设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一．最近有人制造了一种燃料电池.一个电极通入空气.另一电极通入天然气.电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体.它在高温下能传导O2-离子．回答如下问题:(1)这个电池的正极发生的反应是:O2+4e-=2O2-,(2)固体电解质里的O2-向负极,(3)天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

7．设计出燃料电池使天然气CH₄氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一．最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入天然气，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-离子．回答如下问题：
（1）这个电池的正极发生的反应是：O₂+4e^-=2O^2-；
（2）固体电解质里的O^2-向负极（填“正”或“负”）；
（3）天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全，产生C堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命．
（4）若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应，该电池的负极区域的碱性会减弱（填“增强”、“减弱”或“不变”）．

分析（1）该燃料电池中，正极上仪器得电子生成氧离子；
（2）放电时，电解质中阴离子向负极移动；
（3）天然气如果被氧化不完全，则生成固体碳而阻塞电极气体通道；
（4）甲烷燃料碱性电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水．

解答解：（1）该燃料电池中，正极上仪器得电子生成氧离子，电极反应式为O₂+4e^-=2O^2-，故答案为：O₂+4e^-=2O^2-；
（2）放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以氧离子向负极移动，故答案为：负；
（3）天然气如果被氧化不完全，则生成固体碳而阻塞电极气体通道，故答案为：C；
（4）甲烷燃料碱性电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，负极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，有氢氧根离子参加反应导致溶液碱性减弱，故答案为：减弱．

点评本题考查化学电源新型电池，明确原电池原理是解本题关键，侧重考查学生书写电极反应式，书写时要结合电解质特点书写，燃料和氧化剂相同，如果电解质不同其电极反应式不同．

练习册系列答案

	A．	在Na₃A、Na₂HA、NaH₂A三溶液中，离子种类不相同
	B．	在溶质物质的量相等的Na₃A、Na₂HA、NaH₂A三溶液中阴离子总数相等
	C．	在NaH₂A溶液中一定有c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（H₂A^-）+c（HA^2-）+c（A^3-）
	D．	在Na₃A溶液中一定有：c（H⁺）=c（OH^-）-c（HA^2-）-2c（H₂A^-）-3c（H₃A）

10．某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺ 和Na⁺．某同学为了确认其成分，取部分试液，设计并完成了如下实验：由此可知原溶液中（　　）

	A．	溶液中至少有4种离子存在，其中Cl^-一定存在，且c（Cl^-）≥0.2 mol•L^-1
	B．	原溶液中c（Fe³⁺）=0.2 mol•L^-1
	C．	SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺一定存在，CO₃^2-、Al³⁺一定不存在
	D．	取少量原溶液并加入KSCN溶液，呈血红色，说明该溶液一定没有Fe²⁺，只有Fe³⁺

15．分子式为C₅H₁₀O₂的羧酸和酯且有3个甲基的同分异构体共有（不考虑立体异构）（　　）

2．肉桂酸甲酯是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精．
它的分子式为C₁₀H₁₀O₂，且分子中只含有1个苯环，苯环上只有一个取代基．
现测出肉桂酸甲酯的核磁共振氢谱谱图有6个峰，其面积之比为1：2：2：1：1：3．利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子的红外光谱如图：

试回答下列问题．
（1）肉桂酸甲酯的结构简式为

．
（2）G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体，其分子结构模型如图所示：

（图中球与球之间连线表示单键或双键）．
用芳香烃A 为原料合成G的路线如下：

①化合物E中的官能团有羟基、羧基（填名称）．
②A→B的反应类型是加成反应，E→F的反应类型是消去反应，
③书写化学方程式
B→C

+2NaOH$→_{△}^{水}$

+2NaBr
C→D

E→H

④其中E的同分异构体甚多，其中有一类可用通式

表示（其中X、Y均不为H），试写出符合上述通式且能发生银镜反应的四种物质的结构简式：

、

．

12．已知反应O₂（g）+2Cl₂（g）?2Cl₂O（g）；△H＞0．在三个恒温、恒容的密闭容器中分别充入1mol O₂与2 mol Cl₂，测得平衡时O₂的转化率如下表：下列说法正确的是（　　）

容器编号	温度/℃	容器体积/L	平衡时O₂转化率	平衡时压强/Pa
①	200	V₁	50%	p₁
②	200	V₂	70%	p₂
③	350	V₃	50%	p₃

	A．	起始反应速率：③＞①＞②
	B．	平衡时压强：p₁＜p₂
	C．	容器体积：V₁＜V₃
	D．	若实验②中O₂和Cl₂用量均加倍，则平衡时O₂的转化率小于70%

19．下列溶液中Cl^-物质的量浓度最大的是（　　）

	A．	10mL0.1 mol•L^-1的AlCl₃溶液		B．	20mL0.1 mol•L^-1的CaCl₂溶液
	C．	30mL0.2 mol•L^-1的KCl溶液		D．	100mL0.25 mol•L^-1的NaCl溶液

16．常温时，下列关于溶液的pH或微粒的物质的量浓度的说法不正确的是（　　）

	A．	pH=3的二元弱酸H₂R溶液与pH=11的NaOH溶液混合后，混合液的pH等于7，则反应后的混合液中：2c（ R^2-）+c（ HR^- ）=c（ Na⁺ ）
	B．	某溶液中只存在Cl^-、OH^-、NH₄⁺、H⁺四种离子，则一定不存在下列关系：c（ Cl^- ）＞c（ NH₄⁺ ）＞c（ H⁺ ）=c（ OH^- ）
	C．	某物质的溶液中由水电离出的c （ H⁺ ）=1×10^-amol•L^-1，若a＞7，则溶液的pH一定为14-a
	D．	将0.2 mol•L^-1的某一元酸HA溶液和0.1mol•L^-1NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，则反应后的混合液中：2 c（ OH^- ）+c（ A^- ）=2 c（ H⁺ ）+c（ HA ）

17．

开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面．
（1）H₂、CO、CH₃OH都是重要能源物质，它们燃烧热依次为285.8KJ/mol、281.5KJ/mol、726.7KJ/mol．已知CO、H₂在一定条件下可以合成甲醇CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）．则该合成甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=-126.4kJ/mol
（2）CO在催化剂作用下可以与H₂反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．在密闭容器中充入10mol CO与20mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．则M、N、Q三点的平衡常数K_M、K_N、K_Q的大小关系为K_M=K_N＞K_Q；P₁＜P₂（填“＞”或“＜”或“=”）；M、N两点平衡状态下，容器中物质的总物质的量之比为：n（M）_总：n（N）_总=5：4．

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