题目内容
【题目】近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”的锂—铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为：2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH一，下列说法正确的是
A. Li极有机电解质可以换成Cu极的水溶液电解质
B. 放电时，正极的电极反应式为：Cu2O+2H++2e-=2Cu+H2O
C. 放电时，Cu极的水溶液电解质的PH值减小
D. 通空气时，整个反应过程中，铜相当于催化剂
【答案】D
【解析】
放电时，锂失电子作负极，Cu上O2得电子作正极，负极上电极反应式为Li-e－═Li＋，正极上电极反应式为O2+4e－+2H2O=4OH－，从题目提供的信息，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为：2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH一，正极应是铜先与氧气反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，正极反应为Cu2O+H2O+2e－=Cu+2OH－，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
A、锂是活泼金属，易与水反应，故A错误；
B、该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力，由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电，正极反应为Cu2O+H2O+2e－=Cu+2OH－，故B错误；
C、放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li＋+2OH－，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，正极反应为Cu2O+H2O+2e－=Cu+2OH－，Cu极的水溶液电解质的PH值增大，故C错误；
D、铜先与氧气反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，故D正确。
故选D。
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【题目】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
I.脱硝：已知：H2的热值为142.9 kJ/g(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量)；
N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) △H= +133 kJ/mol
H2O(g) =H2O(l) △H=- 44 kJ/mol
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和N2的热化学方程式为_____
Ⅱ.脱碳：
(1)向2L恒容密闭容器中加入2 mol CO2、6 mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)。下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是________。
A．混合气体的平均摩尔质量保持不变B．CO2和H2的体积分数保持不变
C．CO2和H2的转化率相等 D．混合气体的密度保持不变
E.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂
(2)改变温度，使反应CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)△H<0中的所有物质都为气态,起始温度体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表：
恒温恒容 | 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应I | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反应II | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时，反应I、II对比：平衡时CH3OH的浓度c(I)___________c(II)。(填“>”“<”或“=”，下同)；将反应I的条件改为绝热恒容，平衡时的平衡常数与反应I的比较_________(填“增大”“减小”或“不变”)
②对反应Ⅰ，前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=________ ,在其他条件不变下，将温度改为T2,测得30min时，H2的物质的量为3.2mol,则T1____T2(填“>”“<”或“=”)若30min时只向容器中再冲入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1mol·L -1食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)。
①甲烷燃料电池的负极反应式: ____________________________________
②电解后溶液的pH= __________________________(忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
