16．甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛，用作燃料電池的電極反應為：負極：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，正極：202+4H20+8e-═80H-．該電池工作時，下列敘述正確的是（　�。�
A．氧氣發(fā)生氧化反應
B．每轉(zhuǎn)移2 mol電子，電池內(nèi)增加2 mol H20
C．該電池的能量轉(zhuǎn)化率可達100%
D．負極附近溶液的pH降坻

分析 堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為2O2+4H2O+8e-=8OH-，總反應為CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，根據(jù)電極反應確定液的pH變化情況以及電子轉(zhuǎn)移和物質(zhì)量之間的關系．

解答 解：A．氧氣得電子，發(fā)生還原反應，故A錯誤；
B．由電極方程式可知總反應為CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，則每轉(zhuǎn)移2mol電子，電池內(nèi)增加$\frac{3}{4}$molH2O，故B錯誤；
C．該電池放電過程中會有熱量等損失，所以能量轉(zhuǎn)化率不可能達100%，故C錯誤；
D．負極發(fā)生CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，c（OH-）減小，則pH減小，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了甲烷燃料電池，根據(jù)電極上得失電子、電子流向、原電池的概念來分析解答即可，注意燃料電池中，通入燃料的電極為負極，通入氧化劑的電極為正極，題目難度不大．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

12．下列有關物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應關系的是（　�。�
A．Al具有良好延展性和抗腐蝕性，可制成鋁箔包裝物品
B．濃硫酸具有脫水性，可用于干燥NH3、SO2等
C．明礬易溶于水，可用作凈水劑
D．鈉比鐵活潑，可以利用鈉將FeCl3溶液中的鐵置換出來

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

7．近年來霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)，其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一．有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要．
（1）在汽車排氣管內(nèi)安裝催化轉(zhuǎn)化器，可將汽車尾氣中主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)．主要原理為：2NO（g）+2CO（g）?加熱催化劑2CO2（g）+N2（g）．
①該反應的平衡常數(shù)表達式為$K=\frac{c（{N}_{2}）{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）{c}^{2}（NO）}$．
②在密閉容器中發(fā)生該反應時，c（CO2）隨溫度（T）和時間（t）的變化曲線如圖1所示．據(jù)此判斷該反應的△H＜ 0（填“＞”或“＜”），在T1溫度下，0〜2s內(nèi)N2的平均反應速率v（N2）=0.05mol/（L•s）．

③將0.2mol NO和0.1mol CO充入一個容積為1L的密閉容器中，反應過程中物質(zhì)濃度變化如圖2所示．第12min時改變的反應條件可能為D．
A．升高溫度B．加入NO       C．加催化劑      D．降低溫度
（2）工業(yè)上常采用“低溫臭氧氧化脫硫脫硝”技術來同時吸收氮的氧化物（NOx））和SO2氣體，在此過程中還獲得了（NH4）2SO4的稀溶液．
①在（NH4）2SO4溶液中，水的電離程度受到了促進 （填“促進”、“抑制”或“沒有影響）”
②若往（NH4）2SO4溶液中加入少量稀鹽酸，則$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（S{{O}_{4}^{2-}}^{\;}）}$值將變大  （填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題．
①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可消除氮氧化物的污染．
已知：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867.0KJ•mol-1
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-56.9KJ•mol-1
則CH4催化還原N2O4（g）生成N2和H2O（g）的熱化學方程式為CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-810.1kJ/mol．
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達到低碳排放的目的．圖3是通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖．電極b作正 極，表面發(fā)生的電極反應式為CO2+2e-+2H+=HCOOH．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

4．最簡單有機物A與第三周期某元素的單質(zhì)B反應的過程如圖所示，下列有關說法正確的是（　�。�
A．常溫下，產(chǎn)物中只有一種是氣體
B．單質(zhì)B可能是F2
C．向反應后的混合物中通如NH3，會有白煙產(chǎn)生
D．A分子中存在4個非極性鍵

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

11．A、B兩種烴組成的混合物，當混合物質(zhì)量一定時，無論A、B以何種比例混合，完全燃燒 消耗氧氣的量為一恒量：那么A、B兩種烴①互為同分異構體；②互為同系物；③具有相同的最簡式；④含碳的質(zhì)量分數(shù)相同，以上結論一定正確的是（　�。�
A．①②③④B．①③④C．②③④D．③④

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

1．氨在化肥生產(chǎn)、貯氫、燃煤煙氣脫硫脫硝等領域用途非常廣泛．
（1）尿素[CO（NH2）2]與氰酸銨（NH4CNO）互為同分異構體；氰酸銨屬于離子（填“離子”或“共價”）化合物．
（2）液氨是一種貯氫材料，氣態(tài)氨轉(zhuǎn)變?yōu)橐喊睂⑨尫牛ㄌ睢拔铡被颉搬尫拧保┠芰浚?br />（3）氧氣可作為脫硝劑，在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和NH3，在一定條件下發(fā)生反應6NO（g）+4NH3（g）=5N2（g）+6H2O（g）
①能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的標志是bc．
a．反應速率：v（NH3）＞v（N2）
b．容器內(nèi)壓強不再隨時間而發(fā)生變化
c．容器內(nèi)N：的物質(zhì)的鼉分數(shù)不再隨時間而發(fā)生變化
d．容器內(nèi) n（NO）：n（NH3）：n（N2）：n（H20）=6：4：5：6
②某次實驗中測得容器內(nèi)NO及N2的物質(zhì)的量隨時間變化如 圖所示，圖中v（正）與v（逆）相等的點為cd（填字母）．
（4）工業(yè)上用氨水吸收硫酸工業(yè)尾氣中的SO2，既可消除污染又可獲得NH4HSO3等產(chǎn)品．若用1000kg NH2的質(zhì)量分數(shù)為17%的氨水吸收SO2且全部轉(zhuǎn)化為NH4HSO3，不考慮其他成本，則可獲得的利潤為782元（參照下面的價格表）．
NH3的質(zhì)量分數(shù)為17%的氨水水無水 NH4HSO3
價格（元/kg）1.01.8

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

8．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份．向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解 9.6g．向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示（巳知硝酸只被還原為NO氣體）．
（1）OA段反應的離子方程式為Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O．
BC段反應的離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（2）第二份溶液中進終溶質(zhì)為FeSO4，實驗驗證此溶液陽離子的方法是取少量溶液于試管中，先滴加幾滴KSCN溶液，溶液不變色，然后滴入氯水后溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有亞鐵離子．
（3）H2SO4 濃度為2.5mol/L．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

5．在一個絕熱容積不變的密閉容器中發(fā)生N2（g）+3H2（g） $?_{高溫高壓}^{催化劑}$ 2NH3（g）△H＜0，下列各項能說明該反應已經(jīng)達到反應限度的是（　�。�
A．容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變
B．容器中H2的濃度保持不變
C．斷裂lmolN≡N鍵的同時斷裂3molH-H鍵
D．N2和H2的質(zhì)量比14：3

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

1．纖維素被稱為“第七營養(yǎng)素”，食物中的纖維素雖然不能為人體提供能量，但能促進腸道  蠕動和分泌消化液，有助于食物的消化和廢物的排泄．從化學成分看，它是一種（　�。�
A．雙糖B．多糖C．氨基酸D．脂肪

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