题目内容

4．依据原电池原理，回答下列问题：
（1）图（1）是依据氧化还原反应：Cu（s）+2Fe3+（aq）═Cu2+（aq）+2Fe2+（aq）设计的原电池装置．
①电极X的材料为是Cu；电极Y的材料为是碳．
②Y电极发生的电极反应式为：2Fe3++2e-=2Fe2+．
（2）图（2）是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-离子（O2+4e-→2O2-）．
①c电极的名称为正极  ②d电极上的电极反应式为CH4-8e-+4O2-═CO2+2H2O．

分析 （1）①根据方程式，失电子的物质作负极；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质；
②Y电极得电子的物质在正极上反应，结合方程式判断得电子的离子，从而写出电极反应式；
（2）依据装置图（2）中电流流向分析，c为正极，氧气的电子发生还原反应，d为负极，甲烷失电子发生氧化反应．

解答 解：（1）①原电池中失电子的物质作负极，根据方程式知，铜铜失电子作负极，导电的非金属碳棒作正极；故答案为：Cu；碳；
②Y电极得电子的物质，碳棒作正极，正极上得电子，发生还原反应，根据方程式知，Fe3+得电子，生成Fe2+，正极反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，
故答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；
（2）图（2）是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，d电极为电池负极，d极上甲烷失电子发生还原反应，电极反应为：CH4-8e-+4O2-═CO2+2H2O，故答案为：正极；CH4-8e-+4O2-═CO2+2H2O．

点评 本题考查原电池的工作原理，做题时注意两极上的变化，要会书写电极反应式，题目难度中等．

练习册系列答案
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16．下列关于各实验装置图的叙述中正确的是（　　）
A．装置①：构成锌-铜原电池
B．装置②：除去Cl2中含有的少量HCl
C．装置④：由实验现象推知酸性强弱顺序为CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH
D．装置③：验证溴乙烷发生消去反应生成烯烃
17．已知某元素的一种原子可用符号AZX表示，则比其中子数大1的同位素原子的质子数是（　　）
A．ZB．AC．A+Z+1D．A-Z+1
12．已知电池的比能量是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小．有关下述两种电池说法正确的是（　　）
锂离子电池的总反应为：LixC+Li1-xCoO2$?_{充电}^{放电}$C+LiCoO2
锂硫电池的总反应为：2Li+S$?_{充电}^{放电}$Li2S．
A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移
B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应
C．理论上两种电池的比能量相同
D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
19．一定条件下合成乙烯：6H2（g）+2CO2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$ CH2=CH2（g）+4H2O（g）；已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是（　　）
A．生成乙烯的速率：v（M）一定小于v（N）
B．化学平衡常数：KN＞KM
C．当温度高于250℃时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率降低
D．若投料比n（H2）：n（CO2）=3：1，则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7%
9．为了减轻大气污染，可在汽车尾气排放处加装“催化净化器”装置．
（1）通过“催化净化器”的 CO、NO在催化剂和高温作用下可发生可逆反应，转化为参与大气循环的无毒混合气体，写出该反应的化学方程式是2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2．
（2）在一定温度下，向1L密闭恒容容器中充入0.5mol NO、2mol CO，发生上述反应，20S时反应达平衡，此时CO的物质的量为1.6mol．请回答下列问题：
①前20s内平均反应速率v（CO）为0.02mol•L-1•S-1．
②在该温度下反应的平衡常数K=1.25．
③关于上述反应，下列叙述不正确的是AD（填编号）．
A．达到平衡时，移走部分CO2，平衡将向右移动，正反应速率加快
B．缩小容器的体积，平衡将向右移动
C．在相同的条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍，则应该选用乙催化剂
D．若保持平衡时的温度不变，再向容器中充入0.4molCO和0.8mol N2，则此时v正＞v逆
④已知上述实验中，c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ．
若其它条件不变，将0.5mol NO、2mol CO投入2L容器进行反应，请在图1绘出c（CO）与反应时间t1变化曲线Ⅱ．

（3）测试某汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线如图2，请回答：前0-10s 阶段，CO、NO百分含量没明显变化的原因是尚未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应的温度）．
16．关于如图所示原电池的说法正确的是（　　）
A．Zn为正极，Cu为负极B．该装置将化学能转变为电能
C．正极反应式为Cu-2e-═Cu2+D．电子由铜片通过导线流向锌片
13．锌铜原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（　　）
A．正极反应为Zn-2e-═Zn2+
B．电池总反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu
C．取出盐桥，电流表指针仍然偏转
D．盐桥（填充KCl饱和溶液侵泡的琼脂）中的K+移向ZnSO4溶液
14．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应过程中能量变化：

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是C（填字母）．
A．△H＞0，△S＞0          B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0          D．△H＜0，△S＞0
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和4mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3O（g）的浓度随时间变化如图2所示．
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）=0.075 mol/（L．min）
②该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（CO）{c}^{3}（{H}_{2}）}$
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是B（填字母）
A．升高温度  B．将CH3OH（g）及时液化抽出  C．选择高效催化剂
（3）25℃，1.01105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.6 kJ•mol-1．

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