高中化学知识点归纳《原电池原理》考点预测（2020年强化版） - 高考化学题库

1、简答题甲醇是重要的化工原料，在日常生活中有着广泛的应用。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）
反应Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）
①在以上制备甲醇的两个反应中：反应Ⅰ优于反应Ⅱ，原因为_________________。
②对于反应Ⅰ，下图甲表示能量的变化；图乙表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时闻峦化。

在“图甲”中，曲线__________（填：“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于________（填：“吸热”、“放热”）反应。在图乙中从反应开始到建立平衡，用H2浓度变化表示的反应速率为_____________；该温度下CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）的化学平衡常数为__________.
③对于反应Ⅱ，在一定温度时，将lmol CO2年和3mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为a，则容器内的平衡压强与起始压强之比为__________；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是____________。
a．升高温度
b．增加CO2的量
c．充入He，使体系总压强增大
d．按原比例再充入CO2和H2?
（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种?污染，其原理是：通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程。

①阳极电极反应式为____________。
②除去甲醇的离子方程式为________________。

参考答案：（14分）（1）①反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%（1分）
②b（1分）?放热（1分）? 0.15mol/(L·min)（2分）? 12（1分）③1－（2分）? bd（2分）
（2）①CO2＋－e－＝CO3＋（2分）
②6 CO3＋＋CH3OH＋H2O＝CO2↑＋6 CO2＋＋6H＋（2分）

本题解析：（1）①根据反应I和反应Ⅱ的生成物可知，反应I中生成物只有一种，而反应Ⅱ中还有水生成，即反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%，所以反应Ⅰ优于反应Ⅱ。
②根据图像甲可知，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，所以曲线b表示使用了催化剂；同样根据图像甲可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应；根据图像乙可知，反应进行到10min是反应达到平衡状态，此时生成的甲醇浓度是0.75mol/L，则根据反应I可知，消耗氢气的浓度是1.5mol/L，所以氢气表示的反应速率是1.5mol/L÷10min＝0.15mol/(L·min)；平衡时氢气的浓度是2mol/L－1.5mol/L＝0.5mol/L，所以根据CO和甲醇的平衡浓度可知，该温度下反应的平衡常数K＝＝12。
③?CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）
起始量（mol/L）? 1? 3? 0? 0
转化量（mol/L）? a? 3a?a? a
平衡量（mol/L）? 1－a? 3－3a? a? a
则根据压强之比是相应的物质的量之比可知
容器内的平衡压强与起始压强之比为＝1－
a．因正反应放热，升高温度可使平衡向逆反应方向移动，不能增加甲醇产率，故a不正确；
b．增加CO2的量，平衡向正反应方向移动，所以可以增加甲醇产率，故b正确；
c．充入He，使体系总压强增大，对于参加反应的物质来说，浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变，故c错误；
d．按原比例再充入CO2和H2压强增大，平衡向正反应方向移动，可以增加甲醇产率，故d正确。
答案选bd。
（2）①原电池中阳极失去电子，所以根据装置图可知，CO2＋在阳极失去电子，阳极电极反应式为CO2＋－e－＝CO3＋。
②Co3＋做氧化剂，能把水中的甲醇氧化成CO2而净化，反应的离子方程式是6 CO3＋＋CH3OH＋H2O＝CO2↑＋6 CO2＋＋6H＋。

本题难度：一般

2、填空题（13分）由方铅矿（PbS）制备Pb和PbO2的方法如下：

PbO与焦炭煅烧时可能会发生如下反应：
PbO(s)＋C(s)＝Pb(s)＋CO(g)? ΔH＝＋108.5 kJ·mol—1? ①
PbO(s)＋CO(g)＝Pb(s)＋CO2(g)? ΔH＝－64 kJ·mol—1? ②
（1）已知Pb与O2反应的热化学方程式为：2Pb(s)＋O2(g)＝2PbO(s)? ΔH＝－438 kJ·mol—1
则C完全燃烧的热化学方程式为?。
（2）能提高反应②中PbO转化率的措施有?（填字母）。
a．升高温度? b．增大压强? c．加入焦炭? d．加入催化剂
（3）制备过程中会产生SO2、NO、CO等有毒气体，可将它们按一定比例混合在一定条件下反应得到S、N2和CO2。若SO2与NO的体积比为1∶2，该反应的化学方程式为?。
（4）水溶液中铅的存在形态有多种，各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示：

pH＝6.5时，Pb2＋水解的离子方程式为?；加入NaClO制备PbO2之前需先用NaOH调节溶液pH至12.5，理由是?。

参考答案：（1）C(s)＋O2(g)＝CO2(g)?ΔH＝－393.5 kJ·mol—1?（2）c
（3）SO2＋2NO＋4COS＋N2＋4CO2
（4）Pb2＋＋H2OPb(OH)＋＋H＋?此时Pb(OH)3－含量最高
（第（4）题每空2分，其余每空3分，共13分）

本题解析：（1）根据盖斯定律可知，①＋②＋③即得到C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ，所以反应热ΔH＝＋108.5 kJ·mol—1―64 kJ·mol—1―438 kJ·mol—1＝－393.5 kJ·mol—1。
（2）正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率降低；反应前后体积不变，改变压强平衡不移动；催化剂不能影响平衡状态；加入焦炭，能消耗CO2，降低CO2浓度，平衡向正反应方向移动，转化率增大，答案选c。
（3）根据化合价的变化可知，SO2和CO是还原剂，NO是氧化剂，所以根据电子的得失守恒可知，反应的方程式是SO2＋2NO＋4COS＋N2＋4CO2。
（4）根据图像可知，pH＝6.5时，水解产物是Pb(OH)＋，所以水解方程式是Pb2＋＋H2OPb(OH)＋＋H＋；根据图像可知，此时溶液中Pb(OH)3－含量最高，反应易于发生。

本题难度：一般

3、选择题控制适合的条件，将反应Fe2++Ag+Ag + Fe3+设计成如下图所示的原电池。下列判断错误的是

[? ]
A．反应开始时，电子从甲中石墨经导线流向乙中石墨
B．电流计指针为零时，上述反应的正反应速率等于逆反应速率
C．电流计读数为零后，在甲中加入FeCl3固体，乙中石墨电极反应为Ag - e- == Ag+
D．电流计读数为零后，在乙中加入硫化钠固体，电流计指针读数仍为零