高考二轮复习知识点：化学电源新型电池1

高考二轮复习知识点：化学电源新型电池1
教材科目：化学
试卷分类：高考阶段
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 综合题

详细信息

工业上由N₂、H₂合成NH₃ ．制备H₂需经多步完成，其中“水煤气（CO、H₂）变换”是纯化H₂的关键一步．

（1）水煤气变换：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），平衡常数K随温度变化如表：
温度/℃
200
300
400
K
290
39
11.7
①下列分析正确的是．
a．水煤气变换反应的△H＜0
b．增大压强，可以提高CO的平衡转化率
c．增大水蒸气浓度，可以同时增大CO的平衡转化率和反应速率
②以氨水为吸收剂脱除CO₂ ．当其失去吸收能力时，通过加热使吸收剂再生．用化学方程式表示“吸收”、“再生”两个过程：．
（2） Fe₃O₄是水煤气变换反应的常用催化剂，经CO、H₂还原Fe₂O₃制备．两次实验结果如表：
实验Ⅰ
实验Ⅱ
通入气体
CO、H₂
CO、H₂、H₂O（g）
固体产物
Fe₃O₄、Fe
Fe₃O₄
结合化学方程式解释H₂O（g）的作用：．
（3） 2016年我国某科研团队利用透氧膜，一步即获得N₂、H₂ ，工作原理如图所示．（空气中N₂与O₂的物质的量之比按4：1计）
①起还原作用的物质是．
②膜Ⅰ侧发生的电极反应式是．
③膜Ⅰ侧所得气体 $\text{[math]}$ =3，CH₄、H₂O、O₂反应的化学方程式是．

2. 单选题

详细信息

硫酸亚铁锂（LiFePO₄）电池是新能源汽车的动力电池之一，采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：

下列叙述错误的是（）

A . 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B . 从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C . “沉淀”反应的金属离子为Fe³⁺ D . 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠

3. 综合题

详细信息

煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮，燃煤产生C_xH_y、SO₂等大气污染物，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题：

（1）利用煤的气化获得的水煤气( 主要成分为CO、CO₂和H₂ )在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。
已知： H₂O(1) = H₂O(g) ΔH₁= +44 .0kJ/mol
CO₂(g)+H₂(g) = CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=-3.0kJ/mol
CO₂(g)+3H₂(g) = CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₃=-58.7 kJ/mol
写出由CO与H₂制备CH₃OH 气体的热化学方程式。
（2）甲醇和CO₂可直接合成碳酸二甲酯(CH₃OCOOCH₃简称DMC) ；
2CH₃OH(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OCOOCH₃(g)+H₂O(g) ΔH₄<0
①该化学反应的平衡常数表达式为K=
②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是(填编号)。
A.V_正(CH₃OH)= 2V_逆(H₂O)

B.容器内气体的密度不变

C.容器内压强不变

D.CH₃OH与CO₂的物质的量之比保持不变
③一定条件下分别向甲，乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的初始物质发生该反应，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中DMC的物质的量浓度随时间变化如图所示：
容器
甲
乙
丙
容积(L)
0.5
0.5
V
温度(℃)
T₁
T₂
T₃
起始量
1molCO₂(g)
2molCH₃OH(g)
1molDMC(g)
1molH₂O(g)
2molCO₂(g)
2molCH₃OH(g)
甲容器中，在5-15min时的平均反应速率v(CO₂)=.乙容器中，若平衡时n(CO₂)=0.2mol.则T₁T₂(填“>”“<”或“=”)。两容器的反应达平衡时CO₂的转化率：甲丙(填“>”“<."或”=”)。
（3）利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如图所示： A极是极(填“正”或“负”)，其电极反应式是。该电池不能在高温下工作的理由是。

4. 综合题

详细信息

废旧电池的回收处理，既能减少对环境的污染，又能实现资源的再生利用。将废旧锌锰电池初步处理后，所得废料含MnO₂、MnOOH、Zn(OH)₂及少量Fe等，用该废料制备Zn和MnO₂的一种工艺流程如下：

已知：

①Mn²⁺在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O₂氧化

②有关K_sp数据如下表所示

化合物	Mn(OH)₂	Zn(OH)₂	Fe(OH)₃
Ksp近似值	10^-13	10^-17	10^-38

回答下列问题：

（1）还原焙烧过程中， MnOOH与炭黑反应，锰元素被还原为MnO，该反应的化学方程式为。传统的工艺是使用浓盐酸在加热条件下直接处理废料，缺点是。
（2）酸漫时一般会适当加热并不断搅拌，其作用是，滤渣1和滤渣2主要成分的化学式依次是。
（3）净化时，先通入O₂再加入MnCO₃ ，其目的是；已知净化时溶液中Mn²⁺、Zn²⁺的浓度约为0.1mol·L^－¹ ，调节pH的合理范围是。
（4）电解制取MnO₂时，MnO₂在极产生。
（5）中科院研究人员将MnO₂和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池，该电池可将软饮料中的葡萄糖作为燃料获得能量，装置如图所示。此装置中b极的电极反应式为。

5. 多选题

详细信息

将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH₄和O₂ ，构成甲烷燃料电池。已知通入CH₄的一极的电极反应为：CH₄＋10OH^－－8e^－= CO₃^2-＋7H₂O。下列叙述错误的是（）

A . 通入CH₄的电极为负极 B . 正极反应为：2O₂＋4H₂O＋8e^－=8OH^－ C . 燃料电池工作时，溶液中的OH^－向正极移动 D . 该电池使用一段时间后溶液中KOH的浓度将不变

6. 单选题

详细信息

氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是（）

A . 一定温度下，反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B . 氢氧燃料电池的负极反应为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻ C . 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H₂ ，转移电子的数目为6.02×10²³ D . 反应2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)的ΔH可通过下式估算： ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和

7. 综合题

详细信息

利用碳和水蒸气制备水煤气的核心反应为：C(s)＋H₂O(g)⇌H₂(g)＋CO(g)

（1）已知碳(石墨)、H₂、CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol^－¹、285.8kJ·mol^－¹、283kJ·mol^－¹ ，又知H₂O(l)=H₂O(g)　ΔH＝＋44kJ·mol^－¹ ，则C(s)＋H₂O(g)⇌CO(g)＋H₂(g)　ΔH＝。
（2）在某温度下，在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭，并充入1mol H₂O(g)发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如表：

时间/min

0

10

20

30

40

总压强/100kPa

1.0

1.2

1.3

1.4

1.4

①平衡时，容器中气体总物质的量为mol，H₂O的转化率为。

②该温度下反应的平衡分压常数K_p＝kPa(结果保留2位有效数字)。
（3）保持25℃、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体，发生可逆反应C＋H₂O(g)⇌CO＋H₂并已建立平衡，在40 min时再充入一定量H₂ ， 50min时再次达到平衡，反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示：

①40min时，再充入的H₂的物质的量为mol。

②40～50 min内H₂的平均反应速率为mol·L^－¹·min^－¹。
（4）新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na₂S_x)分别作为两个电极的反应物，固体Al₂O₃陶瓷(可传导Na^＋)为电解质，其原理如图所示：

①放电时，电极A为极，S发生反应（填“氧化”或“还原”）。

②充电时，总反应为Na₂S_x=2Na＋S_x(3<x<5)，Na所在电极与直流电源极相连，阳极的电极反应式为。

8. 综合题

详细信息

CO₂/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。

（1） CO₂催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO₃溶液(CO₂与KOH溶液反应制得)中通入H₂生成HCOO^- ，其离子方程式为；其他条件不变，HCO₃^-转化为HCOO^-的转化率随温度的变化如图-1所示。反应温度在40℃~80℃范围内，HCO₃^-催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是。
（2） HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K⁺、H⁺通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为；放电过程中需补充的物质A为(填化学式)。

②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O₂的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为。
（3） HCOOH催化释氢。在催化剂作用下， HCOOH分解生成CO₂和H₂可能的反应机理如图-3所示。

①HCOOD催化释氢反应除生成CO₂外，还生成(填化学式)。

②研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是。

9. 综合题

详细信息

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求，依靠理论知识做基础。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：K= $\text{[math]}$ ，它所对应的化学反应为：。
（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂(g)+CO(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H=-90.8 kJ/mol

②2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H=-23.5 kJ/mol

③CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g) △H=-41.3 kJ/mol

总反应：3H₂(g)+3CO(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) 的△H =；二甲醚(CH₃OCH₃)直接作燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，该电池的负极反应为。
（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

该反应的正反应方向是反应(填“吸热”或“放热”)，若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为 0.020 mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：。
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如 NO、NO₂、N₂O₄等，对反应N₂O₄(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) △H >0，在温度为 T₁、T₂ 时，平衡体系中 NO₂的体积分数随压强变化曲线如图甲所示．下列说法正确的是________________。

A . A，C 两点的反应速率：A>C B . A，C 两点气体的颜色：A 深，C浅 C . B，C两点的气体的平均相对分子质量：B<C D . 由状态 B 到状态 A，可以用加热的方法 E . A，C 两点的化学平衡常数：A>C
（5） NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃ ， 25℃时，将m mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，向该溶液滴加 n L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为mol/L(NH₃·H₂O的电离平衡常数取K_b=2×10^﹣⁵mol/L)。
（6）某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如图乙所示，电极为多孔的材料能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

①溶液中H⁺的移动方向由极到极；(用 A、B 表示)

②B电极的电极反应式为。

10. 综合题

详细信息

碳、氮是重要的非金属元素，在生产、生活中有广泛的应用。

（1）已知植物光合作用发生的反应如下：6CO₂(g)＋6H₂O(l) $\text{[math]}$ C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g) △H＝＋669.62 kJ•mol^－¹该反应达到化学平衡后，若改变下列条件，CO₂转化率增大的是。
a．增大CO₂的浓度 b．取走一半C₆H₁₂O₆

c．加入催化剂 d．适当升高温度
（2） N₂O₅的分解反应2N₂O₅(g) $\text{[math]}$ 4NO₂(g) + O₂(g)，由实验测得在67℃时N₂O₅的浓度随时间的变化如下：

时间/min

0

1

2

3

4

5

c(N₂O₅) /(mol•L^﹣¹)

1.00

0.71

0.50

0.35

0.25

0.17

计算在0～2min时段，化学反应速率v(NO₂) ＝mol•L^-1•min^-1。
（3）若将NO₂与O₂通入甲中设计成如图所示装置，D电极上有红色物质析出，则A电极处通入的气体为（填化学式）；A电极的电极反应式为，一段时间后，若乙中需加0.2 mol Cu(OH)₂使溶液复原，则转移的电子的物质的量为。
（4）若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋2CO₂(g)　ΔH＝－759.8 kJ·mol^－¹ ，反应达到平衡时，N₂的体积分数随n(CO)/n(NO)的变化曲线如下图

①b点时，平衡体系中C、N原子个数之比接近；

②a、b、c三点CO的转化率从大到小的顺序为；a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为。

③若 $\text{[math]}$ ＝0.8，反应达平衡时，N₂的体积分数为20%，则CO的转化率为。

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