题目内容

混合动力车在刹车和下坡时处于充电状态;上坡或加速时,电动机提供辅助推动力,降低了汽油的消耗。该车一般使用的是镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)电解液。镍氢电池充放电原理如图,其总反应式为:H2+2NiOOH  =  2Ni(OH)2。下列有关判断正确的是


  1. A.
    在刹车和下坡时,甲电极的电极反应式为:2 H2O+2e-H2↑+2OH-
  2. B.
    在上坡或加速时,溶液中的K+向甲电极迁移
  3. C.
    在刹车和下坡时,乙电极增重
  4. D.
    在上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH将减小
A
在刹车和下坡时电池处于充电状态即电解池的工作原理,甲电极是阴极,氢离子发生得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故A正确;放电过程为原电池,原电池工作时,溶液中的阳离子钾离子向,正极即乙电极迁移,故B错误;在刹车和下坡时,属于电解池的工作原理,乙电极为阳极,是氢氧化镍转化为NiOOH的过程,电极质量减轻,故C错误;混合动力车上坡或加速时,属于原电池的工作原理,电动机提供推动力,是电池放电,由图转化关系可知,NiOOH转变为Ni(OH)2,电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,乙电极周围因氢氧根离子的浓度增大,pH将增大,故D错误.故本题选A。
练习册系列答案
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(2010?江苏二模)近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮.汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态.
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,每生成1mol水蒸气放热569.1kJ.则该反应的热化学方程式为
C8H18(l)+
25
2
O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-5121.9kJ?mol-1
C8H18(l)+
25
2
O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-5121.9kJ?mol-1

(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解液.镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式是:H2+2NiOOH
放电
充电
2Ni(OH)2.根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH将
增大
增大
(填“增大”、“不变”或“减小”),该电极的电极反应式为
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-

(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过如下反应降低其浓度:CO(g)+
1
2
O2(g)?CO2(g).
①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示.请填写表中的空格.
容器编号 c(CO)/mol?L-1 c (02)/mol?L-1 c (C02)/mol?L-1 v(正)和v (逆)比较
I 2.0×10-4 4.0×10-4 4.0×10-2 v(正)=v(逆)
3.0×10-4 4.0×10-4 5.0×10-2
②相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol?L-1和1.0×10-4mol?L-1.若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×10-4mol?L-1,则最终尾气中CO的浓度为
1.1×10-6
1.1×10-6
mol?L-1
(2011?翠屏区模拟)一种混合动力车,可以分别用电动机、内燃机或者二者结合推动车轮.汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车和下坡时内燃机提供推动力,使电动机处于充电状态.目前内燃机以汽油为燃料,电动机一般使用镍氢电池(KOH作电解液).
试分析回答下列问题:
(1)已知汽车在刹车和下坡时,镍氢电池两电极反应分别为:甲电极:M+H2O+e-→MH+OH-(M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金)乙电极:Ni(OH)2+OH--e-→NiOOH+H2O则在这一过程中甲、乙两电极的名称分别是:甲:
阴极
阴极
;乙:
阳极
阳极

(2)当汽车上坡或加速时,镍氢电池两电极反应分别为:甲电极:
MH+OH--e-=M+H2O
MH+OH--e-=M+H2O
;乙电极:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
;电极周围溶液的pH变化是(选填“增大”或“不变”或“减小“,下同)甲
减小
减小
;乙
增大
增大

(3)内燃机工作时因为部分汽油不完全燃烧会产生污染大气的CO,已知在常温常压下:
C8 H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g);△H=-5121.9kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566.0kJ/mol
H2O(g)=H2 O(1);△H=-44.0kJ/mol
写出汽油不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
C8H18(1)+
17
2
O2(g)=8CO(g)+9H2O(l);△H=-3253.9kJ/mol
C8H18(1)+
17
2
O2(g)=8CO(g)+9H2O(l);△H=-3253.9kJ/mol

(4)为降低汽车尾气中的一氧化碳的浓度,可采取在汽车的排气管上增加一个补燃器,通过下列反应来实现转化:
2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)
已知在温度为T的条件下,当补燃器中化学反应速率V(正)=V(逆)时,各物质浓度存在下列恒定关系:
c(CO2)2
c(CO)2×c(O2)
=108

在温度为T的条件下,若某汽车排人补燃器的CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol?L-1和1.01×10-4mol?L-1,要在该温度下使最终尾气中CO的浓度降为1.0×10-6mol?L-1,则补燃器中应不断补充O2,并使O2浓度保持在
1.21×10-4
1.21×10-4
mol?L-1
镍及其化合物与生产、生活密切相关.
(1)镍能与CO反应,生成的Ni(CO)4受热易分解,化学方程式为:Ni(s)+4CO(g)?Ni(CO)4(g)
①该反应的正反应为
 
(填“吸热”或“放热”)反应.
②吸烟时,烟草燃烧生成的CO会与烟草中微量的Ni在肺部发生该反应,生成容易进入血液的Ni(CO)4,使人重金属中毒.从化学平衡的角度分析,促使Ni(CO)4在血液中不断分解的原因是
 

③镍与CO反应会造成镍催化剂中毒.为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除CO.已知:
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则用SO2除去CO的热化学方程式为
 

(2)为了研究镍制备过程中的各种因素对镍催化剂损耗的影响,选择制造镍催化剂的条件有:干燥方式为喷雾干燥、烘箱干燥,粒度大小为40μm和55μm,实验温度为60℃和80℃.设计下表实验,填写下列空白:
 实验编号 T/℃ 颗粒大小/μm  干燥方式 实验目的
1 60 40 烘箱干燥  (Ⅰ)实验1和2制得的镍催化剂,用于探究制备的干燥方式对镍催化剂损耗的影响
(Ⅱ)实验1和3制得的镍催化剂,用于探究制备的制备温度对镍催化剂损耗的影响
(Ⅲ)
 
2
 
 
 
3
 
 
 
 
4  60 55 烘箱干燥
(3)混合动力车通常使用碱性镍氢充放电池,其总反应式为:H2+2NiOOH
放电
充电
2Ni(OH)2
①混合动力车在刹车或下坡时,电池处于充电状态,此时阳极的电极反应式
 

②镍氢电池材料(NiOOH)可在氢氧化钠溶液中用NaClO氧化NiSO4制得,该反应的化学方程式为
 

因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态。

(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,每生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_________________________________。

(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意如图,

其总反应式是:

根据所给信息判断,混合动力车下坡或刹车时,甲电极的电极反应式为_______;混合动力车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为_________________。

(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过如下反应降低其浓度: CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)。

①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格。

容器编号

c(CO)/mo1·L-1

c (O2)/mol·L-1

c (CO2)/mol·L-1

v(正)和v (逆)比较

I

2.0×10-4

4.0×10-4

4.0×10-2

v(正)=v(逆)

3.0×10-4

4.0×10-4

8.0×10-2

 

②相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol·L-l和1.0×10-4mol·L-l。若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×10-4mol·L-1,则最终尾气中CO的浓度为_________mol·L-1

 

(16分)一种混合动力车,可以分别用电动机、内燃机或者二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车和下坡时内燃机提供推动力,使电动机处于充电状态。目前内燃机以汽油为燃料,电动机一般使用镍氢电池(KOH作电解液)。

试分析回答下列问题:

   (1)已知汽车在刹车和下坡时,镍氢电池两电极反应分别为:

甲电极:M+H2O+e-→MH+OH(M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金)

乙电极:Ni(OH)2+OH--e→NiOOH+H2O

则在这一过程中甲、乙两电极的名称分别是:甲:       ;乙:     

   (2)当汽车上坡或加速时,镍氢电池两电极反应分别为:

甲电极:        ;乙电极:       

电极周围溶液的pH变化是(选填“增大”或“不变”或“减小",下同)甲      ;乙            

   (3)内燃机工作时因为部分汽油不完全燃烧会产生污染大气的CO,已知在常温常压下:

C8 H18(1)+25/2 O2(g)=8CO2(g)+9 H2O(g);△H=-5121.9kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566.0kJ/mol

H2 O(g)=H2 O(1);△H=-44.0kJ/mol

写出汽油不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:        

   (4)为降低汽车尾气中的一氧化碳的浓度,可采取在汽车的排气管上增加一个补燃器,通过下列反应来实现转化:2 CO(g)+O2(g)2CO2(g)

已知在温度为T的条件下,当补燃器中化学反应速率(正)=v(逆)时,各物质浓度存在下列恒定关系:

在温度为T的条件下,若某汽车排人补燃器的CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol·L-1和1.01×10-4mol·L-1,要在该温度下使最终尾气中CO的浓度降为1.0×10-6mol·L-1,则补燃器中应不断补充O2,并使O2浓度保持在      mol·L-1

 

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