题目内容
Na-S电池是当前开发的一种高能蓄电池，它所贮存的能量为常用铅蓄电池的5倍（按相同质量计），具有工
作无噪音、无污染、价廉、安全、使用寿命长以及维修费用低等特点。常用的电池是由液体电解质将两个固体电极隔开，而Na-S电池正好相反，它是由固体电解质将两个液体电极隔开：一个由Na-β-Al2O3固体电解质做成的中心管，将内室的熔融钠（熔点98℃）和外室的熔融硫（熔点113℃）隔开，并允许电子通过。整个装置密封于不锈钢容器内，此容器又兼作硫电极的集流器。在电池内部，电子穿过固体电解质和硫反应从而传递电流。350℃时，Na-S电池的断路电压为2.08V。已知该硫的化学式为S8，在外电路中被还原成多硫离子。（1）写出Na-S电池充、放电时的化学方程式_____
______________。
（2）写出Na-S电池放电时的电极反应式：正极__________________；负极__________________。
（3）Na-S电池的外室充有多孔石墨的作用是__________________________。
（4）如何判断Na-S电池充、放电完全？请提出你的设计方案。
见解析
【试题分析】
解析：本题考查了蓄电池的一些性质，充电时电能转化为化学能，可看作电解池；放电时化学能转化为电能，可看作原电池。在充、放电的过程中，反应物和产物可以相互转化。
（1）高温下，钠与硫均为熔融态，因此Na-S电池充、放电时的化学方程式为： Na2Sn
2Na （l） +
S8（l）。
（2）Na-S电池放电时为原电池，失电子发生氧化反应的为负极，得电子发生还原反应的为正极，因此放电时，Na为负极：16Na－16e-=16Na+，S为正极：nS8+16e-=
。
（3）内室的熔融钠放出电子，通过外电路将硫还原成多硫离子 ，但由于硫是绝缘体，故在外室填充多孔石墨增强导电性，以保证有效导电。
（4）由于Na-S电池在350℃时的断路电压为2.08V，即电池的电动势为2.08V，故可以用电压表测定Na-S电池的电动势。即放电时，电动势降至某额定限量即停止放电；充电时，电动势升至某额定限量（2.08V）即停止充电。
碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备，该反应的化学方程式为 ?????????????????????????????????????????????????????????????????? 。
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s)??? ? △H=-l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)? △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O（1）=H2O(g)? ??????????????????? △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式?????????????????
（3）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为??????????????? ；每消耗3．4g NH3转移的电子数为??????????????? (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
（4）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)? △H=Q kJ·mol-1。
在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
???????? 时间（Min） 浓度（mol·L-1） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①T1℃时，该反应的平衡常数K= ????? ；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是? ?? ? (填字母编号)。
a．加入一定量的活性炭 ???? b．通人一定量的NO
c．适当缩小容器的体积?????? d．加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则Q ??? 0(填“>”或“<”)。?
