人教版 高化 选择性必修1 4.5 实验活动5 制作简单的燃料电池 同步练习（含解析）
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| 名称 | 人教版 高化 选择性必修1 4.5 实验活动5 制作简单的燃料电池 同步练习（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 761.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-14 10:12:59 | ||
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文档简介
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3.5 实验活动5 制作简单的燃料电池 同步练习（含解析）
一、单选题
1．下列电池不属于化学电池的是（ ）
A．锂电池 B．太阳能电池 C．燃料电池 D．碱性干电池
2．化学与生活、社会发展息息相关。下列说法错误的是（ ）
A．燃料电池的能量转化率可达100%
B．用可溶性的铝盐或铁盐处理水中的悬浮物
C．体积分数75％的乙醇溶液可用于医疗消毒
D．食品中用木糖醇作甜味剂，可降低糖尿病的发病率
3．下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是（ ）
A．碱性锌锰电池 B．手机用锂电池
C．汽车用铅蓄电池 D．玩具用镍氢电池
4．铁镍可充电电池的充、放电总反应表示为：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，由此可知，该电池放电时的负极是（ ）
A．Fe B．Ni(OH)2 C．Fe(OH)2 D．NiO2
5．液流电池是一种将正负极的电解质溶液分开，各自循环的高性能蓄电池，由于存放电解质溶液的液罐和反应场所分离，液流电池能够突破传统电池的体积限制，具有电池容量高、循环使用寿命长的特点。下列有关液流电池的说法错误的是（ ）
A．放电时，电子由负极经外电路流向正极
B．放电时，正极发生还原反应
C．正负极电解质溶液的成分可能不同
D．液流电池能将化学能全部转化成电能
6．利用微生物电池去除废水中的，实现碳氮联合转化。工作原理如图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列说法错误的是（ ）
A．负极电极反应式为：
B．A为质子交换膜，电池工作时，从M极移向N极
C．两极产生的与的物质的量之比为5∶1
D．好氧微生物反应器发生反应时，反应器内溶液pH降低
7．一种钌（Ru）基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下。
电池工作时发生的反应为：
RuII RuII *(激发态)
RuII *→ RuIII+e-
I3-+ 2e-→3I-
RuIII+3I-→RuII++ I3-
下列关于该电池叙述错误的是 （ ）
A．电池中镀Pt导电玻璃为正极
B．电池工作时，I－离子在镀Pt导电玻璃电极上放电
C．电池工作时，电解质中I－和I3－浓度不会减少
D．电池工作时，是将太阳能转化为电能
8．一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示，该电池用石墨毡做电极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为：。下列相关说法正确的是
A．放电时，在b电极发生还原反应
B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液
C．充电过程中，a电极发生的反应为
D．放电过程中，电解质溶液中的向a电极移动
9．新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为：；下列说法错误的是
A．充电时，极为阴极
B．放电时，从I室向II室迁移
C．放电时，II室溶液的浓度增大
D．每消耗，电极a质量理论上增加
10．下列说法错误的是（ ）
A．煅烧石灰石属于吸热反应，高温下能自发进行
B．乙醇燃烧属于放热反应，若形成燃料电池，则乙醇参与负极反应
C．NH4Cl·8H2O(s)和 Ba(OH)2(s)反应属于吸热反应，能自发进行的原因是熵增大于焓变
D．铝热反应需高温下进行，故为吸热反应
11．四个常用的电化学装置如图，下列相关叙述中错误的是（ ）
A．Ⅰ所示电池工作时，MnO2的作用是作氧化剂
B．Ⅱ所示电池放电过程中，负极质量不断减小
C．Ⅲ所示电池工作过程中，盐桥中K+移向硫酸铜溶液
D．Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，放电时被还原为Ag
12．我国科学家研究出一种新型电池，可利用太阳光持续完成过氧化氢制备和硫化氢吸收，其工作原理示意图如图所示(HQ和Q代表两种有机物)。下列说法正确的是（ ）
A．该装置涉及电能直接转化为化学能
B．工作时，溶液中H2SO4的物质的量逐渐减小
C．工作时，理论上生成H2O2和S单质的物质的量相等
D．若导线中流过2mole-，催化电极上有4molI-参与转化
13．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其中工作原理如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．电流由a极流向b极
B．溶液中的OH﹣向b极移动
C．a极的电极反应式为：2NH3﹣6e﹣═N2+6H+
D．b极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
14．HCOOH燃料电池的装置如图所示，M、N表示电极，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。下列说法正确的是（ ）
A．M电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O
B．在电池工作时，每生成1molHCO ，将会有1molK+通过半透膜移向右侧
C．图中所示需要补充的A物质为KOH
D．电子的流动方向为：N→用电器→M
15．科学家最新研究表明，一种糖生物电池可以完全将糖中的化学能量转变为电流，它使用 酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断正确的是（ ）
A．该电池不宜在高温下工作
B．放电过程中，电池内阳离子向负极迁移
C．若该电池为酸性介质，则正极反应式为 O2+2H2O+4e﹣=4OH-
D．若该电池为碱性介质，且以葡萄糖为原料，则电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
二、综合题
16．氨、尿素[CO(NH2)2]都是氮的重要化合物，在工农业生产中应用广泛。
（1）已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol-1
①取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量 92.2kJ(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是 。
②使用催化剂，该反应△H (填“变大”“变小”或“不变”)。
③已知：分别破坏1molN≡N键、1molH－H键需要吸收的能量为：946kJ、436kJ，则破坏1molN－H键需要吸收的能量为 kJ．
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：
Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H＝﹣159.5kJ/mol
Ⅱ.NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H＝+116.5kJ/mol
Ⅲ.H2O(l)=H2O(g)△H＝+44.0kJ/mol
①写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
②化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示：
回答下列问题：
电池中的负极为 (填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为 ，
电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为 L。
17．可用于合成多种化工原料。用
生产绿色燃料甲醇时发生反应A：
（1）反应A的平衡常数表达式是 。
（2）已知：
不易直接测得，为了通过
和
计算得
，还需测定如下反应的反应热： 。
（3）在体积为1L的恒容密闭容器中发生反应A，如图是在三种投料，即[n(CO2)，n(H2)]分别为：[1mol，3mol]、[1mol，4mol]、[1mol，6mol]下，反应温度对
平衡转化率影响的曲线。
①反应A的
0(填“＞”或“＜”)。
②曲线c对应的投料是 (填“[1mol，3mol] ”、“[1mol，4mol] ”或“[1mol，6mol]”)。
③℃时，曲线c对应的化学平衡常数 1(填“＞”、“＜”或“=”)。
（4）甲醇燃料电池(NaOH作电解质溶液)负极的电极方程式为 。
（5）在一定条件下，利用
合成
的反应过程中会有副反应：
。压强一定时，将初始投料比一定的
和
按一定流速通过催化剂甲，经过相同时间(反应均未达到平衡)时，温度对
、CO的产率影响如图1所示，温度对
的转化率影响如图2所示。
由图像可知，升高温度，
的实际转化率提高而甲醇的产率降低，其原因是 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】锂电池、燃料电池、碱性干电池都是化学能变为电能的装置，属于化学电池，太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，不属于化学电池，故B符合题意。
故答案为：B。
【分析】化学电池指通过化学反应，将化学能转化为电能的装置，太阳能电池是李用哪个太阳能发电，将太阳能转化为电能。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达100%，A项符合题意；
B．可溶性的铝盐和铁盐水解分别生成氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体，具有吸附性，吸附水中的悬浮物，B项不符合题意；
C．酒精能够使蛋白质变性，而75%的酒精溶液杀菌消毒效果最好，则医用酒精体积分数是75%，C项不符合题意；
D．木糖醇属于多元醇而不属于多羟基醛或酮，不属于糖类物质，食品中用木糖醇作甜味剂，可降低糖尿病的发病率，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.燃料电池的能量转换率较高；
B.可溶性的铝盐和铁盐水解分别生成氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体；
C.医用酒精体积分数是75%；
D.木糖醇属于多元醇，不属于糖类物质。
3．【答案】A
【解析】【解答】A、碱性锌锰电池属于一次电池，不属于可充电电池；
B、手机用锂电池属于可充电电池；
C、汽车用铅蓄电池属于可充电电池；
D、玩具用镍氢电池属于可充电电池；
故答案为：A。
【分析】 常见电池有一次电池、二次电池以及燃料电池，其中一次电池不能充电而重复使用，常见碱性锌锰电池为一次电池，据此解答。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．Fe为放电时的负极，故A符合题意；
B．Ni(OH)2为充电时的阳极，故B不符合题意；
C．Fe(OH)2为充电时的阴极，故C不符合题意；
D．NiO2为放电时的正极，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】负极失电子，化合价升高，金属单质在化学反应中化合价升高，作为负极。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极，故A不符合题意；
B．原电池放电时，正极发生得电子的还原反应，故B不符合题意；
C．由题给信息可知，液流电池是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，则正负极电解质溶液的成分可能不同，故C不符合题意；
D．液流电池能将化学能部分转化成电能，部分转化为热能，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极；
B．原电池放电时，正极发生得电子的还原反应；
C．由题给信息可知，液流电池是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池；
D．电池能将化学能部分转化成电能，部分转化为热能。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．M极为负极，电极反应式为，A符合题意；
B．原电池工作时，H+从M极向N极移动，故A为质子交换膜，B不符合题意；
C．电路中转移10mol电子时，M极生成5molCO2，N极生成1molN2，两极产生的CO2和N2的物质的量之比为5：1，C不符合题意；
D．好氧微生物反应器发生反应，生成氢离子，反应器内溶液pH降低，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、甲酸根转化为二氧化碳，化合价升高，M为负极；
B、氢离子在M很差，移向N，所以A为质子交换膜；
C、M极生成5molCO2，N极生成1molN2，两者的物质的量之比为5：1；
D、，生成氢离子，反应器内溶液pH降低。
7．【答案】B
【解析】【解答】根据上述分析，结合图示信息得，
A. 由图可知，镀Pt导电玻璃极为电子流入的一极，所以为正极，A项不符合题意；
B. 原电池中阴离子在负极周围，所以I-离子不在镀Pt导电玻璃电极上放电，B项符合题意；
C. 电池的电解质溶液中I-的浓度和I3-的浓度不变，C项不符合题意；
D. 由图可知该电池是将太阳能转化为电能的装置，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由图电子的移动方向可知，半导材料TiO2为原电池的负极，镀Pt导电玻璃为原电池的正极，电解质为I3-和I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为I3-+2e-=3I-，由此分析解答。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．由题中方程式可知放电过程是，发生在a电极氧化反应 ，A不符合题意；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀，所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液，B不符合题意；
C．充电过程中，a电极发生的反应为，C不符合题意；
D．放电过程中，内电路电流的方向是a-b，所以电解质溶液中的向a电极移动，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．反应中元素化合价升高，发生氧化反应，元素化合价降低，发生还原反应；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀；
C．充电时，阳极失电子，发生氧化反应；
D．放电时，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．放电时电极a的反应为：，a为正极，为负极，所以充电时为阴极，A不符合题意；
B．放电时I室为负极区，II室为正极区，阳离子向正极移动，所以向II室迁移，B不符合题意；
C．放电时电极a的反应为：，消耗，所以溶液的浓度减小，C符合题意；
D．放电时发生反应：，当有发生反应时，转移，电极a质量理论上增加，质量为：，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
10．【答案】D
【解析】【解答】A. 煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热反应， H>0， S>0，根据 G= H-T S<0能自发进行可知，该反应在高温下能自发进行，A不符合题意；
B. 反应能设计成原电池的是自发进行的氧化还原反应， H<0；乙醇燃烧属于氧化还原反应， H<0，若形成燃料电池，则乙醇参与负极反应，失电子发生氧化反应，B不符合题意；
C. 根据 G= H-T S<0能自发进行可知，该反应为吸热反应， H>0，则该反应 S>0，且熵增大于焓变，C不符合题意；
D. 铝热反应的发生需要在高温下引发反应，反应发生后放出大量的热，所以该反应为放热反应， D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.根据复合判据 G= H-T S<0，判断反应能否自发进行；
B.燃烧反应都属于放热反应，在燃料电池中，燃料作为负极反应物；
C.根据复合判据 G= H-T S<0，判断反应自发进行的原因；
D.铝热反应为放热反应；
11．【答案】B
【解析】【解答】A．碱性锌锰电池，MnO2是氧化剂，在正极上被还原，故A不符合题意；
B．铅的化合价升高，发生氧化反应，电极反应式为：Pb+ -2e-=PbSO4，生成硫酸铅，质量不断增加，故B符合题意；
C．原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中K+移向硫酸铜溶液，故C不符合题意；
D．该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以Ag2O作氧化剂发生还原反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．氧化剂产能过程当中所含元素化合价降低；
B．依据产生离子与电解质溶液反应生成新物质；
C．原电池中阳离子向正极移动；
D．氧化剂产能过程当中所含元素化合价降低。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．该装置太阳能和化学能转化为电能，故A不符合题意；
B．由分析可知，该电池总反应为H2S+O2 = S↓+H2O2，硫酸浓度保持不变，故B不符合题意；
C．由分析可知，当电路中转移2mol电子时，负极生成1mol，最终反应生成1molS，正极生成2molHQ，最终生成1mol H2O2，理论上生成H2O2和S单质的物质的量相等，故C符合题意；
D．催化电极为负极，电极反应式为，导线中流过2mole-，催化电极上有3molI-参与转化，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．太阳能和化学能转化为电能；
B．依据电池总反应；
C．利用得失电子守恒；
D．利用电极反应式分析。
13．【答案】D
【解析】【解答】A. 氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，电流由正极流向负极，则电流由b极流向a极，A不符合题意；
B. 溶液中的阴离子会移向负极，故OH﹣向a极移动，B不符合题意；
C. a极通入氨气生成氮气，电解质环境是碱性，则a极的电极反应式为：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O，C不符合题意；
D. b极氧气得电子被还原，电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，D符合题意；
故答案为：D
【分析】在该原电池装置中，a电极为负极，NH3发生失电子的氧化反应，生成N2，其电极反应式为：2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O；b电极为正极，O2发生得电子的还原反应，生成OH－，其电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；据此结合选项分析。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．由以上分析知，M电极为负极，反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O，故A符合题意；
B．负极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O，根据溶液呈电中性知，在电池工作时，每生成1molHCO ，将会有2molK+通过半透膜移向右侧，故B不符合题意；
C．由以上分析知，图中所示需要补充的A物质为H2SO4，故C不符合题意；
D．原电池中电子从负极经导线流向正极，故电子的流动方向为：M→用电器→N，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】HCOOH燃料电池是原电池装置，原电池工作时，负极发生失电子的氧化反应，根据图示中各电极上物质的变化，负极上HCOO-被氧化为HCO ，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O。根据图示，加入 A发生的离子反应为4Fe2+ +4H+ +O2=Fe3+ + 2H2O，消耗H+，K2SO4从装置中流出，故放电过程中加入的物质A为H2SO4。该燃料电池的正极Fe2+和Fe3+存在着循环，正极上本质是O2得到电子，故燃料电池的总反应本质是HCOOH和 O2反应生成HCO ，结合原子守恒和电荷守恒，配平离子方程式为2HCOOH +2OH- +O2 = 2 HCO + 2H2O。
15．【答案】A
【解析】【解答】A.糖生物电池中的催化剂为生物酶，高温条件下生物酶死亡，催化活性减弱，糖电池工作效率降低或不工作，所以糖电池不宜在高温下工作，故A符合题意；
B.原电池放电时，内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，故B不符合题意；
C.该电池中糖类所在电极为负极，通入氧气的电极为正极，酸性介质中氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故C不符合题意；
D.葡萄糖碱性原电池的总反应为C6H12O6+6O2+12OH-=6CO32﹣+12H2O，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.生物酶适宜的环境是常温，高温条件下生物霉死亡；
B.原电池放电时，内电路中阳离子移向正极，阴离子移向负极；
C.该电池中，空气氧化糖类产生电流，则糖类所在电极为负极，通入氧气的电极为正极；
D.碱性介质中葡萄糖氧化生成CO32﹣。
16．【答案】（1）＜；由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物；不变；391
（2）2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H＝﹣87.0 kJ/mol；甲；CO(NH2)2+H2O﹣6e﹣= CO2↑+N2↑+6H+；33.6
【解析】【解答】（1）①N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，N2和H2反应生成2 mol NH3时放出的热量为92.2 kJ，是指1 mol氮气和3 mol的氢气完全反应生成2 mol的氨气放出的热量为92.2 kJ，1mol N2和3 molH2放在密闭容器中不可能完全转化为氨气，所以放出热量一定小于92.2 kJ，
故答案为：＜；由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物；②催化剂改变反应速率不改变化学平衡，反应热不变，
故答案为：不变；③已知：分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H H键需要吸收的能量为：946 kJ、436 kJ，设破坏1 mol N H键需要吸收的能量为x，根据N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，焓变=反应物总键能 生成物的总键能，即946 kJ/mol+3×436 kJ/mol 6x = －92.2 kJ/mol，解得x=391 kJ/mol，即破坏1 mol N H键需要吸收的能量为：391 kJ；
故答案为：391；（2）①由Ⅰ. 2NH3(g)+CO2(g)= NH2CO2NH4(s) H = -159.5kJ mol-1
Ⅱ.NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H = +116.5kJ mol-1
Ⅲ. H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ mol-1
结合盖斯定律可知，①+②-③得到2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l)，其△H = 159.5 kJ mol 1+(+116.5kJ mol 1) (+44.0kJ mol 1)= 87.0kJ mol 1，则CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为2NH3(g)+CO2(g)== CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H＝﹣87.0 kJ/mol，
故答案为：2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H＝﹣87.0 kJ/mol；
②根据图示可知，甲电极上CO(NH2)2反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则其电极反应式为：CO(NH2)2+H2O﹣6e﹣= CO2↑+N2↑+6H+，该反应的总方程式为： 2CO(NH2)2+3O2 = 2CO2 + 2N2 + 4H2O，根据关系式2 CO(NH2)2 3O2可知，电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积为1.5 mol 22.4 L/mol = 33.6 L，
故答案为：甲；CO(NH2)2+H2O﹣6e﹣= CO2↑+N2↑+6H+；33.6。
【分析】（1）①合成氨反应为可逆反应，不可能进行到底，故在实际生产中1 mol N2和3 mol H2不可能生成2 mol NH3，放出的热量也必定小于92 kJ；②催化剂改变反应速率不改变化学平衡及△H；③ΔH＝反应物的键能之和—生成物的键能之和，据此分析作答；（2）①根据盖斯定律计算；②该电池CO(NH2)2在负极失电子生成二氧化碳和氮气，氧气在正极反应生成水，电解质溶液中含氢离子，该反应的总方程式为： 2CO(NH2)2+3O2 = 2CO2 + 2N2 + 4H2O，据此分析作答；
17．【答案】（1）
（2）或
（3）＜；[1mol，6mol]；＜
（4）
（5）升高温度，反应B(副反应)的速率增加得比反应(A)快
【解析】【解答】(1)平衡常数表达式是平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，反应A的平衡常数表达式为：K= 。
(2)为了通过ΔH2和ΔH3计算ΔH1，需要有氢气参加反应，同时要删掉氧气，所以需要测定反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)或H2O(l)的反应热，然后利用盖斯定律就可以求出ΔH1。
(3)①从曲线可知，温度升高，二氧化碳的平衡转化率降低，说明该反应的正反应是放热反应，所以 ΔH1＜0。
②当二氧化碳的物质的量一定，增加氢气的物质的量，可以增大二氧化碳的平衡转化率，曲线c对应的二氧化碳的平衡转化率最大，所以曲线c对应的投料是[1mol，6mol]。
③曲线c的投料是1molCO2，6molH2。T1℃时，达到平衡时二氧化碳的转化率为65%，即二氧化碳转化了0.65mol，根据反应方程式，转化的氢气的物质的量为1.95mol，生成的甲醇和水蒸气的物质的量都是0.65mol，平衡时二氧化碳的物质的量为0.35mol，氢气的物质的量为6mol-1.95mol=4.05mol，容器体积为1L，物质的量和浓度相等，所以化学平衡常数K=
。
(4)甲醇燃料电池(NaOH作电解质溶液)负极是甲醇失去电子生成
，电极方程式为：CH3OH-6e-+8OH-=
+6H2O 。
(5)升高温度，反应速率加快，二氧化碳实际转化率提高；温度升高，CO的产率升高，说明副反应是吸热反应，反应A 是放热反应，升高温度，副反应速率比A更快，则生成了更多的CO，导致甲醇的产率降低。
【分析】(1)平衡常数表达式是平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积；
(2)依据盖斯定律分析解答；
(3)①从曲线可知，温度升高，二氧化碳的平衡转化率降低；
②当二氧化碳的物质的量一定， 增加氢气的物质的量，可以增大二氧化碳的平衡转化率，曲线c对应的二氧化碳的平衡转化率最大；
③曲线c的投料是1molCO2，6molH2。T1℃时，达到平衡时二氧化碳的转化率为65%，即二氧化碳转化了0.65mol，根据反应方程式，求出平衡时CO2，H2、CH3OH、H2O的物质的量，容器体积为1L，物质的量和浓度相等，带入化学平衡常数K的公式即可求出K表达式即可求出K，与1进行比较；
(4)甲醇燃料电池(NaOH作电解质溶液)负极是甲醇失去电子生成CO32- ；
(5)温度升高，CO的产率升高，说明副反应是吸热反应，反应A是放热反应，升高温度，副反应速率比A更快。
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3.5 实验活动5 制作简单的燃料电池 同步练习（含解析）
一、单选题
1．下列电池不属于化学电池的是（ ）
A．锂电池 B．太阳能电池 C．燃料电池 D．碱性干电池
2．化学与生活、社会发展息息相关。下列说法错误的是（ ）
A．燃料电池的能量转化率可达100%
B．用可溶性的铝盐或铁盐处理水中的悬浮物
C．体积分数75％的乙醇溶液可用于医疗消毒
D．食品中用木糖醇作甜味剂，可降低糖尿病的发病率
3．下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是（ ）
A．碱性锌锰电池 B．手机用锂电池
C．汽车用铅蓄电池 D．玩具用镍氢电池
4．铁镍可充电电池的充、放电总反应表示为：NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，由此可知，该电池放电时的负极是（ ）
A．Fe B．Ni(OH)2 C．Fe(OH)2 D．NiO2
5．液流电池是一种将正负极的电解质溶液分开，各自循环的高性能蓄电池，由于存放电解质溶液的液罐和反应场所分离，液流电池能够突破传统电池的体积限制，具有电池容量高、循环使用寿命长的特点。下列有关液流电池的说法错误的是（ ）
A．放电时，电子由负极经外电路流向正极
B．放电时，正极发生还原反应
C．正负极电解质溶液的成分可能不同
D．液流电池能将化学能全部转化成电能
6．利用微生物电池去除废水中的，实现碳氮联合转化。工作原理如图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列说法错误的是（ ）
A．负极电极反应式为：
B．A为质子交换膜，电池工作时，从M极移向N极
C．两极产生的与的物质的量之比为5∶1
D．好氧微生物反应器发生反应时，反应器内溶液pH降低
7．一种钌（Ru）基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下。
电池工作时发生的反应为：
RuII RuII *(激发态)
RuII *→ RuIII+e-
I3-+ 2e-→3I-
RuIII+3I-→RuII++ I3-
下列关于该电池叙述错误的是 （ ）
A．电池中镀Pt导电玻璃为正极
B．电池工作时，I－离子在镀Pt导电玻璃电极上放电
C．电池工作时，电解质中I－和I3－浓度不会减少
D．电池工作时，是将太阳能转化为电能
8．一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示，该电池用石墨毡做电极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为：。下列相关说法正确的是
A．放电时，在b电极发生还原反应
B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液
C．充电过程中，a电极发生的反应为
D．放电过程中，电解质溶液中的向a电极移动
9．新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为：；下列说法错误的是
A．充电时，极为阴极
B．放电时，从I室向II室迁移
C．放电时，II室溶液的浓度增大
D．每消耗，电极a质量理论上增加
10．下列说法错误的是（ ）
A．煅烧石灰石属于吸热反应，高温下能自发进行
B．乙醇燃烧属于放热反应，若形成燃料电池，则乙醇参与负极反应
C．NH4Cl·8H2O(s)和 Ba(OH)2(s)反应属于吸热反应，能自发进行的原因是熵增大于焓变
D．铝热反应需高温下进行，故为吸热反应
11．四个常用的电化学装置如图，下列相关叙述中错误的是（ ）
A．Ⅰ所示电池工作时，MnO2的作用是作氧化剂
B．Ⅱ所示电池放电过程中，负极质量不断减小
C．Ⅲ所示电池工作过程中，盐桥中K+移向硫酸铜溶液
D．Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，放电时被还原为Ag
12．我国科学家研究出一种新型电池，可利用太阳光持续完成过氧化氢制备和硫化氢吸收，其工作原理示意图如图所示(HQ和Q代表两种有机物)。下列说法正确的是（ ）
A．该装置涉及电能直接转化为化学能
B．工作时，溶液中H2SO4的物质的量逐渐减小
C．工作时，理论上生成H2O2和S单质的物质的量相等
D．若导线中流过2mole-，催化电极上有4molI-参与转化
13．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其中工作原理如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．电流由a极流向b极
B．溶液中的OH﹣向b极移动
C．a极的电极反应式为：2NH3﹣6e﹣═N2+6H+
D．b极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
14．HCOOH燃料电池的装置如图所示，M、N表示电极，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。下列说法正确的是（ ）
A．M电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O
B．在电池工作时，每生成1molHCO ，将会有1molK+通过半透膜移向右侧
C．图中所示需要补充的A物质为KOH
D．电子的流动方向为：N→用电器→M
15．科学家最新研究表明，一种糖生物电池可以完全将糖中的化学能量转变为电流，它使用 酶代替贵金属催化剂，利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断正确的是（ ）
A．该电池不宜在高温下工作
B．放电过程中，电池内阳离子向负极迁移
C．若该电池为酸性介质，则正极反应式为 O2+2H2O+4e﹣=4OH-
D．若该电池为碱性介质，且以葡萄糖为原料，则电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
二、综合题
16．氨、尿素[CO(NH2)2]都是氮的重要化合物，在工农业生产中应用广泛。
（1）已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol-1
①取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量 92.2kJ(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是 。
②使用催化剂，该反应△H (填“变大”“变小”或“不变”)。
③已知：分别破坏1molN≡N键、1molH－H键需要吸收的能量为：946kJ、436kJ，则破坏1molN－H键需要吸收的能量为 kJ．
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：
Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H＝﹣159.5kJ/mol
Ⅱ.NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H＝+116.5kJ/mol
Ⅲ.H2O(l)=H2O(g)△H＝+44.0kJ/mol
①写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
②化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示：
回答下列问题：
电池中的负极为 (填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为 ，
电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为 L。
17．可用于合成多种化工原料。用
生产绿色燃料甲醇时发生反应A：
（1）反应A的平衡常数表达式是 。
（2）已知：
不易直接测得，为了通过
和
计算得
，还需测定如下反应的反应热： 。
（3）在体积为1L的恒容密闭容器中发生反应A，如图是在三种投料，即[n(CO2)，n(H2)]分别为：[1mol，3mol]、[1mol，4mol]、[1mol，6mol]下，反应温度对
平衡转化率影响的曲线。
①反应A的
0(填“＞”或“＜”)。
②曲线c对应的投料是 (填“[1mol，3mol] ”、“[1mol，4mol] ”或“[1mol，6mol]”)。
③℃时，曲线c对应的化学平衡常数 1(填“＞”、“＜”或“=”)。
（4）甲醇燃料电池(NaOH作电解质溶液)负极的电极方程式为 。
（5）在一定条件下，利用
合成
的反应过程中会有副反应：
。压强一定时，将初始投料比一定的
和
按一定流速通过催化剂甲，经过相同时间(反应均未达到平衡)时，温度对
、CO的产率影响如图1所示，温度对
的转化率影响如图2所示。
由图像可知，升高温度，
的实际转化率提高而甲醇的产率降低，其原因是 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】锂电池、燃料电池、碱性干电池都是化学能变为电能的装置，属于化学电池，太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，不属于化学电池，故B符合题意。
故答案为：B。
【分析】化学电池指通过化学反应，将化学能转化为电能的装置，太阳能电池是李用哪个太阳能发电，将太阳能转化为电能。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达100%，A项符合题意；
B．可溶性的铝盐和铁盐水解分别生成氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体，具有吸附性，吸附水中的悬浮物，B项不符合题意；
C．酒精能够使蛋白质变性，而75%的酒精溶液杀菌消毒效果最好，则医用酒精体积分数是75%，C项不符合题意；
D．木糖醇属于多元醇而不属于多羟基醛或酮，不属于糖类物质，食品中用木糖醇作甜味剂，可降低糖尿病的发病率，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.燃料电池的能量转换率较高；
B.可溶性的铝盐和铁盐水解分别生成氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体；
C.医用酒精体积分数是75%；
D.木糖醇属于多元醇，不属于糖类物质。
3．【答案】A
【解析】【解答】A、碱性锌锰电池属于一次电池，不属于可充电电池；
B、手机用锂电池属于可充电电池；
C、汽车用铅蓄电池属于可充电电池；
D、玩具用镍氢电池属于可充电电池；
故答案为：A。
【分析】 常见电池有一次电池、二次电池以及燃料电池，其中一次电池不能充电而重复使用，常见碱性锌锰电池为一次电池，据此解答。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．Fe为放电时的负极，故A符合题意；
B．Ni(OH)2为充电时的阳极，故B不符合题意；
C．Fe(OH)2为充电时的阴极，故C不符合题意；
D．NiO2为放电时的正极，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】负极失电子，化合价升高，金属单质在化学反应中化合价升高，作为负极。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极，故A不符合题意；
B．原电池放电时，正极发生得电子的还原反应，故B不符合题意；
C．由题给信息可知，液流电池是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，则正负极电解质溶液的成分可能不同，故C不符合题意；
D．液流电池能将化学能部分转化成电能，部分转化为热能，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极；
B．原电池放电时，正极发生得电子的还原反应；
C．由题给信息可知，液流电池是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池；
D．电池能将化学能部分转化成电能，部分转化为热能。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．M极为负极，电极反应式为，A符合题意；
B．原电池工作时，H+从M极向N极移动，故A为质子交换膜，B不符合题意；
C．电路中转移10mol电子时，M极生成5molCO2，N极生成1molN2，两极产生的CO2和N2的物质的量之比为5：1，C不符合题意；
D．好氧微生物反应器发生反应，生成氢离子，反应器内溶液pH降低，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、甲酸根转化为二氧化碳，化合价升高，M为负极；
B、氢离子在M很差，移向N，所以A为质子交换膜；
C、M极生成5molCO2，N极生成1molN2，两者的物质的量之比为5：1；
D、，生成氢离子，反应器内溶液pH降低。
7．【答案】B
【解析】【解答】根据上述分析，结合图示信息得，
A. 由图可知，镀Pt导电玻璃极为电子流入的一极，所以为正极，A项不符合题意；
B. 原电池中阴离子在负极周围，所以I-离子不在镀Pt导电玻璃电极上放电，B项符合题意；
C. 电池的电解质溶液中I-的浓度和I3-的浓度不变，C项不符合题意；
D. 由图可知该电池是将太阳能转化为电能的装置，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由图电子的移动方向可知，半导材料TiO2为原电池的负极，镀Pt导电玻璃为原电池的正极，电解质为I3-和I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为I3-+2e-=3I-，由此分析解答。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．由题中方程式可知放电过程是，发生在a电极氧化反应 ，A不符合题意；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀，所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液，B不符合题意；
C．充电过程中，a电极发生的反应为，C不符合题意；
D．放电过程中，内电路电流的方向是a-b，所以电解质溶液中的向a电极移动，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．反应中元素化合价升高，发生氧化反应，元素化合价降低，发生还原反应；
B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀；
C．充电时，阳极失电子，发生氧化反应；
D．放电时，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．放电时电极a的反应为：，a为正极，为负极，所以充电时为阴极，A不符合题意；
B．放电时I室为负极区，II室为正极区，阳离子向正极移动，所以向II室迁移，B不符合题意；
C．放电时电极a的反应为：，消耗，所以溶液的浓度减小，C符合题意；
D．放电时发生反应：，当有发生反应时，转移，电极a质量理论上增加，质量为：，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
10．【答案】D
【解析】【解答】A. 煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热反应， H>0， S>0，根据 G= H-T S<0能自发进行可知，该反应在高温下能自发进行，A不符合题意；
B. 反应能设计成原电池的是自发进行的氧化还原反应， H<0；乙醇燃烧属于氧化还原反应， H<0，若形成燃料电池，则乙醇参与负极反应，失电子发生氧化反应，B不符合题意；
C. 根据 G= H-T S<0能自发进行可知，该反应为吸热反应， H>0，则该反应 S>0，且熵增大于焓变，C不符合题意；
D. 铝热反应的发生需要在高温下引发反应，反应发生后放出大量的热，所以该反应为放热反应， D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.根据复合判据 G= H-T S<0，判断反应能否自发进行；
B.燃烧反应都属于放热反应，在燃料电池中，燃料作为负极反应物；
C.根据复合判据 G= H-T S<0，判断反应自发进行的原因；
D.铝热反应为放热反应；
11．【答案】B
【解析】【解答】A．碱性锌锰电池，MnO2是氧化剂，在正极上被还原，故A不符合题意；
B．铅的化合价升高，发生氧化反应，电极反应式为：Pb+ -2e-=PbSO4，生成硫酸铅，质量不断增加，故B符合题意；
C．原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中K+移向硫酸铜溶液，故C不符合题意；
D．该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以Ag2O作氧化剂发生还原反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．氧化剂产能过程当中所含元素化合价降低；
B．依据产生离子与电解质溶液反应生成新物质；
C．原电池中阳离子向正极移动；
D．氧化剂产能过程当中所含元素化合价降低。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．该装置太阳能和化学能转化为电能，故A不符合题意；
B．由分析可知，该电池总反应为H2S+O2 = S↓+H2O2，硫酸浓度保持不变，故B不符合题意；
C．由分析可知，当电路中转移2mol电子时，负极生成1mol，最终反应生成1molS，正极生成2molHQ，最终生成1mol H2O2，理论上生成H2O2和S单质的物质的量相等，故C符合题意；
D．催化电极为负极，电极反应式为，导线中流过2mole-，催化电极上有3molI-参与转化，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．太阳能和化学能转化为电能；
B．依据电池总反应；
C．利用得失电子守恒；
D．利用电极反应式分析。
13．【答案】D
【解析】【解答】A. 氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，电流由正极流向负极，则电流由b极流向a极，A不符合题意；
B. 溶液中的阴离子会移向负极，故OH﹣向a极移动，B不符合题意；
C. a极通入氨气生成氮气，电解质环境是碱性，则a极的电极反应式为：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O，C不符合题意；
D. b极氧气得电子被还原，电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，D符合题意；
故答案为：D
【分析】在该原电池装置中，a电极为负极，NH3发生失电子的氧化反应，生成N2，其电极反应式为：2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O；b电极为正极，O2发生得电子的还原反应，生成OH－，其电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；据此结合选项分析。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．由以上分析知，M电极为负极，反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O，故A符合题意；
B．负极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O，根据溶液呈电中性知，在电池工作时，每生成1molHCO ，将会有2molK+通过半透膜移向右侧，故B不符合题意；
C．由以上分析知，图中所示需要补充的A物质为H2SO4，故C不符合题意；
D．原电池中电子从负极经导线流向正极，故电子的流动方向为：M→用电器→N，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】HCOOH燃料电池是原电池装置，原电池工作时，负极发生失电子的氧化反应，根据图示中各电极上物质的变化，负极上HCOO-被氧化为HCO ，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO +H2O。根据图示，加入 A发生的离子反应为4Fe2+ +4H+ +O2=Fe3+ + 2H2O，消耗H+，K2SO4从装置中流出，故放电过程中加入的物质A为H2SO4。该燃料电池的正极Fe2+和Fe3+存在着循环，正极上本质是O2得到电子，故燃料电池的总反应本质是HCOOH和 O2反应生成HCO ，结合原子守恒和电荷守恒，配平离子方程式为2HCOOH +2OH- +O2 = 2 HCO + 2H2O。
15．【答案】A
【解析】【解答】A.糖生物电池中的催化剂为生物酶，高温条件下生物酶死亡，催化活性减弱，糖电池工作效率降低或不工作，所以糖电池不宜在高温下工作，故A符合题意；
B.原电池放电时，内电路中阳离子移向正极、阴离子移向负极，故B不符合题意；
C.该电池中糖类所在电极为负极，通入氧气的电极为正极，酸性介质中氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故C不符合题意；
D.葡萄糖碱性原电池的总反应为C6H12O6+6O2+12OH-=6CO32﹣+12H2O，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.生物酶适宜的环境是常温，高温条件下生物霉死亡；
B.原电池放电时，内电路中阳离子移向正极，阴离子移向负极；
C.该电池中，空气氧化糖类产生电流，则糖类所在电极为负极，通入氧气的电极为正极；
D.碱性介质中葡萄糖氧化生成CO32﹣。
16．【答案】（1）＜；由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物；不变；391
（2）2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H＝﹣87.0 kJ/mol；甲；CO(NH2)2+H2O﹣6e﹣= CO2↑+N2↑+6H+；33.6
【解析】【解答】（1）①N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，N2和H2反应生成2 mol NH3时放出的热量为92.2 kJ，是指1 mol氮气和3 mol的氢气完全反应生成2 mol的氨气放出的热量为92.2 kJ，1mol N2和3 molH2放在密闭容器中不可能完全转化为氨气，所以放出热量一定小于92.2 kJ，
故答案为：＜；由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物；②催化剂改变反应速率不改变化学平衡，反应热不变，
故答案为：不变；③已知：分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H H键需要吸收的能量为：946 kJ、436 kJ，设破坏1 mol N H键需要吸收的能量为x，根据N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，焓变=反应物总键能 生成物的总键能，即946 kJ/mol+3×436 kJ/mol 6x = －92.2 kJ/mol，解得x=391 kJ/mol，即破坏1 mol N H键需要吸收的能量为：391 kJ；
故答案为：391；（2）①由Ⅰ. 2NH3(g)+CO2(g)= NH2CO2NH4(s) H = -159.5kJ mol-1
Ⅱ.NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H = +116.5kJ mol-1
Ⅲ. H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ mol-1
结合盖斯定律可知，①+②-③得到2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l)，其△H = 159.5 kJ mol 1+(+116.5kJ mol 1) (+44.0kJ mol 1)= 87.0kJ mol 1，则CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为2NH3(g)+CO2(g)== CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H＝﹣87.0 kJ/mol，
故答案为：2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H＝﹣87.0 kJ/mol；
②根据图示可知，甲电极上CO(NH2)2反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则其电极反应式为：CO(NH2)2+H2O﹣6e﹣= CO2↑+N2↑+6H+，该反应的总方程式为： 2CO(NH2)2+3O2 = 2CO2 + 2N2 + 4H2O，根据关系式2 CO(NH2)2 3O2可知，电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积为1.5 mol 22.4 L/mol = 33.6 L，
故答案为：甲；CO(NH2)2+H2O﹣6e﹣= CO2↑+N2↑+6H+；33.6。
【分析】（1）①合成氨反应为可逆反应，不可能进行到底，故在实际生产中1 mol N2和3 mol H2不可能生成2 mol NH3，放出的热量也必定小于92 kJ；②催化剂改变反应速率不改变化学平衡及△H；③ΔH＝反应物的键能之和—生成物的键能之和，据此分析作答；（2）①根据盖斯定律计算；②该电池CO(NH2)2在负极失电子生成二氧化碳和氮气，氧气在正极反应生成水，电解质溶液中含氢离子，该反应的总方程式为： 2CO(NH2)2+3O2 = 2CO2 + 2N2 + 4H2O，据此分析作答；
17．【答案】（1）
（2）或
（3）＜；[1mol，6mol]；＜
（4）
（5）升高温度，反应B(副反应)的速率增加得比反应(A)快
【解析】【解答】(1)平衡常数表达式是平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，反应A的平衡常数表达式为：K= 。
(2)为了通过ΔH2和ΔH3计算ΔH1，需要有氢气参加反应，同时要删掉氧气，所以需要测定反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)或H2O(l)的反应热，然后利用盖斯定律就可以求出ΔH1。
(3)①从曲线可知，温度升高，二氧化碳的平衡转化率降低，说明该反应的正反应是放热反应，所以 ΔH1＜0。
②当二氧化碳的物质的量一定，增加氢气的物质的量，可以增大二氧化碳的平衡转化率，曲线c对应的二氧化碳的平衡转化率最大，所以曲线c对应的投料是[1mol，6mol]。
③曲线c的投料是1molCO2，6molH2。T1℃时，达到平衡时二氧化碳的转化率为65%，即二氧化碳转化了0.65mol，根据反应方程式，转化的氢气的物质的量为1.95mol，生成的甲醇和水蒸气的物质的量都是0.65mol，平衡时二氧化碳的物质的量为0.35mol，氢气的物质的量为6mol-1.95mol=4.05mol，容器体积为1L，物质的量和浓度相等，所以化学平衡常数K=
。
(4)甲醇燃料电池(NaOH作电解质溶液)负极是甲醇失去电子生成
，电极方程式为：CH3OH-6e-+8OH-=
+6H2O 。
(5)升高温度，反应速率加快，二氧化碳实际转化率提高；温度升高，CO的产率升高，说明副反应是吸热反应，反应A 是放热反应，升高温度，副反应速率比A更快，则生成了更多的CO，导致甲醇的产率降低。
【分析】(1)平衡常数表达式是平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积；
(2)依据盖斯定律分析解答；
(3)①从曲线可知，温度升高，二氧化碳的平衡转化率降低；
②当二氧化碳的物质的量一定， 增加氢气的物质的量，可以增大二氧化碳的平衡转化率，曲线c对应的二氧化碳的平衡转化率最大；
③曲线c的投料是1molCO2，6molH2。T1℃时，达到平衡时二氧化碳的转化率为65%，即二氧化碳转化了0.65mol，根据反应方程式，求出平衡时CO2，H2、CH3OH、H2O的物质的量，容器体积为1L，物质的量和浓度相等，带入化学平衡常数K的公式即可求出K表达式即可求出K，与1进行比较；
(4)甲醇燃料电池(NaOH作电解质溶液)负极是甲醇失去电子生成CO32- ；
(5)温度升高，CO的产率升高，说明副反应是吸热反应，反应A是放热反应，升高温度，副反应速率比A更快。
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