必考题集—反应热 原电池原理
1.已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表:
1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 则表中x为( ) A.920 B.557 C.463 D.188
2.已知乙醇、石墨和氢气的燃烧热分别为a、b、c(均为正值,单位均为kJ·mol-1)。则反应2C(s,石墨)+2H2(g)+H2O(l)===C2H5OH(l)的焓变为( )
A.(a-2b-2c) kJ·mol-1 B.(2b+2c-a) kJ·mol-1 C.(b+c-a) kJ·mol-1 D.(a-2b-c) kJ·mol-1
3.甲醇燃料电池容易携带、容易存储等优点,目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型,下列有关说法正确的是( ) A.Y极为电池的负极
B.X极的电极反应式:CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+ C.若常温下用该电池电解100 mL KCl溶液至pH=12时,电池质子交换膜迁移的A为0.01 mol
D.空气以20%为氧气计算,X极每消耗1 mol甲醇,Y极必消耗168 L空气中的氧气
4.人工光合作用能够借助太阳能用CO2和水制备化学原料,如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法中正确的是( ) A.催化剂a处通CO2气体,催化剂b处加水
B.催化剂a处发生的反应为2H2O+4e-===O2↑+4H+ C.该电池的电解质溶液可采用HCOOH溶液
D.在合成HCOOH的过程中,电池内部的H+的物质的量浓度不发生改变 5.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为NaTi2(PO4)3 +2Na2NiFeⅡ(CN)6
放电
Na3Ti2(PO4)3 充电
O===O 496 H—H 436 H—O(g) x +2NaNiFeⅢ(CN)6(注:其
中P的化合价为+5,Fe的上标Ⅱ、Ⅲ代表其价态)。下列说法不正确的是( ) A.放电时,NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B.放电时,负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中
C.充电过程中阳极反应式为2NaNiFeⅢ(CN)6+2Na++2e-===2Na2NiFeⅡ (CN)6 D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变 6.寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池,总反应为FePO4+Li离子,下列说法错误的是( )
A.放电时,正极材料是FePO4 B.放电时,正极反应为FePO4+Li
+
放电
LiFePO4,电池中的固体电解质可传导充电
+e-===LiFePO4
C.充电时,阴极反应为Li++e-===Li D.充电时,Li+ 和Fe2+向阴极移动,
-
PO34向阳极移动
7.随着各地“限牌”政策的推出,电动汽车成为汽车届的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池,其工作原理如图,A 极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许 Li+通过,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2LiCoO2。下列说法不正确的是( ) A.充电时Li+从右边流向左边
B.放电时,正极锂的化合价未发生改变
C.充电时B作阳极,该电极放电时的电极反应式为Li1-x CoO2+xLi++xe-===LiCoO2
D.废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收
8.(1)右图是钒电池基本工作原理示意图钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、VO+2)为正极和负极电极反应的活性物质的,电池总反应为:V+VO2+2H
2+
+
+ 放电
放电
C6+充电
充电
VO
2+
+V3++H2O。放电时
的正极反应式为____________________________,充电时的阴极反应式为_____________________________。放电过程中,电解液的pH________(填“升高”、“降低”或“不变”)。 (2)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________(填字母)。
+2+3+2+
a.VO+2、VO混合液 b.V、V混合液 c.VO2溶液
d.VO2+溶液 e.V3+溶液 f.V2+溶液
(3)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是_______________________。
(4)CO燃料电池以铂为两极,熔融Li2CO3和Na2CO3作电解质,空气与CO2的混合气为正极助燃气,该电池的正极反应为___________________,负极反应为___________________。若电解质为熔融的金属氧化物,且正极通入的是空气,此时电池的正极反应为___________________,负极反应为___________________。 9.写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为____________________________________________________。 (2)化学反应N2+3H2===2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式
________________________________________________________。
必考题集--反应热 原电池原理参考答案 1-7 CABCC DD
+--2+3+2+
8.答案 (1)VO+2+2H+e===VO+H2O V+e===V 升高 (2)acd (3)H+
---2-2- (4)O2+4e-+2CO2===2CO22CO3 2CO+2CO3-4e===4CO2 O2+4e===2O
+2O2--4e-===2CO2
9.(1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1 (2)N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(c+b-a)kJ·mol-1
必考题集—电解原理
1.下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的pH值明显下降的是( )
2.如图的装置,左为铁电极,右为石墨电极,a为水或某种溶液。若两电极直接连接或外接电源,石墨上可能发生的反应是( )
①2H++2e-===H2↑ ②O2+4e-+2H2O===4OH- ③2Cl--2e-===Cl2↑ A.①
B.② C.①② D.①②③
3.按如图所示的装置进行电解实验。A极是铜锌合金,B极为纯铜,电解质溶液为硫酸铜溶液(足量)。通电一段时间后,A极恰好全部溶解,此时B极质量增加7.68 g,溶液质量增加0.03 g,则A合金中铜、锌原子个数比为( ) A.4∶1 C.2∶1
B.3∶1 D.任意比
4.将H2S通人FeCl3 溶液中,过滤后将反应液加入电解槽中电解(如下图所示),电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。下列有关说法正确的是( ) A.过滤得到的沉淀可能是FeS和S
B.若有0.20 mol的电子转移,一定能得到2.24 L的氢气 C.可以用Fe与外接电源的a极相连 D.与a极相连的电极反应为Fe2+-e-===Fe3+
5.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,则下列有关说法中正确的是( ) A.X为直流电源的正极,Y为直流电源的负极 B.阳极区pH减小 C.图中的b<a
-+2-D.阴极的电极反应为HSO-3-2e+H2O===SO4+3H和--+2-SO23-2e+H2O===SO4+2H
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