题目内容
【题目】金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是
A. 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B. 比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高
C. M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D. 在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
【答案】C
【解析】A．反应物接触面积越大，反应速率越快，所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，从而提高反应速率，故A正确；B．电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，假设质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为
×2=
mol、
×3=
mol、
×2=
mol，所以Al-空气电池的理论比能量最高，故B正确；C．正极上氧气得电子和水反应生成OH-，因为是阴离子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，则正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误；D．负极上Mg失电子生成Mg2+，为防止负极区沉积Mg(OH)2，则阴极区溶液不能含有大量OH-，所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜，故D正确；故选C。
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【题目】利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理，可实现绿色环保、废物利用，对构建生态文明有重要意义。
（1）燃煤废气中的CO2能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇（CH3OH，甲醇的结构式如图）：
3H2(g)+CO2(g) 
CH3OH (g) + H2O(g) △H
①已知：
化学键 | C-H | C-O | C=O | H-H | O-H |
键能/KJ/mol | 412 | 351 | 745 | 436 | 462 |
则△H = _________________
②废气中的CO2转化为甲醇可用于制作甲醇燃料电池（结构如图），质子交换膜左右两侧的溶液均为1L2mol·L-1H2SO4溶液。该燃料电池中通入甲醇的一极为____（填a或b），当电池中有1mol e-发生转移时左右两侧溶液的质量之差为______g （假设反应物耗尽，忽略气体的溶解）。
（2）H2还原法可消除氮氧化物
已知： N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) △H＝+133kJ·mol－1
H2O(g)＝ H2O(l) △H＝－44kJ·mol－1
H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1
①在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。
② 以H2(g)为燃料可以设计氢气燃料电池，该电池以稀NaOH作电解质溶液，其负极电极反应式为___________________________________________________________，已知该电池的能量转换效率为86.4%，则该电池的比能量为________kW·h·kg－1(结果保留1位小数，比能量＝
，1 kW·h＝3.6×106 J) 。
（3）微生物燃料电池(MFC)是一种现代化的氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的示意图。
①已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式____________________________________________。
②解释该装置去除NH4+的原理_______________________________________________。
（4）利用“ Na—CO2”电池可将CO2变废为宝。
我国科研人员研制出的可充电“ Na—CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料（反应前两电极质量相等），总反应为4Na+3CO2
2Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：
①放电时，正极的电极反应式为______________________。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.2 mol e-时，两极的质量差为_________g。
【题目】已知25℃、101kPa时，一些物质的燃烧热为，回答下列问题：
化学式 | CO(g) | H2(g) | CH3OH(l) | CH4(g) |
△H/(kJ·mol-l) | -283.0 | -285.8 | -726.5 | -890.3 |
（1）写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式：_____________________________。
（2）根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(l)△H=__________。
（3）工业上利用水煤气合成甲醇的主要反应可表示为
CO(g)+H2(g) 
CH3OH(g)△H=-45.4kJ·mol-1。向容积为1L的密闭容器中加入0.10molH2和0.05molCO，在一定温度下发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，测得放出热量3.632kJ。
①相同温度条件下，上述反应的化学平衡常数K=___________。
②若容器容积不变，下列措施可增加CH3OH产率的是___________ (填标号)。
a．升高温度
b．将CH3OH(g)从体系中分离
c．充入He，使体系总压强增大
d．再充入0.10molH2和0.05molCO
e．加入催化剂
③反应达到平衡后，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡将___________(填“逆向”“正向”或“不”)移动，化学平衡常数K___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
④温度、容积相同的甲、乙两个密闭容器，若甲中加入1molCO和2molH2，乙中加入lmolCH3OH(g)，反应达到平衡时甲放出的热量为Q1kJ，乙吸收的热量为Q2kJ，甲中CO的转化率为a1，乙中CH3OH的转化率为a2，则Q1+Q2=___________，a1+a2=___________。