2019高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題43 燃料電池講解.doc
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專題43 燃料電池一、高考題再現(xiàn)1(2016課標(biāo))鋅空氣燃料電池可用作電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)。下列說(shuō)法正確的是( )A充電時(shí),電解質(zhì)溶液中K+向陽(yáng)極移動(dòng)B充電時(shí),電解質(zhì)溶液中逐漸減小C放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Zn+4OH-2e=Zn(OH)D放電時(shí),電路中通過(guò)2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】C2(2015江蘇)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是( )A反應(yīng)CH4H2O3H2CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol 電子B電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H22OH2e=2H2OC電池工作時(shí),CO32向電極B移動(dòng) D電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O22CO24e=2CO32【答案】D【解析】A、1molCH4CO,化合價(jià)由-4價(jià)+2上升6價(jià),1molCH4參加反應(yīng)共轉(zhuǎn)移6mol電子,故錯(cuò)誤;B、環(huán)境不是堿性,否則不會(huì)產(chǎn)生CO2,其電極反應(yīng)式:COH22CO324e=3CO2H2O,故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)原電池工作原理,電極A是負(fù)極,電極B是正極,陰離子向負(fù)極移動(dòng),故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)電池原理,O2、CO2共同參加反應(yīng),其電極反應(yīng)式:O22CO24e=2CO32,故D正確。二、考點(diǎn)突破1、固體電解質(zhì)典例1(2018屆黑龍江省哈爾濱市第三中學(xué)高三第二次模擬考試)已知:2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) H= -632 kJmol-1,如圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說(shuō)法正確的是A 電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:H2S - 2e- = S+2H+B 電池工作時(shí),電流從電極b經(jīng)過(guò)負(fù)載流向電極aC 電路中每流過(guò)1 mol電子,電池內(nèi)部釋放158 kJ的熱能D 每11.2 LH2S參與反應(yīng),有1 mol H+經(jīng)固體電解質(zhì)膜進(jìn)入正極區(qū)【答案】B2、電解質(zhì)水溶液典例2(2018屆廣西北海市高三第一次模擬考試)第三代混合動(dòng)力車(chē),可以用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合推動(dòng)車(chē)輪。汽車(chē)上坡或加速時(shí),電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力,降低汽油的消耗;在剎車(chē)或下坡時(shí)。電池處于充電狀態(tài)?;旌蟿?dòng)力車(chē)目前一般使用鎳氫電池,該電池中鎳的化合物為正極,儲(chǔ)氫金屬(以M表示)為負(fù)極。堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理如圖所示,其總反應(yīng)式為H2+2NiOOH2Ni(OH)2以下說(shuō)法正確的是A 混合動(dòng)力車(chē)上坡或加速時(shí),乙電極為負(fù)極B 混合動(dòng)力車(chē)在剎車(chē)或下坡時(shí),乙電極的電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2OC 混合動(dòng)力車(chē)上坡或加速時(shí),電解質(zhì)溶液中的OH-向乙電極周?chē)苿?dòng)D 混合動(dòng)力車(chē)上坡或加速時(shí),乙電極周?chē)芤旱膒H減小【答案】B典例3(2018屆福建省南平市高三第一次綜合質(zhì)量檢查)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物,以溶有X的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液,制造出新型燃料電池,裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A 放電時(shí)H+向左移動(dòng),生成的物質(zhì)X是NH4ClB 通入H2的一極為正極C 通入N2的電極反應(yīng)為:N2+6H+-6e-=2NH3D 放電過(guò)程右邊區(qū)域溶液pH逐漸增大【答案】A【解析】以N2、H2為原料,以溶有X的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液構(gòu)成新型燃料電池,正極發(fā)生還原反應(yīng),即氮?dú)獗贿€原生成NH4+,電極反應(yīng)式為N2+6e-+8H+=2NH4+;負(fù)極是氫氣失電子生成氫離子,電極方程式為H2-2e-=2H+,總反應(yīng)為:N2+ 3H2+2HCl=2NH4Cl。A. 放電時(shí)H+向正極移動(dòng),即向左移動(dòng),生成的物質(zhì)X是NH4Cl,A正確;B. 通入H2的一極為負(fù)極,B錯(cuò)誤;C. 通入N2的電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),N2+6e-+8H+=2NH4+,C錯(cuò)誤;D. 放電過(guò)程右邊區(qū)域?yàn)樨?fù)極區(qū),H2-2e-=2H+,溶液pH逐漸減小,D錯(cuò)誤。典例4(2018屆天津市六校(靜海一中、楊村一中、寶坻一中等)高三上學(xué)期期末聯(lián)考)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種雙室微生物燃料電池,以苯酚(C6H6O)為燃料,同時(shí)可除去酸性廢水中的硝酸鹽。下列說(shuō)法正確的是A a極的電極反應(yīng)式為C6H6O+11H2O + 28e6CO2 + 28H+B 外電路電子移動(dòng)方向由b極到a極C 若正極產(chǎn)生5.6L氣體(標(biāo)況下),則轉(zhuǎn)移電子2.5molD 電池工作一段時(shí)間后,左池溶液的pH增大【答案】C典例5(2018屆山東省棗莊第八中學(xué)東校區(qū)高三3月月考)2017年9月亮相、2018年上市的奔馳燃料電池汽車(chē)GLCF-Cell,其電池采用的是質(zhì)子交換膜燃料電池,工作原理如下圖所示,則下列敘述正確的是A H2 作正極B 正極反應(yīng)式為O2+4OH-+4e-=2H2OC 導(dǎo)電微粒在電池內(nèi)部由負(fù)極定向移動(dòng)至正極D 總反應(yīng)式為2H2+O22H2O【答案】C典例6(2018屆重慶市綦江區(qū)高三年級(jí)第一學(xué)期期中考試)液體燃料電池相對(duì)于氣體燃料電池具有體積小,無(wú)需氣體存儲(chǔ)裝置等優(yōu)點(diǎn)。一種以肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑,H2SO4作為電解質(zhì)。下列關(guān)于該燃料電池的敘述正確的是 ( )A 電流從左側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向右側(cè)電極B 該燃料電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-N2+4H+C 利用該燃料電池工業(yè)上可以電解熔融MgCl2 制備MgD 該燃料電池持續(xù)放電時(shí),右側(cè)電池區(qū)中因電極反應(yīng)消耗H+,故c(H+)逐漸減小【答案】C【解析】A. 由題中信息可知,通入肼的電極為負(fù)極,通入氧氣的電極為正極,所以電流從右側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向左側(cè)電極, A不正確;B. 該燃料電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為N2H4-4e-N2+4H+,正極發(fā)生還原反應(yīng),B不正確;C. 利用該燃料電池工業(yè)上可以電解熔融MgCl2 制備Mg,理論上是可行的,C正確;D. 該燃料電池持續(xù)放電時(shí),右側(cè)電池區(qū)中電極反應(yīng)消耗H+,同時(shí)有等量H+的從左側(cè)經(jīng)質(zhì)子交換膜遷移到右側(cè),由于電極反應(yīng)生成水,硫酸的濃度變小,所以 c(H+)逐漸減小,D不正確。典例7(2018屆貴州省黔東南州高三第一次模擬考試)二甲醚(CH3OCH3)燃料電池的工作原理如右圖,有關(guān)敘述正確的是A 該裝置能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能100%轉(zhuǎn)化為電能B 電子移動(dòng)方向?yàn)椋篴極b極質(zhì)子交換膜a極C a電極的電極反應(yīng)式為:CH3OCH3+3H2O=2CO2+12e-+12H+D 當(dāng)b電極消耗22.4LO2時(shí),質(zhì)子交換膜有4moIH+通過(guò)【答案】C- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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