第六章第一节化学反应与能量变化同步练习 （含解析）2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第六章第一节化学反应与能量变化同步练习
一、单选题
1. 利用反应设计的电池装置如图所示，该装置能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染。下列说法错误的是( )
A. 电极为正极，发生还原反应
B. 当有参与反应时，外电路中转移电子
C. 电池工作时，从右向左移动
D. 电极的电极反应式为
2. 如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法正确的是( )
A. 上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B. 干电池工作时，向锌筒移动
C. 铅蓄电池工作过程中，每通过电子，负极质量减轻
D. 氢氧燃料电池的正极反应一定是
3. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法正确的是( )
A. 干电池工作时，向锌筒移动
B. 上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
C. 铅蓄电池工作过程中，每通过电子，负极质量减轻
D. 氢氧燃料电池的正极反应一定是
4. 实验室可利用下列微生物电池将污水中的乙二胺转化为无毒无害的物质并产生电能、均为石墨电极。有关该电池工作时的说法中错误的是( )
A. 极的电势比极的电势低
B. 正极电极反应式：
C. 电池总反应为：
D. 每消耗升时，通过质子交换膜的质子数为
5. 我国成功研制的一种新型可充放电 电池铝石墨双离子电池采用石墨、铝锂合金作为电极材料，以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池反应为 放电过程如图，下列说法正确的是( )
A. 为负极，放电时铝失电子
B. 电解液可以用常规锂盐和水代替
C. 充电时 电极反应式为
D. 废旧 电池进行“放电处理”时，若转移 电子，石墨电极上可回收
原电池是把化学能转变成电能的装置。它的发明历史可追溯到世纪末期。随着科技的不断进步，科学家又设计出了越来越多的化学电源，都是和原电池有关。请回答下列题。
6. 下列设备工作时，将化学能转化为热能的是。 ( )
A. B.
C. D.
7. 把锌片和铜片用导线连接后，浸入的盐酸溶液中，可能产生的结果是。 ( )
A. 铜片上放出氯气 B. 铜片上放出氧气 C. 铜片上放出氢气 D. 铜片上放出氮气
8. 下列有关化学电源叙述正确的是。 ( )
A. 水果电池是高效环保的家用电池 B. 锌锰干电池是一种常用的二次电池
C. 锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄 D. 锌锰干电池碳棒是负极
9. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( )
A. 图甲：向电极方向移动，电极附近溶液中的浓度增大
B. 图乙：正极的电极反应式为
C. 图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D. 图丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
10. 一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为表示石墨。电解质为含的熔融盐，下列说法正确的是( )
A. 放电时负极反应为
B. 放电时移向正极
C. 充电时阳极反应为
D. 电路中每转移电子，最多有被还原
11. 一种用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是( )
A. 该电池工作时，每消耗 转移电子
B. 电子由电极经外电路流向电极
C. 电池工作时，向电极移动
D. 电极上发生的电极反应为：
12. 蔥醌是一种具有氧化还原活性的廉价有机分子，蔥醌碘化铵液流可充电电池如图以其环保、价廉、稳定等优点被研究及广泛应用。充电时，转化为。下列说法错误的是( )
A. 放电时，极电势低于极
B. 充电时，极的电极反应式为
C. 充电时，电路中每转移，膜两侧电解液的质量变化差为
D. 该装置中的阳膜也可以用阴膜代替
13. 如图所示是一种新型高温可充电电池电池活性物质为和，则下列说法中正确的是 ( )
A. 放电时石墨上发生的反应为
B. 充电时石墨与外接电源正极相连
C. 可将装置中的固体电解质改成溶液
D. 放电时，电子由石墨经固体电解质向石墨迁移
14. 关于化学能与电能或热能的转化，下列说法正确的是( )
A.该装置能将化学能转化为电能 B.在锌锰干电池中，电流从锌皮流出 C.锂离子电池充电时发生氧化还原反应 D.与固体反应的能量变化如上图所示
A. B. C. D.
15. 年月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如图所示：下列说法正确的是( )
A. 图中能量转化方式只有种
B. 向极区移动
C. 极发生的电极反应为：
D. 极上每产生 流过电极的电子数为
二、实验题
16. 科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。
上述生产硫酸的总反应方程式为_______________，是_________极，电极反应式为_________________，生产过程中向__________ 填或电极区域运动。
该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是______________填字母。
A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移
B.原申池装置需要个活泼性不同的金属电极
C.电极一定不能参加反应
D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
若需将反应：设计成原电池装置，则负极材料为________________，溶液为__________________________。
与反应还可制备，可作为燃料使用，用和组合形成的质子交换膜只允许通过燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为，电极为____________填“正极”或“负极”，电极反应方程式为_________。
17. 某学习小组用如图所示、装置分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中装置烧杯内的溶液温度升高，装置的电流计指针发生偏转。
烧杯中发生反应的离子方程式为________________________________________。
中板是__________极；板上的现象是__________，其发生的电极反应式是__________。若有电子流过导线，则正极生成的产物的物质的量为__________。
从能量转化的角度看，、中反应物的总能量__________填“大于”“小于”或“等于”生成物的总能量，中主要是将化学能转化为__________，中主要是将化学能转化为__________。
该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是__________填字母。
A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移
B.原电池装置需要个电极
C.电极一定不能参加反应
D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
有人以化学反应：为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，靠人体内血液中溶有的一定浓度的、、进行工作。则该原电池的正极发生的电极反应式为__________。
三、简答题
18. 化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
下图为氢氧燃料电池的构造示意图，由此判断极为电池的____________极，向____________填“正”或“负”极作定向移动，极的电极反应方程式为__________，电路中每转移电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是________ 。
为了验证与氧化性强弱，设计一个装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是_________。
铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：铅蓄电池放电时正极是_________填物质化学式，该电极质量_____________填“增加”或“减少。若电解液体积为反应过程溶液体积变化忽略不计，放电过程中外电路中转移电子，则硫酸浓度由下降到_____________。
19. 氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛表面作用使海水分解得到氢气的新技术：。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：
分解海水时，________能转变为________能，二氧化钛作________。生成的氢气用于燃料电池时，________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________键，分解海水的反应属于________反应填“放热”或“吸热”。
某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应如下：
极：
极：
则极是电池的________极；电子从该极________填“流入”或“流出”。
如图所示装置可构成原电池。试回答下列问题：
电解质溶液为浓硝酸时，灯泡______填“亮”或“不亮”，填“亮”做题，填“不亮”做题。
若灯泡亮，则电极上发生的反应为： _________________________；
若灯泡不亮，其理由为： ________________________
电解质溶液为溶液时，灯泡______填“亮”或“不亮”，填“亮”做题，填“不亮”做题。
若灯泡亮，则电极反应式为： _______________________；电极反应式为： _____________________。
若灯泡不亮，其理由为： ________________________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确化学反应中化合价升降与正负极的关系是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意电子流向判断，题目难度不大。
【解答】
根据总方程式可知，中元素化合价由价变为价、中元素化合价由价变为价，所以得电子发生还原反应、失电子发生氧化反应，则通入的电极作负极、电极作正极，负极电极方程式为，正极反应式为，电池工作时，电子从负极沿导线流向正极，内电路中阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。
A.由分析可知，为负极，为正极，正极上发生得电子的还原反应，故A正确；
B.正极反应式为，当有 被处理时，则外电路中通过电子，故B错误；
C.为负极，为正极，电池工作时，从右向左迁移，故C正确；
D.电极为正极，发生还原反应，电极反应式为，故D正确。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了原电池类型的分析判断，依据原电池原理判断电极和反应产物是解题关键，题目难度较易。
【解答】
A.干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；
B.在干电池中，作负极，向正极碳棒移动，故B错误；
C.铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，故C错误；
D.氢氧燃料电池的正极反应受溶液的酸碱性影响，则电极反应式不一定是 ，故D错误。
故选A。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了原电池类型的分析判断，依据原电池原理判断电极和反应产物是解题关键，题目难度中等。
【解答】
A.在干电池中，作负极，向正极碳棒移动，故A错误；
B.干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故B正确；
C.铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，故C错误；
D.氢氧燃料电池的正极反应受溶液的酸碱性影响，溶液为碱性时： ，溶液为酸性时：，故D错误。
故选B。

4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的工作原理，依元素化合价变化分析正负极，写出电极反应方程式是解答关键。
【解答】
A.乙二胺在极失电子，氧气在极得电子，电子由极流向极，则极的电势比极的电势低，故A正确；
B.氧气在极得电子发生还原反应，为正极，故电极反应式：，故B正确；
C.由题意可知，电池总反应为：，故 C正确；
D.本题没有表明标况条件，故D错误；
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确正负极的判断、离子移动方向即可解答，难点是电极反应式的书写。
【解答】
A. 放电时锂失电子，而不是铝失电子，故A错误；
B. 锂的金属性很强，能与水反应，所以不能用常规锂盐和水代替，故B错误；
C. 充电时为阳极，发生氧化反应，失电子电极反应式为：，故C正确；
D. 废旧 电池进行“放电处理”时，锂发生氧化反应生成锂离子，若转移 电子，则消耗锂的物质的量为，所以有锂失去电子，转化为锂离子，故D错误；
故选：。
6~8.【答案】D 、C 、C
【解析】略
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的相关知识，注意结合常见的一次电池、二次电池进行分析，题目难度一般。
【解答】
A.较活泼，作负极，失电子变，：向电极正极方向移动，正极上得电子变，因而电极附近溶液中减小，故A错误；
B.作正极，得电子，被还原成，结合作电解液，故电极反应式为：，故B正确；
C.做负极，发生氧化反应，电极反应式为，锌溶解，因而锌筒会变薄，故C正确；
D.铅蓄电池总反应式为 ，可知使用一段时间后，不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池和电解池的工作原理，电极反应式的书写，电化学计算等知识，是高考常考题型，难度中等。关键是掌握原电池的工作原理，侧重知识的能力考查。
【解答】
根据放电时总反应为： 表示石墨，可知：放电时负极上是失电子的氧化反应，正极上是得电子的还原反应，在原电池中，阴离子移向负极，根据电极反应式结合电子守恒进行解答即可。
A.放电时，铝失电子，发生氧化反应，做负极，电极反应式为：电解质是含的熔融盐，没有，故A错误；
B.放电时阴离子移向负极，故B错误；
C.充电时阳极失电子，发生氧化反应，电极反应为：，故C正确；
D.根据放电总反应可知，电路中每转移电子消耗，同时有被还原，故D错误。
故选C。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了原电池原理，注意燃料电池的工作原理和规律：负极上是燃料失电子的氧化反应，在正极上氧气发生得电子的还原反应，题目难度不大。
【解答】
液氨液氧燃料电池中，负极上发生失电子的氧化反应，即是负极，是正极，碱性条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式：，电子从负极流向正极，根据原电池的工作原理来回答，
A.燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式：，该电池工作时，每消耗标准状况下的即转移电子，而选项没有指明状态，故A错误；
B.电子从负极流向正极，即从电极流向电极，故B正确；
C.原电池中，阴离子向负极移动，则向负极移动，故C错误；
D.碱性条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，其电极反应为：，故D错误。
故选B。
12.【答案】
【解析】充电时，转化为，说明极为阴极，极为阳极，则放电时极为正极，极为负极。
根据分析，放电时，极为负极，因此极电势低于极，故A正确；
充电时，极为阳极，电极反应式为，故B正确；
充电时，电路中每转移，左侧转移到右侧，膜左侧质量减少，右侧质量增加，膜两侧电解液的质量变化差为，故C正确；
该装置中的阳膜不能用阴膜代替，如果用阴膜代替，铵根离子不能穿过则不能生成，故D错误。
13.【答案】
【解析】放电时钠在负极上反应，所以石墨为负极，石墨为正极，硫得到电子，电极反应为，A正确；充电时石墨做阴极，应与外接电源负极相连，B错误；因为钠易与水反应，所以不能用溶液作电解质溶液，C错误；电子不能通过电解质，D错误。
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学能与电能或热能的转化，涉及原电池的构成条件、吸放热反应与物质能量的关系、原电池原理和电解池原理等知识，均为高频考点，把握原电池原理及形成条件为解题关键，注意电池充放电过程中电子、离子流向和能量变化，题目难度不大。
【解答】
A.图中装置没形成闭合回路，不能形成原电池，没有电流通过，所以不能把化学能转变为电能，故A错误；
B.锌锰干电池中为负极，碳棒为正极，电子从锌皮流出，电流从正极流出，故B错误；
C.电池充电过程是原电池的逆反应，充电、放电过程都有电子得失，都是氧化还原反应，故C正确；
D.图中反应是放热反应，而 与固体的反应是吸热反应，即反应物具有的能量小于生成物具有的能量，故D错误。
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查学生燃料电池的工作原理知识，注意知识的迁移应用是解题的关键，难度中等，明确原电池原理以及正负极的判断、电极方程式的书写是解题的关键。
【解答】
A. 图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为电能等，故A错误；
B. 极氮气转化为氨气，氮元素化合价降低被还原为原电池的正极，故H向正极极区移动，故B错误；
C. 极为正极，发生的电极反应为：，故C正确；
D. 由于氧气所处的状态不明确，无法计算，故D错误；
16.【答案】；正；；；
；
；溶液；
负；。
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高频考点，根据元素化合价变化确定正负极，知道各个电极发生的反应及电子流向，难点是电极反应式的书写，题目难度中等。
【解答】
该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入二氧化硫的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极反应式为，正极反应式为，电子从负极沿导线流向正极，据此分析解答；
上述生产硫酸的总反应方程式为；电极是正极；电极反应式为：；根据原电池原理阳离子向正极移动，所以生产过程中向电极移动；
原电池的本质是氧化还原反应，一定有电子转移，故A错误；
B.原电池的电极可以是两个材料一样的金属，也可以是个金属个非金属，故B错误；
C.在的反应构成的原电池中，做负极参与反应，故C错误；
D.根据原电池的原理可知负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，故D正确；
设计成如上图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，发生氧化反应，作原电池的负极，所以负极材料是，正极材料是比不活泼的导电物质如石墨、等即可．溶液中含有，如溶液；
甲醇具有还原性，在负极上发生氧化反应生成，根据电子流向可知为负极，电极反应式为：。
17.【答案】
负； 有气泡冒出； ；
大于； 热能；电能

【解析】
【分析】
本题考查原电池的工作原理，电极反应式的书写等，难度中等，掌握基础即可解答。
【解答】
锌与氢离子反应生成锌离子与氢气，离子方程式为。
锌铜稀硫酸原电池中，活泼金属锌作负极，电极反应为，氢离子在正极铜上得电子产生氢气，所以有气泡产生，电极反应为；若有电子流过导线，则正极生成的的物质的量为。
烧杯中温度升高，该反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量；该反应将化学能转化成热能，原电池是将化学能转化成电能。
原电池是氧化还原反应，一定有电子的转移，A错误；
原电池的构成条件必须有两个电极，B正确；
活泼金属作负极失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，一般负极溶解，会参与反应，C错误；
负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D正确。
由反应可知，被氧化生成，正极上发生还原反应，产物为，电极反应式为。

18.【答案】负；负； ；
； 增加 ；

【解析】
【分析】
本题考查原电池的工作原理，需要对原电池工作原理理解透彻，难度不大，特别是电解质溶液的酸碱性并能灵活应用，并注意和电解池的工作原理做比较。
【解答】
由图可知电极有电子流出，为原电池的负极，对应的为正极，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以氢氧根离子向负极移动，氢氧燃料电池正极上氧气得到电子转化为氢氧根离子，对应的电极反应式为，由电极反应式可知每转移电子反应氧气，所以当电路中转移电子时消耗氧气对应标况下的体积为，
故答案为：负；负；；；
验证与氧化性强弱，原电池原理为，根据实际问题回答。
A.溶液中发生的反应为锌与氯化铁反应，不会生成铜离子，不能验证，故A错误；
B.溶液中发生，可以证明比氧化性强，故B正确；
C.溶液反应为浓硝酸与铜反应，不能验证，故C错误；
D.电极相同，不能形成原电池，故D错误；
故答案为：；
由总反应可知铅蓄电池放电时正极是，二氧化铅会转化为硫酸铅，对应电极质量会增加，由反应可知，每转移电子消耗硫酸，所以放电过程中外电路中转移电子，则消耗硫酸，设下降到，即，，
故答案为：；增加；。

19.【答案】太阳；化学；催化剂；化学；电；或者“共价”；吸热
负；流出
亮；；
亮；；或。
【解析】
【分析】
本题考查了能量之间的转化及原电池原理，根据得失电子判断正负极，难点是电极反应式的书写，难度一般。
【解答】
分解海水时，太阳能转变为化学能，二氧化钛作催化剂。生成的氢气用于燃料电池时，化学能转变为电能；水分解时，断裂的化学键为键，分解海水的反应属于吸热反应，
故答案为：太阳；化学；催化剂；化学；电；或者“共价”；吸热；
极是失去电子发生氧化反应的电极，所以极是负极，电子从负极流向正极，电流从正极流入负极；
故答案为：负；流出；
电解质溶液为浓硝酸时，为负极，为正极，与浓硝酸发生：，灯泡亮，电极上发生：，
故答案为：亮；；
电解质溶液为溶液时，能与溶液发生反应，为负极，为正极，故灯泡亮；电极发生：；电极发生：或，
故答案为：亮；；或。

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