废水，装置如图(模拟海水由NaCl溶液替代)。下列说法正确的是

A、b极为负极，发生氧化反应 B、隔膜I为阳离子交换膜 C、a极电极反应为CH₃COO^-+8e^-+2H₂O=2CO₂↑+7H⁺ D、理论上除去模拟海水中的NaCl351g，可得1.5molCO₂

查看试题解析
12. 染料敏化电池展现出广阔的应用前景，某染料敏化电池如图所示。下列说法错误的是
已知：1个光子理论上可以转化为一个电子。

A、 $P t$ 电极为该电池的正极 B、该电池实现了太阳能转化为电能 C、该电池工作一段时间后需补充 $I_{3}^{-}$ D、若用该电池电解水，当光电转化效率为5%时，每分钟该电池接受 $0.01 m o l$ 光子，电解效率为80%，则10分钟后消耗的水的质量为 $0.036 g$

查看试题解析
13. 中国科学院成功开发出一种新型铝-石墨双离子电池，大幅提升了电池的能量密度。该电池放电时的总反应为： $A l L i + C_{x} P F_{6} = A l + x C + L i^{+} + P F_{6}^{-}$ ，有关该电池说法正确的是

A、该电池中铝未参与电极反应 B、充电时，铝电极质量减少 C、放电时，正极反应式为： $A l + L i^{+} + e^{-} = A l L i$ D、该电池可用 $L i P F_{6}$ 水溶液作电解质溶液

查看试题解析
14. 如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说法正确的是

A、N极为负极，发生氧化反应 B、电池工作时，N极附近溶液pH减小 C、M极发生的电极反应为 ${(C_{6} H_{10} O_{5})}_{n} - 24 n e^{-} + 7 n H_{2} O = 6 n C O_{2} ↑ + 24 n H^{+}$ D、处理0.1mol $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ 时，有1.4mol $H^{+}$ 从交换膜左侧向右侧迁移

查看试题解析
15. 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了“2022年度化学领域十大新兴技术”名单，包括钠离子电池、球形核酸、纳米酶和纤维电池等。下列有关说法中错误的是

A、钠比锂储量丰富，价格低廉是钠离子电池的显著优势 B、通过红外光谱仪可检测球形核酸结构中是否存在磷酸基等官能团 C、纳米酶分散到水中形成的分散系的本质特征是丁达尔效应 D、柔性纤维电池中正极发生还原反应

查看试题解析
16. 科技工作者将废旧锂离子电池中的LiCoO₂ (s)作为正极材料通过下列装置转化为Co²⁺ ，进而回收金属钴。已知：电极材料均为石墨材质，工作时需要保持厌氧、细菌所在环境pH稳定，借助细菌降解乙酸盐生成CO₂。下列说法错误的是

A、甲室中的石墨电极为阴极，将Co²⁺转化为金属钴 B、乙室的电极反应式为： LiCoO₂+4H⁺+e^-=Li⁺+Co²⁺ + 2H₂O C、装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小 D、电路中通过8 mol电子的过程中，乙酸盐溶液所在的电极室内质量均减小88 g

查看试题解析
17. 锂电池在航空航天领域应用广泛，Li- CO₂电池供电的反应机理如图所示，下列说法正确的是

A、X方向为电流方向 B、交换膜M为阴离子交换膜 C、正极的电极反应式：4Li⁺ +4e^-+3CO₂=2Li₂CO₃+C D、可采用LiNO₃水溶液作为电解质溶液

查看试题解析
18. 南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池，该电池(如图)在充电过程中，聚对苯二酚被氧化， $H^{+}$ 能通过半透膜，而有机聚合物不能通过半透膜，下列说法错误的是

A、放电时，b为负极，发生氧化反应 B、放电时，a极上的电极反应： C、充电时， $H^{+}$ 由a极区向b极区迁移 D、充电时，在阴极被还原

查看试题解析
19. 科学家发明了一种Mg—PbO₂电池，电解质为Na₂SO₄、H₂SO₄、NaOH，通过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，下列说法错误的是

A、Na⁺通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜 B、B区域的电解质浓度逐渐减小 C、放电时，Mg电极反应为Mg+ 2OH^—－2e^—=Mg(OH)₂ D、消耗2.4 g Mg时，C区域电解质溶液减少16.0 g

查看试题解析
20. 厦门大学设计具有高催化活性与稳定性 $P t_{3} F e C o - C$ 纳米催化剂用于质子交换膜氢氧燃料电池。下列说法错误的是

A、 $P t$ 、 $F e$ 、 $C o$ 均属于过渡元素 B、催化剂通过降低活化能提高电池工作效率 C、纳米 $P t_{3} F e C o - C$ 催化剂属于胶体 D、正极电极反应式为 $O_{2} + 4 e^{-} + 4 H^{+} = 2 H_{2} O$

查看试题解析

二、多选题

21. 双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极I为掺杂Na₂S₂的电极，电极II为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是

A、离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜 B、放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断减小 C、充电时，电极I的电极反应式为：2 $S_{2}^{2 -}$ -2e^-= $S_{4}^{2 -}$ D、充电时，电路中每通过1mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9g

查看试题解析
22. 我国科学家发现，将纳米级 $F e F_{3}$ 嵌入电极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量。其中有机离子导体主要含 $A l_{x} C l_{y}^{n -}$ ，隔膜仅允许含铝元素的微粒通过。工作原理如图所示：
下列说法正确的是

A、若 $F e F_{3}$ 从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少 B、为了提高电导效率，左极室采用酸性 $A l_{x} C l_{y}^{n -}$ 水溶液 C、放电时， $A l C l_{4}^{-}$ 离子可经过隔膜进入右极室中 D、充电时，电池的阳极反应为 $A l + 7 A l C l_{4}^{-} - 3 e^{-} = 4 A l_{2} C l_{7}^{-}$

查看试题解析
23. “盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为 $2 M g + O_{2} + 2 H_{2} O = 2 M g {(O H)}_{2}$ 。下列关于该电池的说法错误的是（）

A、镁片作为负极 B、食盐水作为电解质溶液 C、活性炭作为正极反应物，发生还原反应 D、负极的电极反应为 $M g - 2 e^{-} = M g^{2 +}$

查看试题解析
24. 将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH₄和O₂ ，构成甲烷燃料电池。已知通入CH₄的一极的电极反应为：CH₄＋10OH^－－8e^－= CO₃^2-＋7H₂O。下列叙述错误的是（）

A、通入CH₄的电极为负极 B、正极反应为：2O₂＋4H₂O＋8e^－=8OH^－ C、燃料电池工作时，溶液中的OH^－向正极移动 D、该电池使用一段时间后溶液中KOH的浓度将不变

查看试题解析

三、非选择题

25. CO₂/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。

(1)、CO₂催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO₃溶液(CO₂与KOH溶液反应制得)中通入H₂生成HCOO^- ，其离子方程式为；其他条件不变，HCO₃^-转化为HCOO^-的转化率随温度的变化如图-1所示。反应温度在40℃~80℃范围内，HCO₃^-催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是。

(2)、HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K⁺、H⁺通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为；放电过程中需补充的物质A为(填化学式)。

②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O₂的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为。

(3)、HCOOH催化释氢。在催化剂作用下， HCOOH分解生成CO₂和H₂可能的反应机理如图-3所示。

①HCOOD催化释氢反应除生成CO₂外，还生成(填化学式)。

②研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是。

查看试题解析

26. 二十大提出“坚持精准治污、科学治污、依法治污，持续深入打好蓝天碧水净土保卫战”。利用反应2CO(g)+2NO(g)

\overset{}{⇌}

N₂(g)+2CO₂(g)，可有效减少汽车尾气污染物的排放。

(1)、已知该反应的 ΔH=-620.9 kJ·mol^-1 ，逆反应活化能为a kJ·mol^-1 ，则其正反应活化能为kJ·mol^-1。

(2)、在一定温度下，向恒容容器中通入等物质的量的NO和CO气体，测得容器中压强随时间的变化关系如下表所示：

t/min	0	1	2	3	4	5
p/kPa	400	370	346	330	320	320

①反应的平衡常数K_p=(K_p为用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压 ×物质的量分数)。

②实验测得该反应的速率v_正=k_正·p²( CO )·p²( NO)，v_逆=k_逆·p(N₂)·p²(CO₂)，k_正与k_逆仅与温度有关。则平衡时k_正k_逆 (填“>” “<”或“=”，下同)。达到平衡后，仅升高温度，k_正增大的倍数k_逆增大的倍数。

③未达平衡前，单位时间内要提高汽车尾气中CO、NO的转化率和化学反应速率，应选择的最佳措施是(填标号)。

A．降低温度 B．增大压强

C．使用合适的催化剂 D．降低氮气浓度

(3)、①在不同催化剂甲、乙作用下，NO的脱氮率在相同时间内随温度的变化如图所示。工业生产中选用甲，理由是。

②在催化剂甲作用下，反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。

该化学反应的速率主要由反应决定(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”，下同)。提高反应温度，逆反应速率增加最大的是反应。

(4)、若将该反应设计成如图所示的原电池，既能产生电能，又能消除环境污染。a极对应的电极反应式为。

查看试题解析

27. 氢燃料电池有良好的应用前景。工业上常用下列方法制取氢气。

(1)、Ⅰ．甲烷与水蒸气催化重整制取氢气，主要反应为：CH₄(g)+H₂O(g) $⇌_{高温}^{催化剂}$ CO(g)+3H₂(g)。
上述反应体系中属于非极性分子的化合物是。

(2)、一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入1molCH₄和1molH₂O(g)发生上述反应，10min时反应达到平衡状态，此时CH₄的浓度为0.4 mol∙L⁻¹ ，则0~10min内H₂的平均反应速率为mol∙L⁻¹∙min⁻¹。

(3)、Ⅱ．甲烷与硫化氢催化重整制取氢气，主要反应为：CH₄(g)+2H₂S(g) $⇌_{高温}^{催化剂}$ CS₂(g)+4H₂(g)。
恒温恒容时，该反应一定处于平衡状态的标志是。
a．υ_正(H₂S)=2υ_逆(H₂) b．CH₄的体积分数不再变化
c． $\frac{c (C H_{4})}{c (H_{2} S)}$ 不再变化 d．混合气体的密度不再改变

(4)、该反应平衡常数表达式K= ，若改变某一条件使平衡向正反应方向移动，则K值。
a．一定改变 b．可能增大 c．可能减小 d．可能不变

(5)、III.将原料气按n(CH₄)：n(H₂S)=1：2充入反应容器中，保持体系压强为0.1MPa，研究不同温度对该反应体系的影响。平衡体系中各组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示：
图中表示H₂物质的量分数变化的曲线是(选填字母)，该反应的正反应为反应(选填“放热”或“吸热”)。保持其他条件不变，升高温度测得CH₄的平衡转化率先增大后下降，其原因可能是。

查看试题解析
28. 随着可燃冰开采领域的不断扩大，我国已处于世界绝对领先地位。将甲烷((CH₄)催化转化为有价值的化学工业品一直是我国化学工作者的研究热点。最近徐君团队研发出了一种Au在ZSM-5分子筛上催化氧化甲烷生产CH₃OH和CH₃COOH的技术，该技术涉及的反应如下：
反应Ⅰ 2CH₄(g)+O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2CH₃OH(g) △H₁= -251.0kJ·mol^-1；
反应Ⅱ 2CH₄(g)+2O₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃COOH(g)+2H₂O(g) △H₂ = -812.4kJ· mol^-1。
请回答下列问题：

(1)、部分化学键的键能数据如下表所示：
化学键
O=O
C-H
O-H
键能E/kJ·mol^-1
498
414
390.8
则C-O的键能为kJ·mol^-1。

(2)、反应II在热力学上进行的趋势很大，原因为。除降低温度外，能同时提高CH₃OH和CH₃COOH的平衡产率的措施为(任答一条)。

(3)、T℃下，向含有少量Au-ZSM-5分子筛催化剂的体积为VL的刚性密闭容器中充入1molCH₄和2molO₂发生反应I和反应II。达到平衡时测得CH₄的物质的量为a mol， CH₃COOH(g)的物质的量为b mol，此时O₂(g)的浓度为mol·L^-1 (用含a、b、v的代数式表示，要求化简，下同)，该温度下反应II的平衡常数为。

(4)、徐君教授研究后发现在Au-ZSM-5分子筛催化剂表面，反应I中O₂的解离过程和CH₄的活化过程的机理如下图所示(·代表吸附态)：
该反应进程中，O₂的解离是(填“吸热”或“放热”)的反应，该过程的反应速率(填“大于”或“小于”)CH₄的活化反应的反应速率。

(5)、以CH₄和O₂为基本原料，采用电解法也可以制备CH₃COOH，其装置如下图所示：
通入CH₄的电极反应式为该装置工作时发生的能量转化形式为 (不考虑热能的转化)。

查看试题解析
29. 利用碳和水蒸气制备水煤气的核心反应为：C(s)＋H₂O(g)⇌H₂(g)＋CO(g)

(1)、已知碳(石墨)、H₂、CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol^－¹、285.8kJ·mol^－¹、283kJ·mol^－¹ ，又知H₂O(l)=H₂O(g)　ΔH＝＋44kJ·mol^－¹ ，则C(s)＋H₂O(g)⇌CO(g)＋H₂(g)　ΔH＝。

(2)、在某温度下，在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭，并充入1mol H₂O(g)发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如表：

时间/min

0

10

20

30

40

总压强/100kPa

1.0

1.2

1.3

1.4

1.4

①平衡时，容器中气体总物质的量为mol，H₂O的转化率为。

②该温度下反应的平衡分压常数K_p＝kPa(结果保留2位有效数字)。

(3)、保持25℃、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体，发生可逆反应C＋H₂O(g)⇌CO＋H₂并已建立平衡，在40 min时再充入一定量H₂ ， 50min时再次达到平衡，反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示：

①40min时，再充入的H₂的物质的量为mol。

②40～50 min内H₂的平均反应速率为mol·L^－¹·min^－¹。

(4)、新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na₂S_x)分别作为两个电极的反应物，固体Al₂O₃陶瓷(可传导Na^＋)为电解质，其原理如图所示：

①放电时，电极A为极，S发生反应（填“氧化”或“还原”）。

②充电时，总反应为Na₂S_x=2Na＋S_x(3<x<5)，Na所在电极与直流电源极相连，阳极的电极反应式为。

查看试题解析
30. 治理大气和水体污染对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。

(1)、CO泄漏会导致人体中毒，用于检测CO的传感器的工作原理如图所示：写出电极I上发生的反应式：。

工作一段时间后溶液中H₂SO₄的浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)

(2)、用O₂氧化HCl制取Cl₂ ，可提高效益，减少污染。反应为：4HCl(g)+O₂(g) 2Cl₂(g)+2H₂O(g)   ∆H ，通过控制条件，分两步循环进行，可使HCl转化率接近100%，其原理如图所示：

过程I的反应为：2HCl(g)+CuO(s) $\overset{}{⇌}$ CuCl₂(s)+H₂O(g)    ∆H₁

过程II反应的热化学方程式（∆H₂用含有∆H和∆H₁的代数式表示）。

(3)、在温度T₀℃，容积为1L的绝热容器中，充入0.2molNO₂ ，发生反应：2NO₂(g) $\overset{}{⇌}$ N₂O₄(g)   ∆H<0，容器中NO₂的相关量随时间变化如图所示。

①反应到6s时，NO₂的转化率是。

②根据图示，以下各点表示反应达到平衡状态的是。

a.X    b.Y     c.Z     d.W

③0~3s内容器中NO₂的反应速率增大，而3s后容器中NO₂的反应速率减小了，原因是。

④此容器中反应达平衡时，温度若为T₁℃，此温度下的平衡常数K═。

(4)、工业上可用Na₂SO₃溶液吸收法处理SO₂ ， 25℃时用1mol•L^-1的Na₂SO₃溶液吸收SO₂ ，当溶液pH═7时，溶液中各离子浓度的大小关系为：c(Na⁺)＞c(HSO₃^-)＞c(SO₃^2-)＞c(H⁺)═c(OH^-)。（已知25℃时：H₂SO₃的电离常数K_a1═1.3×10^-2 ， K_a2═6.2×10^-8）请结合所学理论通过计算说明c(HSO₃^-)＞c(SO₃^2-)的原因。

查看试题解析
31. 碳、氮是重要的非金属元素，在生产、生活中有广泛的应用。

(1)、已知植物光合作用发生的反应如下：6CO₂(g)＋6H₂O(l) $\overset{}{⇌}$ C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g) △H＝＋669.62 kJ•mol^－¹该反应达到化学平衡后，若改变下列条件，CO₂转化率增大的是。
a．增大CO₂的浓度 b．取走一半C₆H₁₂O₆

c．加入催化剂 d．适当升高温度

(2)、N₂O₅的分解反应2N₂O₅(g) $\overset{}{⇌}$ 4NO₂(g) + O₂(g)，由实验测得在67℃时N₂O₅的浓度随时间的变化如下：

时间/min

0

1

2

3

4

5

c(N₂O₅) /(mol•L^﹣¹)

1.00

0.71

0.50

0.35

0.25

0.17

计算在0～2min时段，化学反应速率v(NO₂) ＝mol•L^-1•min^-1。

(3)、若将NO₂与O₂通入甲中设计成如图所示装置，D电极上有红色物质析出，则A电极处通入的气体为（填化学式）；A电极的电极反应式为，一段时间后，若乙中需加0.2 mol Cu(OH)₂使溶液复原，则转移的电子的物质的量为。

(4)、若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g) $\overset{}{⇌}$ N₂(g)＋2CO₂(g)　ΔH＝－759.8 kJ·mol^－¹ ，反应达到平衡时，N₂的体积分数随n(CO)/n(NO)的变化曲线如下图

①b点时，平衡体系中C、N原子个数之比接近；

②a、b、c三点CO的转化率从大到小的顺序为；a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为。

③若 $\frac{n (CO)}{n (NO)}$ ＝0.8，反应达平衡时，N₂的体积分数为20%，则CO的转化率为。

查看试题解析
32. 实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求，依靠理论知识做基础。试运用所学知识，解决下列问题：

(1)、已知某反应的平衡表达式为：K= $\frac{c (H_{2}) \cdot c (CO)}{c (H_{2} O)}$ ，它所对应的化学反应为：。

(2)、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂(g)+CO(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g) △H=-90.8 kJ/mol

②2CH₃OH(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H=-23.5 kJ/mol

③CO(g)+H₂O(g) $\overset{}{⇌}$ CO₂(g)+H₂(g) △H=-41.3 kJ/mol

总反应：3H₂(g)+3CO(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) 的△H =；二甲醚(CH₃OCH₃)直接作燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，该电池的负极反应为。

(3)、煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H₂O(g) $\overset{}{⇌}$ CO₂(g)+H₂(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

该反应的正反应方向是反应(填“吸热”或“放热”)，若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为 0.020 mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：。

(4)、从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如 NO、NO₂、N₂O₄等，对反应N₂O₄(g) $\overset{}{⇌}$ 2NO₂(g) △H >0，在温度为 T₁、T₂ 时，平衡体系中 NO₂的体积分数随压强变化曲线如图甲所示．下列说法正确的是________________。

A、A，C 两点的反应速率：A>C B、A，C 两点气体的颜色：A 深，C浅 C、B，C两点的气体的平均相对分子质量：B<C D、由状态 B 到状态 A，可以用加热的方法 E、A，C 两点的化学平衡常数：A>C

(5)、NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃ ， 25℃时，将m mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，向该溶液滴加 n L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为mol/L(NH₃·H₂O的电离平衡常数取K_b=2×10^﹣⁵mol/L)。

(6)、某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如图乙所示，电极为多孔的材料能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

①溶液中H⁺的移动方向由极到极；(用 A、B 表示)

②B电极的电极反应式为。

查看试题解析
33. 废旧电池的回收处理，既能减少对环境的污染，又能实现资源的再生利用。将废旧锌锰电池初步处理后，所得废料含MnO₂、MnOOH、Zn(OH)₂及少量Fe等，用该废料制备Zn和MnO₂的一种工艺流程如下：

已知：

①Mn²⁺在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O₂氧化

②有关K_sp数据如下表所示

化合物

Mn(OH)₂

Zn(OH)₂

Fe(OH)₃

Ksp近似值

10^-13

10^-17

10^-38

回答下列问题：

(1)、还原焙烧过程中， MnOOH与炭黑反应，锰元素被还原为MnO，该反应的化学方程式为。传统的工艺是使用浓盐酸在加热条件下直接处理废料，缺点是。

(2)、酸漫时一般会适当加热并不断搅拌，其作用是，滤渣1和滤渣2主要成分的化学式依次是。

(3)、净化时，先通入O₂再加入MnCO₃ ，其目的是；已知净化时溶液中Mn²⁺、Zn²⁺的浓度约为0.1mol·L^－¹ ，调节pH的合理范围是。

(4)、电解制取MnO₂时，MnO₂在极产生。

(5)、中科院研究人员将MnO₂和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池，该电池可将软饮料中的葡萄糖作为燃料获得能量，装置如图所示。此装置中b极的电极反应式为。

查看试题解析
34. 煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮，燃煤产生C_xH_y、SO₂等大气污染物，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题：

(1)、利用煤的气化获得的水煤气( 主要成分为CO、CO₂和H₂ )在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。
已知： H₂O(1) = H₂O(g) ΔH₁= +44 .0kJ/mol
CO₂(g)+H₂(g) = CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=-3.0kJ/mol
CO₂(g)+3H₂(g) = CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₃=-58.7 kJ/mol
写出由CO与H₂制备CH₃OH 气体的热化学方程式。

(2)、甲醇和CO₂可直接合成碳酸二甲酯(CH₃OCOOCH₃简称DMC) ；
2CH₃OH(g)+CO₂(g) $⇌$ CH₃OCOOCH₃(g)+H₂O(g) ΔH₄<0
①该化学反应的平衡常数表达式为K=
②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是(填编号)。
A.V_正(CH₃OH)= 2V_逆(H₂O)

B.容器内气体的密度不变

C.容器内压强不变

D.CH₃OH与CO₂的物质的量之比保持不变
③一定条件下分别向甲，乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的初始物质发生该反应，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中DMC的物质的量浓度随时间变化如图所示：
容器
甲
乙
丙
容积(L)
0.5
0.5
V
温度(℃)
T₁
T₂
T₃
起始量
1molCO₂(g)
2molCH₃OH(g)
1molDMC(g)
1molH₂O(g)
2molCO₂(g)
2molCH₃OH(g)
甲容器中，在5-15min时的平均反应速率v(CO₂)=.乙容器中，若平衡时n(CO₂)=0.2mol.则T₁T₂(填“>”“<”或“=”)。两容器的反应达平衡时CO₂的转化率：甲丙(填“>”“<."或”=”)。

(3)、利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如图所示： A极是极(填“正”或“负”)，其电极反应式是。该电池不能在高温下工作的理由是。

查看试题解析
35. 工业上由N₂、H₂合成NH₃ ．制备H₂需经多步完成，其中“水煤气（CO、H₂）变换”是纯化H₂的关键一步．

(1)、水煤气变换：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），平衡常数K随温度变化如表：
温度/℃
200
300
400
K
290
39
11.7
①下列分析正确的是．
a．水煤气变换反应的△H＜0
b．增大压强，可以提高CO的平衡转化率
c．增大水蒸气浓度，可以同时增大CO的平衡转化率和反应速率
②以氨水为吸收剂脱除CO₂ ．当其失去吸收能力时，通过加热使吸收剂再生．用化学方程式表示“吸收”、“再生”两个过程：．

(2)、Fe₃O₄是水煤气变换反应的常用催化剂，经CO、H₂还原Fe₂O₃制备．两次实验结果如表：
实验Ⅰ
实验Ⅱ
通入气体
CO、H₂
CO、H₂、H₂O（g）
固体产物
Fe₃O₄、Fe
Fe₃O₄
结合化学方程式解释H₂O（g）的作用：．

(3)、2016年我国某科研团队利用透氧膜，一步即获得N₂、H₂ ，工作原理如图所示．（空气中N₂与O₂的物质的量之比按4：1计）
①起还原作用的物质是．
②膜Ⅰ侧发生的电极反应式是．
③膜Ⅰ侧所得气体 $\frac{n (H_{2})}{n (N_{2})}$ =3，CH₄、H₂O、O₂反应的化学方程式是．

查看试题解析

时间/min	0	1	2	3	4	5
c(N₂O₅) /(mol•L^﹣¹)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

化合物	Mn(OH)₂	Zn(OH)₂	Fe(OH)₃
Ksp近似值	10^-13	10^-17	10^-38

容器	甲	乙	丙
容积(L)	0.5	0.5	V
温度(℃)	T₁	T₂	T₃
起始量	1molCO₂(g) 2molCH₃OH(g)	1molDMC(g) 1molH₂O(g)	2molCO₂(g) 2molCH₃OH(g)

	实验Ⅰ	实验Ⅱ
通入气体	CO、H₂	CO、H₂、H₂O（g）
固体产物	Fe₃O₄、Fe	Fe₃O₄

化学键	O=O	C-H	O-H
键能E/kJ·mol^-1	498	414	390.8

时间/min	0	10	20	30	40
总压强/100kPa	1.0	1.2	1.3	1.4	1.4

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

温度/℃	200	300	400
K	290	39	11.7