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化第二節化學能轉化為電能——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.銅片上發生氧化反響

B.鋅片質量減小，發生復原反響

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.銅片質量逐漸減少

C.電流從鋅片經導線流向銅片????????????????????????????????D.氫離子在銅片外表被復原

6.有關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，能自發進行的氧化復原反響可設計成原電池

C.CaO＋H2O＝Ca(OH)2可以放出大量的熱，故可把該反響設計成原電池，把其中的化學能轉化為電能

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.以下有關化學用語表示正確的選項是〔

〕

A.甲苯的結構簡式：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，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.關于銅—鋅—稀硫酸構成的原電池的有關表達錯誤的選項是（）

A.鋅為負極，鋅發生氧化反響?????????????????????B..銅為正極，銅不易失去電子而受到保護

C.負極發生復原反響，正極發生氧化反響????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的物質的量濃度將下降

C.參加反響的O2與C2H6的物質的量之比為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.鎳電極上發生復原反響?????C.海水作為電解質溶液?????D.可將化學能轉化為電能

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。以下有關表達錯誤的選項是〔

〕

A.鋅電極發生氧化反響

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點：一種以液態肼(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溶液作為電解質溶液。以下關于該電池的表達正確的選項是〔

〕

A.b極發生氧化反響

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→電解質溶液→通入CH4的鉑電極

A.①③⑤????????????????????????????????B.②③④????????????????????????????????C.②④⑤????????????????????????????????D.①②③

15.一種用于驅動潛艇的液氨

液氧燃料電池原理示意如圖，以下有關該電池說法正確的選項是（）

A.該電池工作時，每消耗22.4LNH3轉移3mol電子

B.電子由電極A經外電路流向電極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、能量密度高等優點，有望成為新能源汽車和移動設備的電源。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，為防止負極區沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質及陽離子交換膜

二、綜合題

17.二氧化碳的利用是我國能源領域的一個重要戰略方向，目前我國科學家在以下方面已經取得重大成果。

〔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，發生上述反響。CO2的轉化率[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中碳元素發生________反響(填“氧化〞或“復原〞)。

②請補充完整并配平CO2轉化為LDPE的電極反響：2nCO2+

________+

________=[H2C-CH2]n+

________。

③工業上生產1.4×104g的LDPE，理論上需要標準狀況下CO2的體積是________L。

18.根據要求填空

〔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組合形成的質子交換膜燃料電池的結構示意圖如下：

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〕有人設想以N2和H2為反響物，以溶有A的稀鹽酸為電解質溶液，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________，該反響能設計成原電池的原因是________。A是________〔填物質名稱〕。

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，具有廣泛的開發和應用前景。

〔1〕工業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“原子經濟〞原那么的是________〔填“Ⅰ〞或“Ⅱ〞〕。

②下表所列數據是反響Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數〔K〕。

溫度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

由表中數據判斷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水的熱化學方程式：________

〔3〕某實驗小組依據甲醇燃燒的反響原理，①設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，其單質與化合物的性質與鐵相似，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