Question

【题目】Ⅰ.氢能是重要的新能源。他的开发、储存和应用，是当前人们关注的热点之一。

(1)开发氢能的方法之一是分解水。开发特殊物质做催化剂，_______（填“能”或“不能”）降低水分解过程中所需能量。

(2)用高压氢气、氧气制作的氢氧燃料电池是氢能源利用的一种重要方式。某氢氧燃料电池的两个电极的极性标志模糊不清，小明利用如图所示装置进行实验判断。

①根据观察到的现象判断电极a(或b)极性：若石墨1表面覆盖一层红色固体，则a电极是_____极。,

②写出U型管中阳极的电极反应式：______________，发生________反应（填“氧化”、“还原”）。电解一段时间后发现阴极增重6.4g，则外电路中通过的电子的物质的量是________mol。若该电解反应所需的电子全部由氢氧燃料电池提供，则至少需要消耗__________ L氢气（标准状况下）才能满足需要。

Ⅱ.汽车行驶、某些化工厂生产过程，会向空气中排放出NOx、CO、SO2等有害气体。

(1)NOx对环境的主要影响有___________（填字母标号）。

A．硝酸型酸雨 B．温室效应 C． 破坏臭氧层 D． 光化学烟雾

(2)为了减少重型柴油车排放NOx，向尾气处理装置内自动喷入的尿素溶液在一定条件下先转化为NH3，NH3再与NOx反应生成两种无污染的物质。其中NH3与NO2在一定条件下反应的化学方程式为_________。

(3)通过CO传感器可监测CO的含量，其工作原理为2CO+O2=2CO2，示意图如下：

①通入CO的一极为_______极（填“正”或“负”、“阴”、“阳”），溶液中H+移向_____极（填“A”或“B”）。

②写出B电极的电极反应式：_____________。

Answer 1

【答案】不能 负 2C1--2e-=Cl2↑ 氧化 0.2 2.24 ACD 8NH3+6NO27N2+12H2O 负 A CO-2e-+H2O=CO2+2H+

【解析】

I.（1）催化剂只能降低反应的活化能，不能改变ΔH。

（2）①石墨1表面覆盖一层红色固体，石墨1的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，石墨1为阴极，则a电极为负极。

②根据放电顺序写电解时电极反应式，根据电子守恒和电极反应式计算。

II.（1）NOx对环境的影响有：硝酸型酸雨、破坏O3层、光化学烟雾。

（2）NH3与NOx反应生成两种无污染的物质，根据原子守恒，生成N2和H2O。

（3）根据工作原理2CO+O2=2CO2，CO发生失电子的氧化反应，O2发生得电子的还原反应，结合原电池的工作原理即可作答。

（1）催化剂只能降低反应的活化能，不能改变ΔH；开发特殊物质做催化剂，不能降低水分解过程中所需能量。

（2）①石墨1表面覆盖一层红色固体，石墨1的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，石墨1为阴极，阴极与氢氧燃料电池的负极相连，则a电极为负极。

②由于Cl-放电能力大于OH-，U型管中阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，电解池中阳极发生氧化反应。阴极析出n（Cu）==0.1mol，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，外电路中通过电子物质的量为0.1mol2=0.2mol。H2参与负极反应，1molH2失去2mol电子，若该电解反应所需的电子全部由氢氧燃料电池提供，至少消耗H2物质的量为0.1mol，在标准状况下H2的体积为0.1mol22.4L/mol=2.24L。

II. （1）NOx对环境的影响有：硝酸型酸雨、破坏O3层、光化学烟雾，答案选ACD。

（2）NH3与NOx反应生成两种无污染的物质，根据原子守恒，生成N2和H2O，NH3与NO2在一定条件下反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O。

（3）根据工作原理2CO+O2=2CO2，其中CO发生失电子的氧化反应，O2发生得电子的还原反应。

①原电池中负极发生失电子的氧化反应，阳离子移向正极；通入CO的一极为负极，B极为负极，通入O2的一极为正极，A极为正极，溶液中H+移向A极。

②B电极为负极，1molCO失去2mol电子生成1molCO2，结合酸性电解质溶液以及原子守恒，B电极的电极反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+。