氯碱工业的一种节能新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关物料的传输与转化关系如下图所示（电极未标出）：下列说法不正确的是[ ]A．a、b、c的大小关系为

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氯碱工业的一种节能新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关物料的传输与转化关系如下图所示（电极未标出）：

下列说法不正确的是[ ]
A．a、b、c的大小关系为：a>b=c
B．燃料电池的负极反应式为 H₂+2OH^－－ 2e^－ = 2H₂O
C．电解池中产生1mol Cl₂，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O₂
D．电解池的阴极反应式为2H₂O+2e^－ = H₂↑+2OH^－

答案

举一反三

2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍，且更安全。电池总反应为：C₂H₅OH+3O₂= 2CO₂+3H₂O，电池示意如下图，下列说法不正确的是

[ ]
A．a极为电池的负极
B．电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
C．电池正极的电极反应为：4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O
D．电池工作时，1 mol 乙醇被氧化时就有6 mol 电子转移

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有科学家提出“绿色自由”的构想：将CO₂变为燃料或有机化学品。其构想分成3个步骤：
①利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的CO₂；
②将第①步吸收液电解产生H₂和O₂，同时分离出CO₂；
③将第②步产生的H₂和CO₂在一定条件下转化成CH₄和水蒸气。
已知：
H₂（g）+ 1/2O₂（g）=H₂O（l） △H1= -285.8 kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l） △H2= -889.6 kJ/mol
H₂O（l）=H₂O（g） △H3= +44.0 kJ/mol
（1）第③步反应的热化学方程式为______________________ 。并找出CO₂的等电子体___________(一到二种)
（2）若在第②步电解吸收液时产生11.2LO₂（标准状况下），则第③步中最多可制得______ L甲烷（标准状况下）
（3）为探究在密闭容器中进行第③步反应的最佳投料比，某研究小组向恒温（T1、T2均大于100℃）恒容容器中充入一定量的H₂，在其他条件不变的情况下，改变起始CO₂的物质的量测定达到平衡时CH₄的体积分数，实验结果如图所示。则a、c两点处所的平衡状态中，氢气的转化率的大小关系是α(a)_______α(c)（填“>”“<”或“=”），a、b、c、d四点所处的平衡状态中，对应的平衡常数Ka、Kb、Kc、Kd的大小关系是__________________。

（4）H₂和CO₂在一定条件下也能转化成甲酸。甲酸，空气，质子交换膜和惰性电极组成的燃料电池工作时，负极反应物为_______发生的电极反应可表示为_____________。正极反应物为_________发生的电极反应可表示为______________。

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2011年7月19日，美国能源部西北太平洋国家实验室的科学家和来自中国武汉大学访问学者组成的研究小组合作开发钠离子充电电池，研究人员采用廉价的钠离子同时使用纳米氧化锰和锂材料作电极制作出了钠离子充电电池，其工作示意图如下。关于该电池说法中正确的是

[     ]
A．放电时A极作正极
B．放电时Na⁺向负极移动
C．充电时是将化学能转化为电能
D．充电时阳极反应为：Li-e^-=Li⁺

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能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I： CO(g) ＋ 2H₂(g)

CH₃OH(g) ΔH1
反应II：CO₂(g) ＋ 3H₂(g)

CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH2
①在以上制备甲醇的两个反应中:反应I优于反应II,原因为___________。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

I、在一密闭容器中发生反应Ⅰ并达到平衡后,保持其他条件不变,对容器升温,此反应的化学反应平衡应__________移动(填“正向”、“逆向”、“不”) 。
II、某温度下，将1mol CO和4mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.1 mol／L，则CO的转化率为___________，此时的温度______________250℃（填“>”、“<”、“=”）
（2）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH ＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)   ΔH ＝－566.0 kJ／mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)   ΔH ＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：__________________
（3）某同学依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置，工作一段时间后，测得溶液的pH将____________（填“升高”、“降低”、“不变”），该燃料电池负极反应的离子方程式为：___________________。

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碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）用CO₂和H₂合成CH₃OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机。
已知：

2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(l) △H = －565.6 kJ/mol ，
请写出工业上用CO₂和H₂合成CH₃OH(l)的热化学方程式：_____________________；
（2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH₃OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2－。则在该熔融电解质中，O^2－向_______（填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为：________________；
（3）如图是一个电化学装置示意图。用CH₃OH--空气燃料电池做此装置的电源。如果A是铂电极，B是石墨电极，C是 CuSO₄溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8 g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为_______________；

（4）常温下0.01 mol·L^－1 的氨水中

= 1×10^－ 6 ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为_________；将 pH = 4的盐酸溶液V1 L与 0.01 mol·L^－1 氨水V2 L混合，若混合溶液pH = 7，则V1 和V2 的关系为：V1________ V2 （填“>”、“<”或“=”）。

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