专题46原电池原理的应用（讲解）-2019高考化学难点剖析含解析

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1、专题四十六原电池原理的应用一、高考题再现1.(2018天津)C02是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(1)C02可以被NaOII溶液捕获。若所得溶液pH-13,CO?主要转化为(写离子符号)；若所得溶液c(HCOJ):c(CO32_)=2:1,溶液pH二o(室温下,H2CO3的烬4X103金二5X10^)(2)C02与CH」经催化重整，制得合成气：催化剂CH.,(g)+C02(g)2C0(g)+2H,(g)①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键C—H00H—HC±0(C

2、O)键能/kJ•mol-14137454361075则该反应的A衍。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH(和CO?各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是(填“A”或“B”)。②按一定体积比加入CH#和C0?,在恒压下发生反应，温度对CO和出产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900°C的原因是oTO3念AlCh的决于液体图4(3)02辅助的A1〜CO?电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用g,电池反应产物A12(C20i)是重要的化

3、工原料。电池的负极反应式：o电池的正极反应式：602+6e；6026(；02+60]^=300卢反应过程中6的作用是该电池的总反应式：。【答案】CO产10+120kJB900°C时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低。Al-3e_=Al3+（或2A1-6e#2A广）催化剂2A1+6C0尸A1?©0"3【解析】分析：本题考查的是化学反应原理的综合应用，主要包括反应与能量以及化学反应速率、平衡的相关内容。只需要根据题目要求，利用平衡速率的方法进行计算即可。详解:（1）CQ可

4、以被NqOH滚液捕获。若所得'漆液pH=13,因为得到滚液的碱性较强，所以C6主要转化为碳酸根离子（COP）。若所得滚'液c{HCO「）：c（CO32-）=2:1“则根据第二步电离平衡常数K』"；篇=響=5如打所以氢离子浓度为lxlO-iomoi-L^pH=10o（2）①化学反应的焙变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焙变为（4X413+2X745）—（2X1075+2X436）=+120kJ•mol=初始时容器A、B的压强相等,A容器恒容,随着反应的进行压强逐渐增大（气体物质的量增加）；B容器恒

5、压，压强不变；所以达平衡时压强一定是A中大，B中小，此反应压强减小平衡正向移动，所以B的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。②根据图3得到，900°C时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900°C为反应最佳温度。（3）明显电池的负极为*1,所以反应一定是A1失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以A1失电子应转化为A广，方程式为:Al-3e-=Al3+（或2Al-6e#2AF）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二

6、步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2A1+6C02二A12（CO）3。二、考点突破1、保护金属典例1（2018届宁夏银川一中高三第三次模拟考试）下列有关电化学说法错误的是A.电池中电流由正极流向负极。锂电池比能量高，锂电池一般不用有机酸、醇、水溶液直接作电解质溶液B.太阳能电池有的是物理过程，有的还包括一个循环往复的化学反应C.硅铁合金（一种惰性材料）可做牺牲阳极的阴极保护法的阳极D.电解时，有时一些阳离子、含氧酸根也可在阳极放电【答案】C【解析】A.电池中电流由正极流向负

7、极°锂电池能量比较高，因为锂属于活泼金属会和有机酸、醇、水溶液直接反应放出氢气比较剧烈，所以不能直接用他们作电解质溶液；B.太阳能电池的工作原理是：太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，P区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。既有物理过程，又有包括一个循环往复的化学反应，故B正确；C.硅铁合金（一种惰性材料

8、）可做牺牲阳极的阴极保护法的正极，C错课；D.电解时，有时一些阳离子如F/可以放电变成F/、含氧酸根如MnO产也可以放电成为血0「等都能在阳极放电，D正确。2、电解电解质溶液案例2（2018年安徽省合肥市高三第二次教学质量检测）如下图所示，装置（I）是一种可充电电池，装置（II）为惰性电极的电解池。下列说法」I:确的是A.闭合开关K时,B.装置⑴放电时，总反应为：2Na2S2+Br2=Na2S4+2NaBrC.装置（I）充电时，从左到右通过