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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）(二)
2019-05-30 02:42:52
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1、选择题 如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为：PbO2+Pb+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O．下列有关说法正确的是（ ）
A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能
B．K与N相接时，H+向负极区迁移
C．K与M连接时，所用电源的a极为负极
D．K与M相接时，阳极附近的pH逐渐增大
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参考答案：A、K与N相接时，是原电池，Pb做负极，PbO2做正极，能量变化为化学能转化为电能，故A错误；
B、K与N相接时，是原电池，Pb做负极，PbO2做正极，氢离子移向正极，故B错误；
C、K与M连接时，装置是电解池，电解池中的Pb为阴极连接电源的负极，故C正确；
D、K与M连接时，装置是电解池，阳极是PbO2，电极反应过程中生成氢离子，pH减小，故D错误；
故选C．
本题解析：
本题难度：简单
2、计算题 （8分）氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
（1）若电解质溶液为KOH，负极反应为_________________________________________
（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为______________________?，若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
（3）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=3mol·L—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到1.12L （标准状况）气体。此时氢氧燃料电池中消耗H2和O2的物质的量各是多少？（写出计算过程）（保留2位小数）
参考答案：(1)? 2 H2－4 e－?+ 4 OH－＝4 H2O?(2)? O2+4e－+ 4 H＋?＝ 2 H2O?18 g?
（3）H2和O2的物质的量分别为：0. 15 mol， 0.075 mol
本题解析：（1）负极失去电子，所以电极反应式为2 H2－4 e－?+ 4 OH－＝4 H2O。
（2）正极得到电子，所以氧气在正极通入，电极反应式为O2+4e－+ 4 H＋?＝ 2 H2O。每生成1mol水就转移2mol电子，所以是的质量是18g。
（3）考查电解池的有关计算。
阴极生成气体，说明铜离子全部析出，所以反应中转移电子是1mol/L×0.1L×2＋1.12L÷22.4L/mol×2＝0.3mol。
设消耗H2和O2的物质的量分别为x、y，则根据电子得失守恒可知
2H2?+? O2???2H2O? 4e—
2mol? 1mol? 4mol
x? y? 0.3mol
解得：x="0." 15 mol? y="0.075" mol
本题难度：一般
3、选择题 下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池说法中错误的是
A．a极是负极
B．正极的电极反应是：O2+2H2O+4e- = 4OH-
C．电子由a通过灯泡流向b
D．通入的气体Y为O2
参考答案：B
本题解析：A项：从图中可以看到，H+移向b极，可知b极为负极，a极为正极，故错。C项：电子是由b通过灯泡流向a的，故错。D项：b极为负极，通入的是H2，故错。故选B。
点评：本题考查的是燃料电池的知识，解答本题先从H+的移向入手，在原电池中阳离子移向负极，即可作答本题。
本题难度：简单
4、选择题 LiFePO4新型锂离子电池因其原材料丰富、对环境友好、循环性能和安全性能好的特点，具有广阔的应用前景。已知该电池放电时的电极反应式为：
正极：FePO4+Li++e－=LiFePO4，负极：Li－e－=Li+，下列说法中正确的是
A．充电时阳极反应为Li++e－=Li
B．充电时动力电池上标注“－”的电极应与外接电源的负极相连
C．放电时电池内部Li+向负极移动
D．放电时，在正极上是Li+得电子被还原
参考答案：B
本题解析：充电时电源正极变为阳极，与外接电源的正极相连，A错，B正确；放电时负极：Li－e－=Li+，Li+向正极移动，C错，正极：FePO4+Li++e－=LiFePO4，Li的化合价不变，Fe的降低，故D不正确。
本题难度：简单
5、填空题 (14分)汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
（1）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图：
则该反应的热化学方程式为_____________________________。
（2）对汽车加装尾气净化装置，可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体。
2xCO＋2NOx ="=" 2xCO2＋N2，当转移电子物质的量为0.4x mol时，该反应生成标准状况下的N2体积_____________________L。
（3）一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物，还可以用来合成很多有机物如甲醇等。在压强为0.1 MPa条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下反应生成甲醇： CO(g)＋2H2(g)  CH3OH(g)；△H＝ -b kJ?mol-1
①该反应的平衡常数表达式为_____________________________。
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______________
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1 mol CO和3 mol H2
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③经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：
温度（℃）
| 250
| 300
| 350
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K
| 2.041
| 0.270
| 0.012
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若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO) ＝0.4 mol/L、c(H2)＝0.4 mol/L、c(CH3OH)＝0.8 mol·L-1, 则此时v正___________v逆(填＞、＜或＝)。
（4）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子。该电池的正极反应式为_____________________________。电池工作时，固体电解质里的O2-向_______极移动。
参考答案：（每空2分共14分）
（1）N2(g)+O2(g)=2NO(g)；△H="+183" kJ/moL （2）2.24L
（3）①K=
②BD ③＜
（4）O2+4e-=2O2- 负
本题解析：（1）根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，所以氮气与氧气反应的反应热△H=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)；△H="+183" kJ/moL；
（2）根据2xCO＋2NOx ="=" 2xCO2＋N2，每生成1mol氮气，则转移电子的物质的量是4xmol，所以转移0.4xmol电子时，生成0.1mol氮气，标准状况下的体积是2.24L；
（3）①根据平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=
②A、升高温度，平衡逆向移动，甲醇的产率降低，错误；B、将CH3OH(g)从体系中分离，则生成物的浓度减小，平衡正向移动，甲醇的产率增大，正确；C、充入He，使体系总压强增大，但各物质的浓度不变，所以平衡不移动，甲醇的产率不变，错误；D、再充入1 mol CO和3 mol H2，则反应物浓度增大，平衡正向移动，甲醇的产率增大，正确，答案选BD；
③250℃时，Qc==0.8/0.43=12.5>2.041，则反应逆向进行，所以V正<V逆；
（4）甲醇燃料电池中，甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，因为电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子，所以正极反应式是O2+4e-=2O2-，在原电池中阴离子向负极移动，所以O2-向负极移动。
考点：考查热化学方程式的书写，化学平衡移动的判断，平衡常数的应用
本题难度：困难
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