摘要:3.工作原理:原电池是利用能发生的氧化还原反应设计而成.较活泼的金属材料作为负极.失去电子.经外电路流向较不活泼金属.再经电解质溶液回到负极.构成闭合回路.电流反向流动.溶液中阴离子向负极移动.阳离子向正极移动.

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利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义:

(Ⅰ)氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应,其热化学方程式可表示为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。请回答下列问题:

(1)取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量_____92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_______;若加入催化剂,ΔH   (填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)已知:分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为:946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为______kJ。

(3)N2H4可视为:NH3分子中的H被—NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,NO2为氧化剂生成N2和H2O(g)。

已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)   ΔH1=+67.7 kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)   ΔH2=-534 kJ·mol-1。

则:1 mol N2H4完全反应的热化学方程式为                                 。

(Ⅱ)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验,识别出此铅蓄电池的正负极。

 (1)若A接E,B接F,而B电极出现     ,反应式为                         ,则说明F为正极;

(2)若铅蓄电池工作时(放电),其E所在电极的电极反应式为:             ,充电时该极与外加电源的     极相连。

(3)若用该电池电解Cu(NO3)2溶液,其电解方程式为                          

若有0.2mol电子发生转移,则正极消耗的PbO2的物质的量是        ;要想CuSO4溶液恢复原样,需加入的物质是          ,质量为        

 

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利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义:
(Ⅰ)氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应,其热化学方程式可表示为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量_____92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_______;若加入催化剂,ΔH   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)已知:分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为:946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为______kJ。
(3)N2H4可视为:NH3分子中的H被—NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,NO2为氧化剂生成N2和H2O(g)。
已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)  ΔH1=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)  ΔH2=-534 kJ·mol-1。
则:1 mol N2H4完全反应的热化学方程式为                                 。
(Ⅱ)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验,识别出此铅蓄电池的正负极。

(1)若A接E,B接F,而B电极出现     ,反应式为                         ,则说明F为正极;
(2)若铅蓄电池工作时(放电),其E所在电极的电极反应式为:             ,充电时该极与外加电源的    极相连。
(3)若用该电池电解Cu(NO3)2 溶液,其电解方程式为                         
若有0.2mol电子发生转移,则正极消耗的PbO2的物质的量是       ;要想CuSO4溶液恢复原样,需加入的物质是          ,质量为        

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某学生利用如图1所示实验装置探究盐桥式原电池的工作原理.
按照实验步骤依次回答下列问题:
(1)导线中电子流向为______(用a、b 表示).
(2)写出装置中锌电极上的电极反应式:______;
(3)若装置中铜电极的质量增加0.64g,则导线中转移的电子数目为______;
(4)装置中盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向表述正确的是______.
A.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
B.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
C.盐桥中的K+、Cl-都向右侧烧杯移动
D.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2+,会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减.欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的______(填代号).
A.NaOH            B.Zn       C.Fe              D.H2SO4
(6)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的______腐蚀.为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的______极(填“正”或“负”)相连.钢铁在呈中性的潮湿环境下的腐蚀比呈酸性时缓慢,在碱性潮湿环境下的腐蚀更缓慢,试从化学平衡角度解释碱性时比中性时更缓慢原因______(写出电极反应式及必要的文字叙述).
(7)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应为:2Cu+H2OCu2O+H2,阴极的电极反应式是______.若用铅酸蓄电池作为电源进行电解,当蓄电池中有0.2mol H+被消耗时,Cu2O的理论产量为______g.
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由于燃料电池汽车,尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放,驱动系统几乎无噪音,且氢能取之不尽、用之不竭,燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点.为了获得竞争优势,各国纷纷出台政策,加速推进燃料电池关键技术的研发.燃料电池的燃料有氢气、甲醇、汽油等.
(1)二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气反应合成甲醇,甲醇是汽车燃料电池的重要燃料.已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2 (g)=2H2O (l)△H=-571.6kJ?mol-1  ①
CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.0kJ?mol-1  ②
写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式:
CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH(l)+H2O (l)△H=-131.4 kJ?mol-1
CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH(l)+H2O (l)△H=-131.4 kJ?mol-1
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(2)有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇一空气燃料电池.这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2-.
①电池正极发生的反应是
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-
;
负极发生的反应是
CH2OH+4O2--8e-=CO2+2H2O
CH2OH+4O2--8e-=CO2+2H2O
.
②在稀土金属氧化物的固体电解质中,O2-的移动方向是
从正极流向负极
从正极流向负极
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③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行,而科技工作者却要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车.主要原因是:
燃料电池的能量转化率高
燃料电池的能量转化率高
.
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