电极反应和电池反应方程式 知识点题库

（1） 如采取以CO和H₂为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO（g）+4H₂（g）⇌CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H；若密闭容器中充有10molCO与20molH₂ ， 在催化剂作用下反应生成乙醇，CO的转化率（α）与温度、压强的关系如图1所示．

已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₁=﹣566kJ•mol^﹣1

2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=﹣572kJ•mol^﹣1

CH₃CH₂OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=﹣1366kJ•mol^﹣1

H₂O（g）═H₂O（l）△H₄=﹣44kJ•mol^﹣1

①△H=kJ•mol^﹣1

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则从反应开始到达平衡状态所需的时间t_At_C（填“＞”、“＜”或“﹦”）．

③若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K=；

④熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），是用煤气（CO+H₂）格负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质，以金属镍（燃料极）为催化剂制成的．负极上CO反应的电极反应式为．

（2） 工业上还可以采取以CO₂和H₂为原料合成乙醇，并且更被化学工作者推崇，但是在相同条件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常数远远大于由CO₂制取CH₃CH₂OH 的平衡常数．请推测化学工作者认可由CO₂制取CH₃CH₂OH的优点主要是：．

（3） 目前工业上也可以用CO₂来生产甲醇．一定条件下发生反应CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）．若将6molCO₂和8molH₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化的曲线如图2所示（实线）．

①请在图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线．

②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是．

（4） 将标准状况下4.48L CO₂通入1L 0.3mol•L^﹣1NaOH溶液中完全反应，所得溶液中微粒浓度关系正确的是

A．c（Na⁺）=c（HCO₃^﹣）+c（CO₃^2﹣）+c（H₂CO₃）

B．c（OH^﹣）+c（CO₃^2﹣）=c（H₂CO₃）+c（H⁺）

C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^﹣）+2c（CO₃^2﹣）+c（OH^﹣）

D.2c（Na⁺）=3c（HCO₃^﹣）+3c（CO₃^2﹣）+3c（H₂CO₃）

（1） 以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：

CH₄(g)+H₂O(g) = CO(g)+3H₂(g)       ΔH=+206.2 kJ/mol

CH₄(g)+CO₂(g) = 2CO(g)+2H₂(g)      ΔH=+247.4 kJ/mol

CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的热化学方程式为。

（2） 电解尿素[CO(NH₂)₂]的碱性溶液制氢的装置示意图见图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为。

（3） Mg₂Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg₂Cu与H₂反应，生成MgCu₂和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg₂Cu与H₂反应的化学方程式为。

（1） 若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为。   

（2） 若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为，总反应的离子方程式为。

（3） 若开始时开关K与b连接.下列说法正确的是_______。

（4） 该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因。

（1） I． 氢气是一种常用的化工原料，应用十分广泛。

以H₂合成尿素CO(NH₂)₂的有关热化学方程式有：

①N₂(g)＋3H₂(g)=2NH₃(g)   ΔH₁＝－92.4 kJ·mol^－1

②NH₃(g)＋1/2CO₂(g)=1/2NH₂CO₂NH₄(s)   ΔH₂＝－79.7 kJ·mol^－1

③NH₂CO₂NH₄(s)=CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l)   ΔH₃＝＋72.5 kJ·mol^－1

则N₂(g)、H₂(g)与CO₂(g)反应生成CO(NH₂)₂(s)和H₂O(l)的热化学方程式为。

（2） II．某同学设计了一组电化学装置如下图所示，其中乙装置中X为阳离子交换膜，甲醇(CH₃OH)具有可燃性。

根据要求回答相关问题：

写出装置甲中负极的电极反应式：。

（3） 装置乙中石墨电极（C）的电极反应式为：。

（4） 当装置甲中消耗0.05molO₂时，丙装置中阳极产生气体的体积L(标况下)；装置乙中溶液的pH为（溶液体积为200mL不变），要使乙烧杯中的溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质是。

（1） 甲烷高温分解生成氢气和碳。在密闭容器中进行此反应时，要通入适量空气使部分甲烷燃烧，其目的是。已知25℃、101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成CO₂和液态水时放出896 kJ热量，则甲烷的热值为kJ·g^-1。

（2） 一定温度下，在偏铝酸亚铜（CuAlO₂）的催化作用下，CH₄与CO₂转化成乙酸，可实现“CO₂减排”，写出反应的化学方程式，其优点是（请写出一条）。

（3） 甲烷可以消除氮氧化物污染。如: CH₄（g）+2NO₂（g） N₂（g） + CO₂（g） + 2H₂O（g）。

①下列措施能够加快化学反应速率的是。

a. 使用催化剂     b. 降低温度     c. 及时分离水

②若上述反应在恒容密闭容器中进行，则下列叙述能说明该反应达平衡的是。

a. 混合气体的质量不再变化

b. c（NO₂） = 2c（N₂）

c. 单位时间内生成1 mol CO₂ ， 同时生成2 mol NO₂

（4） 甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用可传导O^2-的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示:

①b极电极反应式为。

②若燃料电池消耗的空气在标准状况下的体积是5.6L（假设空气中O₂体积分数为20%），则理论上消耗甲烷mol。

（1） ①制H₂时，连接， 产生H₂的电极反应式是；

②改变开关连接方式，可得O_2.结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：。

（2） 用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐( )已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中 的反应原理如图2所示。作负极的物质是，正极的电极反应式是。

（1） 已知相关物质变化的焓变如图1所示，写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式： 。

（2） 有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al₂O₃)、压强为5.0 MPa的条件下，由CO和H₂直接制备二甲醚，结果如图2所示，其中CO转化率随温度升高而降低的原因是。

（3） 实验室模拟上述合成过程，在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H₂ ， 连续发生以上i、ii、iii反应，2 h后达到平衡，测得混合体系中各组分浓度如下表：

物质	H2	CH3OH	H2O	CO2
物质的量浓度/(mol·L-1)	l.44	0. 78	0. 12	0.84

①平衡后，整个过程中CO的转化率为；v(CH₃OCH₃)=mol· L^-1· h^-1。

②反应ii的K=(保留两位小数)。

（4） 合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示，电极A上H₂参与的电极反应为 ，假设催化炉产生的CO与H₂的物质的量之比为2：1，电极A处产生的CO₂有部分参与循环利用，其利用率为。

（1） 早期人们常用碱液来吸收二氧化碳，生产各类碳酸盐产品。我国科学家侯德榜先生首创的“向饱和NaCl溶液中先后通入过量的氨气和制得小苏打和氯化铵，再通过煅烧小。苏打生成纯碱”，称为“侯氏制碱法”。请写出生成小苏打的化学反应方程式。

（2） 2021年我国科学家在国际上首先实现了从二氧化碳到淀粉的全人工合成，其原理是利用新型电化学催化装置实现二氧化碳转化为醋酸(如图所示)，再经过生物发酵技术转化为淀粉。该装置中阴极的电极反应式为。

（3） 我国科学家王亮在合成燃料的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：    ， T℃时，将和充入体积为2L的恒容密闭容器中发生如上反应，10min后反应达到平衡，此时容器内的压强变为起始的。

①T℃时，该反应的平衡常数，0～10min内的平均反应速率；

②下列情形能表示该反应达到平衡状态的有(填正确答案标号)；

A．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变

B．容器内气体的密度不再改变

C．的体积分数保持不变

D．的值保持不变

E．

③在T℃时，为了提高的转化率可以采取的措施有：等比例增加和的物质的量或(任填一种)。