化学反应与能量 电化学基础

1、化学反应与能量 电化学基础1.（2009.5青岛模拟）右图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解质溶液，下列有关说法中不正确的是 A该能量转化系统中的水也是可以循环的 B燃料电池系统产生的能量实际上来自于水 C水电解系统中的阳极反应： 4OH 4e =2H2O+O2 D燃料电池放电时的负极反应：H22e2OH=2H2O2.（09·福州八中模拟）LiFePO4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为奥运会绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为：正极 FePO4+Li+e=LiFePO4 负极 Lie= Li+下列说法中正确的是（ ）A充电时电池反应为FeP

2、O4+Li = LiFePO4B放电时，在正极上是Li得电子被还原C放电时电池内部Li+向负极移动 D充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连3.（09·临沂一模）已知：H2O（g）=H2O（1） H1=-Q1kJ·mol-1CH3OH（g）=CH3OH（1） H2=-Q2kJ·mol-12CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g） H3=-Q3kJ·mol-1（Q1、Q2、Q3均大于0）若要使32g液态甲醇完全燃烧，最后恢复到室温，放出的热量为（单位：kJ）AQ1+ Q2+ Q3 Q3- Q2+2 Q1 Q3+ Q2-

3、2 Q11+ Q2+ Q3）4.（09·临沂一模）如右图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液，c（I）、c(II)为多孔石墨电极。断开S2接通S1后，c(I)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。说明此时该装置形成了原电池。关于该原电池的叙述正确的是A. c(II)的电极名称是负极B.外电路电流方向：c（I）c(II)C. c（I）的电极反应式为：H2+2OH-2e-=2H2OD.溶液中的Na+向c（I）极移动5.（09·江门一模）己知25oC、10IkPa条件下： 4AI（s

4、）302（g）2A12O3，H一28349kJ·mol一 4AI（s）202（g）2A12O3，H一31191gkJ·mol一 由此得出的正确结论是 A等质量的02比03能量低，由02变03为放热反应 B等质量的02比03能量低，由O：变03为吸热反应 C03比02稳定，由02变03为放热反应 DO：比03稳定，由02变03为吸热反应6.（09·汕头一模）T 时，N2与H2反应生成NH3，其能量变化如图（）所示。若保持其他条件不变，温度分别为T1 和T2 时，H2的体积分数与时间的关系如图（）所示。则下列结论不正确的是 （ ） A该反应的热化学方程式：N2(g)

5、H2(g)NH3(g)；H (a+b)kJ·mol-1B该反应的热化学方程式：N2(g)3H2(g)2NH3(1)；H 2(a-b-c)kJ·mol-1C T1T2，且正反应为放热反应D 其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且H2的转化率增大7.（09·深圳市一模）LiFeP04 锂离子动力电池是奥运会绿色能源。该电池放电时电极反应式为： 正极FeP04+Li+e一LiFeP04负极Li-e一Li，下列说法中，正确的是 （ ） A.充电时，反应为FeP04+LiLiFeP04 B.充电时，电池上标注“”的电极应与外接电源的正极相连 C.放电时，在正极上是

6、Li得电子被还原 D.放电时，电池内部Li向负极移动8.（09·湛江市二模）镁酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸)，下列说法正确的是（ ）A电池总反应的离子方程式为：B正极的电极反应为：C工作时，正极周围海水的pH减少D电池工作时，溶液中的向负极移动9.（09·宿迁市二模）镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注。有一种镁原电池的反应为：在镁原电池放电时，下列说法错误的是 （ ）A. Mg2向正极迁移 B正极反应为：C. Mo3S4发生氧化反应 D负极反应为：10.（09·上海市南汇区二模）

7、电解氯化铜溶液时，实验测得其溶液的pH变化如图所示。下列有关说法中不正确的是 A电解氯化铜溶液的方程式为：CuCl2 Cu+Cl2 B在电解过程中，溶液中H 浓度逐渐减小 C 随着电解的进行，溶液中Cu2 浓度逐渐减小，由Cu2 水解产生的H 越来越少D电解时阳极上产生的氯气溶于水，生成HClO和HCl，使氢离子浓度增大，pH变小11.（09·上海市黄浦区高三模拟）一些烷烃的燃烧热（KJ/mol）如下表：化合物燃烧热化合物燃烧热甲烷891.0正丁烷2878.0乙烷1560.8异丁烷2869.6丙烷2221.52甲基丁烷3531.3下列表达正确的是A热稳定性：正丁烷异丁烷B乙烷燃烧的热

8、化学方程式为：2C2H6(g)7O2(g)4CO2(g)6H2O(g)+1560.8KJC正戊烷的燃烧热大约在3540 KJ/mol左右D相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多12.（09·汕头一模）（1）已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g)；H0，请回答下列问题：若要增大M的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为 A、加入一定量M B、加入一定量N C、反应温度升高 D、缩小容器体积 E、加入某物质作催化剂 F、分离出一定量P在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 mol·L1，c(N)=2.4 mol·L1，达到平衡

9、后，M的转化率为60，此时N的转化率为 。若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 4 mol·L1,c(N)=amol·L1；达到平衡后，c(P)=2 mol·L1，a = mol·L1。（2）随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是 A、CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g) H49.0kJ/mol B、CH3OH(g)3/2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H192.9kJ/mol由上述方程式可知，CH3OH的

10、燃烧热 （填“大于”、“等于”或“小于”）192.9kJ/mol。已知水的气化热为44 kJ/mol，则氢气燃烧热的热化学方程式为 。下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH3O22CO24H2O。则c电极是 （填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应是 。 答案：（1） B C F 25 6 （2） 大于；H2(g)1/2O2(g) H2O(l) H-124.6kJ/mol 负极；CH3OH6eH2OCO26H 13.（09·枣庄市高三调研考试）肼（N2

11、H4）又称联氨，足一种可燃性液体，与氧气或氯氧化物等反应均可生成氮气和水，可以用作火箭燃料。请回答下列问题： （1）巳知肼分子结构中不含双键和叁键，则它的结构式为 。 （2）写出肼与一氧化氯反应的化学方程式 。 （3）联氨溶于水显碱性，其原理与氩相似，但碱陛不如氨水强，戚写出其溶于水呈碱性的离子方程式 。 （4）肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是2030的氢氧化钾溶液。泼电池放电时，负相的电极反应式为 。 （5）如图是一个电化学装置示意图，用肼一空气燃料电池作此装置的电源。若A为粗铜（Fe、Ag、CO杂质），B为纯铜，C为CuSO4溶液。通电一段时问后，溶液中Cu2+的浓度将 （

12、填“增大”“不变”“减小”）若A为铂电极，B是石墨电极，c为硫酸，则阴极的电极反应式为 。利用该装置可制得少量过氧化氢，在阳极上被氧化成S2（过二硫酸根离子），S2与水反应即可生成H2O2：S2+2H20=2十H2O2+2H+若要制取l moL H2O2，该燃料电池理论上需消耗 mol N2H4。 （6）火箭推进器中分别装有联氨和过氧化氢，它们发生反应时产生气体，并放出人量热。已知：12 8 g液态联氩与足量过氧化氢反应生成氨气和水蒸气，放出256 65 k的热量，另外还知： H2O（1） H2O（g） H=+44 kJ·mol-1 2H2O2（1）=2H2O（1）+O2（g） H=

13、196.4 kJ·mol-1写出联氨与氧气反应的热化学方程式为 。答案：（1） （1分） （2）N2H4+2NO=2N2+2H2O （3）N2H4+H2O N2H5+OH（不用“ ”不得分，写两步各1分） （4）N2H4+4OHN2+4H2O+4e （5）减小（1分）2H+2eN2 0.5 （6）N2H4 （1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1） H=621.23kJ·mol1或N2H4（1）+O2（g）=N2+2H2O（g）H=709.23kJ·mol1（除注明，其余每空2分，共14分）14.（09·淄博市二模）化学在能源开发与利用中起着十分关键

14、的作用。 （1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式为： CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）H=802.3kJ·mol-1 H2O（l）=H2O（g） H=+44kJ·mol-1 则356g“可燃冰”（分子式为CH4·9H2O）释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为 。 （2）熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应

15、式：正极反应式： O2+2CO2+4e-=2CO2-3，负极反应式 。 （3）已知一氧化碳与水蒸气的反应为： CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g） T时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO（g）和H2O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：T时物质的浓度(mol/L)变化时间/minCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)00.2000.3000020.1380.2380.0620.06230.1000.2000.1000.10040.1000.2000.1000.10050.1160.2160.084c160.0960.2660.104c2 第5、6

16、min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的。第45min之间，改变的条件是 。T时该化学反应的平衡常数是 。 已知420时，该化学反应的平衡常数为9，如果反应开始时，CO(g)和H2O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为 。 397时，该反应的化学平衡常数为12，请判断该反应的H 0（填“>、=、<”）。 （4）燃料电池中产生的CO2气体可以用碱液吸水得到Na2CO3和NaHCO3。常温下向20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO2因逸出未画出）物质的量分数（纵轴）随

17、溶液pH变化的部分情况如下图所示。根据图象回答下列问题： 在同一溶液中，H2CO3、HCO-3、CO2-3，（填：“能”或“不能”） 大量共存。当pH=7时溶液中含碳元素的主要微粒为 ，此时溶液中c(HCO-3) c(Na+)（填“>、=、<”）。答案：（1）1780.6kJ（2分） （2）2CO+2CO2-34e-=4CO2（2分） （3）增加H2浓度（2分）0.5（2分）75%（2分）<（2分） （4）不能（2分）H2CO3、HCO-3（2分）<（1分）15.（09·徐州市二调）我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。由于

18、三氯氢硅还原法具有一定优点，被广泛应用。其简化的工艺流程如图所示：粗硅粉HClH2多晶硅280300分离10501100分离回收回收（1）制备三氯氢硅的反应为：Si(s)3HCl(g) = SiHCl3(g)H2(g) H=210 kJmol-1。伴随的副反应有：Si(s)4HCl(g) = SiCl4(g)2H2(g) H=241 kJmol-1。SiCl4在一定条件下与H2反应可转化为SiHCl3，反应的热化学方程式为： 。SiCl4(g)H2(g) = SiHCl3(g)HCl(g) H= 。（2）由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式为 。该生产工艺中可以循环使用的物质是 （至少写出两种）。（3）由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法。工业上广泛采用的合成硅烷方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷，化学方程式是 ；整