- 原电池及其构成条件
- 共4254题
（2015秋•淮安期末）为保护环境，应减少二氧化硫、氮氢化物和二氧化碳等物质的排放 量
（1）用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染•
己知：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867.0kJ/mol
NO2（g）=
写出CH4催化还原N2O4（g）生成CO2、N2和H2O（g）的热化学方程式______
（2）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于恒温恒容的密闭容器中，发生 N02（g）+S02（g）⇌S03（g）+N0（g），测得反应达到平衡时NO2与SO2体积比为1：5，则平衡常数K=______（填数值）
（3）如图1是一种用NH3、02脱除烟气中NO的原理，该原理中NO最终转化为H2O和______（填化学式），当消耗1molNH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为______
（4）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域，有人利用图2所示装置（均为惰性电极）从海水中提取C02（海水中无机碳95%以HCO
①a室的电极反应式为______
②b室中提取C02的反应的离子方程式为______
③b室排出的海水（pH＜6）不可过直接排回大海，需用该装罝中产生的物质对b室排出的海水进行处理，合格后才能排回大海．处理的方法是______．
正确答案
解：（1）已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-867kJ/mol
Ⅱ、2NO2（g）⇌N2O4（g）△H2=-57kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=-867kJ/mol-（-57kJ/mol）=-810kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-810kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-810kJ/mol；
（2）NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+NO（g），
起始量 a 2a
变化量 x x x x
平衡量 a-x 2a-x x x
由题意可知：
（3）由图1可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O；氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，1mol NH3转化为N2失去3mol电子，0.5mol O2得到2mol电子，则NO转化为N2得到的电子为1mol，所以NO的物质的量为0.5mol，其体积为11.2L，故答案为：N2；11.2；
（4）①a室：2H2O-4e-=4H++O2↑，故答案为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
②氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应：H++HCO3-=CO2↑+H2O，故答案为：H++HCO3-=CO2↑+H2O；
③c室：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH，
故答案为：用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH．
解析
解：（1）已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-867kJ/mol
Ⅱ、2NO2（g）⇌N2O4（g）△H2=-57kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=-867kJ/mol-（-57kJ/mol）=-810kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-810kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-810kJ/mol；
（2）NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+NO（g），
起始量 a 2a
变化量 x x x x
平衡量 a-x 2a-x x x
由题意可知：
（3）由图1可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O；氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，1mol NH3转化为N2失去3mol电子，0.5mol O2得到2mol电子，则NO转化为N2得到的电子为1mol，所以NO的物质的量为0.5mol，其体积为11.2L，故答案为：N2；11.2；
（4）①a室：2H2O-4e-=4H++O2↑，故答案为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
②氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应：H++HCO3-=CO2↑+H2O，故答案为：H++HCO3-=CO2↑+H2O；
③c室：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH，
故答案为：用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH．
（2015秋•海林市校级期末）如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O
请回答：
（1）甲池是______池，通入O2的电极作为______极，电极反应式为______．
（2）乙池是______池，A电极名称为______极，电极反应式为______．乙池中的总反应离子方程式为______，溶液的pH______（填“增大”．“减小”或“不变”）．
（3）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2______mL（标准状况下）．
正确答案
解：（1）甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：原电；正；O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag++2H2O
故答案为：电解；阳；4OH--4e-═O2↑+2H2O；4Ag++2H2O
（3）乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag++e-=Ag，n（Ag）=
由电极方程式O2+2H2O+4e-═4OH-可知消耗
故答案为：280．
解析
解：（1）甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：原电；正；O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag++2H2O
故答案为：电解；阳；4OH--4e-═O2↑+2H2O；4Ag++2H2O
（3）乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag++e-=Ag，n（Ag）=
由电极方程式O2+2H2O+4e-═4OH-可知消耗
故答案为：280．
氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种．
（1）甲烷有多种用途．a．利用甲烷催化还原氮氧化物．已知：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574 kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol
则CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为：______．
b．甲烷与空气，KOH作电解质溶液，可构成燃料电池，其负极反应式为______，若用该电池电解1升CuSO4溶液，阳极产生64克铜，则消耗标准状况下甲烷的体积为______升，此时电路中通过______个电子．
（2）利用ClO2氧化氮氧化物．其转化流程如图：
NO
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是______；若生成11.2LN2（标准状况），则消耗ClO2______g．
正确答案
（解：（1）a．①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol，
②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol，
依据盖斯定律
故答案为：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ/mol；
b．原电池放电时，甲烷失电子被氧化，应为电池负极反应，其电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；电池在放电过程中消耗氢氧根离子，所以溶液的pH减小；阳极产生64克铜，转移电子数为：
体积为：0.25mol×22.4L/mol=5.6L，转移电子数为：2NA；故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；5.6；2NA；
（2）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者之间会发生氧化还原反应：2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4，结合化学反应2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl知道，N2～2NO2～2ClO2，所以若生成11.2L即0.5molN2（标准状况），则消耗1molClO2质量是1mol×67.5g/mol=67.5g，故答案为：2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4，67.5g．
解析
（解：（1）a．①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol，
②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol，
依据盖斯定律
故答案为：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ/mol；
b．原电池放电时，甲烷失电子被氧化，应为电池负极反应，其电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；电池在放电过程中消耗氢氧根离子，所以溶液的pH减小；阳极产生64克铜，转移电子数为：
体积为：0.25mol×22.4L/mol=5.6L，转移电子数为：2NA；故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；5.6；2NA；
（2）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者之间会发生氧化还原反应：2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4，结合化学反应2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl知道，N2～2NO2～2ClO2，所以若生成11.2L即0.5molN2（标准状况），则消耗1molClO2质量是1mol×67.5g/mol=67.5g，故答案为：2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4，67.5g．
大气污染成为人们越来越关注的问题，含NOx的烟气必须在NOx被脱除后才能排放．
（1）已知：CH4（g）+4NO（g）=CO2（g）+2N2+2H2O（l）△H=-1250kJ•mol-1；
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=-890kJ•mol-1
则N2（g）+O2（g）=2NO（g）的△H=______．
（2）用O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2以除去NO，该反应的化学方程式为______．
（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图甲，该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y．石墨Ⅱ上的电极反应式为______，NO
正确答案
+180kJ•mol-1
3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2
O2+2N2O5+4e-═4NO3-
Ⅰ
解析
解：（1）已知：①CH4（g）+4NO（g）=CO2（g）+2N2+2H2O（l）△H=-1250kJ•mol-1；
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=-890kJ•mol-1
根据盖斯定律：△H=
（2）O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2，其反应方程式为：3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2；故答案为：3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2；
（3）石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2+2N2O5+4e-═4NO3-，所以NO3-向负极移动，即NO3-向石墨Ⅰ，故答案为：O2+2N2O5+4e-═4NO3-；Ⅰ．
2Ag+（aq）+Cu（s）=Cu2+（aq）+2Ag（s）．请回答以下问题：
（1）R的名称是______，R中的阳离子移向______（填“A”或“B”）中的溶液．
（2）电极Y的材料是______，B中的电解质溶液是______．
（3）X为原电池的______（填“正”或“负”）极，其电极反应式是______．
正确答案
解：（1）根据电子的流向知，Y是原电池负极，X是原电池正极，R是盐桥，原电池放电时，盐桥中的阳离子向正极移动，即向A中移动，故答案为：盐桥，A；
（2）Y是原电池负极，根据电池反应式知，铜失电子发生氧化反应，所以Y电极是铜，电解质溶液中必须含有与电极材料相同元素的盐，则电解质溶液是硫酸铜溶液，故答案为：Cu（铜），CuSO4溶液；
（3）X是正极，根据电池反应式知，正极上银离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Ag++e-=Ag，
故答案为：正，Ag++e-=Ag．
解析
解：（1）根据电子的流向知，Y是原电池负极，X是原电池正极，R是盐桥，原电池放电时，盐桥中的阳离子向正极移动，即向A中移动，故答案为：盐桥，A；
（2）Y是原电池负极，根据电池反应式知，铜失电子发生氧化反应，所以Y电极是铜，电解质溶液中必须含有与电极材料相同元素的盐，则电解质溶液是硫酸铜溶液，故答案为：Cu（铜），CuSO4溶液；
（3）X是正极，根据电池反应式知，正极上银离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Ag++e-=Ag，
故答案为：正，Ag++e-=Ag．
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