高考化学燃料电池练习及答案

高考化学燃料电池练习及答案

高考化学 燃料电池 ‎1．“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，下图是用固体氧化物作 “直接煤燃料电池”的电解质。有关说法正确的是 A. 电极b为电池的负极 B. 电池反应为：C + CO2 = 2CO C. 电子由电极a沿导线流向b D. 煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低 ‎2．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700 -900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 A. 电池内的O2-由电极乙移向电极甲 B. 电池总反应为N2H4+2O2= 2NO+2H2O C. 当甲电极上有lmol N2H4消耗时，乙电极上有22.4LO2参与反应 D. 电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 ‎3．硼化钒（VB2）-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下。该电池工作时的反应为4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5。下列说法正确的是 A. 电极a为电池负极 B. 反应过程中溶液的pH升高 C. 电池连续反应过程中，选择性透过膜采用阳离子选择性膜 D. VB2极的电极反应式为：2VB2 + 22OH−-22e−=V2O5+ 2B2O3+ 11H2O ‎4．以NaBH4和H2O2作原料的燃料电池，可用作空军通信卫星。电池负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是 A. 电池放电时Na+从a极区移向b极区 B. 电极b采用Pt/C，该极溶液的pH增大 C. 该电池a极的反应为BH4-+8OH--8e-===BO2-+6H2O D. 电池总反应：BH4- + 4H2O2 === BO2- + 6H2O ‎5．科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能又能固氮的新型电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是 A. 电路中转移3mol电子时，有11.2LN2参加反应 B. A为NH4Cl C. 该电池外电路中的电流从a电极流向b电极 D. b电汲为负极 ‎6．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O．下列有关说法不正确的是（　　）‎ A. 检测时，电解质溶液中的H+向正极移动 B. 若有 0.4 mol电子转移，则消耗 2.24 L氧气 C. 正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应 D. 负极上的反应为：CH3CH2OH﹣4e﹣+H2O═CH3COOH+4H+‎ ‎7．乙烯直接氧化法制乙醛的总反应方程式为2CH2=CH2+O22CH3CHO。现有人将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的 A. a为负极，发生还原反应 B. 电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b C. 放电时，电路中每转移0.4mol电子，溶液中就有0.4molH+向负极迁移 D. 该电池负极反应式为CH2=CH2+H2O－2eˉ=CH3CHO+2H+‎ ‎8．氢氧燃料电池已用于航天飞机，以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH--4e-＝4H2O，O2+2H2O+4e-＝4OH-。下列叙述不正确的是 A. 氢氧燃料电池能量转化率可达100%‎ B. 是一种不需要将还原剂和氧化剂全部贮存在电池内的新型发电装置 C. 供电时的总反应为：2H2+O2＝2H2O，产物为无污染的水，属于环境友好电池 D. 氧气在正极反生还原反应 ‎9．一种新型熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 ( ) ‎ A. 催化重整中CH4+H2O=3H2+CO，1 mol CH4参加反应转移2 mol电子 B. 电极A上H2参与的电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O C. 电池工作时，CO32-向电极B移动 D. 电极B上的电极反应：O2+2CO2+4e- =2CO32-‎ ‎10．《Nature》期刊曾报道一例CH3OH-O2原电池，其工作示意图如下。下列说法不正确的是 A. 电极A是负极，发生氧化反应 B. 电解质溶液中H+由A极流向B极 C. 电极B 的电极反应为: O2+2e-+H+=HO2-‎ D. 外电路中通过6mol电子，生成CO2的体积为22.4L ‎11．熔融碳酸盐燃料电池(Molen Cathomale Fuel Cell)简称MCFC，具有高发电效率。工作原理示意图如图。下列说法正确的是 A. 电极M 为负极，K+、Na+移向M B. 电池工作时，熔融盐中CO32-物质的量增大 C. A 为CO2，正极的电极反应为：O2+4e-+2CO2= 2CO32-‎ D. 若用MCFC给铅蓄电池充电，电极N接Pb极 ‎12．下图是某碱性氢氧燃料电池的工作原理示意图，下列说法错误的是 A. 气体2 是氧气 B. C1 极为电源负极 C. 负极上的电极反应式为H2-2e- ==2H+‎ D. 装置中能量转化形式有:化学能→电能、电能→光能 ‎13．液体燃料电池相对于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(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，H2SO4作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述正确的是 ( )‎ A. 电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 B. 该燃料电池正极发生的电极反应式为N2H4-4e-N2↑+4H+‎ C. 利用该燃料电池工业上可以电解熔融MgCl2 制备Mg D. 该燃料电池持续放电时，右侧电池区中因电极反应消耗H+，故c(H+)逐渐减小 ‎14．已知：2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) △H= -632 kJ•mol-1，如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是 A. 电极a上发生的电极反应式为：H2S - 2e- = S+2H+‎ B. 电池工作时，电流从电极b经过负载流向电极a C. 电路中每流过1 mol电子，电池内部释放158 kJ的热能 D. 每11.2 LH2S参与反应，有1 mol H+经固体电解质膜进入正极区 ‎15．在固态金属氧化物燃料电解池中，以H2—CO混合气体为燃料，基本原理如右图所示。下列说法不正确的是 A. Y极是原电池的正极，发生还原反应 B. 负极的电极反应式是：H2－2eˉ＋O2ˉ＝H2O CO－2eˉ＋O2ˉ＝ CO2‎ C. 总反应可表示为：H2＋CO＋O2 ＝ H2O＋CO2‎ D. 同温同压下两极消耗的气体的体积之比是1︰1‎ ‎16．二甲醚（CH3OCH3）燃料电池的工作原理如右图，有关叙述正确的是 A. 该装置能实现化学能100%转化为电能 B. 电子移动方向为：a极→b极→质子交换膜→a极 C. a电极的电极反应式为：CH3OCH3+3H2O=2CO2+12e-+12H+‎ D. 当b电极消耗22.4LO2时，质子交換膜有4moIH+通过 ‎17．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3 和K2CO3 为电解质、以CH4为燃料，该电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A. 电极a为负极，发生氧化反应 B. CO32-向正极移动 C. 正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- D. 此电池在常温下也能工作 ‎18．在固态金属氧化物燃料电池中，以H2-CO 混合气体为燃料,基本原理如图所示。下列说法不正确的是 A. X极是原电池的负极,发生氧化反应 B. 负极的电极反应式为H2+O2－-2e－===H2O、C O + O 2－-2e－===CO2‎ C. Y极每消耗16gO2,电路中有2mol电子通过 D. 同温同压下两极消耗的气体体积之比是1:1‎ ‎19．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述错误的是 A. a电极是负极，该电极上发生氧化反应 B. b极反应是O2+2H2O-4e-=4OH-‎ C. 总反应方程式为2H2+O2=2H2O D. 使用过程中电解质溶液的pH逐渐减小 ‎20．甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH(l) + 3O2(g) → 2CO2 (g) + 4H2O(l)，其工作原理示意图如图，下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲为电池的负极，发生还原反应 B. 负极的电极反应式为：CH3OH ＋H2O－6e－＝CO2＋6H＋‎ C. b口通入的气体为O2‎ D. 用该电池进行电解水，当电路中转移0.2NA个电子时，生成2.24L氢气 ‎21．肼(N2H4)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。电池总反应为N2H4+O2=N2+2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是（）‎ A. 负极的电极反应式是N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑‎ B. 正极的电极反应式是O2+4H++4e-=2H2O C. 溶液中阴离子向正极移动 D. 放电后电解质溶液的碱性增强 ‎22．燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好等优点，是专门为警察设计的一款执法的检测工具，如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪的示意图。下列说法错误的是（ ）‎ A. 该电池的负极反应式为：CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+‎ B. 当电路中有0.4mol电子转移时，消耗3.2gO2‎ C. 电池工作时H+从右向左通过质子交换膜 D. 微处理器通过检测电流大小可计算出被测气体中酒精的含量 ‎23．酒精检测仪可帮助执法交警测试驾驶员饮酒的多少，其工作原理示意图如图所示。反应原理为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不正确的是 A. b为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-‎ B. 电解质溶液中的H+移向b电极 C. 若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24L氧气 D. 呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越大 ‎24．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理见下图，下列说法正确的是 A. 正极电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32- B. CO32-向正极移动 C. 此电池在常温时也能工作 D. a为CH4，b为CO2‎ ‎25．新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示，该电池总反应方程式：NaBH4 +4H2O2=NaBO2 +6H2O，有关的说法不正确的是 A. 纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率 B. 放电过程中，Na+从B极区移向A极区 C. 电池负极的电极反应为：BH4 +8OH- - 8e一 =BO2-+6H2O D. 在电池反应中，每消耗1L 1mol／L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为2 mol ‎1．C ‎2．A ‎3．D ‎4．B ‎5．A ‎6．B ‎7．D ‎8．A ‎9．D ‎10．D ‎11．C ‎12．C ‎13．C ‎14．B ‎15．D ‎16．C ‎17．A ‎18．D ‎19．B ‎20．B ‎21．A ‎22．C ‎23．A ‎24．A ‎25．B