高中化学验证原电池的效果填空题

能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ．已知：①Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g)   ΔH＝a kJ·mol^－1
②CO(g)＋l/2O₂(g)＝CO₂(g)    ΔH＝b kJ·mol^－1
③C(石墨)＋O₂(g)＝CO₂(g) ΔH＝c kJ·mol^－1
则反应4Fe(s)＋3O₂(g)＝2Fe₂O₃(s)的焓变ΔH＝       kJ·mol^－1。
Ⅱ．依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是    （填序号)。
A．C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g) ΔH＞0  B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H₂O(l)  ΔH＜0
C．2H₂O(l)＝2H₂(g)＋O₂(g) ΔH＞0  D．CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)    ΔH＜0
若以稀硫酸为电解质溶液，则该原电池的正极反应式为                        。
Ⅲ．氢气作为一种绿色能源，对于人类的生存与发展具有十分重要的意义。
（1）实验测得，在通常情况下，1 g H₂完全燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。则H₂燃烧的热化学方程式为                                           。
（2）用氢气合成氨的热化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1
①一定条件下，下列叙述可以说明该反应已达平衡状态的是       。
A．υ_正(N₂)＝υ_逆(NH₃)
B．各物质的物质的量相等
C．混合气体的物质的量不再变化
D．混合气体的密度不再变化
②下图表示合成氨反应达到平衡后，每次只改变温度、压强、催化剂中的某一条件，反应速率υ与时间t的关系。其中表示平衡混合物中的NH₃的含量最高的一段时间是       。图中t₃时改变的条件可能是        。

③温度为T℃时，将4a mol H₂和2a mol N₂放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%，则反应的平衡常数为                。

甲醇汽油是由10％一25％的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，可达到国标汽油的性能和指标。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
Ⅰ、工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2 H₂（g） CH₃ OH（g） △H="a" kJ/mol，
下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：

温度/^0C	250	310	350
K	2.041	0.250	0.012

 
（1）由表中数据判断△H  a       0（填“>”、“=”或“<”）。
（2）某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)="0.5" mol·L^－1，则此时的温度为          ⁰C。
（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：

浓度mol/L 时间/min	c(CO)	c(H2)	c(CH3OH)
0	0.8	1.6	0
2	0.6	1.2	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

 
①反应从2 min到4 min之间，H₂的反应速率为        。
②反应达到平衡时CO的转化率为             。
③反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是        （填序号）。
A．使用催化剂    B．降低温度    C．增加H₂的浓度
（4）向容积相同、温度分别为T₁和T₂的两个密闭容器中均充入1 molCO和2 mol H₂，发生反应CO（g）+2 H₂（g）  CH₃ OH（g）△H="a" kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后，分别测得体系中CO的百分含量分别为w₁和w₂；已知T₁<T₂，则
w₁      w₂（填序号）。
A．大于    B．小于    C．等于    D．以上都有可能
Ⅱ、甲醇在化学电源方面也有着重要应用。写出以甲醇为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液的原电池中负极的电极反应式：                                             。

某化工厂的含镍废催化剂主要含Ni，还含有Al、Al₂O₃、Fe、FeO、Fe₂O₃及其他不溶杂质（其他不溶杂质不与酸碱反应）。某校化学研究性学习小组设计了如下图所示的方法，以该含镍废催化剂为原料来制备NiSO₄·7H₂O。

【查阅资料】
①Ni能与非氧化性酸反应生成Ni²⁺，不与碱液反应。
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时pH如下：

沉淀物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Ni（OH）2
开始沉淀的pH	4.1	1.7	7.6	7.0
完全沉淀的pH	5.2	3.2	9.5	9.2

回答下列问题：
（1）操作a为        。
（2）“碱浸”的目的是除去        （填化学式）。
（3）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是         。
（4）NiSO₄在强碱溶液中用次氯酸钠氧化，可以制得碱性镍氢电池电极材料NiOOH。
①写出该反应的离子方程式                                。
②已知碱性镍氢电池总反应： H₂+2NiOOH2Ni（OH）₂，写出该反应放电时正极反应式                                   。
（5）一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10^-5 mol·L^-1时，沉淀已经完全。请利用上表中数据估算Fe（OH）₂的溶度积                       。

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS₂晶体，发生如下反应：
TaS₂（s）+2I₂（g） TaI₄（g）+S₂（g） （Ⅰ）
某温度反应（Ⅰ）的K＝4，向某恒容密闭容器中加入1mol I₂（g）和足量TaS₂（s），I₂（g）的平衡转化率为       　      。
（2）如下图所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度高（T₂）的一端放入未提纯的TaS₂粉末和少量I₂（g），加热一段时间后，在另一端温度低（T₁）的一端得到了纯净的TaS₂晶体，则该正反应的△H    0（填“＞”或“＜”），上述反应体系中循环使用的物质是      。

（3）上图为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na + xS＝Na₂S_x，正极的电极反应式为____________________________。M（由Na₂O和Al₂O₃制得）的两个作用是________________________________________________和隔离钠与硫。
（4）写出Na₂S溶液水解的离子方程式_______________________________________，Na₂S溶液中c(H^＋)+ c(Na^＋)＝________________。

短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是常见的非金属元素，主要以钠盐的形式存在于海水中。
（1）Y在元素周期表中的位置是________；X氢化物的电子式为_________。
（2）X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈_______（填“酸”、“碱”或“中”）性，用离子方程式表示其原因是________。
（3）Y-Ag2O电池是应用广泛的鱼雷电池，其原理如下图所示。

该电池的负极反应式是________。
（4）Z和W比较，非金属性较弱的是________（填元素符号），下列可以验证这一结论的是_________
（填序号）。
a.元素在地壳中的含量
b.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1mol H—Z或H—W键所需的能量
d.Z与W以共价键形成化合物时，Z或W显示的电性

科学家利用淡水与海水之间含盐量的差别发明了一种新型电池——水电池。
（1）用二氧化锰纳米棒作电池正极可提高发电效率，这是利用纳米材料的　　  　　特性，使之能与钠离子充分接触。
（2）水电池总反应可表示为：5MnO₂＋2Ag＋2NaCl＝Na₂Mn₅O₁₀＋2AgCl，该电池的负极反应式为　　　　　　　　　　　　。水电池工作时，Na^＋不断向      极方向移动。
（3）水电池生成1 mol Na₂Mn₅O₁₀转移电子的物质的量为   。
（4）某温度下，Fe（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液中金属阳离子的浓度与溶液pH的关系如右图。请据右图分析：

①该温度下，溶度积常数的关系为：K_SP[Fe（OH）₃]    K_SP[Mg（OH）₂]（填“＞”、“＝”或“＜”）；
②如果在新生成的Mg（OH）₂浊液中滴入足量的FeCl₃溶液，振荡后，白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀，原因是                                                              。

（1）乙酰水杨酸俗称阿司匹林，是一种历史悠久的解热镇痛药。乙酰水杨酸的结构简式为。
现有乙酰水杨酸的粗品，某同学用中和法测定产品纯度：取a g产品溶解于V₁ mL1mol/L的NaOH溶液中，加热使乙酰水杨酸水解，再用1 mol/L的盐酸滴定过量的NaOH，当滴定终点时消耗盐酸V₂ mL；
①写出乙酰水杨酸与NaOH溶液反应的化学方程式                            ；
②计算出产品纯度为                            （只需列出计算表达式，不必化简。乙酰水杨酸相对分子质量为180）。
（2）甲醇直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度高等优点。（已知二甲醚直接燃料电池能量密度E =8．39 kW·h·kg^-1)。
①若电解质为酸性，甲醇直接燃料电池的负极反应为                          ；
②该电池的理论输出电压为1．20 V，能量密度E =                              (列式计算。能量密度 = 电池输出电能／燃料质量，lkW·h = 3．6×10⁶J,一个电子的电量=1．6×10^－19C)。

短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中。请回答：
（1）X氢化物的电子式是_________________________________________。
（2）X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈（填“酸”、“碱”或“中”）性，用离子方程式表示其原因是_____________________________________.
（3）Y—AgO电池是应用广泛的鱼雷电池，其原理如图所示。该电池的负极反应式是____________________。

（4）Z和W比较，非金属性较弱的是_______________（填元素符号），下列不能验证这一结论的是________（填序号）。
a．元素在地壳中的含量
b．最高价氧化物对应水化物的酸性
c．断开氢化物中1 mol H—Z或H—W键所需的能量
d．Z与W以共价键形成化合物时，Z或W显示的电性

金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是         
a．Fe₂O₃     b．NaCl      c．Cu₂S      d．Al₂O₃
（2）辉铜矿（Cu₂S）可发生反应2Cu₂S+2H₂SO₄+5O₂=4CuSO₄+ 2H₂O，该反应的还原剂是        ，当1mol O₂发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为   mol。向CuSO₄溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是         
（3）为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag₂S转化为Ag，食盐水的作用为                                                     
（4）某化学小组在实验中用浓硝酸和铜反应制取二氧化氮并探究二氧化氮是否能支持木炭的燃烧，其实验装置图如下：

①按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→______→______→______→______→f。
②已知二氧化氮和碳反应生成两种物质的量比为1：1的有毒气体，则该反应的化学方程式为：___________________________。

乙醇是重要的化工原料和液体燃料，可以在一定条件下利用CO₂与H₂反应制得：

请回答：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为                                 。
（2）当温度T₁>T₂时，化学平衡常数K₁           K₂（填“>”、“<”或“=”）。
（3）在恒温、恒容的密闭容器中，下列描述能说明上述反应已达化学平衡状态的是       （填字母序号）。
a．生成1molCH₃CH₂OH的同时生成3 mol H₂O
b．容器中各组分浓度不随时间而变化
c．容器中混合气体的密度不随时间而变化
d．容器中气体的分子总数不随时间而变化
（4）在工业生产中，可使H₂的转化率和化学反应速率同时提高的措施有                          （写出一条合理措施即可）。
（5）工业上，常以乙醇为原料生产乙醛。根据下图所示信息，该反应是              反应（填“放热”或“吸热”），判断依据是__________________。

（6）乙醇可以作为燃料电池的燃料。某乙醇燃料电池以乙醇为燃料，使用酸性电解质，该电池负极反应的电极反应式为                                。

肼(N₂H₄)是火箭发射常用的燃料。
（1）最新实验研究用肼还原新制Cu(OH)₂可制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂。请写出该制法的化学反应方程式____________________________，当反应中转移0.2 mol电子  时，可制得Cu₂O的质量为__________。
（2）一种以肼(N₂H₄)为燃料的电池装置如图所示。该燃料电池的电极材料采用多孔导电材料，以提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，以空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质。负极上发生的电极反应为_________________； ②电池工作时产生的电流从_______电极经过负载后流向________电极（填“左侧”或“右侧”）。

钠及其化合物具有广泛的用途。
（1）工业上可利用反应Na（1）+ KCl（1）        K（g）+ NaCl（1）来治炼金属钾，此反应利用了钠的还原性及___ _____，
写出钠与TiCl₄反应冶炼Ti的化学方程式______________         _______。
（2）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O₂为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如图：

负极电极反应式为________________，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。A物质的化学式为______________。
（3）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
LiAlCl₄－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                                              ；

在某温度下，体积恒定的密闭容器中加入2 molN₂和4 molH₂，发生如下反应：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH＝—92.4 kJ/mol。达到平衡时，放出热量46.2 kJ。求：
（1）达到平衡时，N₂的转化率为_______________, NH₃的体积分数为             。
（2）若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均为正数，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。a、b、c取值必须满足的一般条件是                    ,                     。
（3）科学家发明了使NH₃直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH₃。其电池总反应式为：4NH₃+3O₂＝2N₂+6H₂O，电解质溶液应显　 　　　　　　（填“酸性” 、“中性” 或“碱性” ），写出正极的电极反应方程式　　　　　　　　　 　　　。

到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。
（1）化学反应中放出的热能（焓变，ΔH）与反应物和生成物的键能（E）有关。
已知：H₂(g)＋Cl₂(g)＝2HCl(g) ΔH＝－185kJ/mol
E（H－H）＝436 kJ/mol，E（Cl－Cl）＝247 kJ/mol
则E（H－Cl）＝                                       ；
（2）已知：Fe₂O₃(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO₂(g) ΔH＝－25kJ/mol
3 Fe₂O₃(s)＋CO(g)＝2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g) ΔH＝－47kJ/mol
Fe₃O₄(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO₂(g) ΔH＝＋19kJ/mol
请写出CO还原FeO的热化学方程式：                           ；
最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃（Y：钇）的ZrO₂（Zr：锆） 固体，它在高温下能传导O^2-离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C₄H₁₀）代表汽油。
①电池的正极反应式为                                               ____  ；
②放电时固体电解质里的O^2-离子的移动方向是向       极移动（填正或负）。 

A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A、C及B、D分别是同一主族元素，B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子核中质子数之和的两倍，又知四种元素的单质中有两种气体、两种固体。
（1） A          ；D         （填元素名称）
（2）写出C、D两元素形成的常见化合物的电子式              ；写出由A、B两元素形成的18电子微粒中所含化学键类型              。
（3）用A元素的单质与B元素的单质可以制成电池，电池中装有KOH浓溶液，用多孔的金属惰性电极浸入KOH溶液，两极均有特制的防止气体透过的隔膜。在一极通人A的单质，另一极通人B的单质，写出该电池发生的电极反应式：
通入A单质的一极：                            ；
通入B单质的一极：                            。 
（4）由A、B、C 三元素构成的化合物X，常在试验制备过程中起尾气吸收作用。请写出化合物X吸收NO₂ 时所发生反应的离子方程式：                                  。