下列說法正確的是
A．圖中能量轉(zhuǎn)化方式只有 2 種
B．b 極發(fā)生的電極反應(yīng)為：N2+6H＋+6e－= 2NH3
C．H＋向 a 極區(qū)移動
D．a(chǎn) 極上每產(chǎn)生 22.4L O2 流過電極的電子數(shù)為 2NA
2．（2020·濟南市歷城第二中學(xué)高一月考）關(guān)于如圖原電池的敘述錯誤的是（）
A．電池工作時，電流由a流向b
B．微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生氧化反應(yīng)
C．放電過程中，H＋從正極區(qū)移向負極區(qū)
D．正極反應(yīng)式為：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O
3．（2020·安徽淮北市·淮北一中高一月考）將CH4設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示(A、B為多孔性碳棒)持續(xù)通入甲烷，在標準狀況下，消耗甲烷體積V L。則下列說法正確的是
A．OH－由A端移向B端
B．0＜V≤22.4 L時，電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4 ＋2O2 ＋KOH=KHCO3 ＋2H2O
C．22.4 L＜V≤44.8 L時，負極電極反應(yīng)為：CH4 ＋9CO32-＋3H2O－8e－=10HCO3-
D．V＝33.6 L時，溶液中陰離子濃度大小關(guān)系為c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(OH－)
4．（2020·濟南市歷城第二中學(xué)高一月考）對于氫氧燃料電池，下列說法正確的是（ ）
A．用 KOH 做電解質(zhì)，負極反應(yīng)是 H2-2e-+2OH-=2H2O
B．電子從 a 電極通過外電路到 b 電極最終移到 a 電極形成閉合回路
C．原電池不能將化學(xué)能百分之百轉(zhuǎn)化成電能
D．氫氧燃料電池在使用過程中會看到淡藍色火焰
5．（2020·齊河縣實驗中學(xué)高一期中）鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4，溶于混合有機溶劑中，Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列問題：
（1）外電路的電流方向是由________極流向________極(填字母)。
（2）電池正極反應(yīng)式為___________________________________。
（3）是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________。
（4）MnO2可與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為___________。
1．B
【詳解】
A. 圖中能量轉(zhuǎn)化方式有風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、太陽能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能等，所以能量轉(zhuǎn)化方式不只是2種，故A錯誤；
B. b極氮氣轉(zhuǎn)化為氨氣，氮元素化合價降低被還原為原電池的正極，b 極發(fā)生的電極反應(yīng)為：N2+6H＋+6e－= 2NH3，故B正確；
C. b極氮氣轉(zhuǎn)化為氨氣，氮元素化合價降低被還原為原電池的正極，故H＋向 b極區(qū)移動，故C錯誤；
D. a極為負極，電極反應(yīng)為，每產(chǎn)生標準狀況下 22.4L O2 流過電極的電子數(shù)為4NA，但題干沒說明標準狀況，故D錯誤；
答案選B。
2．C
【分析】
由原電池裝置分析可得，電池工作時，b極Cm(H2O)n轉(zhuǎn)化為CO2，C元素化合價升高，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作負極，a極MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+，Mn化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，結(jié)合原電池原理分析解答。
【詳解】
A．根據(jù)上述分析可知，a為原電池正極，b為負極，電池工作時，電流由正極流向負極，即a流向b，A選項正確；
B．放電時，微生物所在的電極區(qū)為為電源的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項正確；
C．H+是陽離子，在原電池中，H+從負極區(qū)移向正極區(qū)，C選項錯誤；
D．a(chǎn)極MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+，Mn化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，電極反應(yīng)式為：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，D選項正確；
答案選C。
3．C
【解析】
【分析】
n（KOH）=2ml/L×1L=2ml，可能先后發(fā)生反應(yīng)①CH4+2O2=CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3。
【詳解】
A、燃料電池中，通入CH4的一端為原電池的負極，通入空氣的一端為原電池的正極，在原電池中陰離子向負極移動，OH-由B端移向A端，故A錯誤；
B、當0＜V≤22.4L時，0＜n（CH4）≤1ml，則0＜n（CO2）≤1ml，只發(fā)生反應(yīng)①②，且KOH過量，則電池總反應(yīng)式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故B錯誤；
C、當22.4 L＜V≤44.8L，1ml＜n（CH4）≤2ml，則1ml＜n（CO2）≤2ml，發(fā)生反應(yīng)①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，則負極反應(yīng)式為CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-，故C正確；
D、當V=33.6L時，n（CH4）=1.5ml，n（CO2）=1.5ml，則電池總反應(yīng)式為3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，則得到0.5mlK2CO3和1mlKHCO3的溶液，則c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-），故D錯誤；
故選C。
【點晴】
本題考查了燃料電池的工作原理重要考點，計算要求的綜合性較強，本題難度較大。解答本題，要理清思路：燃料電池中，通入燃料的一端為原電池的負極，通入空氣的一端為原電池的正極，n（KOH）=2ml/L×1L=2ml，可能先后發(fā)生反應(yīng)①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；根據(jù)甲烷的量計算生成的二氧化碳的量，結(jié)合反應(yīng)方程式判斷反應(yīng)產(chǎn)物及發(fā)生的反應(yīng)。
4．AC
【分析】
根據(jù)燃料電池原理圖分析可知，電子由a極移向b極，則a極為原電池的負極，H2失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，b極為原電池的正極，O2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解答；
【詳解】
A．用KOH做電解質(zhì)，負極產(chǎn)生的H+與OH-結(jié)合生成H2O，則負極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O，A選項正確；
B．電子只能在外電路中移動，電子從a電極通過外電路到b電極，不能再從b電極移到a電極，B選項錯誤；
C．原電池不可能把化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能，其間一定有能量損耗，比如氧化還原過程放熱等，C選項正確；
D．燃料電池是利用燃料發(fā)生氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不是燃燒，不會看到藍色火焰，D選項錯誤；
答案選AC。
5．b a MnO2+e－+Li+=LiMnO2 否 電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng) 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1
【詳解】
(1)鋰是活潑的金屬，作負極，因此外電路的電流方向是由正極b流向負極a。
（2）在電池正極b上發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，則電極反應(yīng)式為MnO2+e-+Li+=LiMnO2；
(3)由于負極材料Li是活潑的金屬，能夠與水發(fā)生反應(yīng)，所以不可用水代替電池中的混合有機溶劑。
(4)根據(jù)題意結(jié)合原子守恒、電子守恒可得方程式：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，根據(jù)化合價升降總數(shù)等于電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目可知：每轉(zhuǎn)移2ml的電子，產(chǎn)生1ml的MnO2、2ml KMnO4，所以生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為2:1。

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第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化

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