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1 . 电化学原理在电池制造、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)若用如图1装置，依据反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+设计原电池，则电极X应为_____ (填化学式)，石墨电极的电极反应式为_____ 。将石墨换成铁电极后，电池总反应变为_____ 。
(2)燃料电池必须从电池外部源源不断地向电池提供天然气、甲烷、煤气等含氢化合物作为燃料。基于甲烷(CH4)－空气燃料电池，其工作原理如图2，a、b均为惰性电极。a为_____ 极，正极的电极反应式为_____ 。当通入4.48L(标准状况下)甲烷气体时，测得电路中转移1.1mol电子，则甲烷的利用率为_____ 。(保留小数点后1位)。
(3)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图3所示：
已知H2O在电极附近发生电极反应H2O+2e-=H2+O2-，则CO2发生的电极反应为_____ 。当H2和CO共生成2mol时，生成标准状况下O2的体积为_____ 。
(1)若用如图1装置，依据反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+设计原电池，则电极X应为
(2)燃料电池必须从电池外部源源不断地向电池提供天然气、甲烷、煤气等含氢化合物作为燃料。基于甲烷(CH4)－空气燃料电池，其工作原理如图2，a、b均为惰性电极。a为
(3)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图3所示：
已知H2O在电极附近发生电极反应H2O+2e-=H2+O2-，则CO2发生的电极反应为
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2023-04-29更新
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233次组卷
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2卷引用：山东省菏泽市2022-2023学年高一下学期期中考试化学（A）试题
名校
2 . 电化学的应用十分广泛，在分析检测、有机合成等领域应用很广，请分析下列几种电化学装置并回答问题：
Ⅰ．微生物燃料电池是废水处理中实现碳氮联合转化产生CO2和N2的装置，如图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。请回答：
(1)电极2名称：___________ 极，电池工作一段时间后，电极2附近的pH___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在好氧微生物反应器中发生的反应方程式___________ 。
(3)若反应消耗O2(标准状况)4.48L，理论上生成N2物质的量为___________ mol。
II．次磷酸钴(II)
广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图。
(4)A、B、C均为离子交换膜，其中为阳离子交换膜的是___________ 。
(5)石墨电极每生成1molH2时，___________ 
向___________ 迁移(填“阴极室”“阳极室”或“产品室”)。
(6)若以铅蓄电池为直流电源，则铅蓄电池中正极的电极反应式为___________ 。
(7)用
溶液化学镀钴是在强碱性条件下通过发生自身氧化还原反应，反应的同时会生成
，其离子方程式为___________ 。
Ⅰ．微生物燃料电池是废水处理中实现碳氮联合转化产生CO2和N2的装置，如图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。请回答：
(1)电极2名称：
(2)在好氧微生物反应器中发生的反应方程式
(3)若反应消耗O2(标准状况)4.48L，理论上生成N2物质的量为
II．次磷酸钴(II)
广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图。(4)A、B、C均为离子交换膜，其中为阳离子交换膜的是
(5)石墨电极每生成1molH2时，
向(6)若以铅蓄电池为直流电源，则铅蓄电池中正极的电极反应式为
(7)用
溶液化学镀钴是在强碱性条件下通过发生自身氧化还原反应，反应的同时会生成，其离子方程式为
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3 . 1905年哈珀开发实现了以氮气和氢气为原料合成氨气，生产的氨制造氮肥服务于农业，养活了地球三分之一的人口，哈珀也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。
(1)工业合成氨的反应如下：N2＋3H2
2NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ，断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol N－H键放出的能量为391 kJ，则由N2和H2生成1 mol NH3的能量变化为________ kJ。下图能正确表示该反应中能量变化的是________ (填“A”或“B”)。
(2)反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)在三种不同条件下进行，N2、H2的起始浓度为0，反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。
根据上述数据回答：对比实验①②中，有一个实验没有使用催化剂，它是实验_________ (填序号)；实验①③对比说明了_________ 。在恒温恒容条件下，判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________ (填序号)。
a.NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.c(NH3)＝c(H2) d.混合气体的压强不变
(3)近日美国犹他大学Minteer教授成功构筑了H2－N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理，以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H＋)为隔膜，在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则B电极为_________ 极(填“正”、“负”)，该电池放电时溶液中的H＋向_________ 极移动(填“A”、“B”)。
(1)工业合成氨的反应如下：N2＋3H2
2NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ，断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol N－H键放出的能量为391 kJ，则由N2和H2生成1 mol NH3的能量变化为(2)反应2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g)在三种不同条件下进行，N2、H2的起始浓度为0，反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。实验 序号 | 时间 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
① | 400℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
② | 400℃ | 1.0 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
③ | 500℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据回答：对比实验①②中，有一个实验没有使用催化剂，它是实验
a.NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.c(NH3)＝c(H2) d.混合气体的压强不变
(3)近日美国犹他大学Minteer教授成功构筑了H2－N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理，以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H＋)为隔膜，在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则B电极为
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