熱點7　新型化學(xué)電源 2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計二輪專題化學(xué)浙江專版課后習(xí)題熱點專項練含答案

熱點7新型化學(xué)電源2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計二輪專題化學(xué)浙江專版課后習(xí)題熱點專項練熱點7新型化學(xué)電源1.一種以RbAg4I5晶體為固體電解質(zhì)的氣體含量測定傳感器如圖所示,固體電解質(zhì)內(nèi)遷移的離子為Ag+,氧氣流通過該傳感器時,O2可以透過聚四氟乙烯膜進入體系,通過電位計的變化可知O2的含量。下列說法正確的是()A.銀電極為正極,多孔石墨電極為負極B.O2透過聚四氟乙烯膜后與AlI3反應(yīng)生成I2C.銀電極的電極反應(yīng)為Ag++e-AgD.當(dāng)傳感器內(nèi)遷移2molAg+時,有標準狀況下22.4LO2參與反應(yīng)答案B解析銀電極為負極,Ag發(fā)生氧化反應(yīng)生成Ag+,電極反應(yīng)式為Ag-e-Ag+,多孔石墨電極為正極,電極反應(yīng)式為2Ag++I2+2e-2AgI,故A、C錯誤;傳感器中發(fā)生反應(yīng)4AlI3+3O22Al2O3+6I2,所以O(shè)2透過聚四氟乙烯膜后與AlI3反應(yīng)生成I2,故B正確;由關(guān)系式4Ag+~2I2~4e-~O2,可知當(dāng)傳感器內(nèi)遷移2molAg+時,有標準狀況下11.2LO2參與反應(yīng),故D錯誤。2.一種高性能的堿性硼化釩(VB2)-空氣電池如圖所示,其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng):VB2+16OH--11e-VO43-+2[B(OH)4]-+4H該電池工作時,下列說法錯誤的是()A.負載通過0.04mol電子時,有0.224L(標準狀況)O2參與反應(yīng)B.正極區(qū)溶液的pH降低,負極區(qū)溶液的pH升高C.電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O8[B(OH)4]-+4VO4D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極答案B解析根據(jù)VB2電極發(fā)生的反應(yīng)VB2+16OH--11e-VO43-+2[B(OH)4]-+4H2O,判斷得出VB2電極為負極,復(fù)合碳電極為正極,正極的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH-,所以電池總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O8[B(OH)4]-+4VO43-,C正確;負載通過0.04mol電子時,有0.01mol氧氣參與反應(yīng),即標準狀況下有0.224L氧氣參與反應(yīng),A正確;負極區(qū)消耗OH-,溶液的pH降低,正極區(qū)生成OH-,溶液的pH3.利用某新型微生物電池可消除水中碳水化合物的污染,其工作原理如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是()A.X電極是負極B.Y電極的電極反應(yīng)式:Cm(H2O)n-4me-mCO2↑+(n-2m)H2O+4mH+C.H+由左向右移動D.有1molCO2生成時,消耗1molMnO2答案B解析根據(jù)裝置圖,X電極上MnO2轉(zhuǎn)化成Mn2+,發(fā)生還原反應(yīng),X電極是正極,A錯誤;Y電極為負極,電極反應(yīng)式為Cm(H2O)n-4me-mCO2↑+(n-2m)H2O+4mH+,B正確;根據(jù)原電池工作原理,陽離子由負極向正極移動,即H+由右向左移動,C錯誤;正極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O,建立關(guān)系式為2mMnO2~4me-~mCO2,有1molCO2生成時,消耗2molMnO2,D錯誤。4.我國科學(xué)家在太陽能光電催化-化學(xué)耦合分解H2S研究中獲得新進展,相關(guān)裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A.該裝置的總反應(yīng)為H2SH2+SB.能量轉(zhuǎn)化方式主要為“光能→電能→化學(xué)能”C.a極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2+-e-Fe3+D.a極區(qū)需不斷補充含F(xiàn)e3+和Fe2+的溶液答案D解析該裝置發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)為H2S+2Fe3+2H++S+2Fe2+(a極區(qū))、2Fe2+-2e-2Fe3+(a極)、2H++2e-H2↑(b極),結(jié)合反應(yīng)條件得到總反應(yīng):H2SH2+S,A、C正確;該制氫工藝中光能轉(zhuǎn)化為電能,最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;a極區(qū)涉及兩步反應(yīng),第一步利用氧化性較強的Fe3+高效捕獲H2S得到硫和Fe2+,第二步是Fe2+在a極表面失去電子生成氧化性較強的Fe3+,這兩步反應(yīng)反復(fù)循環(huán)進行,所以a極區(qū)無需補充含F(xiàn)e3+和Fe2+的溶液,D錯誤。5.一種光照充電電池結(jié)構(gòu)如圖所示,充電時TiO2光輔助電極受光激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴,在空穴作用下NaI轉(zhuǎn)化為NaI3。下列說法正確的是()A.充電過程中,光能最終轉(zhuǎn)化為電能B.充電效率只與光照產(chǎn)生的電子量有關(guān)C.放電時,電極M為正極,電極反應(yīng)為S42-+6e-D.放電時N電極室增加2mol離子,理論上外電路轉(zhuǎn)移1mol電子答案D解析充電時TiO2光輔助電極受光激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴,在空穴作用下NaI轉(zhuǎn)化為NaI3,發(fā)生氧化反應(yīng),則電極N充電時為陽極,放電時則為正極,電極M放電時為負極。充電過程中,光能最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故A錯誤;據(jù)分析可知,放電時電極M為負極,電極反應(yīng)為4S2--6e-S42-,故C錯誤;放電時電極N為正極,電極反應(yīng)為I3-+2e-3I-,理論上當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移1mol電子,有1molNa+從M電極室移向N電極室,所以N電極室共增加2mol離子,6.某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是()A.放電時負極反應(yīng):Na3Ti2(PO4)3-2e-NaTi2(PO4)3+2Na+B.放電時Cl-透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C.放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子,理論上CCl4吸收0.5molCl2D.充電過程中,NaCl溶液濃度增大答案A解析放電時負極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3-2e-NaTi2(PO4)3+2Na+,故A正確;放電時,陰離子移向負極,則放電時Cl-透過多孔活性炭電極向NaCl溶液中遷移,故B錯誤;正極的電極反應(yīng)為Cl2+2e-2Cl-,放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子,理論上CCl4釋放0.5molCl2,故C錯誤;充電過程中,陽極的電極反應(yīng)為2Cl--2e-Cl2↑,消耗氯離子,陰極消耗Na+,NaCl溶液濃度減小,故D錯誤。7.一種鉀離子電池的電池反應(yīng)為K0.5MnO2+8xCK0.5-xMnO2+xKC8,其裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.充電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.放電時,K+向負極區(qū)遷移C.放電時,負極的電極反應(yīng)為Al-3e-Al3+D.充電時,陽極的電極反應(yīng)為K0.5MnO2-xe-K0.5-xMnO2+xK+答案D解析充電時,應(yīng)是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A項錯誤;放電時,K+應(yīng)向正極區(qū)遷移,B項錯誤;由已知電池反應(yīng)可知,放電時,負極失去電子,故負極的電極反應(yīng)為xKC8-xe-8xC+xK+,C項錯誤。8.某研究團隊在柔性電池研究方面取得了新突破,發(fā)展了一種基于有機物電極材料的柔性水系鋅電池。充、放電過程中實現(xiàn)了芘四酮(PTO)與PTO-Zn的相互轉(zhuǎn)化,原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.放電時,Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)B.放電時,Y電極反應(yīng)可表示為PTO+Zn2++2e-PTO-ZnC.充電時,Zn2+向Y電極移動D.充電時,X電極與電源的負極相連答案C解析Zn是活潑金屬,放電時,Zn電極為原電池的負極,發(fā)生氧化反應(yīng),A項正確;放電時,Y電極是正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為PTO+Zn2++2e-PTO-Zn,B項正確;充電時,該裝置為電解池,X電極與外加電源的負極相連,則Zn2+向X電極移動,C項錯誤、D項正確。9.鋅溴液流電池用溴化鋅溶液作為電解質(zhì)溶液,并在電池間不斷循環(huán)。下列有關(guān)說法正確的是()A.充電時n接電源的負極,Zn2+通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)B.放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子,負極區(qū)溶液質(zhì)量減少65gC.充電時陰極的電極反應(yīng)式為Br2+2e-2Br-D.若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜,放電時正、負極也隨之改變答案A解析Zn為負極,充電時n接電源的負極,作為電解池的陰極,Zn2+通過陽離子交換膜向陰極定向遷移,故由左側(cè)流向右側(cè),A正確;放電時,負極Zn溶解生成Zn2+,Zn2+通過陽離子交換膜向正極遷移,故負極區(qū)溶液質(zhì)量不變,B錯誤;充電時陰極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-Zn,C錯誤;若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜,放電時正、負極不會改變,D錯誤。10.(5分)雙陰極微生物燃料電池處理含NH4(1)Y離子交換膜為(填“陽”或“陰”)離子交換膜。

(2)Ⅲ室中除了O2→H2O,主要發(fā)生的反應(yīng)還有(用離子方程式表示)。

(3)生成3.5gN2,理論上需要消耗gO2。

答案(1)陽(2)NH4++2O2NO3-+H(3)2611.(3分)減弱溫室效應(yīng)的方法之一是將CO2回收利用?？茖W(xué)家利用如圖所示裝置可以將CO2轉(zhuǎn)化為氣體燃料CO(電解質(zhì)溶液為稀硫酸),該裝置工作時,導(dǎo)線中通過2mol電子后,假定溶液體積不變,M極電解質(zhì)溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”),N極電解質(zhì)溶液變化的質(zhì)量Δm=g。

答案不變18解析由題圖可知,電子由M極流向N極,說明M極為負極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+;N極為正極,電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-CO+H2O。導(dǎo)線中通過2mol電子后,則負極產(chǎn)生2molH+,此時有2molH+通過質(zhì)子交換膜移向N極,即M極電解質(zhì)溶液中H+的量不變,電解質(zhì)溶液的pH不變;由正極的電極反應(yīng)式可知,每轉(zhuǎn)移2mol電子,N極電解質(zhì)溶液中增加1molH2O,則Δm=18g。熱點8反應(yīng)歷程與機理1.(2024·浙江嘉興高三二模)CH3CHO在NaOH溶液作用下制取2-丁烯醛的歷程如下:CH3CHO-CH2CHOCH3CHCHCHO已知:反應(yīng)(3)的平衡常數(shù)較小。下列說法不正確的是()A.OH-是該反應(yīng)的催化劑B.CH3CHO分子中甲基上的“C—H”比CH3CH3中的“C—H”更易電離出H+C.反應(yīng)(4)加熱失水有利于反應(yīng)(3)的平衡正向移動D.CH3CHO與CH3CH2CHO的混合液在NaOH溶液作用下最多可得到2種羥基醛答案D解析反應(yīng)(1)中,CH3CHO電離出的H+與OH-反應(yīng)生成H2O,反應(yīng)(3)中,與H2O電離出的H+結(jié)合為,從而生成OH-,則OH-是該反應(yīng)的催化劑,A正確;由反應(yīng)(1)可知,CH3CHO電離出的H+與OH-反應(yīng)生成H2O,而CH3CH3與OH-不能發(fā)生反應(yīng),則CH3CHO分子中甲基上的“C—H”比CH3CH3中的“C—H”更易電離出H+,B正確;反應(yīng)(4)加熱失水,可減小生成物濃度,從而促進反應(yīng)(3)的平衡正向移動,C正確;CH3CHO與CH3CH2CHO的混合液在NaOH溶液作用下發(fā)生羥醛縮合反應(yīng),同種醛、不同種醛都可發(fā)生此類反應(yīng),則最多可得到4種羥基醛,D不正確。2.MnO2催化降解甲醛的機理如圖所示,其中MnO2起著吸附活化的作用。下列說法錯誤的是()A.基態(tài)Mn原子的未成對電子數(shù)為5B.·CHO中碳原子采取sp2雜化C.CO2的空間結(jié)構(gòu)為V形D.HCHO在降解過程中碳氧雙鍵未發(fā)生斷裂答案C解析基態(tài)Mn原子的價層電子排布式為3d54s2,則未成對電子數(shù)為5,A正確;·CHO的中心碳原子與氧原子之間為碳氧雙鍵,則采用的是sp2雜化,B正確;CO2中心C原子的價層電子對數(shù)為2+4-2×22=2,不含孤電子對,所以其空間結(jié)構(gòu)為直線形,C錯誤;HCHO3.(2024·浙江寧波鎮(zhèn)海中學(xué)新高考調(diào)研卷)氫氣和氯氣反應(yīng)生成鹽酸的化學(xué)動力學(xué)過程異常復(fù)雜?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明,氫氣和氯氣的反應(yīng)由以下4個步驟組成:Cl22Cl·k1Ea1=242kJ·molCl·+H2HCl+H·k2Ea2=23kJ·molH·+Cl2HCl+Cl·k3Ea3=13kJ·mol2Cl·Cl2k4Ea4這4個步驟都是基元反應(yīng),已知基元反應(yīng)aA+bBdD的速率k滿足k=k'·ca(A)·cb(B)。提示:在推導(dǎo)反應(yīng)速率時,我們可以假設(shè)某些高活性物種(比如自由基)的濃度保持不變,即其生成速率和消耗速率近似相等。下列說法不正確的是()A.氫氣與氯氣反應(yīng)的活化能不等于氫氣和氯氣的鍵能之和B.若氯氣濃度不變,氫氣濃度變成原來的2倍,則生成氯化氫的速率變成原來的2倍C.若氫氣濃度不變,氯氣濃度變成原來的2倍,則生成氯化氫的速率變成原來的4倍D.加入某些可以和自由基結(jié)合的物質(zhì)可以降低反應(yīng)速率答案C解析活化能是指活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差,氫氣與氯氣反應(yīng)的活化能不等于氫氣和氯氣的鍵能之和,A正確;由第2個基元反應(yīng)可知,氫氣和氯化氫的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶1,若氯氣濃度不變,氫氣濃度變成原來的2倍,則生成氯化氫的速率變成原來的2倍,B正確;由第3個基元反應(yīng)可知,氯氣和氯化氫的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶1,若氫氣濃度不變,氯氣濃度變成原來的2倍,則生成氯化氫的速率變成原來的2倍,C錯誤;加入某些可以和自由基結(jié)合的物質(zhì)可以降低反應(yīng)速率,D正確。4.室溫時用稀硝酸可將苯酚直接硝化,轉(zhuǎn)化關(guān)系及部分產(chǎn)物的產(chǎn)率表示如下:+反應(yīng)歷程:下列說法不正確的是()A.工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)物Ⅱ由于存在分子內(nèi)氫鍵,易被水蒸氣蒸出,產(chǎn)品容易提純B.反應(yīng)生成產(chǎn)物Ⅱ過程中的最大能壘為E2-E1C.反應(yīng)足夠長的時間,升高溫度可提高體系中產(chǎn)物Ⅰ的產(chǎn)率D.反應(yīng)體系中加入濃硫酸有利于產(chǎn)生活性中間體,可促使反應(yīng)進行答案C解析中間體生成產(chǎn)物Ⅱ的活化能低于生成產(chǎn)物Ⅰ的活化能,所以生成產(chǎn)物Ⅱ的速率快,生成的產(chǎn)物Ⅱ多,則產(chǎn)物Ⅰ是對硝基苯酚、產(chǎn)物Ⅱ是鄰硝基苯酚。產(chǎn)物Ⅱ是鄰硝基苯酚,鄰硝基苯酚易形成分子內(nèi)氫鍵使沸點降低,易被水蒸氣蒸出,產(chǎn)品容易提純,故A正確;根據(jù)圖示,反應(yīng)生成產(chǎn)物Ⅱ過程中的最大能壘為E2-E1,故B正確;正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動,不能提高體系中產(chǎn)物Ⅰ的產(chǎn)率,故C錯誤;濃硫酸具有吸水性,反應(yīng)體系中加入濃硫酸吸收反應(yīng)生成的水,平衡正向移動,有利于產(chǎn)生活性中間體,可促使反應(yīng)進行,故D正確。5.(2024·浙江義烏五校高三聯(lián)考)甲酸(HCOOH)可在納米級Pd表面分解為活性H2和CO2,經(jīng)下列歷程實現(xiàn)NO3-的催化還原。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示Fe3OA.生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級顆?？稍龃蠹姿岱纸獾乃俾蔅.整個歷程中,每1molH2可還原2molNOC.HCOOH分解時,只有極性共價鍵發(fā)生了斷裂D.反應(yīng)歷程中生成的H+可調(diào)節(jié)體系pH,有增強NO3答案B解析生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級顆粒可增大接觸面積,增大甲酸分解的速率,故A正確;整個歷程中,1molH2失電子形成2molH+轉(zhuǎn)移2mole-,1molNO3-得電子最終形成0.5molN2轉(zhuǎn)移5mole-,所以1molH2可以還原0.4molNO3-,故B錯誤;HCOOH分解產(chǎn)生CO2和H2,只有極性共價鍵發(fā)生了斷裂,故C正確;NO3-與NO2-在氧化Fe2+的過程中需要消耗氫離子,pH降低,但H2還原Fe3+的過程中生成H+,所以生成的氫離子可以調(diào)節(jié)體系的pH,6.(2024·浙江名校協(xié)作體高三適應(yīng)性考試)N2H4是一種強還原性的高能物質(zhì),在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。我國科學(xué)家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L—Ru—NH3]+表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4,其反應(yīng)機理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配體NH3失去質(zhì)子的能力增強B.M中Ru的化合價為+3價C.該過程有非極性鍵的形成D.該過程的總反應(yīng)式:4NH3-2e-N2H4+2NH4答案B解析Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,[L—Ru—NH3]2+中的Ru帶有更多的正電荷,其與N原子成鍵后,Ru(Ⅲ)吸引電子的能力比Ru(Ⅱ)強,這種作用使得配體NH3中N—H的極性變強且更易斷裂,因此NH3失去質(zhì)子(H+)的能力增強,A正確;[L—Ru—NH3]2+可表示為[L—Ru··N··H··H··H]2+,其失去1個質(zhì)子后變?yōu)閇L—Ru··N··H····H]+(設(shè)該微粒為X),根據(jù)反應(yīng)歷程圖可知X與M之間可相互轉(zhuǎn)化,M的N原子上有單電子,則M可表示為[L—Ru··N7.(2024·浙江百校高三起點聯(lián)考)石油化工中可利用丙烷與氧氣反應(yīng)制取丙烯,若反應(yīng)中加入NO氣體,速率明顯加快,其反應(yīng)歷程和機理可簡單表示如圖。已知:異丙基的穩(wěn)定性強于正丙基。下列有關(guān)說法不正確的是()A.HONO為中間產(chǎn)物,其對應(yīng)的酸酐是N2O3B.增大NO的濃度,可以提高丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率C.物質(zhì)狀態(tài)和化學(xué)計量數(shù)相同時,丙烷與氧氣反應(yīng)生成丙烯的焓變是恒量D.異丙基轉(zhuǎn)化為正丙基的焓變大于0答案B解析HONO代表亞硝酸,亞硝酸為弱酸,其對應(yīng)的酸酐為N2O3,故A正確;由圖可知NO在該反應(yīng)中做催化劑,增大其濃度對平衡無影響,不改變丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率,故B錯誤;