高中化学人教版（新课标）选修4 第四章第二节化学电源

更新时间：2020-10-30 浏览次数：301 类型：同步测试

一、单选题

1. (2020高二下·绍兴期末) 液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点：一种以液态肼(N₂H₄)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是（）

A . b极发生氧化反应 B . a极的反应式：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O C . 放电时，电子从b极经过负载流向a极 D . 其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

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2. (2020高一下·大庆期末) 一种用于驱动潜艇的液氨 $\text{[math]}$ 液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是（）

A . 该电池工作时，每消耗22.4LNH₃转移3mol电子 B . 电子由电极A经外电路流向电极B C . 电池工作时，OH^-向电极B移动 D . 电极B上发生的电极反应为： $\text{[math]}$ H₂O

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3. (2020高一下·七台河期末) 利用微生物燃料电池原理，可以处理宇航员排出的粪便，同时得到电能。美国宇航局设计的方案是：用微生物中的芽孢杆菌来处理粪便产生氨气，氨气与氧气分别通入燃料电池两极，最终生成常见的无毒物质。示意图如下所示。下列说法错误的是（）

A . a电极是负极，b电极是正极 B . 负极区发生的反应是2NH₃ - 6e^－=N₂+6H⁺ C . 正极区，每消耗标准状况下2.24 L O₂ ， a向b电极转移0.4 mol电子 D . 电池工作时电子通过由a经负载流向b电极，再穿过离子交换膜回到a电极

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4. (2020高一下·太和期末) “水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为：5MnO₂＋2Ag＋2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀＋2AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性FeCl₂溶液，X电极附近溶液先变黄，下列有关分析错误的是（）

A . 该装置只涉及两种能量之间的转化 B . 在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe²⁺和Cl^-的还原性强弱 C . “水”电池内Na⁺不断向正极移动 D . Ⅱ为负极，其电极反应式为Ag＋Cl^--e^-=AgCl

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5. (2020高一下·太和期末) 有四种燃料电池：A.固体氧化物燃料电池、B.碱性氢氧化物燃料电池、C.质子交换膜燃料电池、D.熔融盐燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是（）

A . B . C . D .

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6. (2020·天津) 熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 $\text{[math]}$ (x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是（）

A . Na₂S₄的电子式为 B . 放电时正极反应为 $\text{[math]}$ C . Na和Na₂S_x分别为电池的负极和正极 D . 该电池是以 $\text{[math]}$ 为隔膜的二次电池

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7. (2020·宣城模拟) 微生物燃料电池(MFC)为可再生能源的开发和难降解废弃物的处理提供了一条新途径。某微生物燃料电池示意图如图所示(假设废弃物为乙酸盐)。下列说法错误的是（）

A . 甲室菌为好氧菌，乙室菌为厌氧菌 B . 甲室的电极反应式为 $\text{[math]}$ C . 该微生物燃料电池(MFC)电流的流向：由b经导线到a D . 电池总反应式为 $\text{[math]}$

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8. (2020·芜湖模拟) 要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体相结合的装置示意图如图，当该装置工作时，下列说法正确的是（）

A . 盐桥中K⁺向X极移动 B . 电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N₂的体积为44.8L C . 该装置实现了将电能转化为化学能 D . Y极发生的反应为2NO₃^--10e^-＋6H₂O=N₂↑＋12OH^- ，周围pH增大

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9. (2020·金山模拟) 锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。

下列关于原电池和干电池的说法错误的是（）

A . 两者正极材料不同 B . MnO₂的放电产物可能是KMnO₄ C . 两者负极反应式均为Zn失电子 D . 原电池中Zn与稀H₂SO₄存在自放电现象

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二、综合题

10. (2020高一下·余姚期中) 下图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，试回答下列问题：
1. （1）写出氢氧燃料电池工作时负极的电极反应式：；
2. （2）若将此燃料电池改为以甲烷和氧气为原料，则电池工作时，负极反应式为。
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11. (2020高一下·吉林期中) 能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。
1. （1）氢气燃烧，该反应是反应（填“吸热”或“放热”），这是由于反应物的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量；从化学反应的本质来看，是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)形成产物的化学键放出的总能量。
2. （2）通过氢气的燃烧反应，可以把氢气中储存的化学能转化为热能，如果将该氧化还原反应设计成原电池装置，就可以把氢气中储存的化学能转化为电能，如图就是能够实现该转化的装置，被称为氢氧燃料电池。
  该电池的正极是(填“a电极”或“b电极”)，电极反应式为，该电极上的物质发生反应的反应类型是（填“氧化反应”或“还原反应”）。
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12. (2020高一下·房山期末) 电能是现代社会应用最广泛的能源之一。
1. （1）如图所示装置中，Zn是极(填“正”或“负”)。
2. （2）如图所示装置可将(写化学方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是。
3. （3）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是。
  
  ①电极b是正极
  
  ②外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
  
  ③该电池的总反应：2H₂＋O₂=2H₂O
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13. (2020高一下·朝阳期末) 化工发展是我国能源安全的重要保证。近年来，我国煤化工技术获得重大突破，利用合成气(主要成分为CO、CO₂和H₂)在催化剂的作用下合成甲醇(CH₃OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下：
Ⅰ．CO与H₂反应合成甲醇

Ⅱ．CO₂与H₂反应合成甲醇 CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)
1. （1）上述反应Ⅰ是原子经济性反应，写出化学反应方程式。
2. （2）在工业上，为了提高上述反应Ⅱ的反应速率，除了采用合适的催化剂之外，还可以采取的措施是(填一项即可)。
3. （3）一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ，下列可以表明反应达到化学平衡状态的是。
  a．单位时间消耗nmolCO₂的同时，消耗3n mol的H₂
  
  b．容器内CH₃OH的浓度不再改变
  
  c．容器内气体压强不再改变
  
  d．容器内气体密度不再改变
4. （4）生成1mol CH₃OH放出 a kJ的能量，反应Ⅰ中拆开1mol化学键所需的能量(E)的相关数据如下：
  
  化学键
  
  H-H
  
  C-O
  
  CO中的 C O
  
  H-O
  
  C-H
  
  E(kJ)
  
  m
  
  n
  
  E₁
  
  x
  
  y
  
  根据相关数据计算拆开1molC O所需的能量E₁＝kJ。
5. （5） H₂还原CO₂电化学法制备甲醇的工作原理如下图所示：
  
  通入H₂的一端是电池的极(填“正”或“负”)，通入CO₂的一端发生的电极反应式为。
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