1、填空题  (10分)设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入天然气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。回答如下问题：
（1）这个电池的正极发生的反应是：????????????????????????????????；(2分)
（2）负极发生的反应是：?????????????????????????????????????????????；(2分)
（3）固体电解质里的O2－的移动方向是：???????????????????????????????；(2分)
（4）天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全，产生?????????堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。(2分)
（5）若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应，该电池的负极区域的碱性会__________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。(2分)

参考答案：（1）O2+4e-=2O2-（2分）???（2）CH4-8e

本题解析：（1）原电池中正极得到电子，所以氧气在正极通入。又因为电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子，所以正极电极反应式为O2+4e-=2O2-。
（2）负极失去电子，因此甲烷在负极通入，甲烷的氧化产物是CO2和水，所以电极反应式为CH4-8e-=CO2+2H2O。
（3）原电池中，负极失去电子，所以阴离子流向负极。
（4）甲烷不完全反应，可能产生碳单质堵塞电极的气体通道。
（5）如果电解质是氢氧化钠，则负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，所以负极周

本题难度：一般

2、选择题  微生物燃料电池简称MFC，是一种新型的燃料电池，它是以微生物作催化剂，以有机废水为燃料，将有机废水中的化学能直接转化为电能的一种装置．重庆大学工程热物理研究所在实验室中构建了一种“H”型微生物燃料电池，实验装置图如图1所示，总反应为2CH3COOK+4H2O+8K2S2O8═4CO2↑+7H2SO4+9K2SO4．研究表明，电池电压的高低受到多样因素的影响，并且实验中发现，在其他条件不变的情况下降低K2S2O8溶液的pH，电池所提供的电压会上升，如图2所示．下列推断肯定错误的是（　　）



A．正极反应：S2O82-+2e-═2SO42-
B．负极附近电解质溶液pH会降低
C．增大CH3COOK的浓度一定不会有利于提高电池的电压
D．降低K2S2O8溶液中pH，电压会上升的原因可能是c（H+）增大使得S2O82-的氧化性增强，从而提高了电池的整体性能

参考答案：A．K2S2O8被还原生成SO42-，应为电池的正极，正极反

本题解析：

本题难度：简单

3、选择题  最新研制的一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池．下列有关此电池的叙述错误的是（　　）
A．正极电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．负极电极反应：CH3OH+8OH--6e-=C

参考答案：A．氧气在正极得电子被氧化生成OH-，电极反应式为O2+2H

本题解析：

本题难度：一般

4、选择题  “绿色出行，让世博更清洁”，上海世博会期间，氢氧燃料电池车承担起世博园区交通的污染气体零排放的责任。下列有关说法中正确的是 [???? ]
A.氢氧燃料电池的能量转化率高是因为相同条件下生成物的能量更低
B.氢氧燃料电池的H2和O2都贮存在电池中
C.氢氧燃料电池车的使用可以有效地减少城市空气污染
D.氢氧燃料电池把H2和O2燃烧放出的热能转化为电能

参考答案：C

本题解析：

本题难度：简单

5、填空题  能源问题是当前世界各国所面临的严重问题，同时全球气候变暖，生态环境问题日益突出，开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。
I．氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)
△H<0。在850℃时，平衡常数K=1。
（1）若降低温度到750℃时，达到平衡时K????1（填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3molH2O、1.0molCO2
和x molH2，则：
①当x=5.0时，上述反应向???????（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是??????????。
③在850℃时，若设x=5.0和x=6.0，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，
测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a??????b（填“大于”、“小于”或“等于”）
II．已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ·mol液态水转
化为气体水吸收44kJ的热量。
（3）请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式
???????????????????????????????。
（4）将0.1mol乙醇在足量氧气中燃烧，得到的气体全部通入到100mL3mol/LNaOH溶液中，忽略HCO-3的电离，则所得溶液中c(CO2-3)??????c(HCO-3)（填“大于”、“小于”或“等于”，）原因是?????????????????????????????????????????????????（用文字叙述）。

参考答案：（1）大于（2分）
（2）①逆反应（2分）? ②x&l

本题解析：略

本题难度：一般