鲁科版高中化学选择性必修1 第二周 化学能转化为电能-电池 周测卷（含解析）

第二周周测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（23-24高二上·山东枣庄·阶段练习）如图是一种新型的光化学电源，当光照射型半导体时，通入和即产生稳定的电流并获得(和是两种有机物)。下列说法不正确的是
A．乙池中的型半导体电极是电池的负极
B．通过全氟磺酸膜从甲池进入乙池
C．甲池中石墨电极上发生的电极反应为
D．总反应为
2．（21-22高二上·陕西渭南·阶段练习）有、、、四种金属，当、组成原电池时，电子流动方向为；将、分别投入等浓度的盐酸中，比反应剧烈；用惰性电极电解含有相同浓度的、的溶液时，先被还原。则、、、金属活动性由强到弱的顺序为
A．
B．
C．
D．
3．（19-20高一下·山东威海·期末）下列对Zn-Cu原电池的描述合理的是
A．导线中电流的流向是：Zn极→Cu极
B．负极反应式：Cu－2e－＝Cu2＋
C．向Cu极移动
D．若有1 mol电子流经导线，则可产生0.5 mol气体
4．（20-21高一下·山东德州·期中）化学与生产、生活、科技密切相关，下列叙述错误的是
A．石油裂解的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量
B．“长征五号”运载火箭使用的氢燃料 ，具有能效高，污染少等优点
C．“嫦娥五号”使用的锂离子电池组，可将化学能转变成电能
D．固体苛性钠和铝粉的混合物可用作管道疏通剂
5．（19-20高三上·湖南长沙·阶段练习）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．NH3在电极a上发生氧化反应
B．溶液中K+向电极b移动
C．正极的电极反应式为O2+2e-+H2O=2OH-
D．当电路中转移3 mol电子时，反应消耗标准状况下NH3的体积约为22.4L
6．（21-22高一下·山东威海·阶段练习）某种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应方程式为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag，其中一个电极反应为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；下列叙述正确的是
A．Zn是正极，Ag2O是负极
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．每转移2mole-，有232gAg2O被还原
D．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
7．（22-23高一下·山东枣庄·期中）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是
A．甲：正极的电极反应式为
B．乙：锌筒既是负极材料又是负极反应物
C．丙：正极反应
D．丁：放电时移向Cu电极，所以Cu电极附近溶液中浓度增大
8．（2021·山东济南·一模）我国科学家成功利用CO2人工合成淀粉，使淀粉生产方式从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如下所示。下列说法错误的是
A．甲醇可用于燃料电池的正极活性物质
B．化妆品中添加二羟基丙酮的主要作用为保湿
C．淀粉可用于制备葡萄糖
D．该过程有利于实现“碳达峰，碳中和”
9．（24-25高二上·山东青岛·期中）某兴趣小组为了探索原电池的工作原理，设计了以下实验，部分实验现象记录如下。
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 镁片、铝片 稀硫酸 偏向铝片
2 铜片、铝片。 浓硝酸
3 儀片、铝片 NaOH溶液 偏向袋片
4 铁片、石墨 NaCl溶液 …
下列说法正确的是
A．实验1中电子流向为镁片导线铝片电解质溶液镁片
B．实验2中的片电极反应式为
C．实验4电流表指针偏向铁片
D．由实验1和3可知，保持电极材料不变，可通过更换电解质溶液改变正负极
10．（22-23高二上·山东枣庄·阶段练习）某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是
A．①区铁电极发生吸氧腐蚀，Cu电极上产生大量气泡
B．②区铁电极被腐蚀，Cu电极附近滴加酚酞溶液后变成红色
C．③区铁电极被防护，铁电极反应式为
D．④区铁电极被防护，Zn电极反应式为
二、多选题
11．（22-23高一下·山东菏泽·阶段练习）某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构如下图所示，电池总反应可表示为。下列有关说法正确的是
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为
C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L
D．由a极通过固体酸电解质传递到b极
12．（21-22高二上·山东济南·阶段练习）镁H2O2酸性电池采用海水作电解质溶液(加入一定量的酸)，下列说法正确的是
A．电池总反应的离子方程式为Mg+H2O2+2H+=Mg2++2H2O
B．负极的电极反应为H2O2+2H++2e-=2H2O
C．工作时，正极周围海水的pH增大
D．电池工作时，溶液中的H+向负极移动
13．（20-21高二上·山东德州·期中）锂离子电池又称为“摇摆电池”，广泛应用于电动自行车等，其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，负极用插入或脱插表示），即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。其装置结构简图如图所示（电解液为溶有的碳酸酯类溶剂，隔膜为仅锂离子能通过的高分子膜），工作原理为C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表过渡元素)，则下列说法错误的是
A．电池放电时，正极为石墨
B．锂离子电池的优点是质量小，电容量大，可重复多次使用
C．电池充电时阳极的反应为LiMO2-xe-=Li(1-x)MO2+xLi+
D．锂离子电池的电解液可用LiNO3溶液作为离子导体
14．（20-21高三上·山东烟台·期中）科学家研发了一种绿色环保可充电“全氢电池”，其放电时工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．“全氢电池”放电时，吸附层a发生的电极反应：H2-2e-+2OH-=2H2O
B．“全氢电池”放电时的总反应式为：2H2+O2=2H2O
C．NaClO4的作用是传导离子和参与电极反应
D．该电池充电时，吸附层b接电源正极
三、填空题
15．（20-21高一下·山东济南·期中）已知化学反应：①AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3②FeCl2+Zn=Fe+ZnCl2
(1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是 (填序号)，理由是 。
(2)另一个可用于设计原电池，若利用该反应设计如图所示的原电池(图中“e”表示 电子)。
该电池 a 极是的电极材料是 极(正或负)，其电极材料是 ，发生的电极反应式是 ，电极 b上发生 反应(填“氧化”或“还原”)。
16．（21-22高一下·山东青岛·期中）回答下列问题：
(1)从化学键的角度分析化学反应中能量变化的实质如图所示。回答下列问题：
①氢气燃烧生成2molH2O(g)时，应 (填“释放”或“吸收”) kJ能量。
②上述反应的能量变化可用图 (填“a”或“b”)表示。
(2)燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。甲烷(CH4)燃料电池的工作原理如图所示，回答下列问题：
①a电极为 (填“正”或“负”)极，电极反应式为 。
②电池工作时H+移向 (填“a”或“b”)极，当消耗标准状况下11.2LO2时，通过电流表电子的物质的量为 。
四、解答题
17．（20-21高一下·山东济宁·阶段练习）I、为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。
若如图2所示，发生的反应(假设没有气体生成)是 (填“放热”或“吸热”)反应，以下选项中与其能量变化相同的是 (填字母)。
A．CO的燃烧B．CaCO3的分解反应C．Al和Fe2O3的反应
(2)下列关于能源说法不正确的是 (填序号)
A．煤石油天然气是现代社会主要能源，由此获取热能的主要途径是通过物质的燃烧
B．化石燃料燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO2等是大气污染物的主要来源
C．新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等
D．在能量利用阶段，可采取合理的措施促进能源循环利用，提高能源利用率
(3)如图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5mL NaOH溶液。试回答下列问题：
实验中观察到的现象是：铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、 ，产生上述现象的原因是 。
II、化学电源的发明是化学对人类的一项重大贡献。
(1)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，铜片做 极(填“正”或“负”)，外电路电子的流向为 (填“Cu→Zn”或“Zn→Cu”)。
(2)若将装置中的稀H2SO4用CuSO4溶液替代，则相应原电池的总反应的化学方程式为 。
(3)下列化学反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①NaOH+HCl=NaCl+H2O
②CH4+2O2CO2+2H2O
③Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
18．（20-21高一下·山东潍坊·阶段练习）氢气因燃值高、燃烧产物无污染，被公认为清洁能源。
(1)电解饱和食盐水可制取氢气，该反应的化学方程式为 。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
①
②
又知：③
则表示甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为
(3)已知1molH2 完全燃烧生成H2O(g) ，放出 245kJ 能量。根据下列信息，计算a 。
(4)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，下图为氢氧燃料电池的示意图。
①在导线中电子流动方向为 (用 a、b 表示)。
②电极表面镀一层细小的铂粉，其目的是 。
③该电池的负极反应式为H2 2e 2OH 2H2O，请写出正极反应式 。
④假设该电池每发 1 度电(1 度 3.6 106 J )能生成 450g 水蒸气，则该电池的能量转化率为 (保留小数点后一位)。
第二周周测 参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D D A C C D A D B
题号 11 12 13 14
答案 BD AC AD AD
1．B
【分析】由电子流向可知石墨电极为正极，型半导体电极是电池的负极；负极碘离子失电子被氧化，电极反应为，生成的可与硫化氢反应，正极AQ得电子被还原生成H2AQ，H2AQ与氧气反应生成AQ和过氧化氢，电解质溶液浓度基本不变，总反应为；
【详解】A．由分析可知，甲池中的石墨电极是电池的正极，型半导体电极是电池的负极，A正确；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，H+通过全氟磺酸膜从乙池进入甲池，B错误；
C．正极AQ得电子被还原生成H2AQ，电极反应为，C正确；
D．由分析可知，通入硫化氢和氧气，分别生成硫、过氧化氢，则总反应为，D正确；
故选B。
2．D
【分析】原电池中，负极发生失电子的氧化反应，正极发得电子的还原反应，所以电子从负极流出，正极流入，电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，结合电化学的工作原理及氧化还原理论分析。
【详解】有、、、四种金属，当、组成原电池时，电子流动方向为，则A作负极，即金属活动性：；将、分别投入等浓度的盐酸中，比反应剧烈，则证明金属活动性：；用惰性电极电解含有相同浓度的、的溶液时，先被还原，则说明氧化性：，即还原性：，综上所述，金属活动性由强到弱的顺序是：，D项符合题意。
答案选D。
3．D
【详解】
A．金属性锌强于铜，锌是负极，铜是正极，则导线中电流的流向是：Cu极→Zn极，A错误；
B．锌是负极，负极反应式：Zn－2e－＝Zn2＋，B错误；
C．原电池中阴离子向负极移动，则向Zn极移动，C错误；
D．正极氢离子放电生成氢气：2H＋＋2e－＝H2↑，若有1 mol电子流经导线，则可产生0.5 mol气体，D正确；
故选D。
4．A
【详解】A．石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量，故A错误；
B．氢气燃烧放出热量多，污染很少，因此“长征五号”运载火箭使用的氢燃料 ，具有能效高，污染少等优点，故B正确；
C．“嫦娥五号”使用的锂离子电池组，是原电池，因此可将化学能转变成电能，故C正确；
D．铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠，因此固体苛性钠和铝粉的混合物可用作管道疏通剂，故D正确；
综上所述，答案为A。
5．C
【详解】A．根据图象可知，NH3在电极a上失电子，化合价升高，发生氧化反应，A说法正确；
B．电极b得电子，作正极，溶液中K+向正极移动，即向电极b移动，B说法正确；
C．正极的氧气化合价由0价变为-2价，得4e-，电极反应式为O2+4e-+H2O=2OH-，C说法错误；
D．当电路中转移3 mol电子时，消耗1mol氨气，即反应消耗标准状况下NH3的体积约为22.4L，D说法正确；
答案为C。
6．C
【分析】银锌电池的电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，由总反应方程式为：Zn+Ag2O = ZnO+2Ag，其中一个电极反应为：Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O，则另一个电极反应为：Ag2O+H2O+2e- = 2Ag++2OH-，则Zn为负极，发生氧化反应，Ag2O为正极，发生还原反应，电子由负极流向正极，据此解答。
【详解】A．由以上分析可知，Zn为负极，Ag2O为正极，故A错误；
B．该电池中Zn为负极，Ag2O为正极，电子从锌沿导线流向氧化银，故B错误；
C．Ag2O为正极，发生还原反应，电极反应为：Ag2O+H2O+2e- = 2Ag++2OH-，所以每转移2mole-，有232gAg2O被还原，故C正确；
D．由总反应方程式Zn+Ag2O=ZnO+2Ag可知，在使用过程中，电解质KOH不变，故D错误；
故答案选C。
7．D
【详解】A．甲装置中氧化银作正极，正极的电极反应式为，A正确；
B．乙装置中金属锌失去电子，作负极，因此锌筒既是负极材料又是负极反应物，B正确；
C．丙装置中电解质溶液显酸性，其正极反应，C正确；
D．丁装置中锌作负极，铜作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，因此铜电极附近氢离子浓度减小，D错误；
答案选D。
8．A
【详解】A．甲醇燃料中通甲醇的一极为负极，通O2的一极为正极，故甲醇可用于燃料电池的负极活性物质，A错误；
B．二羟基丙酮中的羟基能与H2O之间形成分子间氢键，牢牢锁住水分，故化妆品中添加二羟基丙酮的主要作用为保湿，B正确；
C．淀粉在一定条件下水解可生成葡萄糖，故淀粉可用于制备葡萄糖，C正确；
D．该过程消耗CO2，制备淀粉，故有利于实现“碳达峰，碳中和”，D正确；
故答案为：A。
9．D
【详解】A．镁片、铝片在稀硫酸中形成原电池反应，Mg为负极，Al为正极，实验1中电子流向为镁片→导线→铝片，电子不能通过电解质溶液，故A错误；
B．实验2中的铝片在浓硝酸中钝化，做原电池的正极，铜做负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故B错误；
C．实验4中Fe做负极，电流表指针偏向石墨，故C错误；
D．由实验1和3可知，保持电极材料不变，在实验1中，Mg为负极，Al为正极；实验3中Al为负极，Mg为正极，故可通过更换电解质溶液改变正负极，故D正确；
故D正确；
答案选D。
10．B
【分析】①为原电池，Fe为负极，发生氧化反应，②为电解装置，Fe为阳极，③为原电池，Fe为正极，④为电解装置，Fe为阳极，结合电极反应解答该题。
【详解】A．①为原电池，Fe为负极，发生吸氧腐蚀，Cu电极上没有气体生成，故A错误；
B．②区Cu电极为阴极，生成氢气和氢氧化钠，Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe为阳极，被氧化生成亚铁离子，故B正确；
C．③为原电池，Fe为正极，电解质溶液为中性溶液，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，Zn被氧化，电极反应为Zn-2e-═Zn2+，故C错误；
D．④为电解装置，Fe为阳极，被氧化生成亚铁离子，Zn电极为阴极，反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故D错误；
故选：B。
11．BD
【分析】根据电池总反应可知，通入氢气的一极为电池的负极，通入氧气的一极为电池的正极，即a极是负极，b极是正极。
【详解】A．原电池中电子从负极流向正极，即外电路从a极流向b极，故A错误；
B．b极为正极，酸性条件下其电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，故B正确；
C．未知条件，无法计算每转移0.1mol电子，消耗H2的体积，故C错误；
D．原电池中阳离子向正极移动，则H+由a极通过固体酸电解质传递到b极，故D正确；
故答案为：BD。
12．AC
【详解】A．如果总反应式为Mg+H2O2=Mg(OH)2，则产物为难溶的氢氧化镁，势必导致电池反应不能长久，正确的总反应式为Mg+H2O2+2H+=Mg2++2H2O，故A正确；
B．该原电池中，镁易失电子作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，电极反应式为Mg-2e-═Mg2+，故B错误；
C．负极发生氧化反应，正极反应消耗H+，故电池工作时，正极周围海水的pH增大，故C正确；
D．电池工作时，溶液中的H+向正极移动，故D错误；
故选AC。
13．AD
【详解】A.电池放电时，从图象可以看出，石墨是负极，故A错误；
B.锂的摩尔质量很小，锂离子电池的优点是质量小，电容量大，可重复多次使用，故B正确；
C.电池充电时阳极失去电子发生氧化反应，工作原理为C6Li＋Li(1-x)MO2LiMO2＋C6Li(1-x)(M代表过渡元素)，所以阳极的反应为LiMO2-xe－=Li(1-x)MO2+xLi＋，故C正确；
D.金属锂是活泼金属会与溶液中的水反应，锂离子电池的电解液不能用LiNO3溶液作为离子导体，故D错误；
故答案为AD。
14．AD
【详解】A．据图可知，吸附层a上发生的是氢气失电子的反应，说明吸附层a为负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故A正确；
B．负极电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，正极电极反应式为2H++2e-=H2↑，电池的总反应为H++OH-=H2O，故B错误；
C．高氯酸钠的作用是离子定向移动而形成电流，不参与电极反应，故C错误；
D．吸附层a为负极，吸附层b为正极，充电时外加电源正极接原电池的正极，即吸附层b接电源正极，故D正确；
答案选AD。
15． ① ①为非氧化还原反应，没有电子转移 负 Zn Zn-2e-=Zn2+ 还原
【详解】(1)原电池是基于氧化还原反应的原理，上述反应中①没有价态变化，是非氧化还原反应，②有价态变化属于氧化还原反应，故①可设计成原电池，故答案为：①；①为非氧化还原反应，没有电子转移；
(2)FeCl2+Zn=Fe+ZnCl2用于设计原电池，Zn失电子作负极，FeCl2得电子在正极发生反应，由图电子由a流向b，则a为负极发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，a极上发生的反应为：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：负；Zn；Zn-2e-=Zn2+；还原；
16．(1) 释放 490 b
(2) 负 CH4—8e—+2H2O=CO2+8H+ b 2mol
【解析】(1)
①由图可知，生成2mol气态水放出的热量为2×930kJ/mol=1860 kJ/mol，吸收的热量为498kJ/mol+2×436kJ/mol=1370 kJ/mol，则反应放出的热量为(1860—1370)kJ/mol=490 kJ/mol，故答案为：490；
②该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则反应的能量变化可用图b表示，故答案为：b；
(2)
由图可知，通入甲烷的a电极为燃料电池的负极，在水分子作用下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，通入氧气的b电极为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水；
①由分析可知，通入甲烷的a电极为燃料电池的负极，在水分子作用下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH4—8e—+2H2O=CO2+8H+，故答案为：负；CH4—8e—+2H2O=CO2+8H+；
②由分析可知，通入甲烷的a电极为燃料电池的负极，通入氧气的b电极为正极，电池工作时阳离子氢离子向正极b电极移动，当消耗标准状况下11.2L氧气时，通过电流表电子的物质的量为×4=2mol，故答案为：2mol。
17． 吸热 B B 澄清石灰水变浑浊 铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气，且该反应放热，氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低 正 Zn→Cu Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②③
【详解】I、图2的U形管液面左高右低，说明锥形瓶内气体体积缩小，所以发生了吸热反应，使锥形瓶内空气遇冷收缩。燃烧反应、铝热反应都是放热反应，CaCO3的分解反应是吸热反应，故选B。
(2)A．在现代，煤、石油和天然气是主要能源，人类获取热能的主要途径是通过物质的燃烧，故A正确；
B．CO2不是大气污染物，故B错误；
C．理想的新能源具有资源丰富、对环境无污染等特点，新能源主要有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等，故C正确；
D．在能量利用阶段，可采取合理的措施促进能源循环利用，提高能源利用率，如可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施，故D正确；
故选B。
(3)铝和氢氧化钠溶液反应，铝变为溶于水的NaAlO2，生成氢气的同时放出大量的热，由于氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，所以除了能观察到铝片逐渐溶解、有大量气泡产生外，还能看到饱和石灰水变浑浊。
II、(1)将锌片、铜片共同浸入稀硫酸中，构成了原电池，锌可以和硫酸发生自发的氧化还原反应，所以锌片做负极，铜片做正极，电子从负极流向正极，即从锌流向铜。
(2)若将装置中的稀H2SO4用CuSO4溶液替代，发生的是锌和硫酸铜溶液的反应，原电池的总反应的化学方程式为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)只有自发的氧化还原反应才可通过原电池反应将化学能转化为电能，①NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，故不能设计成原电池；②CH4+2O2CO2+2H2O和③Fe+Cu2+=Cu+Fe2+都是自发的氧化还原反应，可以通过原电池反应将化学能转化为电能，故选②③。
18． 930 a→b 吸附气体，增大气体反应物的浓度，加快电极反应速率 58.8%
【详解】(1) 电解饱和食盐水可以制得烧碱、氯气和氢气，该反应的化学方程式为；
(2) ①
②
③；根据盖斯定律得 ；
(3) △H=反应物键能和-生成物键能和，解得a=930；
(4)①在原电池中，负极上失电子，正极上得电子，电子的流向是从负极流向正极，所以是由a到b，故答案为：由a到b；
②电极表面镀铂粉，增大了电极单位面积吸附H2、02的分子数，使反应物的浓度增大，反应物浓度增大，反应速率加快，故答案为：吸附气体，增大气体反应物的浓度，加快电极反应速率；
③该电池为碱性条件的氢气氧气燃料电池，正极为氧气得到电子结合水形成氢氧根，正极反应式；
④该电池每发1度电(1度=3.6×106J )能生成450g水蒸气，，根据，可知，理论释放热量为，则能量转化率为。