高中化学验证原电池的效果试题

(16分，每空2分)现有如下两个反应：
（A）KOH + HNO₃ = KNO₃ + H₂O     （B）H₂SO₄+ Zn= ZnSO₄+H₂↑
（1）根据两反应本质判断能否设计成原电池：（A）           （B）            。
（2）如果不能，说明其原因                                              。
（3）如果可以，则写出作原电池的正极材料名称：     ，电极反应式：负极     ；正极    。
（4）在铜锌原电池中，以稀硫酸为电解质溶液，若工作一段时间后，锌片的质量减少了32.5克，则铜片表面析出了氢气        L，（标准状况下），导线中通过      mol电子。

有a、b、c、d四种金属，将a、b用导线连结起来，浸入电解质溶液中，a被氧化；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；将铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此推知它们的活动性由强到弱的顺序为

A．dcab

B．badc

C．dbac

D．dabc

科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇：
( CO₂ + 3H₂ = CH₃OH + H₂O )，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知 H₂(g)、 CO(g) 和 CH₃OH(l) 的燃烧热△H分别为-285.8 kJ·mol^-1、-283.0 kJ·mol^-1和-726.5kJ·mol^-1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ
（2）在容积为2L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T₁、T₂均大于300℃）；下列说法正确的是________（填序号）

①温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇的
平均速率为v(CH₃OH)= mol·L^-1·min^-1
②该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时 增大
（3）在T₁温度时，将1molCO₂和3molH₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为                  ( 用 a表示 )
（4）已知甲醇燃烧的化学方程式为2CH₃OH +3O₂ =2CO₂ +4H₂O ，在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为                   ，正极的反应式为                     

表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

族 周期	IA		0
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅧA
2				②	③	④
3	⑤		⑥	⑦		⑧	⑨

（1）证明⑨的非金属性比⑧强的实验事实是                                  ;
②的单质与③、⑧的最高价氧化物对应水化物的浓溶液都能发生反应，与⑧反应的化学方程式为                                。
（2）现有Z、W两种中学化学中的常见物质，它们由①、③、④中的两种或三种元素组成。Z的浓溶液常温下能使铁钝化，由此可知Z的化学式为          ；W中①、③两种元素的质量比为3:14，写出W的电子式             ；W与④的单质在催化剂、加热条件下发生的反应是工业制取Z的基础，写出该反应的化学方程式:                              。
（3）电动汽车的某种燃料电池，通常用NaOH作电解质，用⑥的单质、石墨作电极，在石墨电极一侧通入空气，该电池负极的电极反应                             。
⑧的一种氧化物，通常情况为气体，是形成酸雨的主要原因之一，可利用某种燃料电池，通常用硫酸溶液作电解质，用石墨作电极，在一端通入空气，另一端通入该气体，该电池负极的电极反应                        。该燃料电池的产物为              。

(10分) )氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物，因在生产、生活中发挥着重要的作用。完成下列问题：
（1）在一密闭容器中，进行如下化学反应：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T	298 K	398 K	498 K	…
K	4.1×10^6	K1	K2	…

①比较K₁、K₂的大小：K₁______K₂(填“>”、“=”或“<”)。
②若保持容器的容积不变，则该反应达到化学平衡状态的依据是________(填序号)。
A．2v(H₂)_正=3v(NH₃)_逆            B．v(N₂)_正=3v(H₂)_逆
C．容器内压强保持不变          D．混合气体的平均摩尔质量保持不变
③若维持容器的压强不变，达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N₂，此时逆反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”)；平衡常数_____。(填“增大”、“减小”或“不变”)
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，则K_sp(AgCl)____ K_sp(AgBr) (填“>”、“=”或“<”)。
( 2 )肼是氮元素的另一种氢化物，分子式为N₂H₄。
①298 K时，1.00 g N₂H₄(l)与足量的N₂O₄(l)完全反应生成氮气和水，放出19.15 kJ的热量。写该反应的热化学方程式_____________________________________。
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，为了充分利用其能量有人设计了原电池装置，电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H⁺的固体电解质，请写出负极反应式____________________。

有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液，B不易腐蚀。将A、D在稀盐酸中构成原电池，电流由A通过导线流向D。将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是
A．DCAB                B．DABC            C．DBAC             D．BADC

(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________。

如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：

（1）打开K₂，合并K₁，若所盛溶液为CuSO₄溶液：则A      极，A极的电极反应式为       ．若所盛溶液为KCl溶液：则B极的电极反应式为              ．
（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则A电极附近可观察到的现象是         ，Na⁺移向    极（填A、B）；总反应化学方程式是           ．
（3）如果要用电解的方法精炼粗铜，打开K₁，合并K₂，电解液选用CuSO₄溶液，则A电极的材料应换成是      （填“粗铜”或“纯铜”），反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺的浓度将会     （填“增大”、“减小”、“不变”）。

有人设计出利用CH₄和O₂的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH₄在O₂中燃烧，则下列说法不正确的是 （   ）
①在标准状况下，每消耗5.6L CH₄可以向外电路提供2mole^－
②通过甲烷电极的电极反应式为：CH₄+10OH^－－8e^－=CO₃^2－+7H₂O
③通过甲烷的电极为电池的正极，通过氧气的电极为负极
④电池放电后，溶液PH不断升高

A．①②

B．①③

C．①④

D．③④

一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O₂和CO₂混合气体，其总反应为：2CO＋O₂===2CO₂。则下列说法中正确的是    (　　)

A．通CO的一极是电池的正极

B．负极发生的电极反应是：O2＋2CO2＋4e^－―→2CO

C．负极发生的电极反应是：CO＋CO－2e^－―→2CO2

D．正极发生氧化反应

“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是

A．转移0.1mol电子时，a电极产生1.12LH₂
B．b电极上发生的电极反应是：2H₂O+2e^－＝H₂↑+2OH^－
C．c电极上进行还原反应，B电池中的H⁺可以通过隔膜进入A池
D．d电极上发生的电极反应是：O₂+4H^＋+4e^－＝2H₂O

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。电池的总反应可表示为：
下列说法错误的是

A．该电池工作时，正极反应为：

B．锂电极作该电池负极，负极反应为：

C．该电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

D．该电池组装时，必须在无水无氧条件下进行

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                                  。

X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是气体，在适当条件下可发生如下图所示变化，X、Y、Z为三种短周期元素，它们的原子序数之和为16.

已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C分子中的少一个。
请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是______________________。
（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入__________（填物质名称）；负极电极反应式为____________________。
（3）C在一定条件下反应生成A的化学方程式是_______________________________。
（4）已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应，△H＜0。将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。下列说法中，正确的是____________________（填写下列各项的序号）。
a．达到化学平衡时，正反应速率与逆反应速率相等
b．达到化学平衡时，Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1:1
c．达到化学平衡时，Y的单质的体积分数仍为50%
d．达到化学平衡的过程中，混合气体平均相对分子质量减小