新教材高中化第6章化反應與能量第節(jié)能力課時3反應中能量的計算和新型電池的分析作業(yè)含解析新人教版必修第二冊

PAGE6-反應中能量的計算和新型電池的分析(建議用時：40分鐘)1．石墨和金剛石都能在一定條件下轉化為CO2，其能量變化如圖所示，ΔE1＝393.5kJ，ΔE2＝395.4kJ，下列說法正確的是()A．1mol石墨完全轉化為金剛石需吸收1.9kJ的能量B．石墨轉化為金剛石屬于物理變化C．金剛石的穩(wěn)定性大于石墨D．1mol金剛石與1molO2(g)的能量之和小于1molCO2(g)的能量A[石墨轉化為金剛石需吸收的能量為ΔE2－ΔE1＝395.4kJ－393.5kJ＝1.9kJ，A項正確；石墨轉化為金剛石的過程中有舊化學鍵的斷裂和有新化學鍵的形成，屬于化學變化，B項錯誤；根據(jù)題圖可知，1mol石墨和1molO2(g)的總能量小于1mol金剛石和1molO2(g)的總能量，可推知1mol石墨的能量小于1mol金剛石的能量，則石墨比金剛石穩(wěn)定，C項錯誤；1mol金剛石和1molO2(g)的總能量大于1molCO2(g)的能量，D項錯誤。]2．已知化學反應A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，下列敘述正確的是()A．每生成2分子AB(g)吸收bkJ能量B．該反應屬于吸熱反應C．該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量D．斷裂1molA—A和1molB—B，放出akJ能量B[題圖中各物質的計量單位為摩爾(mol)，則表明每生成2molAB(g)吸收(a－b)kJ能量，A項錯誤；題圖表明反應物的總能量低于生成物的總能量，所以該反應屬于吸熱反應，B項正確，C項錯誤；題圖表明斷裂1molA—A和1molB—B吸收akJ能量，D項錯誤。]3．(雙選)利用含碳化合物合成新燃料是發(fā)展低碳經(jīng)濟的重要方法，已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)是合成甲醇(CH3OH)的反應，該反應過程的能量變化如圖所示，下列判斷正確的是()A．CO(g)與H2(g)反應生成1molCH3OH(g)釋放出91kJ的能量B．用碳制備原料氣CO、H2的反應屬于放熱反應C．反應物的總鍵能低于生成物的總鍵能D．若該反應生成液態(tài)CH3OH，則放出的能量更少AC[由題圖可知，生成1molCH3OH(g)放出510kJ－419kJ＝91kJ的能量，A項正確；碳與水蒸氣反應制備CO和H2的反應屬于吸熱反應，B項錯誤；該反應是放熱反應，則反應物的總鍵能低于生成物的總鍵能，C項正確；同種物質氣態(tài)時比液態(tài)時的能量高，則如果生成液態(tài)CH3OH，則放出的能量更多，D項錯誤。]4．已知H＋Cl→HCl并放出akJ的熱量，下列敘述中正確的是()A．HCl分子內每個原子都達到了8電子穩(wěn)定結構B．HCl分子的能量比H、Cl原子的能量之和低C．1molHCl斷鍵成1molH、1molCl要釋放出akJ熱量D．氫原子和氯原子靠電子得失形成共價鍵B[A中HCl分子內H原子核外達到2電子穩(wěn)定結構；C中斷裂化學鍵要吸收能量；D中氫原子和氯原子是靠共用電子對形成共價鍵。]5．如圖是某課外活動小組設計的用化學電源使耳機發(fā)聲的裝置。下列說法錯誤的是()A．銅片表面有氣泡生成B．裝置中存在化學能→電能→聲能的能量轉化關系C．如果將銅片換成鐵片，電路中的電流方向將改變D．如果將鋅片換成鐵片，耳機還能發(fā)聲C[鋅為負極，銅片上的反應為2H＋＋2e－=H2↑，A項正確；耳機中存在著電能轉化為聲能的能量轉化關系，B項正確；銅片換為鐵片后，鋅片仍為負極，電流方向不變，C項錯誤；鋅片換為鐵片后，鐵片也可作為原電池的負極，D項正確。]6．如圖所示，杠桿A、B兩端分別掛有體積相同、質量相同的空心銅球和空心鐵球，調節(jié)杠桿使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中不考慮鐵絲反應及兩邊浮力的變化)()A．杠桿不論為導體還是絕緣體，均為A端高B端低B．杠桿不論為導體還是絕緣體，均為A端低B端高C．當杠桿為絕緣體時，A端低B端高；為導體時，A端高B端低D．當杠桿為絕緣體時，A端高B端低；為導體時，A端低B端高D[根據(jù)題意，若杠桿為絕緣體，滴入CuSO4溶液后，在鐵球表面析出Cu，鐵球質量增大，B端下沉；若杠桿為導體，滴入CuSO4溶液后，形成原電池，在銅球表面析出Cu，A端下沉。]7．一種直接鐵燃料電池(電池反應：3Fe＋2O2=Fe3O4)的裝置如圖所示，下列說法正確的是()A．Fe極作正極B．KOH溶液為電池的電解質溶液C．電子由多孔碳極沿導線流向Fe極D．5.6gFe參與反應時，導線中流過1.204×1023個電子B[鐵燃料電池中鐵失去電子，發(fā)生氧化反應，作負極，A錯誤；KOH溶液為電解質溶液，B正確；電子由負極(Fe極)沿導線流向正極(多孔碳極)，C錯誤；根據(jù)電池反應：3Fe＋2O2=Fe3O4可知，3mol鐵參與反應時轉移8mole－，故5.6gFe參與反應時，導線中流過約1.605×1023個電子，D錯誤。]8．固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯-氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是()A．有O2放電的a極為電池的負極B．O2－移向電池的正極C．b極對應的電極反應式為2H2－4e－＋2O2－=2H2OD．a(chǎn)極對應的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C[在該燃料電池中，有O2放電的a極為原電池的正極，A錯誤；在該燃料電池中，O2－移向電池的負極，B錯誤；在該燃料電池中，有H2放電的b極為電池的負極，電極反應式為2H2－4e－＋2O2－=2H2O，C正確；a極是正極，氧氣在正極得電子，則對應的電極反應式為O2＋4e－=2O2－，D錯誤。]9．電子計算機所用紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質溶液為KOH溶液，其電極反應式：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。下列判斷正確的是()A．鋅為正極，Ag2O為負極B．鋅為負極，Ag2O為正極C．該電池工作時，將電能轉化成化學能D．該電池工作時，負極區(qū)溶液的pH增大B[根據(jù)化合價變化可知Zn被氧化，應為電池的負極，則正極為Ag2O，故A錯誤，B正確；原電池是將化學能轉化為電能的裝置，故C錯誤；原電池工作時，負極發(fā)生反應：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，OH－濃度減小，溶液的pH減小，故D錯誤。]10．魚雷是一種水中兵器。它可從艦艇、飛機上發(fā)射，它發(fā)射后可自己控制航行方向和深度，遇到艦船，只要一接觸就可以爆炸。用于攻擊敵方水面艦船和潛艇，也可以用于封鎖港口和狹窄水道。魚雷采用Al-Ag2O動力電池，以溶有氫氧化鉀的流動海水為電解液，電池反應為2Al＋3Ag2O＋2KOH=6Ag＋2KAlO2＋H2O，下列說法錯誤的是()A．Ag2O為電池的正極B．Al在電池反應中被氧化C．電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Al極D．溶液中的OH－向Al極遷移C[A項，根據(jù)原電池工作原理，化合價升高，失電子的作負極，即鋁單質作負極，則Ag2O作電池的正極，正確；B項，根據(jù)電池總反應，鋁的化合價升高，被氧化，正確；C項，根據(jù)原電池工作原理，外電路電子從負極流向正極，由鋁流向氧化銀，錯誤；D項，根據(jù)原電池工作原理，陽離子移向正極，陰離子移向負極，即OH－移向Al極，正確。]11．(素養(yǎng)題)人類將在未來幾十年內逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風能、生物質能等太陽能的轉換形態(tài))，人們將適應“低碳經(jīng)濟”和“低碳生活”。下列說法不正確的是()A．研究菠菜蛋白質“發(fā)電”不屬于“太陽能文明”B．發(fā)展太陽能經(jīng)濟有助于減緩溫室效應C．太陽能電池可將太陽能直接轉化為電能D．石油和天然氣都屬于碳素燃料A[菠菜蛋白質“發(fā)電”屬于“太陽能文明”，A錯誤；發(fā)展太陽能經(jīng)濟有助于減緩溫室效應，B正確；太陽能電池可將太陽能直接轉化為電能，C正確；石油和天然氣都屬于碳素燃料，D正確。]12．等質量并且均過量的兩份鋅粉a和b(粉末表面積可視為相同)，分別加入等體積等物質的量濃度的稀硫酸中，同時向a中加入少量硫酸銅，下列表示產(chǎn)生H2的體積(V)與時間(t)的關系正確的是()A[等質量并且均過量的兩份鋅粉a和b，分別加入等體積等物質的量濃度的稀硫酸中，同時向a中加入少量的CuSO4，發(fā)生的反應為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，形成銅-稀硫酸-鋅原電池，反應速率加快，反應用時：a＜b；由于鋅粉過量，故硫酸反應完全，生成氫氣的體積：a＝b，A項正確。]13．已知反應NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)的能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A．圖中A→B的過程為放熱過程B．1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1molCO2的鍵能總和C．該反應為氧化還原反應D．1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量C[A狀態(tài)的能量低于B狀態(tài)，則圖中A→B的過程為吸熱過程，A錯誤；反應物總能量高于生成物總能量，反應為放熱反應，即斷鍵吸收的能量低于成鍵放出的能量，則1molNO2和1molCO的鍵能總和小于1molNO和1molCO2的鍵能總和，B錯誤；反應中C和N元素化合價發(fā)生變化，則該反應為氧化還原反應，C正確；由題圖可知，反應物總能量高于生成物總能量，則1molNO2(g)和1molCO(g)的總能量高于1molNO(g)和1molCO2(g)的總能量，D錯誤。]14．(素養(yǎng)題)(1)科研人員設想用如圖所示裝置生產(chǎn)硫酸。①上述生產(chǎn)硫酸的總反應式為___________________，b極是________(填“正”或“負”)極，b極反應為___________________，a極發(fā)生___________(填“氧化反應”或“還原反應”)。②生產(chǎn)過程中H＋向________(填“a”或“b”)極區(qū)域移動。(2)將兩個鉑電極插入氫氧化鉀溶液中，向兩極分別通入甲烷和氧氣，可構成甲烷燃料電池，其反應為CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。通入甲烷的一極的電極反應式為___________________。電池在放電過程中溶液的pH將________(填“下降”“上升”或“不變”)。[解析](1)①根據(jù)題圖裝置可知，總反應為二氧化硫與氧氣和水反應生成硫酸：2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4，b極為原電池的正極，電極反應為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，a極為負極，失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應。②原電池工作時，