高中化学验证原电池的效果填空题

（实验班做）
现有A、B、C、D、E五种常见短周期元素，已知：
①元素的原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；
②A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素；B与C的位置相邻；C元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；
③B、D、E三者的最高价氧化物有水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素；
④B、E两种元素原子最外层电子数之和等于A、C、D三种元素原子最外层电子数之和。
请填写下列空白：
（1）写出乙+丙在溶液中反应的离子方程式______________________________________________________________________。
（2） 化合物BA₃与BC在加热和有催化剂存在的条件下能发生反应，生成两种无毒物质，其反应的化学方程式为：___________________________________________。
（3） 某原电池中，电解质溶液为稀H₂SO₄,分别向负极通入碳元素与元素C（原子物质的量之比1：1）形成的化合物,向正极通入元素C最常见的单质,试完成下列问题：
正极反应：________________________；
负极反应：________________________；
电解质溶液pH的变化_______．(填“增大”“减小”或“不变”．下同)

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，进行氯化铜溶液电解实验，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， b电极的名称是              ，电解氯化铜溶液的化学方程式为                              。
（3）若电解池中b电极增重3.2g，则理论上a电极产生的气体体积为        L（标准状况），通过电解池的电子的物质的量为           mol。

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电极上电极反应式为        ；
（3）若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积
为            L (标准状况)。

（1）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知：N≡N键的键能是948.9kJ·mol^－1，H－H键的键能是436.0 kJ·mol^－1；由N₂和H₂合成1molNH₃时可放出46.2kJ的热量。则N－H键的键能是                          。
（2）肼N₂H₄可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂O₂或N₂O₄反应均生成N₂和水蒸气。
已知：①N₂(g)+2O₂(g)= N₂O₄（1）           △H₁= -19.5kJ·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                                            ；
肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为                  。

如图杠杆AB两端分别挂着体积相同质量相同的空心铁球和空心铜球。调节杠杆使其保持平衡，一段时间后小心加入浓CuSO₄溶液，回答下列有关问题（不考虑铁丝反应和两球的浮力变化)

（1）若杠杆为绝缘体，则A端_____（填“高”或“低”)，发生反应的离子方程式___________。
（2）若杠杆为导体，则A端______（同上)，在此过程中铁丝、杠杆、小球、CuSO₄溶液构成了原电池，电极反应分别是，
正极：_____________         ___________，
负极：___________________________________。
（3）若杠杆为导体，一段时间通过杠杆电子数为0.1N_A，则俩球质量相差       g。

以下甲、乙、丙为探究原电池原理的有关装置，试回答下列问题：

（1）甲中预计可以观察到得现象是：铜片上        （填“有”或“没有”）气泡产生，锌片上    （填“有”或“没有”）气泡产生。
（2）乙中锌为原电池的            极，电极反应是           ；铜为原电池的            极，电极反应是              。原电池总反应为
（3）丙中电流计A的指针是否发生偏转：        （填“是”或“否”）

（1）利用Zn＋2FeCl₃=ZnCl₂＋2FeCl₂反应，设计一个原电池，写出电极反应式。 正极              ，负极         ，电解质溶液          ，电极反应式                   、                  。
（2）下列操作中能使所配制的NaOH溶液浓度偏高的是      
A 称量的是长期暴露在空气中的NaOH
B 容量瓶不干燥
C 将溶解于烧杯中的NaOH溶液未经冷却就转移到容量瓶中进行配制。
D 混匀容量瓶中溶液后，发现液面低于刻度线，再向容量瓶中加蒸馏水至刻度线
E．定容时，俯视液面使之与刻度线相切

某兴趣小组为了提高电池的效率，设计了下图所示的原电池。

请回答下列问题：
（1）若X是AlCl₃溶液，Y是稀硫酸，请你写出电极名称及电极反应：
Al片(　　)　，              Cu片(　　)　。 
（2）若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，请你写出电极名称及电极反应：
Al片(　　)　，             Cu片(　　)　。 

（共14分）氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
（1）以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池，因产物无污染，在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极，KOH溶液作电解质溶液，则该电池负极电极反应式为          。
（2）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N₂+3H₂2NH₃。该可逆反应达到平衡的标志是________________。

A．3v(H2)正=2v(NH3)逆

B．单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2

C．容器内的总压强不再随时间而变化

D．混合气体的密度不再随时间变化

E．a molN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键断裂
F．N₂、H₂、NH₃的分子数之比为1∶3∶2
（3）某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN₂和3molH₂，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在一定温度压强下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：

反应时间/min	0	5	10	15	20	25	30
压强/MPa	16.80	14.78	13.86	13.27	12.85	12.60	12.60

则从反应开始到25min时，以N₂表示的平均反应速率=         ；该温度下平衡常数K=          ；
（4）以CO₂与NH₃为原料合成尿素[化学式为CO(NH₂)₂]的主要反应如下，已知：
①2NH₃(g)+CO₂(g) ="=" NH₂CO₂ NH₄(s)     △H=" —l59.5" kJ/mol
②NH₂CO₂NH₄(s) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)  △H="+116.5" kJ/mol
③H₂O(1) ="=" H₂O(g)                      △H=+44.0kJ/mol
写出CO₂与NH₃合成尿素和液态水的热化学反应方程式                         ；
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH₂CO₂NH₄固体于300K下分解，平衡时P[H₂O(g)]为a Pa，若反应温度不变，将体系的体积增加50%，则P[H₂O(g)]的取值范围是_________________（用含a的式子表示）。（分压=总压×物质的量分数）

（1）环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO转化为N₂，从而清除污染。该反应中涉及的粒子有：H₂O、Al、OH、Al(OH)₃、NO、N₂，写出反应的离子方程式                     。
（2）我国首创的海洋电池以海水为电解质溶液，电池总反应为：4Al+3O₂+6H₂O=4Al(OH)₃。电池正极的电极反应式为                                      。
（3）已知：4Al(s)+3O₂(g)=2Al₂O₃(g)  △H=－2834.9kJ/mol
Fe₂O₃(s)+C(s)= CO₂(g)+2Fe(s)  △H=+234.1kJ/mol
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)  △H=－393.5kJ/mol
写出铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式                   。
（4）将一定质量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mol，pH=14的溶液，然后2mol/L盐酸滴定，可得沉淀质量与消耗的盐酸体积关系如下图：则反应过程中产生氢气的总体积为    L（标准状况）

（1）已知反应Ⅰ：4NH₃(g)+3O₂(g)==2N₂(g)+6H₂O(g)   △H=－1266.8kJ/mol
反应Ⅱ：N₂(g) + O₂(g)="=" 2NO(g)    △=＋180.5kJ/mol
它们的平衡常数依次为K₁、K₂
①写出氨高温催化氧化生成NO的热化学方程式                                ，该反应的化学平衡常数的表达式K=           (用含K₁、K₂的代数式表示)。
②反应Ⅰ可设计成燃料电池，若该电池以KOH溶液作电解质溶液，则负极的电极反应式为：                       。该电池使用过程中，正极附近溶液的pH将    （填“升高”、“降低”或“不变”）。
（2）已知：N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)  △H=－92kJ/mol。
①为提高H₂的转化率，宜采取的措施有            （填字母）

A．及时移出氨	B．升高温度
C．使用催化剂	D．循环利用和不断补充N2

②在一定温度、压强下，将N₂和H₂按体积比1:3在密闭容器中混合，当反应达平衡时，测得平衡混合气体中NH₃的体积分数为25%，此时H₂的转化率为                。

原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：

（1）a和b用导线连接，Cu极为原电池_________极（填“正”或“负”），电极反应式为                 Zn极发生_________（填“氧化”或“还原”）反应。溶液中H⁺移向____________（填“Cu”或“Zn”）极。
（2）无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀。若转移了0.2mol电子，则理论上Zn片质量减轻______g。
（3）有同学想把Ba(OH)₂•8H₂O晶体与NH₄Cl晶体的反应设计成原电池，你认为是否可行？        （填“是”或“否”），理由是                             。

(12分)(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241．8kJ,写出该反应的热化学方程式:               。若1ｇ水蒸气转化成液态水放热2．5kJ,则氢气的燃烧热为△Ｈ=    kJ/mol。
（2）近年来已经研制出甲烷（CH₄）燃料电池，该电池的电解质溶液为H₂SO₄溶液，
写出该电池负极的电极反应式：_____________________________。
该电池总反应式：_____________________________。
（3）用惰性电极电解AgNO₃溶液，写出该电解反应的化学方程式               ；若在阳极收集到 0．32 g O₂，中和电解生成的酸需0．4 mol·L^-1NaOH溶液        mL

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H₂)还原氧化铁，有关反应为：
CH₄(g)＋CO₂(g)===2CO(g)＋2H₂(g) ΔH＝+260 kJ·mol^－1
已知：2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g)   ΔH＝－566 kJ·mol^－1。
则CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学方程式为______________________________。
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为2L 2mol/LKOH溶液），通过装置Ⅱ制备稀H₂SO₄。若持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷的体积V L。

①0<V≤44.8时，装置Ⅰ的总反应方程式为：                        。
②44.8<V≤89.6时，装置Ⅰ中负极电极反应为：                                。
③装置Ⅱ中C棒上的电极反应式为：                        。
④ 若装置Ⅰ中消耗的甲烷在标况下的体积为22.4L，则装置Ⅱ中理论上生成的H₂SO₄的物质的量为        mol。

（1）肼(N₂H₄)又称联氨，在常温下是一种液态燃料，可用作火箭燃料。已知在25℃时,101kPa时，1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19.5kJ热量，表示N₂H₄燃烧热的热化学方程式是        。
（2）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，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：         。
（3）下图是一个电解过程示意图。假设使用肼－空气燃料电池作为该过程中的电源，铜片质量变化为16g，则肼－空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气       L。(假设空气中氧气体积分数为20%)