高中化学验证原电池的效果填空题

Li-SOC1₂电池可用于心脏起搏器，该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄—SOCl₂.电池的总反应可表示为：4Li+2SOC1₂  4LiCl +S+SO₂。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为_________，发生的电极反应为____________________；
(2) SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOC1₂，如果把少量水滴到SOCl₂中，反应的化学方程式为__________________________________________；
(3)用此蓄电池电解含有0.1 mol/LCuSO₄和0.1 mol/LNaCl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=______________。

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

将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：

（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。
⑴铁片上的电极反应式为                           。
⑵铜片周围溶液会出现                           的现象。
⑶若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1．2g，计算：
①导线中流过的电子的物质的量为         mo1；
②该段时间内用硫酸铜表示的平均反应速率为             

（共12分）甲醇合成反应及其能量变化如图所示：

（1）写出合成甲醇的热化学方程式___________________________________________。
实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H₂通入容器中，分别恒温在300 ℃和500 ℃反应，每隔一段时间测得容器内CH₃OH的浓度如下表所示：

时间浓度(mol/L)温度	10 min	20 min	30 min	40 min	50 min	60 min
300 ℃	0.40	0.60	0.75	0.84	0.90	0.90
500 ℃	0.60	0.75	0.78	0.80	0.80	0.80

（2）在300 ℃反应开始10 min内，CO的平均反应速率为v(CO)＝________________。
（3）在500 ℃达到平衡时，平衡常数K＝________。
（4）在另一体积不变的密闭容器中，充入1.6 mol CO和2.0 mol H₂，一定条件下达到平衡，测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H₂的转化率为________。
（5）美国科学家成功开发便携式固体氧化物燃料电池，该燃料电池中一极通入空气，另一极通入甲醇气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O^2—。在电路中每流过30 mol电子，有    mol甲醇被完全氧化；在燃料电池中通甲醇的电极发生的电极反应为                                      。

(10分)元素周期表的一部分，按要求完成各小题。

	IA	IIA	IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA	0
2				⑥		⑦	⑾
3	①	③	⑤				⑧	⑩
4	②	④					⑨

（1）化学性质最不活泼的元素         ，（填元素编号），非金属性最强的元素是    。金属性最强的单质与水反应的离子方程式为                   
（2）①③⑤三种元素的最高价氧化物水化物中，碱性最强的        。(填元素编号)
（3）①③⑤三种元素的原子半径由大到小的顺序为      .(填元素编号)
（4）某元素的最高价氧化物的水化物既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐与水，该元素名称为       .向该元素和⑧号元素组成的化合物溶液中，缓缓滴加NaOH至过量，反应离子方程式为                               .
（5）铜与元素周期表中26号元素的单质作电极材料,三氯化铁溶液为电解质溶液形成原电池,则负极材料为     .正极反应方程式为           ,该原电池总反应离子方程式为                 .

【化学——选修2：化学与技术】由Ca₃(PO₄)₂、SiO₂、焦炭等为原料生产硅胶（SiO₂·nH₂O）、磷、磷酸及CH₃OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。

（1）上述反应中，属于置换反应的是     [选填：（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）]
（2）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为：　　                       　　；
固体废弃物CaSiO₃可用于 　　                       　　。
（3）反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是    。
（4）CH₃OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为____________________。
（5）指出（VI）这一环节在工业生产上的意义  　　                       　　
（6）写出由P→H₃PO₄有关反应式
① 　　          ②  　　       ____________________________    

（l1分）物质A-E都是中学化学中常见的物质，它们可以发生如下图所示的反应，其中E是蓝色溶液。

（1）在以上反应中（用序号填空），属于氧化还原反应的是____________，属于离子反应的是____________。
（2）写出反应③的离子方程式：____________________________________________。
（3）反应⑦的速率如上图，其原因可能是________________________________。
（4）从上述框图中选取电极材料和电解质溶液组成原电池，其中正极材料是________________________。负极反应为________________________________。

(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程：
mCeO₂ (m-x)CeO₂xCe+xO₂
(m-x)CeO₂xCe+xH₂O+xCO₂mCeO₂+xH₂+xCO
上述过程的总反应是           ,该反应将太阳能转化为         。
(2)CO、O₂和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为               。该电池反应可获得K₂CO₃溶液，某温度下0.5molL^-1 K₂CO₃溶液的pH=12，若忽略CO₃^2-的第二级水解，则CO₃^2- +H₂OHCO₃^-+OH^-的平衡常熟K_h=        。
(3)氯碱工业是高耗能产业，下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30％以上。

①电解过程中发生反应的离子方程式是            ，阴极附近溶液PH      (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO₄^2-含量较高，精制过程需添加钡试剂除去SO₄^2-，该钡试剂可选用下列试剂中的        。
a．Ba(OH)₂    b．Ba(NO₃)₂    c．BaCl₂
现代工艺中更多使用BaCO₃除SO₄^2-，请写出发生反应的离子方程式       。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a％ b％(填“>”、‘‘=”或“<”)，，燃料电池中负极上发生的电极反应为                。

氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。
（1）某硝酸厂处理尾气中NO的方法是：催化剂存在时用H₂将NO还原为N₂。
已知：

则H₂还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是：
                                                  。
（2）在一定条件下，用H₂将二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO₂(g)+4H₂ (g) CH₄ (g)+2H₂O(g)
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂ 0.2mol·L^一1，H₂ 0.8mol·L^一1，CH₄0.8mol·L^一1，H₂O1.6mol·L^一1。则CO₂的平衡转化率为   。上述反应的平衡常数表达式K=     。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H   0（填“>’’或“<”）。
（3）某研究小组以H₂与CaCl₂制备某种钙的化合物。已知反应只生成甲、乙两种化合物。对产物分析发现：化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%，化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题：
①乙的化学式为            。
②甲与水反应可得H₂，其化学方程式是：
                                。
（4）H₂的获得途径很多，由哈工大研究小组设计的微生物电解有机废水法，既可以清除废水中的有机杂质，同时可以获得氢气。下图为一种处理含甲醇工业废水的微生物电解池，写出电解过程中，阳极发生的电极反应式：                 。

(16分)化学反应的能量变化、速率、限度是化学研究的重要内容。
（1）有关研究需要得到C₃H₈(g) = 3C(石墨,s) + 4H₂(g)的ΔH，但测定实验难进行。设计下图可计算得到：
①ΔH      0（填>、<或=）
②ΔH =                      
（用图中其它反应的反应热表示）

（2）甲酸、甲醇、甲酸甲酯是重要化工原料。它们的一些性质如下：

物质	HCOOH	CH3OH	HCOOCH3
主要 性质	无色液体，与水互溶 K(HCOOH)>K(CH3COOH)	无色液体，与水互溶	无色液体，在水中溶解度小，与醇互溶

工业制备甲酸原理：HCOOCH₃(l) + H₂O(l)  HCOOH(l) + CH₃OH(l)，反应吸热，但焓变的值很小。常温常压下，水解反应速率和平衡常数都较小。
①工业生产中，反应起始，在甲酸甲酯和水的混合物中加入少量甲酸和甲醇，从反应速率和限度的角度分析所加甲酸和甲醇对甲酸甲酯水解的影响。
甲醇：                                               。
甲酸：                                               。
某小组通过试验研究反应HCOOCH₃转化率随时间变化的趋势，在温度T₁下，采用酯水比为1:2进行实验，测得平衡是HCOOCH₃的转化率为25%。
②预测HCOOCH₃转化率随时间的变化趋势并画图表示。

③该反应在温度T₁下的平衡常数K=          。
（保留两位有效数字）
（3）HCOOH成为质子膜燃料电池的燃料有很好的发展前景。
写出该燃料电池的电极反应式：
                                          。

甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H₂），再制成甲醇、二甲醚（CH₃OCH₃）。
（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式   __________________________________。
（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO(g) + 4H₂(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)。已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂) / n(CO)]的变化曲线如下左图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________，该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”）。
②某温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH₂(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃(g)的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是            ；
A. P₃＞P₂，T₃＞T₂        B. P₁＞P₃，T₁＞T₃     C. P₂＞P₄，T₄＞T₂        D. P₁＞P₄，T₂＞T₃
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      ；
A. 正反应速率先增大后减小     B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小       D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下，将4.0molCO和8.0molH₂充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K＝__________。

(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
（1） 对燃煤的废气进行脱硝处理时，可利用甲烷催化还原氮氧化物，如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝a kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝b kJ·mol^－1
则反应CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)的ΔH＝________ kJ·mol^－1(用含a、b的代数式表示)。
（2） 将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：

2CO₂(g)＋6H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)；ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K＝________。
② 已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H₂) /n(CO₂)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

（3） 以CO₂为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品，某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色，右图为它的核磁共振氢谱图，请写出DPC的结构简式：____________。
（4） 某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al₆Si₂O₁₃、SiO₂)。将其和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO₄(霞石)、Na₂SiO₃和NaAlO₂，有关化学方程式(反应条件均为高温)为：
Al₆Si₂O₁₃＋3Na₂CO₃===2NaAlSiO₄＋4NaAlO₂＋3CO₂↑
Al₆Si₂O₁₃＋5Na₂CO₃===2Na₂SiO₃＋6NaAlO₂＋5CO₂↑
SiO₂＋Na₂CO₃===Na₂SiO₃＋CO₂↑
则用1 mol Al₆Si₂O₁₃和4 mol SiO₂通过以上反应制得5 mol NaAlO₂，共消耗Na₂CO₃为________mol。

(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：
4CO(g)＋Fe₃O₄(s)＝4CO₂(g)＋3Fe(s)   △H="a" kJ·mol^－1
CO(g)＋3Fe₂O₃(s)＝CO₂(g)＋2Fe₃O₄(s)   △H="b" kJ·mol^－1
反应3CO(g)＋Fe₂O₃(s)＝3CO₂(g)＋2Fe(s)的△H=     kJ·mol^－1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH₃OH(g)HCOOCH₃(g)+2H₂(g)  △H>0
第二步：HCOOCH₃(g)CH₃OH(g) +CO(g)    △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示：

图中中间产物X的结构简式为     。
②在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有     。
⑶为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示（X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为     。

⑷某催化剂样品（含Ni₂O₃40%，其余为SiO₂）通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)₄（沸点43 ℃），并在180 ℃时使Ni(CO)₄重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为     。
⑸为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl₂溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO，则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀，反应转移电子数为     。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为     。

Li-SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl_x-SOCl₂。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl₂=4LiCl+S+SO₂↑。请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为         ，发生的电极反应为             。
（2）电池正极发生的电极反应为           。
（3）SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂,有Na₂SO₃和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是              ，反应的化学方程式为              。
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是           。

氢能被视为未来的理想清洁能源，科学家预测“氢能”将是21世纪最理想的新能源。目前分解水制氢气的工业制法之一是“硫—碘循环”，主要涉及下列反应：
Ⅰ  SO₂+2H₂O+I₂＝ H₂SO₄+2HI 　　　　　Ⅱ   2HIH₂+I₂
Ⅲ  2H₂SO₄＝ 2SO₂↑+O₂↑+2H₂O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是      。
a．反应Ⅲ易在常温下进行     b．反应I中SO₂还原性比HI强
c．循环过程中需补充H₂O      d．循环过程中产生1molO₂的同时产生1molH₂
（2）一定温度下，向2L密闭容器中加入1mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H₂物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(HI)=    　 。该温度下，反应2HI(g)H₂(g)+I₂(g)的平衡常数K=     。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则      是原来的2倍。

a．平衡常数           b．HI的平衡浓度 
c．达到平衡的时间      d．平衡时H₂的体积分数
（3）SO₂在一定条件下可被氧化生成SO₃，其反应为：2SO₂ (g) + O₂(g) 2SO₃(g) △H<0。某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如图，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

①a电极的电极反应式为                      ；
②若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO₂与加入的H₂O的质量比为   。          
（4）实际生产还可以用氨水吸收SO₂生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐，若将其中的SO₂全部反应出来，应加入10 mol/L的硫酸溶液的体积范围为                。