高中化学验证原电池的效果填空题

(2012年济南模拟)(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________。
A．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH>0
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH<0
C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH<0
(2)以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式为____________________________________________________。
(3)熔融盐燃料电池具有高发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2－和)为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为：2＋26－52e－===34CO2＋10H2O。试回答下列问题：
①该燃料电池的化学反应方程式为_______________________________。
②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。为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是________，它来自________。
(4)如图是一个电化学过程的示意图。

当乙池中B(Ag)极质量增加5.4 g，甲池中理论上消耗O2的体积为________L(标准状况下)，此时丙池中某电极析出1.6 g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是________。
A．MgSO4溶液   B．CuSO4溶液
C．NaCl溶液     D．AgNO3溶液

X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子。
请回答下列问题：
(1)Y在元素周期表中的位置为________。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是________(写化学式)，非金属气态氢化物还原性最强的是________(写化学式)。
(3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有________(写出其中两种物质的化学式)。
(4)X2M的燃烧热ΔH＝－a kJ·mol^－1，写出X₂M燃烧反应的热化学方程式：___________________________________________________________________。
(5)ZX的电子式为________；ZX与水反应放出气体的化学方程式为________。
(6)熔融状态下，Z的单质和FeG₂能组成可充电电池(装置示意图如下)，反应原理为：

2Z＋FeG₂Fe＋2ZG放电时，电池的正极反应式为________；充电时，______(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为________。

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题： 
（1）氮的原子结构示意图为                                    ；
（2）NH₃与NaClO反应可得到肼(N₂H₄)，该反应的化学方程式为               ； 
（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气。
已知：①N₂(g)+2O₂(g)= N₂O₄ (1)                △H₁= -195kJ·mol^-1 
②N₂H₄ (1) + O₂(g)= N₂(g) + 2 H₂O(g)      △H₂= -534.2kJ·mol^-1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式                             ；
（4）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极生成无污染的气体，负极的反应式为                                  。

（1）由盖斯定律结合下述反应方程式，回答问题：
（1）NH₃(g)+HCl（g）=NH₄Cl(s)          △H= —176KJ/moL
（2）NH₃(g)+H₂O（l）=NH₃﹒H₂O(aq)       △H= —35.1KJ/moL
（3）HCl(g)+H₂O(l)=HCl(aq)             △H= —72.3KJ/moL
（4）NH₃﹒H₂O(aq)+ HCl(aq)= NH₄Cl(aq)   △H= —52．3KJ/moL
则NH₄Cl(s)+2 H₂O（l）= NH₄Cl(aq)是        热反应，其反应热的热效应值是                KJ/moL。
（2）在25℃,101KPa下，1克的一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳时放热10.1KJ.请写出一氧化碳燃烧热的热化学方式                                        ，此反应熵的变化情况          （填熵增、熵减、不变）。
（3）科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，采用吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO₂的空气为阴极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关的反应式。
负极反应：                                                          
正极反应：                                                          

一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2－。。
（1）该电池反应的总离子方程式为____________________________________________；
（2）甲醇在_________极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将__________（填降低或上升、不变）；
（3）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。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）。
②电池的正极反应式为____________________________________________  。

某兴趣小组同学利用氧化还原反应：
2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄===2MnSO₄＋5Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋8H₂O
设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的量浓度均为1 mol·L^－1，盐桥中装有饱和K₂SO₄溶液。回答下列问题：

（1）发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。
（2）外电路的电流方向为：从________到________(填“a”或“b”)。
（3）电池工作时，盐桥中的移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
（4）甲烧杯中发生的电极反应为_________________________________________。

(18分)甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。
(1)分析该反应并回答下列问题：
①平衡常数表达式为K＝__________________。
②下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是________(填序号)。
A、恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
B、一定条件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等
C、一定条件下，CO、H₂和CH₃OH的浓度保持不变
D、一定条件下，单位时间内消耗2 mol CO，同时生成1 mol CH₃OH
(2)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。
②T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁________K₂(填“>”、“<”或“＝”)。
③若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是________。
A、升高温度                     
B、将CH₃OH(g)从体系中分离
C、使用合适的催化剂            
D、充入He，使体系总压强增大
(3)2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为______________，c口通入的物质为_____________。
②该电池正极的电极反应式为：________。
③工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO₂时，有_____________N_A个电子转移。

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：
CO(g) ＋ 2H₂(g) CH₃OH(g)       ΔH
（1）判断反应达到平衡状态的依据是        （填序号）。
a． 生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
b． 混合气体的密度不变     
c． 混合气体的总物质的量不变
d． CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1。

①该反应△H___0（填“＞”或“＜”）。
②实际生产条件控制在250℃、1.3ⅹ10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是_______。
（3）右图2表示在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中H₂的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A____C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A_____C，由状态B到状态A，可采用______的方法（填“升温”或“降温”）。

（4）一定条件下，0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出Q KJ的热量。写出该反应的热化学方程式                                   。
（5）图3是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）结构示意图，写出 a处电极上发生的电极反应式                                     。

请仔细观察两种电池的构造示意图，完成下列问题：

锌锰电池的构造      碱性锌锰电池的构造
(1)碱性锌锰电池的总反应式：Zn+2MnO₂+2H₂O====2MnOOH+Zn(OH)₂，则负极的电极反应式：_____________________________________。
(2)碱性锌锰电池比普通锌锰电池(干电池)性能好，放电电流大。试从影响反应速率的因素分析其原因是_____________________________________。
(3)某工厂回收废旧锌锰电池，其工艺流程如下：

已知：生成氢氧化物的pH如下表：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Zn(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀pH	2.7	7.6	5.7	8.3
完全沉淀pH	3.7	9.6	8.0	8.8

①经测定，“锰粉”中除含少量铁盐和亚铁盐外，主要成分应是MnO₂、Zn(OH)₂、__________。
②第一次加入H₂O₂后，调节pH＝8.0。目的是____________________________________。
③试列举滤液4的应用实例：____________________________________________。

硫酸盐主要来自地层矿物质，多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。
（1）已知：①Na₂SO₄(s)=Na₂S(s)+2O₂(g)       ΔH₁="+1011.0" kJ·mol^-1
②C(s)+O₂(g)=CO₂(g)             ΔH₂=－393.5 kJ·mol^-1
③2C(s)+O₂(g)=2CO(g)            ΔH₃=－221.0 kJ·mol^-1
则反应④Na₂SO₄(s)+4C(s)=Na₂S(s)+4CO(g) ΔH₄=________kJ·mol^-1；工业上制备Na₂S时往往还要加入过量的炭，同时还要通入空气，目的有两个，其一是使硫酸钠得到充分还原（或提高Na₂S产量），其二是_____________________________________________。
（2）智能材料是当今材料研究的重要方向之一，纳米Fe₃O₄由于具有高的比表面、高的比饱和磁化强度和顺磁为零的超顺磁性而被广泛地用作磁流体的磁性粒子。水热法制备Fe₃O₄纳米颗粒的反应是：
3Fe²⁺ + 2S₂O₃^2- + O₂ + xOH^-=Fe₃O₄+S₄O₆^2-+2H₂O
请回答下列问题：

①水热法所制得的水基磁流体超过30天都未出现分层和混浊现象，因为该分散系是________。
②上述反应方程式x=___________________。
③该反应中1molFe²⁺被氧化时，被Fe²⁺还原的O₂的物质的量为_____。
（3）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是____________。
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如上图，该电池反应的化学方程式为_____________________________________________________。

直接甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）101 kPa时，1 mol CH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为                                     。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：
①CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g) 　△H₁="+49.0" kJ·mol^-1
②CH₃OH(g)+O₂(g)= CO₂(g)+2H₂(g)　△H₂
已知H₂(g)+O₂(g)===H₂O(g)　　△H ="-241.8" kJ·mol^-1
则反应②的△H₂= 　　　　　　　　　      。
（3）甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入　　　　极（填“正”或“负”），该极发生的电极反应为　　　　　　　　　　                　　。

（4）已知H—H键能为436 KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，根据化学方程式：
N_{2 （g）}+ 3H_{2 （g）}= 2NH_3（g） ΔH=" —92.4" KJ/mol，则N≡N键的键能是                 。

（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄ ( g ) + H₂O ( g )＝CO ( g ) + 3H₂ ( g )   △H ＝+206.0 kJ·mol^－1
II：CO ( g ) + 2H₂ ( g )＝CH₃OH ( g )       △H＝—129.0 kJ·mol^－1
CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为                                
（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式                                  。
②写出除去甲醇的离子方程式                            。
（3）写出以NaHCO₃溶液为介质的Al—空气原电池的电极反应式
负极                                                   。

科学家预言，燃料电池将是2l世纪获得电力的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或炭化钨作电极，在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇。同时向一个电极通入空气。
回答如下问题：
(1)配平电池放电时发生的化学反应方程式：
□CH₃OH+□O₂→□CO₂+□H₂O
(2)在硫酸电解液中，CH₃OH(C为－2)失去电子。此电池的正极发生的反应是　　　　　　　　　　　　　，负极发生的反应是　　　　　　　　　　　　。
(3)电解液中的H⁺向       极移动；向外电路释放电子的电极是       。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其主要有两点：首先燃料电池的能量转化效率高，其次是　　　　。
(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比．其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低．但其主要优点是　　　　　。

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示：

回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                、               ；
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是            ，电解氯化钠溶液的化学方程式为                                              ；
（3）若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为
              (已知N_A＝6.02×10²³mol^－1，电子电荷为1.60×10^－19C，列式表示即可)，最多能产生的氯气体积为      L(标准状况）。

（共10分）
（1）已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)；△H＞0，请回答下列问题：
①若要增大M的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为_______________。

A．加入一定量M	B．加入一定量N
C．反应温度升高	D．缩小容器体积

E．加入某物质作催化剂        F．分离出一定量P
②在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=" 1" mol·L－1，c(N)="2.4" mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转化率为_______________。此反应的化学平衡常数K＝_______________。
③若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)=" 4" mol·L－1，c(N)="a" mol·L－1；达到平衡后，c(P)="2" mol·L－1，a=_______________mol·L－1。
（2）随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。
下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子（电子转移的方向如下图所示），电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。则c电极是     （填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应式为_____________________________________________。