题目内容

如图表示利用碳纳米管能够吸附氢气的原理设计的一种新型二次电池．下列叙述正确的是（　　）
分析：A．原电池放电时，阳离子向正极移动；
B．原电池放电时，负极上燃料失电子发生氧化反应；
C．电池充电时，镍电极做阳极，发生氧化反应；
D．充电时，碳纳米管与电源负极相连．
解答：解：A．原电池放电时，阳离子向正极移动，则氢离子向正极移动，故A错误；
B．放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O，故B正确；
C．充电时，镍电极作阳极，阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Ni（OH）2-e-+OH-=NiO（OH）+H2O，故C错误；
D．充电时，碳纳米管电极作阴极，则与电源的负极相连，故D错误；
故选B．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确各个电极上得失电子及反应类型是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液书写，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
（2012?许昌三模）碳及其化合物的研究具有重要的现实意义．
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
3
3
C+
2
2
K2Cr2O7+
8
8
H2SO4
H2SO4
→
3
3
CO2↑+
2
2
K2SO4+
2
2
Cr2（SO4）3+
8
8
H2O
请完成并配平上述化学方程式．
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
下表所列数据是在不同温度下的化学平衡常数（K）
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.0 0.27 0.012
①在一定条件下将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中发生反应，5分钟后测得c（CO）=0.4mol/L，算此段时间的反应速率（用H2表示）
0.24
0.24
mol/（L?min）；
②由表中数据判断上述合成甲醇反应的△H
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”）
③在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系请回答：
（Ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
270℃
270℃
；
（Ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数K=
4L2?mol-2
4L2?mol-2
．
④一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳．写出该电池负极发生反应的电极方程式
CH3OH+H2O═CO2+6H++6e-
CH3OH+H2O═CO2+6H++6e-
．
（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为7×10-4 mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
1.6×10-5mol/L
1.6×10-5mol/L
．
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
 
C+
 
K2Cr2O7+
 
═
 
CO2↑+
 
K2SO4+
 
Cr2（SO4）3+
 
H2O
请完成并配平上述化学方程式．其中氧化剂是
 
，氧化产物是
 

（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
①已知：CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为
 
；精英家教网
②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
请回答：
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
 

ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数K=
 
．
③在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度（mol?L-1）变化如下表所示：
0min 5min 10min
CO 0.1 0.05
H2 0.2 0.2
CH3OH 0 0.04 0.05
若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是
 
；且该条件所改变的量是
 
．
欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫．请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
 
C+
 
K2Cr2O7+
 
 
→
 
CO2↑+
 
K2SO4+
 
Cr2（SO4）3+
 
H2O
请完成并配平上述化学方程式．
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是
 
；
A、随时将CH3OH与反应混合物分离
B、降低反应温度
C、增大体系压强
D、使用高效催化剂
②已知：CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283 kJ?mol-1H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242 kJ?mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为
 
；精英家教网
③在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
请回答：
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
 
；
ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g） 的平衡常数K=
 
．
（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为7×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
 
．

据新华社2009年5月9日电， 国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，会上通过了我国2009年将投入大量资金发展新能源汽车，支持节能、环保、安全等关键技术开发，为我国社会经济可持续发展打下良好基础，为今后改善环境、提升民众的生活质量具有极为重要的意义。请回答下列问题：

（1）氢能是理想的清洁能源，也是氢氧燃料电池的必不可少的物质。请回答下列问题。

①下列说法不正确的是      。

A．太阳光催化分解水制氢比电解水制氢更为科学

B．氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境

C．以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池负极电极反应相同

D．氢氧燃料电池正极获得8mol电子，负极需要8g气体

②利用MnFe2O4为催化剂，通过两步反应使水分解制氢气，第一步反反应为：

MnFe2O4MnFe2O4－X＋(X/2)O2

则第二步反应的化学方程式为      (条件不写)。

③一种新能源汽车，使用了以碳纳米管为储氢介质的燃料电池，电池原理如右图，该电池的电解质为6mol/LKOH溶液，下列说法不正确的是    。

 

A．放电过程中整个体系内KOH浓度不变

B．放电时负极附近pH减小

C．放电时电池正极的电极反应为：NiO(OH)+H2O+e—＝Ni(OH)2+OH—

D．放电时，电池反应为2H2+O2→2H2O

（2）热值指在一定条件下每克物质完全燃烧所放出的热量（燃烧产物在该条件下是一种较为稳定的状态），下表是几种物质在常温常压下的热值数据。已知：管道煤气（47g/m3H2、625g/m3CO）价格为1.00元/m3，天然气（714g/m3CH4）的价格为2.50元/m3。

物质

H2

CO

CH4

热值/kJ·g–1

143

10

56

①根据以上热值数据，               是最理想的燃料。

②家庭使用管道煤气和天然气，            更经济合算。

③表示CO燃烧热的热化学方程式为                   。

 

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