高中化学知识点总结《常见的化学电源》考点预测（2019年强化版）(十) 2019-05-30 02:42:52 【大 中 小】 1、选择题  已知蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成。两个电极用稀硫酸作电解质溶液。在放电时,两极发生的反应可分别表示为: Pb+S-2e-PbSO4 PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O 充电时,两极发生的反应分别表示为: PbSO4+2e-Pb+S PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++S 在蓄电池放电时,溶液的pH将(　　) A．不变 B．升高 C．降低 D．无法确定 参考答案：B 本题解析：将放电时的两个电极反应相加可得:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,可见,放电时不断消耗H2SO4,c(H+)减小,pH升高。 本题难度：一般 2、选择题  燃料电池是燃料（例如CO、H2、CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液．下列关于甲烷燃料电池的说法错误的是（　　） A．负极反应式为CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O B．正极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH- C．随着不断放电，电解质溶液碱性不变 D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大 参考答案：A、燃料在负极上失电子发生氧化反应，甲烷燃烧能生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾，所以电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，故A正确； B、氧气在正极上得电子，因为电解质溶液是氢氧化钾溶液，所以氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-，故B正确； C、该电池的电池反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，溶液由碱溶液变成盐溶液，所以碱性减弱，故C错误； D、根据能量转化的规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大得多，故D正确； 故选C． 本题解析： 本题难度：简单 3、选择题  科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，下列说法不正确的是 A．通入N2的电极发生的电极反应式为：N2 + 6e- + 8H+="=" 2NH4+ B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸 C．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极 D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl

参考答案：C

本题解析：A.该电池的本质是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2 + 6e- + 8H+=2NH4+，正确；B.反应过程中，H＋不断消耗导致PH值变大，需要加入盐酸，正确；C.该装置是原电池装置，电流由正极通过外电路流向负极，即由通入氮气的电极沿外电路流向通入氢气的电极，错误；D.通入氢气的电极为负极，生成的铵根离子与氯化氢结合生成氯化铵，所以A是NH4Cl，正确；选C。
考点：考查新型燃料电池的工作原理。

本题难度：一般

4、填空题  甲烷可制成合成气（CO、H2），再制成甲醇，代替日益供应紧张的燃油。
已知：①CH4 (g) ＋ H2O (g)= CO (g)＋3H2 (g)      △H1=+206.2kJ·mol－1
② CH4（g）＋O2（g）=CO（g）＋2H2（g） △H2=－35.4 kJ·mol－1
③CH­­4 (g) ＋ 2H2O (g) =CO­2 (g) ＋4H2 (g)     △H3="+165.0" kJ·mol－1
（1）CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为           。
（2）从原料选择和能源利用角度，比较方法①和②，为合成甲醇，用甲烷制合成气的适宜方法为           （填序号），其原因是           。
（3）合成气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：
Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO △H＜0
Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是          。
（4）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如右图（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

① 0<V≤44.8 L时，电池总反应方程式为            ；
② 44.8 L<V≤89.6 L时，负极电极反应为            ；
③ V="67.2" L时，溶液中离子浓度大小关系为            。

参考答案：（14分）（1）CH4 (g)+CO2 (g)=2CO (g)+2H2 (g)  △H="+247.4" kJ·mol－1（2分）
（2）②（2分）  选择CH4不完全燃烧制合成气时，放出热量，同时得到的CO、H2物质的量之比为1∶2，能恰好完全反应合成甲醇（2分）
（3）低温、高压（2分）
（4）①CH4 +2O2 +2KOH=K2CO3+3H2O（2分）
②CH4—8e－+ 9CO32－+3H2O=10HCO3－（2分）
③c(K＋)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H+) （2分）

本题解析：（1）根据盖斯定律，①×2—③可约去H2O(g)，则CH4(g)+CO2 (g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=①的△H×2—③的△H=[（+206.2）×2—（+165.0）] kJ·mol－1="+247.4" kJ·mol－1；（2）从能量角度比较，①是吸热反应，需要消耗更多能量，②是放热反应，不需要太多能量；从原子利用率角度，由于CO+2H2→CH3OH，①的产物中氢原子不可能全部变为CH3OH，而②的产物中所有原子都可能全部变为CH3OH；因此选②，甲烷不完全燃烧制合成气时放出热量，还得到物质的量之比为1∶2的CO和H2的混合气体，能恰好完全反应生成甲醇；（3）由于正反应是气态物质体积减小的放热反应，因此采用降低温度、增大压强能使平衡右移，提高CO的转化率，防止催化剂中毒；（4）n(KOH)=2mol/L×2L=4mol，可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O =2KHCO3；当0<V≤44.8 L时，0<n(CH4)≤2mol，则0<n(CO2)≤2mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，负极反应式为CH4—8e—+10OH—=CO32—+7H2O；当44.8 L<V≤89.6 L，2mol <n(CH4)≤4mol，则2mol <n(CO2)≤4mol，发生反应①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH4—8e—+ 9CO32—+3H2O =10HCO3—；当V="67.2" L时，n(CH4)=3mol，n(CO2)=3mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到1mol K2CO3和2mol KHCO3的溶液，则c(K＋)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H+)。
考点：考查化学反应运力，涉及运用盖斯定律计算焓变、热化学方程式的书写、评价物质合成方案、影响化学平衡的因素、燃料电池、溶液中离子浓度大小关系等重要考点。

本题难度：一般

5、填空题  （8分）下图是氨氧燃料电池示意图，按照此图的提示，回答下列问题：

（1）a电极作______极（填“正”、“负”或“阴”、“阳”），其电极反应式为_________________；
（2）反应一段时间后，电解质溶液的PH将?（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=" —92.4" kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=" —483.6" kJ·mol-1，试写出氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式：__________________________；
（4）若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌（制白铁皮），某铁皮上现需要镀上97.5g锌，理论上至少需要消耗氨气_________L（标准状况）。

参考答案：（8分）
（1）负（1分）? 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O（2分，见错无分）
（2）减小（1分）
(3) 4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g) ΔH=" —1266" kJ·mol-1（2分，见错无分）
(4)22.4（2分）

本题解析：略

本题难度：一般

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