高考二轮复习知识点：原电池工作原理及应用3

Ⅰ.$\text{C}{\text{H}}_{\text{4}}\text{(}\text{g}\text{)}\text{+}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\text{(}\text{g}\text{)}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\text{C}\text{O}\text{(}\text{g}\text{)}\text{+}\text{3}{\text{H}}_{\text{2}}\text{(}\text{g}\text{)}$ 

Ⅱ.$\text{C}\text{O}\text{(}\text{g}\text{)}\text{+}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\text{(}\text{g}\text{)}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\text{C}{\text{O}}_{\text{2}}\text{(}\text{g}\text{)}\text{+}{\text{H}}_{\text{2}}\text{(}\text{g}\text{)}$

①下列操作中，能提高$\text{C}{\text{H}}_4\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}$平衡转化率的是 (填标号)。

A．增加$\text{C}{\text{H}}_4\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}$用量     B．恒温恒压下通入惰性气体

C．移除$CO\left(\text{g}\right)$          D．加入催化剂

②恒温恒压条件下，1molCH₄(g)和1molH₂O(g)反应达平衡时，$\text{C}{\text{H}}_4\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}$的转化率为$\text{α}$ ， $\text{C}{\text{O}}_2\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}$的物质的量为$\text{b}\text{m}\text{o}\text{l}$ ， 则反应Ⅰ的平衡常数${\text{K}}_{\text{x}}\text{=}$ (写出含有α、b的计算式；对于反应$\text{m}\text{A}\text{(}\text{g}\text{)}\text{+}\text{n}\text{B}\text{(}\text{g}\text{)}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\text{p}\text{C}\text{(}\text{g}\text{)}\text{+}\text{q}\text{D}\text{(}\text{g}\text{)}$ ， ${\text{K}}_{\text{x}}\text{=}\frac{{\text{x}}^{\text{p}}\text{(}\text{C}\text{)}\cdot {\text{x}}^{\text{q}}\text{(}\text{D}\text{)}}{{\text{x}}^{\text{m}}\text{(}\text{A}\text{)}\cdot {\text{x}}^{\text{n}}\text{(}\text{B}\text{)}}$ ， x为物质的量分数)。其他条件不变，${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\text{(}\text{g}\text{)}$起始量增加到$\text{5}\text{m}\text{o}\text{l}$ ， 达平衡时，$\text{α}\text{=}\text{0}\text{.}\text{9}\text{0}\text{，}\text{b}\text{=}\text{0}\text{.}\text{6}\text{5}$ ， 平衡体系中${\text{H}}_{\text{2}}\text{(}\text{g}\text{)}$的物质的量分数为(结果保留两位有效数字)。

Cu $\underset{\text{过程Ι}}{\overset{{\text{H}}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{4}}{\text{、H}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{2}}}{\to }}$ CuSO₄溶液 $\underset{\text{控制一定条件II}}{\overset{{\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}\text{溶液}}{\to }}$ Cu₂(OH)₂CO₃沉淀 $\underset{\text{过程III}}{\overset{\text{加热}}{\to }}$ CuO

①过程I，H₂O₂的作用是。

②过程II产生Cu₂(OH)₂CO₃的离子方程式是。

③过程II，将CuSO₄溶液加到Na₂CO₃溶液中，研究二者不同物质的量之比与产品纯度的关系(用测定铜元素的百分含量来表征产品的纯度)，结果如下：

已知：Cu₂(OH)₂CO₃中铜元素的百分含量为57.7%。二者比值为1：0.8时，产品中可能含有的杂质是 ， 产生该杂质的原因是。

④过程III反应的化学方程式是。

已知：①CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)。∆H₁=+196 kJ·mol^-1

②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ∆H₂=-484 kJ·mol^-1

③2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ∆H₃=-566 kJ·mol^-1

则CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g) ∆H=。

①A点处v_正B点处v_逆(填“<”、“>”或“=”)。

②用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v= $\frac{\text{ΔP}}{\text{Δt}}$ ，T₂℃下，上述反应0~2min内平均反应速率v(CH₄)=kPa·min^-1。(分压=总压×物质的量分数)

③上述反应达到平衡后，下列变化一定能使平衡向正向移动的是

A．通入惰性气体使容器内压强增大     B．正反应速率加快

C．平衡常数K变大                   D．增大催化剂表面积

① $2{\text{Al}}_2{\text{O}}_3(\text{s})\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}4\text{Al}(\text{s})+3{\text{O}}_2(\text{g})$ ${\text{ΔH}}_{\text{1}}\text{=+3351}\text{.4kJ}\cdot {\text{mol}}^{\text{-1}}$

② $\text{C}(\text{s})+{\text{O}}_2(\text{g}){\text{=CO}}_2(\text{g})$ ${\text{ΔH}}_{\text{2}}\text{=-393}\text{.5kJ}\cdot {\text{mol}}^{\text{-1}}$

③ $\text{C}(\text{s})+{\text{CO}}_2(\text{g})\text{=}2\text{CO}(\text{g})$ ${\text{ΔH}}_{\text{3}}\text{=+172}\text{.5kJ}\cdot {\text{mol}}^{\text{-1}}$

④ $3\text{C}(\text{s})+{\text{Al}}_2{\text{O}}_3(\text{s})\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}2\text{Al}(\text{s})+3\text{CO}(\text{g})$ ${\text{ΔH}}_{\text{4}}$

则 ${\text{ΔH}}_{\text{4}}\text{=}$ $\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$ 。

⑤ ${\text{Al}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}{\text{(s)+3C(s)+AlCl}}_{\text{3}}\text{(g)}\begin{array}{c}\underset{\_}{\underset{\_}{\text{高温}}}\\ \end{array}\text{AlCl(g)+3CO(g)}$ ${\text{ΔH}}_{\text{5}}$

⑥ $\text{3AlCl(g)}\begin{array}{c}\underset{\_}{\underset{\_}{\text{低温}}}\\ \end{array}{\text{Al(1)+AlCl}}_{\text{3}}\text{(g)}$ ${\text{ΔH}}_{\text{6}}$

反应⑤、反应⑥中吉布斯自由能(ΔG)与温度(T)的变化关系如图1所示，由此判断反应⑤对应图中的曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，试分析氧化铝碳热还原氯化法炼铝的可行性：。

①650℃反应达到平衡时，容器体积为10L，则平衡时 $\text{n(CO)=}$ 。

②T℃时，若向平衡体系中再充入一定量 $\text{n(CO)：n}\left({\text{CO}}_{\text{2}}\right)\text{=2：3}$ 的混合气体，则平衡(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。

③800℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 ${\text{K}}_{\text{p}}\text{=}$ [用含 ${\text{p}}_{\text{总}}$ 的代数式表示，气体分压 ${\text{(p}}_{\text{分}}{\text{)=气体总压(p}}_{\text{总}}\text{)}\times \text{体积分数}$ ]。

① ${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{8}}{\text{N}}_{\text{2}}{\text{(l)+4O}}_{\text{2}}{\text{(g)=2CO}}_{\text{2}}{\text{(g)+4H}}_{\text{2}}{\text{O(g)+N}}_{\text{2}}{\text{(g)ΔH}}_{\text{1}}\text{=-akJ/mol}$

② ${\text{N}}_{\text{2}}{\text{(g)+O}}_{\text{2}}\text{(g)=2NO(g)}{\text{ΔH}}_{\text{2}}\text{=+bkJ/mol}$

③ ${\text{2NO(g)+O}}_{\text{2}}{\text{(g)=N}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{4}}\text{(1)}{\text{ΔH}}_{\text{3}}\text{=-ckJ/mol}$

则： ${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{8}}{\text{N}}_{\text{2}}{\text{(l)+2N}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{4}}{\text{(1)=2CO}}_{\text{2}}{\text{(g)+4H}}_{\text{2}}{\text{O(g)+3N}}_{\text{2}}\text{(g)ΔH=}$ 。

①从反应开始至 $20\text{s}$ 内，用 ${\text{NO}}_2$ 表示的平均反应速率为。

②100℃时，该反应的化学平衡常数的数值为(保留两位有效数字)。

③达到平衡后，若降低温度，气体颜色变浅，则该反应的 $\text{ΔH}$ 0(填“>”或<”)；若向该密闭容器中再充入 $0.40\text{mol He}$ ，则该反应将(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。

H₂(g)+S(s)=H₂S(g) ΔH₂

HCl(g)=HCl(aq) ΔH₃

H₂S(g)=H₂S(aq) ΔH₄

用氯气除去废水中H₂S的热化学方程式为(反应热用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃和ΔH₄表示)。

在三个恒容密闭容器中充入H₂S(如上表)，容器I、II中H₂S的平衡转化率如图所示：

①该反应的∆H0(填“>”或“<”)。

②图中A、B两点中容器内密度较大的是(填“A”或“B”)。

③在T₁℃，容器II的体积为6L，该反应20s后达到平衡，则0~20s内容器II中生成S₂(g)的反应速率为mol·L^-1·min^-1；在T₁℃，容器III的体积为1L，该反应起始反应速率：v_正(H₂S)v_逆(H₂S)(填“>”“<”或“=”)。

①当H₂S的平衡转化率为α，则S₂(g)的平衡分压为。

②在T₂℃，该反应的平衡常数K_pkPa(K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×体积分数)。

①电极b是极(填“正”或“负”)。

②电极a的反应式为。

①CH₄(g)+ H₂O (g) $\rightleftharpoons$ CO(g)+3H₂(g) ∆H= +206kJ•mol^-1

②CO(g)+ H₂O (g) $\rightleftharpoons$ CO₂ (g)+H₂(g) ∆H= —41kJ•mol^-1

恒定压强为P₀时，将n(CH₄)：n(H₂O)=1 ：3的混合气体投入反应器中，平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。

回答下列问题：

写出CH₄与CO₂生成H₂和CO的热化学方程式：。

回答下列问题：

电池中，Zn 极上发生的电极反应式为。

该反应的热化学方程式为 ， 该反应在任意温度下均能自发进行，原因是。

①能判断该反应达到化学平衡状态的是(填标号)。

a.密度不再变化

b.H₂的转化率和CO的转化率相等

c.混合气体的平均相对分子质量不再改变

②比较中p₁p₂(填“>”“<”或“=”)，理由。

①作为电池燃料，CH₄、CH₃OH、CH₃OCH₃比能量最高的是(电池的比能量就是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小)。

②写出甲醇燃料电池在硫酸电解质中负极的电极反应式为。

其中，MnO₂原电池反应迅速，而FeS₂原电池由于生成的硫覆盖在FeS₂颗粒表面，溶解速率变慢。

①MnO₂原电池中，每消耗3 mol MnO₂ ， 生成mol Fe^3＋。

②FeS₂原电池负极上的电极反应式为。