高中化学苏教版（2019）必修第二册专题6化学反应与能量变化-第三单元化学能与电能的转化基础训练 含答案

高中化学苏教版（2019）必修第二册专题6化学反应与能量变化-第三单元化学能与电能的转化基础训练
一、单选题
1．燃料电池是一种高效：环境友好的发电装置。下图为氢氧燃料电池示意图，下列有关说法错误的是
A．该电池工作时可将化学能转化为电能
B．电池工作时，电子从电极b移向电极a
C．负极的电极反应式为
D．电池总反应的化学方程式为
2．下面的能源中属于二次能源的是(??
)
A．电能、蒸汽
B．电能、风能
C．蒸汽、风能
D．煤、石油
3．氨硼烷()电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为。下列说法正确的是(
)
A．正极附近溶液的pH减小
B．电池工作时，通过质子交换膜向负极移动
C．消耗氨硼烷，理论上有电子通过内电路
D．电池负极反应式为
4．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（
）
A．a>b>c>d
B．a>c>d>b
C．c>a>d>b
D．b>d>c>a
5．两种金属A与B和稀硫酸组成原电池时,A是正极。下列有关推断正确的是(?
)
A．A的金属性强于B
B．电子不断由A电极经外电路流向B电极
C．A电极上发生的电极反应是还原反应
D．A的金属活动性一定排在氢前面
6．镍-镉（）可充电电池的充电总反应为
，由此可知，该电池的负极材料是（
）
A．
B．
C．
D．
7．下列有关能量的说法不正确的是(　　)
A．化石燃料内部贮存着大量的化学能
B．可利用清洁能源如太阳能、潮汐能、风能来发电
C．利用原电池通过氧化还原反应实现化学能向电能转化
D．化学反应都伴随着能量的变化，燃料燃烧时只是将化学能转化为热能
8．a、b在金属活动性顺序中均位于氢的前面，a还可以从b的硝酸盐溶液中置换出b。将a、b用导线相连放入溶液中，下列叙述不正确的是(
)
A．导线中有电流。电流方向由b流向a
B．a质量减小，b质量增加
C．b上有氢气产生
D．a发生氧化反应，b上发生还原反应
9．关于CH4-O2-KOH（aq）燃料电池的说法正确的是（
）
A．负极电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．正极电极反应式：
C．随着放电的进行，溶液的pH值保持不变
D．放电时溶液中的阴离子向负极移动
10．有一种银锌微型纽扣电池.其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，电池总反应为
Ag2O+Zn=2Ag+ZnO。下列有关叙述中不正确的是
A．Zn为负极、Ag2O为正极
B．电池工作时，正极质量逐渐减小
C．电池工作时，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极
D．电路中每通过0.2mol电子，负极的质量理论上减少6.5g
11．A、B、C都是金属，A和C分别放入同浓度的稀硫酸中，A的反应速率比C快，A与B和硫酸铜溶液组成原电池时，A的质量增加。A、B、C三种金属的活动性顺序为（
）
A．A>B>C
B．A>C>B
C．B>A>C
D．C>A>B
12．电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池，其电极分别为
Ag2O
和Zn，
电解质为
KOH
溶液，电极总反应为：Ag2O
+
H2O
+
Zn
=
Zn(OH)2
+
2Ag。
下列叙述正确的是
A．Zn是正极
B．Ag2O
电极上发生氧化反应
C．工作时正极区溶液的pH增大
D．工作时电子由
Ag2O
极经外电路流向Zn极
13．铝-海水-空气电池在航海中得到广泛的应用，其以海水做为电解液，电池的电极反应式分别为：Al－3eˉ=Al3+，O2
+
2H2O
+
4eˉ=4OHˉ，下列说法正确的是（　　）
A．该电池的正极是铝，发生氧化反应
B．电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，再从电解质溶液流回负极。
C．该电池的正极反应物是氧气
D．该电池实现了将电能转化为化学能
14．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷（C4H10）气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池的说法正确的是:
A．在熔融电解质中，O2-移向正极
B．当负极消耗4.48L气体时，转移电子5.2mole-
C．电子的流动方向：负极经外电路流向正极，再通过内电路流回负极
D．通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C4H10－26e-+13O2-=4CO2+5H2O
15．在下图的装置中，属于原电池且有电流产生的是(　　)
A．
B．
C．
D．
二、填空题
16．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑。
（1）该电池的负极是______，负极反应式是___________。
（2）正极现象是_______________。
（3）放电时OH－向______移动(填“正极”或“负极”)。
17．（一）已知断裂1mol
C—H键，要吸收热量414.4
kJ；断裂1
mol
C—C键，要吸收热量347.4
kJ；生成1
mol
C===C键，会放出热量615.3
kJ；生成1
mol
H—H键，会放出热量435.3
kJ。某有机物分解的反应可表示为：
若在反应中消耗了1
mol乙烷，则有关该反应的说法正确的是
A．该反应放出251.2
kJ的热量
B．该反应吸收251.2
kJ的热量
C．该反应放出125.6
kJ的热量
D．该反应吸收125.6
kJ的热量
（二）如图所示的原电池，一段时间后某极析出1.28g的固体。回答下列问题：
（1）正极是
（填“锌”或“银”），发生了
反应。
（2）正极的电极反应为
。
（3）上述过程中共转移电子
mol。
（4）锌片的质量
（填“增加”或“减少”）
g。
18．化学能在一定的条件下可以转化为电能。
（一）现有如下两个反应：
①2FeCl3
+
Cu
=
2FeCl2
+
CuCl2
②Na2CO3
+
2HCl
=
2NaCl
+
H2O
+
CO2↑
（1）根据两个反应的本质判断，您认为可以设计成原电池的是___(填反应序号)，理由是___。
（二）请根据Zn
+
CuSO4
=
ZnSO4
+
Cu反应，选择适宜的材料和试剂设计一个原电池。
（2）画出原电池装置图，并在图中标注出电极和电解质溶液的名称。_____
（3）写出该原电池电极反应式：负极：___；正极：___。
19．“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将______能转化为______能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为_______；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为_________。
20．（1）家用炒菜铁锅用水清洗放置后会出现红棕色的锈斑，某同学欲对其原理及条件进行分析。该同学准备了下列实验用品：20%的NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管导线等；请设计一个实验方案验证铁被腐蚀的电极产物，简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式：_____________________________，______________________________。
（2）将一铜棒和碳棒用导线连接后，插人盛有20%NaCl溶液的U形管中。
①若该装置不是原电池，请说明原因：________________________。（如果回答此题，则下面的②不用回答）。
②若该装置是原电池，请采取适当的措施（电极材料、溶液浓度均不变）来提高电池的放电效率：________________________。
三、原理综合题
21．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示：
(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为_________。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0mol
H2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示：
t/s
0
50
150
250
350
n(NH3)
0
0.36
0.48
0.50
0.50
0~50s内的平均反应速率v(N2)=__________。
(3)已知：键能指在标准状况下，将lmol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，生成lmol
NH3过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为_________kJ/mol。
(4)CO与H2反应可制备CH3OH，由CH3OH和O2构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。
电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为___________。若外电路中转移2
mol电子，则上述燃料电池所消耗的O2在标准状况下的体积为______
L。
(5)下列反应中，属于吸热反应的是
__________(填序号)
①物质燃烧
②炸药爆炸
③酸碱中和反应
④二氧化碳通过炽热的碳
⑤食物因氧化而腐败
⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
⑦铁粉与稀盐酸反应
22．(1)反应
A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是______。
(2)合成氨工业中，合成塔中每产生
2mol
NH3，放出
92.2kJ
热量，已知(见图)：则
1mol
N﹣H
键断裂吸收的能量约等于_______kJ。
(3)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在
100mL
稀盐酸中加入足量的锌粉，
用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)(标况)
50
120
232
290
310
在
0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5
min
各相同的时间段里，反应速率最大的时间段是______，该段时间内用盐酸的浓度变化表示的反应速率为______。
(4)某反应中的反应物和生成物有
FeCl3、FeCl2、Cu、CuCl2。有人将上述反应设计成原电池并画图。
①该电池总反应的离子方程式为______。
②画出原电池简易装置图，并注明电极材料以及电解质溶液______。
23．NO2和N2O4之间发生反应：2NO2(g)?N2O4(g)，一定温度下，体积为2L的密闭容器中，各种物质的物质的量随时间变化的关系如图所示：
请回答下列问题：
(1)曲线__________(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。在0到1min中内用X表示该反应的速率是______，该反应达最大限度时Y的转化率__________。
(2)上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，测甲中v(NO2)=0.3mol/(L·min)，乙中v(N2O4)=0.2mol/(L·min)，则________中反应更快。
(3)NO、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨II电极上生成氧化物Y(N2O5)，则石墨I电极是_____(填“正极”或“负极”)，石墨II的电极反应式为___。已知：电池中参与电极反应。
(4)研究表明，氮氧化物(NO)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，其转化关系如图所示：
下列关于雾霾及其形成的叙述中，正确的是____
A．雾霾的产生与燃料燃烧有关
B．整个过程涉及氧化还原反应、化合反应
C．雾霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4
D．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
参考答案
1．B2．A3．D4．B5．C6．A7．D8．C9．D10．D11．C12．C13．C14．D15．D
16．锂
Li－e－=Li＋
有无色气体产生
负极
17．（一）D；
（二）（1）锌
；还原；（2）Cu2++2e-=Cu；（3）0.04
；（4）减少；1.3。
18．①
反应①是氧化还原反应，有电子转移
Zn–2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
19．太阳
电
Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O
减小
Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
20．用导线连接纯铁丝和碳棒后插人盛有20%溶液的U形管中，放置一段时间后，向插入纯铁丝的一端滴入1～2滴KSCN溶液，无明显变化，再滴入新制氯水，溶液显红色，证明负极有生成，
，=
向插入碳棒的一端滴入酚酞试液，溶液显红色，证明有生成
向插入碳棒一侧的溶液中通入氧气或空气。
21．3X(g)+Y(g)?Z(g)
946
负极
11.2
④⑥
22．D
391
2min?3min
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
23．Y
0.1mol/(L.min)
60%
乙
正极
NO2-e-+═N2O5
ABC