2022-2023學年新教材高中化學第2章化學鍵化學反應規(guī)律第2節(jié)化學反應與能量轉化第2課時化學反應能量轉化的重要應用-化學電池課后習題魯科版必修第二冊

1、 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！第2課時化學反應能量轉化的重要應用化學電池必備知識基礎練1.(2021河北石家莊二中高一期中)下列燒杯中盛放的都是稀硫酸,在銅電極上能產生大量氣泡的是()2.(2021河北石家莊二中高一期中)電池是人類生產和生活中的重要能量來源,各式各樣電池的發(fā)展是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關電池的敘述不正確的是()A.堿性鋅錳干電池比普通鋅錳

2、干電池的能量高B.鋅錳干電池工作一段時間后碳棒質量不變C.燃料電池可連續(xù)不斷地將熱能直接轉變?yōu)殡娔蹹.原電池是利用氧化還原反應將化學能直接轉化為電能的裝置3.某普通鋅錳干電池的結構如圖所示。下列說法正確的是()A.鋅筒是原電池的正極B.石墨電極上發(fā)生氧化反應C.銨根離子流向石墨電極D.電子經石墨沿電解質溶液流向鋅筒4.某原電池總反應的離子方程式是Zn+Cu2+Zn2+Cu,則該反應的原電池組成正確的是()選項ABCD正極ZnCuAgCu負極CuZnCuFe電解質溶液CuCl2CuSO4H2SO4ZnCl25.由W、X、Y、Z四種金屬按下列裝置進行實驗。下列說法不正確的是()裝置現(xiàn)象金屬W不斷溶

3、解Y的質量增加W上有氣體產生A.裝置甲中W作原電池負極B.裝置乙中Y電極上的反應式為Cu2+2e-CuC.裝置丙中溶液的c(H+)不變D.四種金屬的活動性強弱順序為ZWXY6.(2022全國高一同步練習)燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置,某氫氧燃料電池的構造示意圖如下,該電池工作時,下列說法正確的是()A.a電極是該電池的正極B.O2在b電極上發(fā)生氧化反應C.電解質溶液中OH-向正極移動D.該裝置實現(xiàn)了化學能向電能的轉化7.現(xiàn)有如下兩個反應:KOH+HNO3KNO3+H2OH2SO4+ZnZnSO4+H2(1)根據兩反應的本質判斷能否設計成原電池:,。(2)如果不能,說明其原因:。(3)

4、如果可以,則寫出作原電池正極材料的名稱:,電極反應:負極;正極。(4)在銅鋅原電池中,以稀硫酸為電解質溶液,若工作一段時間后,鋅片的質量減少了32.5 g,則銅片表面析出了氫氣(標準狀況下),導線中通過mol電子。關鍵能力提升練以下選擇題有12個選項符合題意。8.化學能可與熱能、電能等相互轉化。下列表述不正確的是()A.化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂與形成B.能量變化是化學反應的基本特征之一C.圖所示的裝置能將化學能轉變?yōu)殡娔蹹.圖所示的反應為放熱反應9.(2021北京昌平區(qū)高一期末)如圖為一種氫氧燃料電池的裝置示意圖,下列說法不正確的是()A.該裝置中氧化反應和還原反應在不同區(qū)域

5、進行B.石墨是電極材料C.O2是負極反應物、H2是正極反應物D.H2SO4可以傳導電子和離子10.如圖是四種燃料電池的工作原理示意圖,其中正極反應生成水的是()11.(2022全國高一同步練習)酒精檢測儀可幫助交警測試駕駛員飲酒的多少,其工作原理示意圖如圖所示。反應原理為CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O,被測者呼出氣體中所含的酒精被輸送到電池中反應產生微小電流,該電流經電子放大器放大后在液晶顯示屏上顯示其酒精含量。下列說法正確的是()A.b為正極,電極反應為O2+2H2O+4e-4OH-B.電解質溶液中的H+移向呼氣口C.若有0.4 mol 電子轉移,則在標準狀況下消耗2.24 L

6、 氧氣D.呼出氣體中酒精含量越低,微處理器中通過的電流越大12.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。裝置現(xiàn)象金屬A不斷溶解C的質量增加A上有氣體產生根據實驗現(xiàn)象回答下列問題:(1)裝置甲中作為正極的是(填“A”或“B”)。(2)裝置乙中C電極的反應為;裝置乙中反應一段時間后,測得C電極的質量增加12.8 g,則該電池反應轉移電子的物質的量為mol。(3)裝置丙中金屬A上電極反應屬于(填“氧化反應”或“還原反應”)。(4)四種金屬活動性由強到弱的順序是。學科素養(yǎng)創(chuàng)新練13.(1)為了驗證Fe2+與Cu2+氧化性的強弱,下列裝置能達到實驗目的的是,能達到目的的裝置中正極的電極反應為。若開

7、始時原電池中兩個電極的質量相等,當導線中通過0.05 mol 電子時,兩個電極的質量差為。(2)將CH4與O2的反應設計成燃料電池,其利用率更高,裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒)。實驗測得OH-向B電極移動,則(填“A”或“B”)處電極入口通甲烷。當消耗甲烷的體積為33.6 L(標準狀況下)時,假設電池的能量轉化率為80%,則導線中轉移電子的物質的量為。(3)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,原電池負極的電極反應為;放電時每轉移3 mol電子,有mo

8、l K2FeO4被還原,正極附近溶液的堿性(填“增強”“不變”或“減弱”)。參考答案1.C2.C3.C4.B5.C裝置甲中W不斷溶解,說明W作原電池負極,金屬的活動性WX,A項正確;裝置乙中Y電極為正極,其電極反應式為Cu2+2e-Cu,金屬的活動性XY,B項正確;裝置丙中溶液中有氫氣產生,故c(H+)減小,金屬的活動性ZW,C項錯誤;四種金屬的活動性強弱順序為ZWXY,D項正確。6.D7.答案 (1)不能能(2)反應是非氧化還原反應,沒有電子轉移(3)石墨或銅片(合理即可)Zn-2e-Zn2+2H+2e-H2(4)11.2 L1解析 (1)反應中各元素化合價不變,不屬于氧化還原反應,屬于復分

9、解反應,所以不能設計成原電池;反應中鋅元素化合價由0價變?yōu)?2價,氫元素化合價由+1價變?yōu)?價,且該反應是放熱反應,能自發(fā)進行,所以能設計成原電池。(2)反應是非氧化還原反應,沒有電子轉移,所以不能設計成原電池。(3)由反應可知,Zn作負極,不如鋅活潑的金屬或能導電的非金屬作正極,如碳棒或銅片,負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應,正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應,所以電極反應分別為:負極:Zn-2e-Zn2+,正極:2H+2e-H2。(4)鋅失電子的物質的量=32.5 g65 gmol-12=1 mol,根據電子守恒可得標準狀況下生成氫氣的體積=1mol28.C化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂

10、與形成,因為斷裂舊鍵要吸收能量,形成新鍵要放出能量,A項正確;能量變化是化學反應的基本特征之一,B項正確;題圖所示的裝置沒有構成閉合回路,不是原電池,不能將化學能轉變?yōu)殡娔?C項錯誤;題圖所示的反應中,反應物的總能量高于生成物的總能量,故其為放熱反應,D項正確。9.CD10.C固體氧化物燃料電池中正極通入空氣,負極通入氫氣,正極的電極反應為O2+4e-2O2-,正極沒有水生成,故A不符合題意;堿性氫氧燃料電池中正極通入氧氣,負極通入氫氣,正極的電極反應為O2+2H2O+4e-4OH-,正極沒有水生成,故B不符合題意;質子交換膜燃料電池中正極通入空氣,負極通入氫氣,正極的電極反應為O2+4H+4

11、e-2H2O,正極生成了水,故C符合題意;熔融鹽燃料電池中正極通入氧氣和二氧化碳,負極通入一氧化碳和氫氣,正極的電極反應為O2+2CO2+4e-2CO32-11.Cb電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應,b為正極,電解質溶液為硫酸,則正極反應為O2+4H+4e-2H2O,A錯誤;在原電池中,陽離子移向正極,即電解質溶液中的H+移向b極,B錯誤;1 mol O2參與反應得到4 mol 電子,則有0.4 mol 電子轉移時消耗0.1 mol 氧氣,標準狀況下體積為2.24 L ,C正確;單位時間內呼出的氣體中酒精越多,轉移的電子也越多,電流越大,D錯誤。12.答案 (1)B(2)Cu2+2e-Cu0.4(

12、3)還原反應(4)DABC解析 (1)甲裝置中,金屬A不斷溶解,說明A是負極,B是正極。(2)乙裝置中,C的質量不斷增加,說明C電極是正極,溶液中的銅離子放電生成銅,電極反應是Cu2+2e-Cu,反應一段時間后,測得C電極的質量增加12.8 g,即生成銅的物質的量為12.8 g64 gmol-1=0.2 mol,則轉移電子的物質的量為0.2 mol2=0.4 mol。(3)丙裝置中A電極上有氣體生成,所以A電極是正極,溶液中的氫離子得電子發(fā)生還原反應生成氫氣。(4)甲中A是負極,B是正極;乙中C是正極,B是負極;丙中A是正極,D是負極,所以四種金屬活動性由強到弱的順序是DABC。13.答案 (

13、1)Cu2+2e-Cu3.0 g(2)B9.6 mol(3)Zn-2e-+2OH-Zn(OH)21增強解析 (1)中銅是負極,碳是正極,鐵離子在正極放電生成亞鐵離子,不能比較Fe2+與Cu2+的氧化性強弱;中在常溫下鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化,鐵是正極,銅是負極,不能比較Fe2+與Cu2+的氧化性強弱;中鐵是負極,碳是正極,銅離子在正極得到電子生成銅,能比較Fe2+與Cu2+的氧化性強弱,正極的電極反應為Cu2+2e-Cu。當導線中通過0.05 mol電子時,消耗鐵0.025 mol56 gmol-1=1.4 g,析出銅是0.025 mol64 gmol-1=1.6 g,則兩個電極的質量差為1.4 g+1.6 g=3.0 g。(2)實驗測得OH-向B電極移動,則