高中化学化学电源新型电池填空题

I、 肼（N₂H₄）又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19．5kJ热量（25℃时），表示N₂H₄燃烧的热化学方程式是_________________________
II、在火箭推进器中装有强还原剂肼（N₂H₄）和强氧化剂（H₂O₂），当它们混合时，即产生大量的N₂和水蒸气，并放出大量热。已知0．4mol液态肼和足量H₂O₂反应，生成氮气和液态水，放出327．05kJ的热量。
（1）写出该反应的热化学方程式_______________。
（2）已知H₂O（l）====H₂O（g）；△H=+44kJ·mol^-1，则16 g液态肼燃烧生成氮气和水蒸气时，放出的热量是______________kJ。
（3）已知N₂（g）+2O₂（g）="===2" NO₂（g）；△H=+67．7 kJ·mol^-1， N₂H₄（g）+O₂（g）="==" N₂（g）+2H₂O （g）；△H="-534" kJ·mol^-1，根据盖斯定律写出肼与NO₂完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式__________________。
III、肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：_________________________；
负极的电极反应式：_______________________    __。

（1）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是                        。
（2） 若用甲烷—氧气构成燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，试写出该电池的正极的电极反应式                   ；负极的电极反应式                      。

根据题意完成下列方程式
（1）写出实验室制备氨气的化学方程式                              ；
（2）写出实验室制备Cl₂的离子方程式                      ；
（3）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl₃和KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为                    ；K₂FeO₄-Zn可组成碱电池，电池总反应式为：2Fe O₄^2-+8H₂O+3Zn=2Fe（OH）₃+3Zn（OH）₂+4OH^-。写出该电池的正极反应式                     ；

(9分) 观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是

（1）在①图中，发生反应的化学方程式为：                                。
（2）在②图中，待镀铁制品应与电源    极相连，电极反应式为：                  。
（3）在③图中,外电路电子由    极流向    极，若电解液为KOH溶液，则b极的反应式为       。

(7分)某同学用铅蓄电池作电源，用石墨作电极电解500mL某浓度的AgNO₃溶液，观察到A电极表面有金属生成，B电极上有无色气体产生。当溶液中原有溶质完全电解后，停止通电，取出A极，洗涤、干燥、称量，电极增重5.4g。已知铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。
请按要求回答下列问题：
（1）A电极为电解池的_____极，B电极上产生的气体为_________。
（2）电解前AgNO₃溶液的物质的量浓度为____________。
（3）当反应过程中转移的电子为0.01mol时，铅蓄电池内消耗硫酸的物质的量为
        mol。
（4）铅蓄电池放电时，负极质量______，正极质量_________，电解液的pH_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．下图为氢氧燃料电池的结构示意图，

电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
（1） 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式： ___________                            。
（2）如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子，消耗标准状况下___________L氧气。  
（3） 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极反应式为___________________。 电池总离子反应方程式为_______________________________。

(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O^2－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O^2－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)

工业上常常利用反应①来生产环氧乙烷，但是伴随副反应②。
①C₂H₄(g)+O₂(g) →; △H₁   ②C₂H₄(g)+3O₂(g) → 2CO₂(g)+2H₂O(g); △H₂
（1）写出环氧乙烷充分燃烧的热化学反应方程式。答：____________________________；
（2）工业生产中，可通过某一措施来加快反应①而对反应②影响较小，从而提高环氧乙烷的生产效率。工业生产采取的这种措施是_______________。
A．升高反应体系的温度B．增大体系中氧气的浓度
C．使用合适的催化剂D．降低反应体系的压强
（3）已知C=C、O=O、C—C键能分别为a kJ·mol^-1、b kJ·mol^-1、c kJ·mol^-1，则环氧乙烷中C—O键能为            kJ·mol^-1；
（4）反应②可以设计成燃料电池，若以酸做电解质溶液，负极反应式是                。

I．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题：
(1)将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应：
CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下二组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

 
①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为                 （保留两位小数，下同）。
②该反应为       （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=          。
(2)已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l）＋ 3O₂(g）＝ 2CO₂(g）＋ 4H₂O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g）＝ 2CO₂(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H₂O(g）＝ H₂O(l）                          ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                      。
II．(1)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO₄电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池的电解质为能传导Li⁺的固体材料。放电时该电极是电池的     极（填“正”或“负”），该电极反应式为          。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO₄和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mole^－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是        L，将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH＝            。

（6分)ZnMnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂NH₄Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或 负 )。
（2）若ZnCl₂NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu^2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是____________。
欲除去Cu^2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。

A．NaOH

B．Zn

C．Fe

D．NH3·H2O

（3）MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应式是________________。若电解电路中通过2 mol电子，MnO₂的理论产量为________g。

（1）可以将氧化还原反应2H₂＋O₂＝2H₂O设计成原电池，若KOH溶液作电解质溶液，则正极反应式为              。若把H₂改为甲烷，KOH溶液作电解质溶液，则负极反应式为             。
（2）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH。该电池的正极反应式为              ，负极反应式为                    ，电池反应的离子方程式为：                 。

(8分)（1）肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32．0gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N₂H₄的燃烧热化学方程式是                             。
（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。
肼—空气燃料电池放电时：负极的电极反应式是                                  。
（3）电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O，充电时：阳极反应式：                      用此装置电解水和重水（D₂O）组成的混合液（两电极均是Pt），通电一段时间后，在两极共收集到33．6 L（标准状况）气体，总质量为18.5 g，则混合气体中H原子和D原子个数之比：           

下图是一个化学过程的示意图。

（1）请回答图中甲池是______装置，其中OH^－移向________极（填“CH₃OH”或“O₂”）
（2）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式_________。
（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_________极(填“A”或“B”)，并写出此电极反应的电极反应式____________。
（4）乙池中反应的离子方程式为____________。
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，乙池的pH是________（若此时乙池中溶液的体积为500mL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_______（填序号）.

A．MgSO4

B．CuSO4

C．NaCl

D．AgNO3

已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄ 2PbSO₄＋2H₂O，现以铅蓄电池作电源，用惰性电极电解100 mL 4 mol·/L Cu(NO₃)₂溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。
（1）铅蓄电池中消耗的硫酸为       mol；
（2）停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe^2＋的物质的量浓度为  mol/L(设溶液的体积不变)。                            

下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

（1）M电极的材料是            ，电极名称是          ，N的电极反应式为           ，加入乙醇的铂电极的电极反应式为                。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4．32g时，甲池中理论上消耗氧气为     L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的pH为        。
（3）若在常温常压下，1g C₂H₅OH燃烧生成CO₂和液态H₂O时放出29．71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为                             。
（4）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO₃和Cu(NO₃)₂的混合液一段时间后，在两极上均生成11．2L(标准状况)气体。则M极产生的气体是   ，原混合液中Cu²⁺的物质的量浓度是         mol/L。