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【题目】2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池,美英日三名科学家获奖,他们创造了一个可充电的世界。像高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。

原理如下:(1x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是(

A.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4

B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极

C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn

D.充电时,Li+向左移动

【答案】D

【解析】

放电为原电池原理,从(1x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC可知,LixCn中的C化合价升高了,所以LixCn失电子,作负极,那么负极反应为:+nCLiFePO4作正极,正极反应为:,充电为电解池工作原理,反应为放电的逆过程,据此分析解答。

A.由以上分析可知,放电正极上得到电子,发生还原反应生成,正极电极反应式:A正确;

B.原电池中电子流向是负极导线用电器导线正极,放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,B正确;

C.充电时,阴极为放电时的逆过程,变化为,电极反应式:C正确;

D.充电时,作为电解池,阳离子向阴极移动,向右移动,D错误;

答案选D

练习册系列答案
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【题目】火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx

CH4(g)+ 4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g H1=-574 kJ/mol

CH4(g)+ 4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g H2=-1160 kJ/mol

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为___________

2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g H3

①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO23 mol H2进行上述反应。测得CO2CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:010 min内,氢气的平均反应速率为___mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)1 mol H2O(g),则平衡________(填正向逆向)移动。

②如图225℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL NaCl溶液,正极反应式为______。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为_____mol

③取五份等体积的CO2H2的混合气体(物质的量之比均为13),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φCH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的H3____0(填)。

3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是______(用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na_____c(NH3·H2O)。(填

【题目】氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题。

I.NOxSO2在空气中存在下列平衡:

2NOg+O2g2NO2gH=113.0kJmol1

2SO2g+O2g2SO3gH=196.6kJmol1

SO2通常在二氧化氮的存在下,进一步被氧化,生成SO3

1)写出NO2SO2反应的热化学方程式为_________

2)随温度升高,该反应化学平衡常数变化趋势是_____

II.1)目前,应用NH3的催化还原法来进行烟气氮氧化物脱除,化学反应可表示为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)== 2N2(g)+3H2O(g) H0,该反应中,反应物总能量_____(“>”“<”“=”)生成物总能量。

2)已知4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1800 kJ·mol-1,将2 mol NH33 mol NO的混合气体分别置于abc三个10 L恒容密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中c(N2)随时间的变化如图所示。

①与容器a中的反应相比,容器b中的反应改变的实验条件可能是_______,判断的依据是___________________

②一定温度下,下列能说明反应已达到平衡状态的是____

AH2O(g)NO的生成速率相等 B.混合气体的密度保持不变

CΔH保持不变 D.容器的总压强保持不变

3)用NH3Cl2反应可以制备具有强氧化性的三氯胺(三氯胺在中性、酸性环境中会发生强烈水解,生成具有强杀菌作用的物质),方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g),向容积均为1L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2molCl22molNH3,测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t /min

0

40

80

120

160

n(Cl2)(甲容器)/mol

2.00

1.50

1.10

0.80

0.80

n(Cl2)(乙容器)/mol

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

T__________400℃(填“>”“<”)。

②该反应的ΔH__________0(填“>”“<”)。

③该反应自发进行的条件是__________(填高温、低温、任何温度)。

④对该反应,下列说法正确的是_________(填选项字母)。

A.若容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态

B.若容器内Cl2NH3物质的量之比为31,则表明反应达到平衡状态

C.反应达到平衡后,其他条件不变,在原容器中按 继续充入一定量反应物,达新平衡后Cl2的转化率增大

D.反应达到平衡后,其他条件不变,加入一定量的NC13,平衡将向逆反应方向移动

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