第1章第2节化学能转化为电能同步练习（含答案）高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 第2节 化学能转化为电能 同步练习 高二 化学鲁科版（2019）选择性必修1
一、单选题
1．中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨(Cn)和中间相炭微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有KPF6的有机溶液，其充电示意图如下。下列说法错误的是
A．固态KPF6为离子晶体
B．放电时MCMB电极为负极
C．充电时，若正极增重39g，则负极增重145g
D．充电时，阳极发生反应为Cn+xPF6－－xe-=Cn(PF6)x
2．某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法不正确的是
A．盐桥中K+向Y极移动
B．电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电子流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2＋10e-＋6H2O===N2↑＋12OH—，周围pH增大
3．从化学看生活，你认为下列说法合理的是
A．燃料电池是一种高效、环境友好型的发电装置，其能量转化率可达100%
B．绿色食品就是指颜色为绿色的食品
C．汽车尾气中的氮氧化物主要是汽油燃烧的产物
D．“煤改气”“煤改电”等清洁燃料改造工程有利于减少雾霾的形成
4．瑞典科学家研制出了一种能作为电池的“纸”，由纳米纤维素制成，在纳米纤维的外层，覆盖着一层溶解在水溶液里的带电聚苯乙烯塑料，它用硅、惰性石墨烯为电极。下列说法正确的是
A．正极反应中有大量的生成
B．纸电池的负极是硅，发生还原反应
C．在石墨电极表面有生成
D．电池放电时，溶液的变小
5．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：。下列说法不正确的是
A．该电池属于二次电池和碱性电池
B．电极是电池的负极，发生氧化反应
C．电池工作过程中，电解质溶液的浓度保持不变
D．充电时，电池的正极应与电源的正极相连
6．下图为锌铜原电池示意图。下列有关叙述正确的是
A．外电路电子由铜片流向锌片
B．锌片上发生还原反应
C．铜片做正极，电极反应是：
D．盐桥中的阳离子移向铜电极
7．JohnB·Goodenough是锂离子电池正极材料钴酸锂的发明人。某钴酸锂电池的电解质为溶于混合有机溶剂的LiPF6（有机溶剂不参与电极反应），放电过程中电池反应为：xLi+Li1-xCoO2=LiCoO2（0A．放电时，电子由R极流出，经外电路流向Q极
B．放电时，正极反应式为
C．充电时，电源b极为负极
D．充电时，R极净增7g时转移1mole-
8．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据原电池原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是
A．将铝质容器换成铂质容器，黑色也会褪去
B．银器为正极，Ag2S被氧化生成单质银
C．负极的电极反应：Al-3e-=Al3+
D．反应过程中Cl-向银器移动
9．对于反应Fe(s)+H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+H2(g)，下列叙述错误的是（ ）
A．通过反应过程中溶液温度变化判断该反应过程是否放热
B．改变Fe的表面积会改变反应的速率
C．通常用H2体积的变化情况表示该反应的速率
D．若将该反应设计成原电池，正极材料应为铁
10．锌-空气电池适宜用作城市电动车的动力电源，原理如图。该电池放电时Zn转化为ZnO。以下说法正确的是
A．氧气在石墨电极上发生氧化反应
B．负极反应：Zn+H2O-2e-→ZnO+2H+
C．OH-向石墨电极移动
D．电子从Zn电极经导线流向石墨电极
二、填空题
11．根据要求回答下列问题：
①和 ②和 ③CH4和CH3CH2CH3 ④金刚石和石墨 ⑤H、D、T ⑥乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3）⑦臭氧（O3）和氧气（O2）⑧和 ⑨和 ⑩CuSO4 5H2O与CuSO4 3H2O
（1）这10组物质中，是同素异形体的是_____（填序号，下同）；是同位素的是_____；是同分异构体的是_____；是同一物质的是_____；是同系物的是_____。
（2）写出支链只有一个乙基且相分子质量最小的烷烃的结构简式___________________________。
（3）一定量的稀硫酸和稀NaOH溶液反应，当生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ，则中和热的热化学方程式为_____________________________________________________________________。
（4）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是__________。
A．C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H＞0
B．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H＜0
C．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H＜0．
12．我国科学家最近发明了一种电池，电解质为、和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：
回答下列问题：
(1)电池中，Zn为_______极，B区域的电解质为_______(填“”“”或“KOH”)。
(2)电池反应的离子方程式为_______。
(3)阳离子交换膜为图中的_______(填“a”或“b”)膜。
13．回答下列问题:
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作___________极，发生的电极反应式为___________。
(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①X为___________极，Y电极反应式为___________。
②Y极生成1 mol Cl2时，___________mol Li+移向X极。
(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为___________，正极反应式为___________。
14．Ⅰ.判断：
(1)下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是_______(填字母，下同)。
A． B．
C． D．
Ⅱ.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。
(2)O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_______，溶液中的向_______移动(填“正极”或“负极”)；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_______。
15．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电时的总反应式为。请回答下列问题：
(1)高铁电池的负极材料是_______，放电时负极反应式为_______。
(2)放电时，正极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应；正极反应式为_______。放电时，_______(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
三、计算题
16．反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图甲所示：
(1)该反应为______(填”吸热”或“放热”)反应。
(2)该反应____(填“是”或“否”)氧化还原反应；若将上述反应设计成原电池，装置如图乙，该装置工作时，电子沿导线流入_____(填“Cu”或“Fe”)电极，该电极为____(填“正”或“负”)极，电极反应式为____；若反应产生11.2L气体(标准状况下)，则电路中应该有____mol电子发生了转移。
四、实验题
17．某小组探究和的反应的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
【实验探究】
实验i：向装有0.5g的烧杯中加入20mL30%溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式：_______。
【继续探究】
针对该反应速率较慢，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
装置 序号 试剂a 现象
ii 20mL30%与4mL 5mol/L混合液 表面很快生产少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
iii 20mL30%与4mL 5mol/L氨水混合液 溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，表面有少量蓝色不溶物
(2)实验ii中：溶液变蓝的原因是_______(用离子反应方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是_______。
(3)对比实验i和iii，为探究氨水对的还原性或氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a.K闭合时，电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论：_______。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高的氧化性，与上述实验操作不同的是_______。
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。
(5)应用：分别与的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因_______。
五、判断题
18．碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长。(_______)
19．在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强。________
20．在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应。(_______)
21．原电池的正极在放电后质量一定增加。________
22．a极的电势低于b极。( )
六、有机推断题
23．有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，B、C、D的阳离子、A的阴离子均具有与氖原子相同的电子层结构；A、B可形成离子化合物B2A；D的最高价氧化物既能与强酸反应，又能与强碱反应；E的原子结构示意图为：；F的最外层电子数是电子层数的2倍。
试回答下列各问题：
（1）B元素为_________（填元素符号）
（2）F元素位于元素周期表中第_______周期第______族
（3）化合物B2A的电子式____________________
（4）D的最高价氧化物与B的最高价氧化物对应的水化物溶液反应的离子方程式：________
（5）将C、D用导线相连浸入B的最高价氧化物对应的水化物的溶液中，形成原电池，正极的电极反应为_______________________
七、原理综合题
24．为了实现“碳中和”的目的，科学家积极探索减少的排放水平，并通过新技术对进行综合利用。
(1)是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，与经催化重整，制得合成气：，已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C=O H—H C≡O(CO)
键能/ 413 745 436 1075
则该反应的_______。
(2)工业废气中的可用碱液吸收，所发生的反应如下：
，则：
①的_______(用含a、b的代数式表示)。
②标准状况下的22.4L与1000mL，1.5mol/L的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为_______kJ(用含a或b的代数式表示)。
(3)以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，但同时会释放，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
电极A为_______(填“正”“负”)极；甲醇在电极B上发生的反应式为_______；该电池正常工作一段时间，当电池中有60mol电子转移时，会产生_______g。
参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．D
5．C
6．D
7．C
8．C
9．D
10．D
11． ④⑦ ⑤ ②⑥ ①⑧⑨ ③ 1/2H2SO4（aq）+NaOH（aq）=1/2Na2SO4（aq）+H2O（l）；△H=﹣57.3kJ/mol B
12． 负 a
13．(1) 正极 CO2+2H++2e-=HCOOH
(2) 正极 2Cl--2e-=Cl2↑ 2
(3) N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-
14．(1)D
(2) 正极 Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应
15．(1)
(2) 还原 正
16． 放热 是 Cu 正 2H++2e-=H2↑ 1
17．(1)
(2) 产生的铜离子催化了过氧化氢分解
(3) 加入氨水，氨水与形成，使减小，提高了的还原性 向U型管右侧溶液中滴加硫酸
(4)在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
(5)溶解度，、、均可使氧化反应中的降低，提高的还原性，其中只有能使的还原性提高到能将还原
18．错误
19．错误
20．正确
21．错误
22．正确
23． Na 3 ⅥA Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 2H2O-2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑
24．(1)+120kJ/mol
(2) a-2b
(3) 正 440