2024新高考化学高考专题复习--专题十化学反应与电能(含答案)
文档属性
| 名称 | 2024新高考化学高考专题复习--专题十化学反应与电能(含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-28 10:05:19 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2024新高考化学高考专题复习
专题十 化学反应与电能
拓展训练
1.钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似,与锂离子电池相比较,成本低,充电时间短。一种钠—空气电池的装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道,放电时生成的NaOx填充在“空位”中,当“空位”填满后,放电终止。下列说法正确的是( )
A.放电时,M为阴极
B.放电时,N电极发生的电极反应为xO2+2xe- 2
C.充电时,每转移1 mol e-,N电极减轻23 g
D.该电池的比能量比锂离子电池低
答案 D
2.科学家最近发明了一种Al-PbO2电池,通过X和Y两种离子交换膜隔成M、R、N三个区域(a>b),三个区域的电解质为K2SO4、H2SO4、KOH中的一种,装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.放电时,R区域的电解质浓度逐渐增大
B.放电时,PbO2电极反应为PbO2+2e-+4H+ Pb2++2H2O
C.M区电解质为KOH,且放电时K+通过X膜移向R区
D.消耗1.8 g Al时,N区域电解质溶液减轻16 g
答案 B
3.硅作为地壳中第二丰富的元素,将其用于制作电池有很大的应用前景。某硅—酸电池,其电极材料分别为碳包覆硅和铜的CuSi@C以及α-MnO2,电解质溶液为酸性硫酸钠溶液,工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.硅—酸电池比碱性硅—空气电池更能实现持续放电
B.放电时,当电路中转移4 mol电子时,负极区电解质溶液质量减少36 g
C.放电时,负极电极反应式为Si+2H2O-4e- SiO2+4H+
D.α-MnO2电极电极反应式仅为O2+4H++4e- 2H2O
答案 D
4.中科大陈维课题组以高浓度酸为电解质溶液,借助普鲁士蓝衍生物(PBA)发明了一种水系氢气—质子可充电电池,其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.放电时,H+由Y极区向X极区迁移
B.充电时,PBA被还原为PBA-H
C.充电时,X极发生氧化反应
D.放电时,总反应式为2PBA+H2 2PBA-H
答案 D
5.近期,某科研团队发明了一种新型的锌离子热充电电池,可以利用人体产生的低热量充电。该电池以Zn和VO2-PC为电极材料,实现了低热量发电;放电时,VO2结合Zn2+生成ZnxVO2·yH2O,工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.分离器可以为阴离子交换膜
B.充电时,阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O+2xe- VO2+xZn2++yH2O
C.放电时,电流从Zn极流向VO2-PC极
D.充电时,锌离子从较高温一侧移至低温一侧
答案 D
6.盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl;工业上主要采用如图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化,下列说法正确的是( )
图1 图2
A.电池工作时,Pt电极是正极
B.图2中,A为H+和e-,B为NH3OH+
C.电池工作时,每消耗2.24 L NO(标准状况下),左室溶液质量增加3.3 g
D.电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH均下降
答案 C
10．搭载全气候电池的电动车在北京冬奥会-30 ℃的环境里亮相,成功地解决了锂离子电池不耐低温的问题,锂离子电池通常以碳材料(容纳锂离子)为负极,LiCoO2、LiMnPO4等锂的活性化合物为正极,放电时下列说法不正确的是( )
A.化学能转化为电能
B.正极上发生氧化反应
C.Li+向正极迁移
D.当电路中转移0.1 mol电子时,负极质量减少0.7 g
答案 B
11.(2023长沙一模,9)钠碱脱硫液(NaOH+Na2SO3)吸收一定量SO2气体后,可通过如图装置实现再生,下列说法正确的是 ( )
A.电极a应接电源的正极
B.m膜应为阳离子交换膜
C.出液2的pH大于进液H2SO4的pH
D.电路中每通过2 mol电子,阳极区域会产生11.2 L的气体
答案 B
12.我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂,通过电解法将CO2转化为乙烯,装置如下图。
已知:电解效率η(B)=×100%。
下列说法错误的是( )
A.电极a电势比电极b电势低
B.通电后阴极区溶液pH不变
C.电极b上发生反应:4OH--4e- 2H2O+O2↑
D.若乙烯的电解效率为60%,电路中通过1 mol电子时,产生0.05 mol乙烯
答案 B
13.利用如图所示的电解装置分离含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4的混合物浆液,使其分离成固体混合物和含铬元素溶液。下列分析错误的是( )
A.电解装置工作时,石墨2应该连接铅蓄电池的PbO2电极
B.分离后,含铬元素的粒子有Cr和Cr2,存在于阳极室中
C.每转移1 mol e-时,阴极室电解质溶液的质量增加23 g
D.阴极室生成的物质可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离
答案 C
14.某科学家发现了一种高效、清洁、选择性地将乙烯转化为环氧乙烷()的电解装置,如图所示。
已知:+OH-+Cl-+H2O
下列说法正确的是( )
A.物质Z是
B.工作时,X极附近溶液的pH增大
C.Y极为阴极,离子交换膜应为阳离子交换膜
D.制备的总反应为C2H4+H2O+H2
答案 D
15.以熔融盐(CaCl2、NaCl)为电解液,以石墨为阳极,电解TiO2和SiO2获取电池材料TiSi,下列说法正确的是( )
A.阳极上SiO2被还原
B.阴极发生的反应为2Cl--2e- Cl2↑
C.电解时,阳离子向阳极移动
D.理论上每生成1 mol TiSi电路中转移8 mol电子
答案 D
16.法国科学家莫瓦桑在无水HF中电解KHF2制得单质氟(2KHF2 2KF+H2↑+F2↑),获得1906年诺贝尔化学奖。下列关于该过程的描述不正确的是( )
A.阳极上发生氧化反应
B.阴极反应为2H+2e- H2↑+4F-
C.需将电解产生的两种气体严格分开
D.理论上,每转移1 mol e-,可得到22.4 L F2(标准状况下)
答案 D
17.某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护,下列说法不正确的是( )
A.③区电极电势Cu高于Fe
B.①区Fe电极和③区Fe电极电极反应式均为Fe-2e- Fe2+
C.②区Zn电极和④区Cu电极电极反应式均为2H2O+2e- H2↑+2OH-
D.②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,均会出现蓝色沉淀
答案 B
18. 将裹有锌片的铁钉放入含酚酞—饱和NaCl溶液琼脂中,下列说法不正确的是( )
A.a处溶液会变红 B.b处c(Zn2+)增大
C.c处产生较多无色气泡 D.该实验说明Fe受到保护
答案 C
19.一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质,相关图示如图1、图2,电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4 MnOOH+[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O],下列说法不正确的是( )
图1 电池结构 图2有机高聚物的结构片断
A.放电时,含有锌膜的碳纳米管纤维的反应为Zn+H2O+ZnSO4+OH--e- [ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]
B.充电时,含有MnO2膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连
C.合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应
D.有机高聚物中通过氢键的缔合作用,增强了高聚物的稳定性
答案 C
20.钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,性能相近,但相比锂离子电池具有原材料储量丰富、分布广泛、成本低廉、环境友好和兼容锂离子电池现有生产设备的优势,电池结构如下图。总反应为NaC6+Na1-xMO2 NaMO2+Na1-xC6(0≤x≤0.55,M为过渡金属),下列叙述错误的是( )
A.放电时,负极上发生的电极反应为NaC6-xe- Na1-xC6+xNa+(0≤x≤0.55)
B.放电时,Na+从石墨烯纳米片中脱嵌,经电解质嵌入过渡金属氧化物
C.充电时,阴极上发生的电极反应为Na1-xMO2+xNa++xe- NaMO2(0≤x≤0.55)
D.充电时,外电路中每转移0.2 mol e-,理论上石墨烯纳米片将增重4.6 g
答案 C
21.科学家研发了一种绿色环保“全氢电池”,某化学兴趣小组将其用于铜片上镀银作为奖牌奖给优秀学生,工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.负极电极反应式:H2-2e-+2OH- 2H2O
B.当吸附层a通入2.24 L(标准状况)氢气时,溶液中有0.2 mol离子透过交换膜
C.离子交换膜既可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜
D.电池工作时,m电极质量逐渐增加
答案 D
22. 我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能,其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.放电时,M为正极
B.放电时,N极发生的电极反应为Br-+2Cl--2e- BrC
C.充电时,每生成1 mol TiO2+,有2 mol H+穿过质子交换膜进入N极室
D.充电时,总反应为2Ti3++BrC+2H2O 2TiO2++Br-+2Cl-+4H+
答案 C
23.中国新能源汽车处于世界领先地位,某品牌电动汽车使用三元锂电池,总反应式为Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6 LiNixCoyMnzO2+6C。下图是工作原理,隔膜只允许X离子通过,汽车加速时,电动机提供推动力,减速时,发电机将多余能量转化为电能储存。下列说法错误的是( )
A.减速时,电池充电;加速时,电池放电
B.加速时,电子的方向为甲电极→电动机→乙电极
C.减速时,乙电极的反应为LiNixCoyMnzO2+ae- Li1-aNixCoyMnzO2+aLi+
D.加速时,X离子由甲经过隔膜向乙移动
答案 C
24.新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为Li1-xFePO4+xLi++xe- LiFePO4,下列说法不正确是( )
A.充电时,Mg电极为阴极
B.放电时,Li+从Ⅰ室向Ⅱ室迁移
C.放电时,Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度增大
D.每消耗1 mol Mg,电极a质量理论上增加14 g
答案 C
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
2024新高考化学高考专题复习
专题十 化学反应与电能
拓展训练
1.钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似,与锂离子电池相比较,成本低,充电时间短。一种钠—空气电池的装置如图所示。该电池利用“多孔”石墨电极形成空气通道,放电时生成的NaOx填充在“空位”中,当“空位”填满后,放电终止。下列说法正确的是( )
A.放电时,M为阴极
B.放电时,N电极发生的电极反应为xO2+2xe- 2
C.充电时,每转移1 mol e-,N电极减轻23 g
D.该电池的比能量比锂离子电池低
答案 D
2.科学家最近发明了一种Al-PbO2电池,通过X和Y两种离子交换膜隔成M、R、N三个区域(a>b),三个区域的电解质为K2SO4、H2SO4、KOH中的一种,装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.放电时,R区域的电解质浓度逐渐增大
B.放电时,PbO2电极反应为PbO2+2e-+4H+ Pb2++2H2O
C.M区电解质为KOH,且放电时K+通过X膜移向R区
D.消耗1.8 g Al时,N区域电解质溶液减轻16 g
答案 B
3.硅作为地壳中第二丰富的元素,将其用于制作电池有很大的应用前景。某硅—酸电池,其电极材料分别为碳包覆硅和铜的CuSi@C以及α-MnO2,电解质溶液为酸性硫酸钠溶液,工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.硅—酸电池比碱性硅—空气电池更能实现持续放电
B.放电时,当电路中转移4 mol电子时,负极区电解质溶液质量减少36 g
C.放电时,负极电极反应式为Si+2H2O-4e- SiO2+4H+
D.α-MnO2电极电极反应式仅为O2+4H++4e- 2H2O
答案 D
4.中科大陈维课题组以高浓度酸为电解质溶液,借助普鲁士蓝衍生物(PBA)发明了一种水系氢气—质子可充电电池,其放电过程的工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.放电时,H+由Y极区向X极区迁移
B.充电时,PBA被还原为PBA-H
C.充电时,X极发生氧化反应
D.放电时,总反应式为2PBA+H2 2PBA-H
答案 D
5.近期,某科研团队发明了一种新型的锌离子热充电电池,可以利用人体产生的低热量充电。该电池以Zn和VO2-PC为电极材料,实现了低热量发电;放电时,VO2结合Zn2+生成ZnxVO2·yH2O,工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.分离器可以为阴离子交换膜
B.充电时,阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O+2xe- VO2+xZn2++yH2O
C.放电时,电流从Zn极流向VO2-PC极
D.充电时,锌离子从较高温一侧移至低温一侧
答案 D
6.盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl;工业上主要采用如图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化,下列说法正确的是( )
图1 图2
A.电池工作时,Pt电极是正极
B.图2中,A为H+和e-,B为NH3OH+
C.电池工作时,每消耗2.24 L NO(标准状况下),左室溶液质量增加3.3 g
D.电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH均下降
答案 C
10．搭载全气候电池的电动车在北京冬奥会-30 ℃的环境里亮相,成功地解决了锂离子电池不耐低温的问题,锂离子电池通常以碳材料(容纳锂离子)为负极,LiCoO2、LiMnPO4等锂的活性化合物为正极,放电时下列说法不正确的是( )
A.化学能转化为电能
B.正极上发生氧化反应
C.Li+向正极迁移
D.当电路中转移0.1 mol电子时,负极质量减少0.7 g
答案 B
11.(2023长沙一模,9)钠碱脱硫液(NaOH+Na2SO3)吸收一定量SO2气体后,可通过如图装置实现再生,下列说法正确的是 ( )
A.电极a应接电源的正极
B.m膜应为阳离子交换膜
C.出液2的pH大于进液H2SO4的pH
D.电路中每通过2 mol电子,阳极区域会产生11.2 L的气体
答案 B
12.我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂,通过电解法将CO2转化为乙烯,装置如下图。
已知:电解效率η(B)=×100%。
下列说法错误的是( )
A.电极a电势比电极b电势低
B.通电后阴极区溶液pH不变
C.电极b上发生反应:4OH--4e- 2H2O+O2↑
D.若乙烯的电解效率为60%,电路中通过1 mol电子时,产生0.05 mol乙烯
答案 B
13.利用如图所示的电解装置分离含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4的混合物浆液,使其分离成固体混合物和含铬元素溶液。下列分析错误的是( )
A.电解装置工作时,石墨2应该连接铅蓄电池的PbO2电极
B.分离后,含铬元素的粒子有Cr和Cr2,存在于阳极室中
C.每转移1 mol e-时,阴极室电解质溶液的质量增加23 g
D.阴极室生成的物质可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离
答案 C
14.某科学家发现了一种高效、清洁、选择性地将乙烯转化为环氧乙烷()的电解装置,如图所示。
已知:+OH-+Cl-+H2O
下列说法正确的是( )
A.物质Z是
B.工作时,X极附近溶液的pH增大
C.Y极为阴极,离子交换膜应为阳离子交换膜
D.制备的总反应为C2H4+H2O+H2
答案 D
15.以熔融盐(CaCl2、NaCl)为电解液,以石墨为阳极,电解TiO2和SiO2获取电池材料TiSi,下列说法正确的是( )
A.阳极上SiO2被还原
B.阴极发生的反应为2Cl--2e- Cl2↑
C.电解时,阳离子向阳极移动
D.理论上每生成1 mol TiSi电路中转移8 mol电子
答案 D
16.法国科学家莫瓦桑在无水HF中电解KHF2制得单质氟(2KHF2 2KF+H2↑+F2↑),获得1906年诺贝尔化学奖。下列关于该过程的描述不正确的是( )
A.阳极上发生氧化反应
B.阴极反应为2H+2e- H2↑+4F-
C.需将电解产生的两种气体严格分开
D.理论上,每转移1 mol e-,可得到22.4 L F2(标准状况下)
答案 D
17.某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护,下列说法不正确的是( )
A.③区电极电势Cu高于Fe
B.①区Fe电极和③区Fe电极电极反应式均为Fe-2e- Fe2+
C.②区Zn电极和④区Cu电极电极反应式均为2H2O+2e- H2↑+2OH-
D.②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,均会出现蓝色沉淀
答案 B
18. 将裹有锌片的铁钉放入含酚酞—饱和NaCl溶液琼脂中,下列说法不正确的是( )
A.a处溶液会变红 B.b处c(Zn2+)增大
C.c处产生较多无色气泡 D.该实验说明Fe受到保护
答案 C
19.一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质,相关图示如图1、图2,电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4 MnOOH+[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O],下列说法不正确的是( )
图1 电池结构 图2有机高聚物的结构片断
A.放电时,含有锌膜的碳纳米管纤维的反应为Zn+H2O+ZnSO4+OH--e- [ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]
B.充电时,含有MnO2膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连
C.合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应
D.有机高聚物中通过氢键的缔合作用,增强了高聚物的稳定性
答案 C
20.钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,性能相近,但相比锂离子电池具有原材料储量丰富、分布广泛、成本低廉、环境友好和兼容锂离子电池现有生产设备的优势,电池结构如下图。总反应为NaC6+Na1-xMO2 NaMO2+Na1-xC6(0≤x≤0.55,M为过渡金属),下列叙述错误的是( )
A.放电时,负极上发生的电极反应为NaC6-xe- Na1-xC6+xNa+(0≤x≤0.55)
B.放电时,Na+从石墨烯纳米片中脱嵌,经电解质嵌入过渡金属氧化物
C.充电时,阴极上发生的电极反应为Na1-xMO2+xNa++xe- NaMO2(0≤x≤0.55)
D.充电时,外电路中每转移0.2 mol e-,理论上石墨烯纳米片将增重4.6 g
答案 C
21.科学家研发了一种绿色环保“全氢电池”,某化学兴趣小组将其用于铜片上镀银作为奖牌奖给优秀学生,工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.负极电极反应式:H2-2e-+2OH- 2H2O
B.当吸附层a通入2.24 L(标准状况)氢气时,溶液中有0.2 mol离子透过交换膜
C.离子交换膜既可以是阳离子交换膜也可以是阴离子交换膜
D.电池工作时,m电极质量逐渐增加
答案 D
22. 我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能,其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.放电时,M为正极
B.放电时,N极发生的电极反应为Br-+2Cl--2e- BrC
C.充电时,每生成1 mol TiO2+,有2 mol H+穿过质子交换膜进入N极室
D.充电时,总反应为2Ti3++BrC+2H2O 2TiO2++Br-+2Cl-+4H+
答案 C
23.中国新能源汽车处于世界领先地位,某品牌电动汽车使用三元锂电池,总反应式为Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6 LiNixCoyMnzO2+6C。下图是工作原理,隔膜只允许X离子通过,汽车加速时,电动机提供推动力,减速时,发电机将多余能量转化为电能储存。下列说法错误的是( )
A.减速时,电池充电;加速时,电池放电
B.加速时,电子的方向为甲电极→电动机→乙电极
C.减速时,乙电极的反应为LiNixCoyMnzO2+ae- Li1-aNixCoyMnzO2+aLi+
D.加速时,X离子由甲经过隔膜向乙移动
答案 C
24.新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为Li1-xFePO4+xLi++xe- LiFePO4,下列说法不正确是( )
A.充电时,Mg电极为阴极
B.放电时,Li+从Ⅰ室向Ⅱ室迁移
C.放电时,Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度增大
D.每消耗1 mol Mg,电极a质量理论上增加14 g
答案 C
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
同课章节目录