南昌高考化學(xué)培優(yōu)易錯(cuò)試卷(含解析)之化學(xué)反應(yīng)與能量變化(編輯修改稿)
2025-03-31 22:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (3)甲烷燃料電池相較于直接燃燒甲烷有著更高的能量轉(zhuǎn)化效率，某甲烷燃料電池，正極通入空氣，以某種金屬氧化物為離子導(dǎo)體（金屬離子空穴中能傳導(dǎo) O2），該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________________________________。(4)甲烷與水蒸氣重整制氫是工業(yè)上獲得氫氣的重要手段。若甲烷與脫鹽水在一定條件下反應(yīng)生成H2，同時(shí)得到體積比為1:3的CO2和CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________?；旌蠚怏w中的CO2可用濃氨水脫除，同時(shí)獲得氮肥NH4HCO3，該反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________________?！敬鸢浮? CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H= 892 kJmol1 CH48e+4O2=CO2+2H2O NH3H2O+CO2=NH4++ 【解析】【分析】【詳解】(1)n(CH4)==mol，n(H2O)==mol，n(CH4):n(H2O)=:≈1:6，所以x=6，故答案為：6；(2) 由表格可知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的△H=（4413+249828034463）kJmol1= 810 kJmol1，又因?yàn)棰贖2O(l)=H2O(g) △H=41，將①2②得：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=（810241）= 892 kJmol1，故答案為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= 892 kJmol1；(3)甲烷在負(fù)極失電子，被氧化，結(jié)合電解質(zhì)、原子守恒、電荷守恒可得負(fù)極反應(yīng)為：CH48e+4O2=CO2+2H2O，故答案為：CH48e+4O2=CO2+2H2O；(4)由已知可知道，反應(yīng)物為甲烷和水，生成物為氫HCO和CO2，結(jié)合CO2 和 CO的體積比為1:3可得方程式為：。二氧化碳和氨水反應(yīng)生成NH4HCO3的離子方程式為：NH3H2O+CO2=NH4++，故答案為：；NH3H2O+CO2=NH4++。【點(diǎn)睛】燃料電池電極反應(yīng)的書寫：燃料在負(fù)極失電子，O2在正極得電子。7．高鐵電池是一種新型可充電電池該電池能較長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。（1）高鐵電池的負(fù)極材料是___。（2）放電時(shí)，正極發(fā)生__（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；負(fù)極的電極反應(yīng)式為__。（3）放電時(shí)，__（填“正”或“負(fù)”）極附近溶液的堿性增強(qiáng)?！敬鸢浮縕n 還原 Zn2e+2OH=Zn(OH)2 正 【解析】【分析】放電時(shí)該裝置相當(dāng)于原電池，根據(jù)原電池有關(guān)原理進(jìn)行解答?！驹斀狻浚?）電池的負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。由高鐵電池放電時(shí)的總反應(yīng)方程式可知，負(fù)極材料應(yīng)為Zn。答案為：Zn。（2）原電池放電時(shí)，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極材料為鋅，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由總反應(yīng)可知溶液為堿性，所以負(fù)極反應(yīng)式為：Zn2e+2OH=Zn(OH)2。答案為：還原；Zn2e+2OH=Zn(OH)2。（3）放電時(shí)K2FeO4中的Fe的化合價(jià)由+6價(jià)變?yōu)?3價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：FeO42+4H2O+3e=Fe(OH)3+5OH，正極上生成氫氧根離子導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液的堿性增強(qiáng)。答案為：正。8．(1)二氧化硫一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池可以利用大氣所含SO2快速啟動(dòng)，其裝置示意圖如圖：①質(zhì)子的流動(dòng)方向?yàn)開_______________（“從A到B”或“從B到A”）。②負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________。(2)工業(yè)上吸收和轉(zhuǎn)化SO2的電解裝置示意圖如下（A．B均為惰性電極）：①B極接電源的________________極（“負(fù)”或“正”）。②A極的電極反應(yīng)式是_________________。【答案】從A到B SO22e+2H2O=SO42+4H+ 正 2SO32+4H++2e=S2O42+2H2O 【解析】【詳解】(1)①二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，所以二氧化硫所在電極為負(fù)極，氧氣所在電極為正極，原電池中陽離子移向正極，所以質(zhì)子移動(dòng)方向?yàn)椋簭腁到B；②二氧化硫在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：SO22e+2H2O═SO42+4H+；(2)①依據(jù)圖示可知，二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū)，陽極與電源的正極相連，即B極接電源的正極；②A為陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)由SO32生成S2O42，電極反應(yīng)式為2SO32+4H++2e=S2O42+2H2O。9．燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為氫氧燃料電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是___，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開__(用a、b表示)。（2）負(fù)極反應(yīng)式為___，正極反應(yīng)式為___。（3）用該燃料電池作電源，用Pt作電極電解飽和食鹽水：①寫出陰極的電極反應(yīng)式：___。②寫出總反應(yīng)的離子方程式：___。③，燃料電池中消耗標(biāo)況下H2___L?！敬鸢浮坑苫瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 由a到b 2H2－4e+4OH=4H2O O2+4e+2H2O=4OH 2H2O+2e=H2↑ +2OH或2H+ +2e=H2↑ Cl＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑ 【解析】【分析】（1）原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；（2）負(fù)極上燃料失電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算消耗氫氣的物質(zhì)的量【詳解】(1)該裝置是把化學(xué)物質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)化為電能，所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；在原電池中，?fù)極上失電子，正極上得電子，電子的流向是從負(fù)極流向正極，所以是 由a到b，故答案為：由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；由a到b；(2)堿性環(huán)境中，該反應(yīng)中負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)式為2H2－4e+4OH=4H2O，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OH，故答案為：2H2－4e+4OH=4H2O；O2+4e+2H2O=4OH；（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陰極上氫離子放電，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2↑ +2OH或2H+ +2e=H2↑，陽極上氯離子放電生成氯氣，所以總反應(yīng)離子方程式為：Cl＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑ ，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算消耗氫氣的物質(zhì)的量
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