高中化学验证原电池的效果填空题

丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知：


（1）反应
（2）现有1mol C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成1mol CO和2mol CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：

①下列事实能说明该反应达到平衡的是                      ,
a．体系中的压强不发生变化
b．
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d．CO₂的浓度不再反生变化
②5min后体系达到平衡，经测定，H₂为0．8mol，则v(H₂)=          。
③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数____（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在其内部可以传导O^2—。在电池内部O^2—由____极移向____极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应式为                 。
（4）用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg（NO₃）₂和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____     。

(15分)CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)。请回答下列问题：
（1）已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   △H= +180.5kJ/mol   ①
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)          △H= -393.5kJ/mol   ②
2C(s)+O₂=2CO(g)           △H= -221kJ/mol   ③
则2NO(g) + 2CO(g)N₂(g) + 2CO₂(g)△H=               。
（2）-定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(NO)=2amol、n(N₂)=bmol，且N₂占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=       （用只含a、V的式子表示）。
②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）
A．v(CO₂)_生成=v(CO)_消耗
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变
D．NO、CO、N₂、CO₂的物质的量浓度均不再变化
（3）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：

①有害气体NO的转化率是         ，0～15minCO₂的平均反应速率v(CO₂)=____。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是    （填序号）。
A．增加CO的量         B．加入催化剂
C．降低温度            D．扩大容积体积
（4）通过NO_x传感器可监测NO_x的含量，其工作原理如图所示，

则：
①Pt电极上发生的是   反应（填“氧化”或“还原”）；
②NiO电极上的电极反应式为        。

(13分)（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:
6Ag(s) + O₃(g) = 3Ag₂O(s)    ΔH₁
已知2Ag₂O(s) =" 4Ag(s)" + O₂(g)   ΔH₂
则常温下反应:  2O₃(g) = 3O₂(g)的ΔH=                 （用ΔH₁和ΔH₂表示）.
（2）在恒压下，将CH₄(g)和NO₂(g)置于密闭容器中发生化学反应：
CH₄(g) ＋2NO₂(g)N₂(g) ＋CO₂(g) ＋2H₂O(g)
在不同温度、不同投料比时，NO₂的平衡转化率见下表：

投料比[n(NO2) / n(CH4)]	400 K	500 K	600 K
1	60%	43%	28%
2	45%	33%	20%

①写出该反应平衡常数的表达式K =            。
②若温度不变，提高[n(NO₂) / n(CH₄)]投料比，则NO₂的平衡转化率         。（填“增大”、“减小”或“不变”。）
③由上表可知该可逆反应的正反应是      反应。
④400 K时，将投料比为1的NO₂和CH₄的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO₂的体积分数        。
（3）下图为连续自动监测氮氧化物（NO_x）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图。则NiO电极上NO发生的电极反应式为：                 。

请仔细观察两种电池的构造示意图，

回答下列问题：
（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可能的原因是                                                      。
（3）原电池可将化学能转化为电能。某课外活动小组设计两种类型的原电池，以   探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO₄(aq)， CuSO₄₍aq)；铜片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见下图），并作相应标注。

（要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素）
②组装原电池乙，要求：以铜片为电极之一，CuSO₄₍aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中，工作一段时间后，可观察到负极                                           。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是        ，（填“甲”或“乙”），其原因是                  。

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）已知：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) ΔH= -196.6kJ·mol^-1
2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g) ΔH= -113.0kJ·mol^-1
则反应NO₂(g)+SO₂(g)SO₃(g)+NO(g)的ΔH=            kJ·mol^-1。
（2）一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比2∶1置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是            。

A．体系压强保持不变

B．混合气体颜色保持不变

C．SO3和NO的体积比保持不变

D．每消耗1molSO3的同时生成1mol NO

若测得上述反应达平衡时NO₂与SO₂的体积比为5∶1，则平衡常数K=        。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图甲所示。该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。

（4）依据燃烧的反应原理，合成的甲醇可以设计如图乙所示的原电池装置。
① 该电池工作时，OH^-向         极移动（填“正”或“负”）。
② 该电池正极的电极反应式为                                             。

下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH 2K₂CO₃+6H₂O

（1）写出下列电极反应式：通入CH₃OH 的电极的电极反应式是：                   ，
B（石墨）电极的电极反应式为：                     。
（2）乙池中反应的化学方程式                        。
（3）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上转移电子          mol。

下图甲池和乙池中的四个电极都是惰性材料，乙池溶液分层，上层溶液为盐溶液，呈中性，请根据图示回答下列问题：

（1）通入乙醇（C₂H₅OH）的惰性电极的电极反应式为                                 。
若甲池可以充电，充电时A接电源的负极，此时B极发生的电极反应式为               。
（2）在乙池反应过程中，可以观察到            电极周围的溶液呈现棕褐色，反应完毕后，用玻璃棒搅拌溶液，则下层溶液呈现紫红色，上层接近无色，C极发生的电极反应                  。
（3）若在常温常压下，1gC₂H₅OH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                    。

金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知：铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬（CrSO₄）。

（1）铜铬构成原电池如右图1，其中盛稀硫酸烧杯中的现象为：                      。盐桥中装的是饱和KCl琼脂溶液，下列关于此电池的说法正确的是：

A．盐桥的作用是使整个装置构成通路、保持溶液呈电中性，凡是有盐桥的原电池，盐桥中均可以用饱和KCl琼脂溶液

B．理论上1molCr溶解，盐桥中将有2molCl^-进入左池，2molK^+进入右池

C．此过程中H^+得电子，发生氧化反应

D．电子从铬极通过导线到铜极，又通过盐桥到转移到左烧杯中

（2）如构成图2电池发现，铜电极上不再有图1的现象，铬电极上产生大量气泡，遇空气呈红棕色。写出正极电极反应式：                    。
（3）某同学把已去掉氧化膜的铬片直接投入氯化铜溶液时，观察到了预料之外的现象：①铬片表面上的铜没有紧密吸附在铬片的表面而是呈蓬松的海绵状；②反应一段时间后有大量气泡逸出，且在一段时间内气泡越来越快，经点燃能发出爆鸣声，证明是氢气。请解释这两种现象的原因___________。

PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol•L^-1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据计算PM2.5试样的pH               。
（2）NO_x汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

则N₂和O₂反应生成NO的热化学反应方程式为
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应：
②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极，KOH溶液作为电解质溶液，负极的电极反应式_     _。

电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag₂O，电解质溶液为KOH，其电极反应式为：Zn+2OH^—=ZnO+H₂O+2e^—      Ag₂O+H₂O+2e^—=2Ag+2OH^—
（1）电池的负极是__________（填物质），正极发生的是_______________反应(填反应类型)；
（2）总反应式为___________________________________________________________。

(12分)电解池、原电池对于金属冶炼、实验室研究具有十分重要的意义。
（1）电解方法精炼粗铜，电解液选用CuSO₄溶液，精炼过程中电解质溶液的浓度______________(填写“增大”、“减小”或“不变”)。铜在潮湿空气中会被锈蚀，写出该反应的化学方程式______________，锈蚀过程中发生了原电池反应，该电池的正极反应式为______________。
（2）研究发现有机合成反应可形成原电池，既生产产品，又生产电能。例如烯烃生产卤代烃的反应就可制成原电池，若电池总反应表示为：

则该原电池的负极反应式为_________________________。
（3）如图为Mg-NaClO燃料电池结构示意图，已知电解质溶液为NaOH溶液，且两电极中一个为石墨电极，一个为镁电极。

Y电极材料为_____________，X电极发生的电极反应式为_____________，若该电池开始时加入1L0.2 molNaOH溶液，然后从下口充入1L 0.1molNaClO溶液(忽略整个过程的体积变化)，当NaClO完全放电时溶液的pH=_______________。

（1）为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2﹣。

以辛烷（C₈H₁₈）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式                          ，已知一个电子的电量是1.602×10^﹣19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×10⁵C的电量时，生成
NaOH      g。
（2）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=﹣574kJ•mol^﹣1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=﹣1160kJ•mol^﹣1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：                         。
（3）某温度时，向AgNO₃溶液中加入K₂CrO₄溶液会生成Ag₂CrO₄沉淀，Ag₂CrO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示．

①该温度下，下列说法正确的是    ．

A．Ag2CrO4的溶度积常数（Ksp）为1×10^﹣8

B．含有大量CrO4^2-的溶液中一定不存在Ag^+

C．a点表示Ag2CrO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点变到b点

D．0.02mol•L^﹣1的AgNO3溶液与0.02mol•L^﹣1的Na2CrO4溶液等体积混合会生成沉淀

②若常温下K_sp[Cr（OH）₃]=10^﹣32，要使c（Cr³⁺）降至10^﹣5mol•L^﹣1，溶液的pH应调至   ．

27.氮是一种非常重要的元素，它的单质和化合物应用广泛，在科学技术和生产中有重要的应用。试回答下列问题：
（1）N₂和H₂为原料合成氨气的反应为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）  △H<0，下列措施可以提高H₂的转化率是（填选项序号）          。
a．选择适当的催化剂           b．增大压强 
c．及时分离生成的NH₃          d．升高温度
（2）在恒温条件下，将N₂与H₂按一定比例混合的气体充入一个2L固定容积的密闭容器中，10分钟后反应达平衡时，n（N₂）=1.0mol，n（H₂）=1.0mol，n（NH₃）=0.4mol，则反应速率v（N₂）=        mol/(L·min)。
（3）在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g） △H>0
该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如下图所示。若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）                  。

a．在t₁-t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施一定是升高温度
c．在t₃-t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₀-t₅时，容器内NO₂的体积分数在t₃-t₄时值的最大
（4）氨和联氨（N₂H₄）是氮的两种常见化合物，最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂，用次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1，写出该反应的化学方程式：                      。
（5）已知：N₂(g)+O₂(g) = 2NO(g)        △H=+180.5kJ/mol
N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)        △H=－92.4kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g)           △H=－483.6kJ/mol
若有17 g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为     。
（6）直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O，电解质溶液一般使用KOH溶液，则负极电极反应式是        ．从理论上分析，该电池工作过程中      (填“需要”或“不需要”)补充碱(KOH)．

23．能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上合成甲醇的反应原理为：CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g)  ΔH；
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根据表中数据可判断ΔH      0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
②在300℃时，将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将     （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
（2）以甲醇、氧气为原料，KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，则负极的电极反应式为：        ，随着反应的不断进行溶液的pH   (填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）如果以该燃料电池为电源，石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极的电极反应式为：                 ；如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L，溶液的pH为12（25℃下测定），则理论上消耗氧气的体积为       mL（标况下）。

(13分) A、B、C、D、E、F、G、H是核电荷数依次增大的短周期主族元素。元素A的原子半径是所有元素中最小的。A、E同主族，B、C、D同周期，D、G最外层电子数相等，G的质量数为D的2倍，元素B的一种常见单质可做惰性电极材料，其最高价氧化物甲为常见温室气体。B、D、G的质子数之和等于F、H的质子数之和，I单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀或损坏。回答下列问题：
（1）I元素在周期表中的位置                。
（2）化合物甲的结构式为                      。
（3）根据以上信息，下列说法不正确的是______________。
A．A和B能形成多种化合物
B．热稳定性: H₂D< H₂G
C．元素G的最高价氧化物对应水化物的酸性比H的弱
D．简单离子半径的大小顺序：r_D <r_E<r_F     E．沸点：H₂D< H₂G
F．同温同压下，将a L CA₃和b L AH通入水中，若所得溶液的pH=7，则a>b
（4）常温下，相同浓度F、I简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，F、I两元素先后沉淀，F (OH)_n完全沉淀的pH是4.7，I (OH)_n完全沉淀的pH是2.8，则k_sp较大的是：               （填化学式）
（5）若在H与I组成的某种化合物的溶液乙中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如图所示，其反应中正极电极反应式为              。

（6）若用石墨电极电解含有0．04 mol CuGD₄和0.04 mol EH的混合溶液400 mL，当阳极产生的气体784 mL（标况）时，溶液的pH=           （假设电解后溶液体积不变）。