组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学能与电能 > 原电池 > 原电池原理 > 原电池电极反应式书写
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:433 题号:20719199
氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)以甲烷和为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
已知:   
①甲烷与制取氢气时,常向反应器中通入一定比例空气,其目的是___________
的热分解也可得到,高温下水分解体系中各种微粒的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的微粒依次是___________

(2)一定条件下,利用如图所示装置实现的电化学储氢(忽略其它有机物的反应)。

①写出由生成的电极反应式:___________

②该装置的电流效率___________。(×100%)

(3)70~80℃,利用的相互转化实现的储存与释放,其释放的一种机理如图-1所示,该过程中使用的复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图-2所示。

①写出释氢反应的离子方程式:___________
②根据元素电负性的变化规律,步骤Ⅱ、Ⅲ可以描述为___________,1个氢氧键断裂后带正电的氢与催化剂表面带负电的Pd成键。
③70~80℃,利用相同的催化剂,调节压强能够实现上述释氢的逆转化,达到储氢的目的。从能源利用、环境保护和物质转化角度分析,该储氢与(2)中电化学储氢方法相比,其优点有___________

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【推荐1】我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。回答下列问题:
(1)天然气脱硫工艺涉及如下反应:
H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH=akJ·mol-1
2H2S(g)+SO2(g)= S2(g)+2H2O(g) ΔH=bkJ·mol-1
H2S(g)+ O2(g)=S(g)+H2O(g) ΔH=ckJ·mol-1
则2S(g)=S2(g) ΔH=___________kJ·mol-l
(2)甲烷与H2S重整制氢是一条全新的H2S转化与制氢技术路线。为了研究甲烷对H2S制氢的影响,理论计算表明,原料初始组成n(CH4):n(H2S)=1:2,在体系压强为0.1 MPa,反应CH4(g)+2H2S(g)→CS2(g)+4H2(g)达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示:

①图中表示H2S、H2变化的曲线分别是______________________。反应达平衡的标志是___________ (填标号)。
A.2v(H2S)=4v(H2) B.CH4的体积分数不再变化
C.不再变化                              D.混合气体的密度不再改变
②由图可知该反应的ΔH___________0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是___________
③M点对应温度下,CH4的转化率为___________;950℃时该反应的Kp=___________ (MPa)2
(3)H2S燃料电池的原理如图所示。电池的正极是___________,负极的电极反应式为___________

2022-01-11更新 | 1318次组卷
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解题方法
【推荐2】任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可以与热能、电能等不同形式的能量相互转化,用于生产、生活和科研。请回答下列问题:
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋利用_____(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化的原理。
(2)世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池,总功率达4兆瓦,是历届世博会之最。光伏电池能将_____直接转变为电能(填:“化学能”“太阳能”“热能”等)
(3)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据
化学键
键能E/(kJ·mol)946.0a390.8
一定温度下,利用催化剂将分解为和3 mol ,吸收90.8 kJ热量,则_____
(4)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“”设计一个原电池,并在下面方框内画出简单原电池实验装置图,注明电极材料和电解质溶液_____

(5)肼-过氧化氢碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图所示。

①惰性电极B是电池的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为_____
②电池工作过程中,若A极区产生14 g,则转移的电子数目为______
③有人提出可用甲烷去替代肼,此时惰性电极A发生的电极反应式为______
2024-04-05更新 | 760次组卷
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【推荐3】化学反应是人类获取能量的重要途径,我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。氨气是一种重要的工业原料,可用于制取硝酸和肥料。
(1)已知:NH3(g)N2(g)+H2(g)ΔH=+46.2kJ · mol-1,则 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=___________kJ·mol-1
(2)在某恒容绝热容器中充入一定量的N2和H2,发生合成氨反应,化学反应速率随时间的变化关系如图所示,AB段化学反应速率增大的主要原因可能是___________

   

(3)某温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入20 mol N2和2.0mol H2,发生合成氨反应,实验数据如下表所示:
t/s050150250350
n(NH3)/mol00.240.360.400.40
①0~50s内的平均反应速率v(N2)=___________mol·L-1·s-1,平衡时氢气的转化率为___________
②为加快反应速率,可采取的措施是___________(填标号)。
a.升高温度          b.增大容器体积             c.加入合适的催化剂
(4)若将合成氨反应设计原电池(如图),则气体b是___________(填化学式),电极2发生的电极反应为___________

          

2023-08-02更新 | 287次组卷
共计 平均难度:一般