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高中化学必备知识点《原电池原理》答题技巧(2017年最新版)(八)
2017-08-22 16:08:51
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、选择题 当电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和碳酸钠溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法正确的是 A.电池的正极反应式为:O2十2H2O十4e-=4OH- B.当电池负极消耗mg气体时,电解池阳极同时有mg气体生成 C.电解后c(Na2CO3)变小 D.电池中c(KOH)不变;电解池中溶液pH变大
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参考答案:A
本题解析:燃料电池正极发生还原反应,A正确;负极为氢气放电,当消耗mg气体时,则转移了m mol电子,电解池阳极为氢氧根离子在放电,此时生成m/4 mol氧气,则8mg,B错;电解饱和碳酸钠溶液,实则电解水,碳酸钠的浓度不变,C错;电池中KOH的浓度变小,D错。 考点:电解池 点评:电解池是历年高考常考知识点,注重考查学生分析问题、解决问题的能力。近年来常以新型电解池进行考查。
本题难度:一般
2、填空题 某物质A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。其 与水加成的产物B是一种常用的有机溶剂,在生活中有重要的应用。 (1)A的电子式为________,B的分子式为________。 若用B与O2制成燃料电池,并以稀硫酸溶液为电解质溶液,回答(2)-(5)题: (2)负极上的电极反应式为_______________________________________。 (3)消耗标准状况下的5.6 L O2时,有__________mol电子发生转移。 (4)开始放电时,正极附近溶液的pH__________(填“增大”、“减小”或“不变”); (5)溶液中H+由___________区向__________区移动(填“正极”或“负极”)。
参考答案:(1) ;分子式 C2H6O (各1分) (2)C2H6O -12e- +3H2O =12H+ +2CO2 ↑ (3分)?(3) 1?(1分) (4)增大 (1分)?(5) 负极?正极 ( 各1分)
本题解析:(1)某物质A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,可知A为乙烯, 电子式为 ;与水加成的产物B是一种常用的有机溶剂,则B为乙醇。则答案为分子式 C2H6O 。 (2)若用B与O2制成燃料电池,并以稀硫酸溶液为电解质溶液,由乙醇燃料电池发生的氧化还原反应可知乙醇失去电子,则在负极上发生失电子反应C2H6O -12e- +3H2O =12H+ +2CO2 ↑ 。(3)根据电子守恒,当消耗5.6 L O2时,即0.25mol氧气反应了,转移1mol电子。(4)开始放电时,正极反应中有氢离子参加了反应,故附近溶液的pH增大。(5)溶液中H+由负极区向正极区移动。
本题难度:一般
3、选择题 有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验: ①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,A极为负极; ②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,电流由D→导线→C; ③A、C用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,C极产生大量气泡; ④B、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,D极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序为(?) A.A>B>C>D?B.A>C>D>B C.C>A>B>D?D.B>D>C>A
参考答案:B
本题解析:金属与稀H2SO4组成原电池,活泼金属为负极,失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属为正极,H+在其表面得到电子生成H2,外电路中电子流动方向由负极―→正极,电流方向则由正极―→负极。在题述原电池中,A—B—稀H2SO4原电池,A为负极;C—D—稀H2SO4原电池,C为负极;A—C—稀H2SO4原电池,A为负极;B—D—稀H2SO4原电池,D为负极。综上可知,金属活动性为:A>C>D>B。
本题难度:简单
4、填空题 (18分)C、O、Na、Al、S、Cl是常见的六种元素 (1)C元素位于元素周期表第 周期,第 族;C元素的一种同位素可以测定文物年代,这种同位素的符号为 (2)用“大于”“小于”或“等于”填空
离子半径
| 还原性
| 得电子能力
| N3- Al3+
| O2- S2-
| 35Cl 37Cl
| (3)①CaCO3和适量HCl溶液反应时,每产生4.4 g 气体(不考虑气体溶解),放热a kJ,则该反应的热化学方程式为 。 ②上述反应至无气泡逸出后,取适量残留溶液,插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液,测得pH变化曲线如图所示

 请用离子方程式表示B-C段发生的反应: (4)氢气、氧气常用来作燃料电池,写出电解质为氢氧化钠溶液时负极上的电极方程式
参考答案:(1)二 、IVA 、 14C (每空1分,共3分) (2)大于 小于 等于(每空1分,共3分) (3)①CaCO3(s)+ 2HCl(aq)= CaCl2(aq)+ H2O(l) +CO2(g)?H =" -10a" kJ/mol (2分) ②Ca2++ CO32-= CaCO3↓(2分) (4)H2-2e-+2OH- = 2H2O(2分)
本题解析:(1)C元素位于元素周期表第二周期,IVA族,常用14C测定文物年代,这种同位素的符号为14C; (2)N3-与 Al3+的电子层结构相同,则原子序数小的离子半径大,所以离子半径:N3-大于Al3+;O的氧化性大于S,则O2-的还原性小于S2-;35Cl与 37Cl都是Cl元素的不同原子,化学性质相似,所以得电子能力相同; (3)①CaCO3和适量HCl溶液反应时生成二氧化碳气体,氯化钙、水,所以4.4g二氧化碳的物质的量是4.4g/44g/mol=0.1mol,则1mol碳酸钙与适量HCl溶液反应放出的热量是10akJ,则该反应的热化学方程式为CaCO3(s)+ 2HCl(aq)= CaCl2(aq)+ H2O(l) +CO2(g)?H =" -10a" kJ/mol; ②因为二氧化碳能溶于水,使氯化钙溶液显酸性,所以开始加入的碳酸钠与溶解的二氧化碳反应,BC段的pH保持不变,说明此时加入的碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,离子方程式为Ca2++ CO32-= CaCO3↓; (4)氢氧燃料电池中负极发生氧化反应,所以在负极发生反应的是氢气,电解质溶液是氢氧化钠,则氢气失去电子,与电解质溶液中的氢氧根离子结合为水,所以负极的电极反应式为H2-2e-+2OH- = 2H2O。 考点:考查元素位置的判断,离子半径、还原性的判断,热化学方程式的书写,原电池电极反应式的书写
本题难度:困难
5、填空题 (本题共8分) 水煤气法制甲醇工艺流程框图如下
 (注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成) (1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为??; ②下列能提高碳的平衡转化率的措施是??。 A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强
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(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4 (g)+3/2O2 (g)

CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是
?(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是
?。
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g)

CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
| H2
| CO
| CH3OH
|
浓度/(mol·L-1)
| 0.2
| 0.1
| 0.4
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①比较此时正、逆反应速率的大小:
v正
?v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1、则该时间内反应速率
v(CH3OH) =
?mol·(L·min)-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是
?。
参考答案:(1)①
;?②BC(2分)
(2)Z,催化效率高且活性温度低(或催化活性高速度快,反应温度低产率高)
(3)① >?②0.03 mol·L-1·min-1。
(4)提高原料CO、H2的利用率(或提高产量、产率亦可)。
本题解析:(1)①平衡常数是指在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,因此平衡常数表达式为
。
②碳是固体,增加碳的质量平衡不移动。增大水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,碳的转化率增大。正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,转化率增大。反应是体积增大的,所以增大压强,平衡向逆反应方向移动,转化率降低,所以正确的答案选BC。
(2)由于反应是放热反应,而Z催化效率高且活性温度低,所以应该选择Z。
(3)①根据表中数据可知,此时
>160,所以正反应速率大于逆反应速率。
②设通入的氢气和CO得失y,生成甲醇的浓度是x,则y-2x=0.4mol/L,y-x=0.7mol/L,解得x=0.3mol/L,因此甲醇的反应速率是0.03 mol·L-1·min-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是提高原料CO、H2的利用率.
本题难度:一般