魯科版2021高中化學選擇性必修第一冊第一章化學反響與能量轉(zhuǎn)化第二節(jié)化學能轉(zhuǎn)化為電能——電池同步練習
一、單項選擇題
1.以下圖為番茄電池裝置示意圖，以下說法正確的選項是〔
〕
A.銅片上發(fā)生氧化反響
B.鋅片質(zhì)量減小，發(fā)生復原反響
C.電子由鋅片通過導線流向銅片?????????????????????????????D.該裝置可將電能轉(zhuǎn)化為化學能
2.鉛蓄電池的充放電總反響為：PbO2
+
2H2SO4
+
Pb
?充電放電
PbSO4
+
2H2O
以下說法正確的選項是〔
〕
A.在放電時，該電池正極上的金屬鉛被復原
B.在放電時，負極發(fā)生的反響是
Pb
+
SO42--2e-=PbSO4
C.在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小
D.在充電時，陽極發(fā)生的反響是
PbSO4
+
2e-=Pb
+
SO42-
3.以下圖示的裝置不能形成原電池的是〔
〕
A.B.C.D.4.以下說法中正確的選項是〔
〕
A.鎳氫電池、鋰離子電池和鋅錳干電池都是二次電池
B.燃料電池是一種高效但是會污染環(huán)境的新型電池
C.化學電池的反響根底是氧化復原反響
D.鉛蓄電池放電時正極是Pb負極是PbO2
5.以下關(guān)于如下圖原電池裝置的表達中，正確的選項是〔〕
A.銅片是負極
B.銅片質(zhì)量逐漸減少
C.電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片????????????????????????????????D.氫離子在銅片外表被復原
6.有關(guān)電化學知識的描述正確的選項是（）
A.原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成B.一般地說，能自發(fā)進行的氧化復原反響可設(shè)計成原電池
C.CaO＋H2O＝Ca(OH)2可以放出大量的熱，故可把該反響設(shè)計成原電池，把其中的化學能轉(zhuǎn)化為電能
D.某原電池反響為Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液
7.以下有關(guān)化學用語表示正確的選項是〔
〕
A.甲苯的結(jié)構(gòu)簡式：C7H8
B.鋼鐵吸氧腐蝕正極的電極反響式：O2+2H2O+4e－=4OH－
C.碳酸的電離方程式：H2CO3
=
H+
+
HCO3－
D.Na2S溶液中S2－水解的離子方程式：S2－+2H2O
?
H2S
+2OH－
8.如圖裝置，電流計指針會偏轉(zhuǎn)，正極變粗，負極變細，符合這種情況的是〔
〕
A.正極：Cu
負極：Zn
S：稀H2SO4????????????????????B.正極：Zn
負極：Cu
S：CuSO4溶液
C.正極：Ag
負極：Zn
S：AgNO3溶液????????????????D.正極：Fe
負極：Cu
S：AgNO3溶液
9.關(guān)于銅—鋅—稀硫酸構(gòu)成的原電池的有關(guān)表達錯誤的選項是（）
A.鋅為負極，鋅發(fā)生氧化反響?????????????????????B..銅為正極，銅不易失去電子而受到保護
C.負極發(fā)生復原反響，正極發(fā)生氧化反響????D.外電路電子流入的一極為正極，電子流出的一極為負極
10.一種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷(C2H6)和氧氣，其中某一電極反響式為C2H6+18OH??14e?=2CO32?+12H2O。有關(guān)此電池的推斷錯誤的選項是〔
〕
A.通入乙烷的電極為負極???????????????????????????????????????B.放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量濃度將下降
C.參加反響的O2與C2H6的物質(zhì)的量之比為2∶7?????D.溶液中的OH?向負極移動
11.鋰海水電池的反響原理為：2Li＋2H2O＝2LiOH＋H2↑，其示意圖如下圖。有關(guān)該電池工作時說法錯誤的選項是〔
〕
A.金屬鋰作正極?????B.鎳電極上發(fā)生復原反響?????C.海水作為電解質(zhì)溶液?????D.可將化學能轉(zhuǎn)化為電能
12.鋅銅雙液原電池裝置如下圖，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。以下有關(guān)表達錯誤的選項是〔
〕
A.鋅電極發(fā)生氧化反響
B.Zn2+由甲池向乙池移動
C.電子從銅電極通過外導線流向鋅電極
D.銅電極反響式為Cu2++2e-=Cu
13.液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點：一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如下圖，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。以下關(guān)于該電池的表達正確的選項是〔
〕
A.b極發(fā)生氧化反響
B.a極的反響式：N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O
C.放電時，電子從b極經(jīng)過負載流向a極??????????????????D.其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜
14.將鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CH4和O2，即可產(chǎn)生電流，此裝置稱為甲烷燃料電池。以下表達中正確的選項是（）
①通入CH4的電極為正極；
②正極的電極反響式為：O2＋2H2O＋4eˉ＝4OHˉ；
③放電時溶液中的陽離子向正極移動；
④負極的電極反響式為：CH4＋10OHˉ－8eˉ＝
CO32-
＋7H2O；
⑤電子遷移方向：通入CH4的鉑電極→通入O2的鉑電極→電解質(zhì)溶液→通入CH4的鉑電極
A.①③⑤????????????????????????????????B.②③④????????????????????????????????C.②④⑤????????????????????????????????D.①②③
15.一種用于驅(qū)動潛艇的液氨
液氧燃料電池原理示意如圖，以下有關(guān)該電池說法正確的選項是（）
A.該電池工作時，每消耗22.4LNH3轉(zhuǎn)移3mol電子
B.電子由電極A經(jīng)外電路流向電極B
C.電池工作時，OH-向電極B移動
D.電極B上發(fā)生的電極反響為：
O2+4H++4e?=2
H2O
16.金屬〔M〕–空氣電池〔如圖〕具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反響方程式為：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)
n。：電池的“理論比能量〞指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。以下說法錯誤的選項是（）
A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極外表
B.比擬Mg、Al、Zn三種金屬–空氣電池，Al–空氣電池的理論比能量最高
C.M–空氣電池放電過程的正極反響式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D.在M–空氣電池中，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜
二、綜合題
17.二氧化碳的利用是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向，目前我國科學家在以下方面已經(jīng)取得重大成果。
〔1〕圖1是由CO2制取C的太陽能工藝，過程1發(fā)生的反響中
n(FeO)n(CO2)
=6，那么FexOy的化學式為________。過程1生成1molC的反響熱為△H1；過程2產(chǎn)生1molO2(g)的反響熱為△H2。那么由CO2制取C的熱化學方程式為________。
〔2〕利用CO2合成甲醇的反響為：CO2(g)+3H2(g)
?
H2O(g)+CH3OH(g)△H=-53.7kJ·mol-1，一定條件下，將1mol
CO2和2.8mol
H2充入容積為2L的絕熱密閉容器中，發(fā)生上述反響。CO2的轉(zhuǎn)化率[a(CO2)]在不同催化劑作用下隨時間的變化曲線如圖2所示。過程Ⅰ的活化能________(填“>〞“<〞或“=〞)過程Ⅱ的活化能，n點的平衡常數(shù)K=________。
〔3〕用二氧化碳合成低密度聚乙烯(LDPE)，以納米二氧化鈦膜為工作電極，常溫常壓電解CO2，可制得LDPE，該電極反響可能的機理如圖3所示。
①過程Ⅰ~Ⅲ中碳元素發(fā)生________反響(填“氧化〞或“復原〞)。
②請補充完整并配平CO2轉(zhuǎn)化為LDPE的電極反響：2nCO2+
________+
________=[H2C-CH2]n+
________。
③工業(yè)上生產(chǎn)1.4×104g的LDPE，理論上需要標準狀況下CO2的體積是________L。
18.根據(jù)要求填空
〔1〕打火機、運動會中的火炬一般采用丙烷(C3H8)為燃料。丙烷熱值較高，污染較小，是一種優(yōu)良的燃料。一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1mol
H2O(l)過程中的能量變化如右圖，請寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學方程式：________。
〔2〕CO與H2反響還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：
①電池總反響為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，那么c電極是________(填“正極〞或“負極〞)，c電極的反響方程式為________。
②用該燃料電池電解1L飽和食鹽水〔足量〕，當燃料電池消耗0.56L〔標準狀況下〕氧氣時，溶液pH=________(不考慮溶液體積變化〕。
〔3〕有人設(shè)想以N2和H2為反響物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如下圖，電池正極的電極反響式是________，該反響能設(shè)計成原電池的原因是________。A是________〔填物質(zhì)名稱〕。
19.2021年10月1日，我國成功舉辦國慶六十年閱兵活動。其中閱兵儀式上9輛電動車與混合動力車等新能源車輛的亮相，展示了綜合國力、國防科技開展水平。同時也說明能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
〔1〕工業(yè)上一般采用以下兩種反響合成甲醇：
反響Ⅰ：
CO(g)
＋
2H2(g)
?
CH3OH(g)
ΔH1
反響Ⅱ：
CO2(g)
＋
3H2(g)
?
CH3OH(g)
+
H2O(g)
ΔH2
①上述反響符合“原子經(jīng)濟〞原那么的是________〔填“Ⅰ〞或“Ⅱ〞〕。
②下表所列數(shù)據(jù)是反響Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)〔K〕。
溫度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH1________0
〔填“＞〞、“＝〞或“＜〞〕。
③某溫度下，將2
mol
CO和6
mol
H2充入2L的密閉容器中，充分反響，到達平衡后，測得c(CO)＝
0.2
mol/L，那么CO的轉(zhuǎn)化率為________，此時的溫度為________〔從上表中選擇〕。
〔2〕在常溫常壓下：
①
2CH3OH(l)
＋
3O2(g)
＝
2CO2(g)
＋
4H2O(g)
ΔH1＝－1275.6
kJ/mol
②
2CO
(g)+
O2(g)
＝
2CO2(g)
ΔH2＝－566.0
kJ/mol
③
H2O(g)
＝
H2O(l)
ΔH3＝－44.0
kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：________
〔3〕某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反響原理，①設(shè)計如下圖的電池裝置。該電池正極的電極反響為________。
②工作一段時間后，測得溶液的pH減小，該電池總反響的化學方程式為
________。
20.答復以下問題
〔1〕鈷屬于鐵系元素，其單質(zhì)與化合物的性質(zhì)與鐵相似，其常見化合價有+2和+3，那么Co3O4與濃鹽酸反響能生成黃綠色氣體的離子方程式________。
〔2〕碳酸亞鐵(FeCO3)是菱鎂礦的主要成分，將FeCO3加熱到200℃開始分解為FeO和CO2，假設(shè)在空氣中高溫煅燒FeCO3生成Fe2O3。
25℃，101kPa時：
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)
△H=?1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)
△H=?393kJ/mol
2FeCO3(s)=2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)
△H=+1480kJ/mol
寫出FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學方程式________。
〔3〕將標準狀況下1.344L
Cl2通入100mL0.5mol/lFeI2溶液中的離子方程式為________。
〔4〕1mol·L-1的NaAlO2溶液和3.0mol·L-1的HCl溶液等體積混合的離子方程式為________
〔5〕用于驅(qū)動潛艇的液氨-液氧燃料電池示意圖如下圖：
那么電極1的電極反響式為：________。
參考答案
1.C
2.B
3.C
4.C
5.D
6.B
7.B
8.C
9.C
10.C
11.A
12.C
13.B
14.B
15.B
16.C
17.〔1〕Fe3O4；CO2(g)=C(s)+O2(g)
△H=△H1+△H2
〔2〕<；200
〔3〕復原；12ne-；12nH+；4nH2O；2.24×104
18.〔1〕C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)
OH=-2215.0kJ/mol
〔2〕負極；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；13
〔3〕N2+8H++6e-=2NH4+；合成氨是放熱的氧化復原反響；氯化銨
19.〔1〕I；＜；80%；250℃
〔2〕CH3OH(l)+
O2(g)
＝
CO(g)
+
2H2O(l)
ΔH＝﹣442.8
kJ∕mol
〔3〕O2+
2H2O
+
4e-=
4OH-；2CH3OH
+
3O2+
4OH-=
2CO32-+
6H2O
20.〔1〕Co3O4+8H++2Cl-=3Co2++Cl2↑+4H2O
〔2〕4FeCO3(s)+O2(g)
=2Fe2O3(s)+4CO2(g)
△H=-260kJ/mol
〔3〕6Cl2+10I-+2Fe2+=12Cl-+5I2+2Fe3+
〔4〕3AlO2-+9H+=Al(OH)3↓+2Al3++3H2O
〔5〕2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
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