苏教版高中化学必修二专题二第三单元 化学能与电能的转化 同步测试.docx

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苏教版高中化学必修二专题二第三单元化学能与电能的转化同步测试

苏教版高中化学必修二专题二第三单元化学能与电能的转化同步测试

一、单选题（共12题；共24分）

1.下列叙述正确的是（　　）

①原电池是把化学能转化成电能的一种装置

②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应

③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置可以实现

④碳棒不能用来作原电池的正极

⑤反应Cu＋2Ag＋══Cu2＋＋2Ag可以进行

A. ①③⑤                                 

B. ①④⑤                                 

C. ②③④                                 

D. ②⑤

2.据报道，有一集团拟将在太空建立巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，其反应可表示为2H2O

 2H2↑+O2↑．有下列几种说法：

①水分解反应是放热反应；

②氢气是一级能源；

③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；

④若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条件．

其中叙述正确的是（  ）

A. ①②                                    B. ②③                                    C. ③④                                    D. ②③④

3.将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（　　）

A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生                          

B. 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C. 两烧杯中溶液的pH均增大                                   

D. 产生气泡的速度甲比乙慢

4.人造地球卫星用到的一种高能电池﹣﹣银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：

Zn+2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2↑，Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣．据此判断氧化银是（  ）

A. 负极，被氧化                  

B. 正极，被还原                  

C. 负极，被还原                  

D. 正极，被氧化

5.一种燃料电池中发生的化学反应为：

在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水（l）和二氧化碳．该电池负极发生的反应是（　　）

A. CH3OH（g）+O2（g）﹣2e﹣═H2O（l）+CO2（g）+2H+（aq）

B. O2（g）+4H+（aq）+4e﹣═2H2O（l）

C. CH3OH（g）+H2O（l）﹣6e﹣═CO2（g）+6H+（aq）

D. O2（g）+2H2O（l）+4e﹣═4OH﹣（aq）

6.对于敞口容器中的反应：

Zn（s）+H2SO4（aq）=ZnSO4（aq）+H2（g）,下列叙述中不正确的是（     ）

A. Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量

B. 反应过程中能量关系可用上图表示

C. 若将该反应设计成原电池，则Zn为负极

D. 若将该反应设计成原电池，当有32.5g锌溶解时，正极放出11.2L气体

7.下列对原电池的分析不正确的是（　　）

A. 由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：

Al﹣3e﹣=Al3+

B. 由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：

Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O

C. 由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：

Cu﹣2e﹣=Cu2+

D. 由Al、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：

Cu﹣2e﹣=Cu2+

8.已知空气﹣锌电池的电极反应为：

锌片：

Zn+2OH﹣﹣2e﹣=ZnO+H2O；碳棒：

 O2+H2O+2e﹣=2OH﹣，据此判断，锌片是（  ）

A. 正极并被还原                  

B. 正极并被氧化                  

C. 负极并被还原                  

D. 负极并被氧化

9.燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是（　　）

A. 负极反应式：

O2＋2H2O＋4e－=4OH－            

B. 负极反应式：

CH4＋8OH－－8e－=CO2＋6H2O

C. 随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变           

D. 放电时溶液中的阴离子向负极移动

10.断裂下列化学键需要吸收的能量分别为H—H键436kJ/mol；F—F键153kJ/mol；H—F键565kJ/mol。

下列说法正确的是（　　）

A. H2与F2反应需要吸收能量                                   

B. 2LHF气体分解成1LH2和1LF2吸收541kJ的能量

C. 1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的能量小于541kJ        D. 在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量

11.锌﹣溴蓄电池的充、放电的电池总反应为Zn+Br2

Zn2++2Br﹣，下列各反应：

①Zn﹣2e﹣=Zn2+；②Br2+2e﹣=2Br﹣；③2Br﹣﹣2e﹣=Br2；④Zn2++2e﹣=Zn，其中充电的阳极和放电的负极的反应分别是（　　）

A. ①②                                     B. ③②                                     C. ④②                                     D. ③①

12.关于下图装置的叙述，错误的是（     ）

A. 铜是正极，其质量不变                                       

B. 氢离子在铜表面被氧化，产生气泡

C. 电流从铜片经导线流向锌片                                

D. 电子从锌片经导线流向铜片

二、填空题（共4题；共13分）

13.写出甲醇燃料电池在碱性氢氧化钾中反应的方程式：

________ 

14. 请观察如图装置，回答下列问题：

（1）负极是________ ，发生________ 反应（填氧化或还原）

（2）正极是________ ，发生________ 反应（填氧化或还原）

（3）正极的电极反应式：

________ 

15.将洁净的金属片ABCD分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧（如图所示）。

在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下:

金属

电子流动方向

电压（V）

D

D→Cu

+0.78

C

Cu→C

-0.15

B

B→Cu

+1.35

A

A→Cu

+0.30

已知:

构成两电极的金属活动性相差越大,电压表的读数越大。

请依据表中数据判断:

①最活泼金属为________（填字母序号,下同）。

②若滤纸改用NaOH溶液浸润,则在滤纸上能看到蓝色沉淀析出的是________金属,其负极的电极反应为________。

③若②中滤纸上析出沉淀为9.8g,则转移电子为________mol。

16.氢氧燃料电池（当电解质为NaOH溶液时）负极反应式________，正极反应式________，电池总反应________．

三、综合题（共2题；共12分）

17.燃料电池是一种能量转换效率高、对环境友好的化学电源，如图为一种氢氧燃料电池的结构装置。

（1）电极b为该燃料电池的________极（填“正”或“负”），电极方程式为________； 

（2）电池工作时，溶液中的OH﹣移向________极（填“a”或“b”）；

（3）电池工作时，在导线中电子流动方向为________（用a、b表示）；

（4）电池使用一段时间后，溶液的pH值________（填“增大”或“减小”）；

（5）当电池工作一段时间后消耗标准状况下H2为6.72L时，转移电子________ mol。

18.2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．已知1molSO2（g）氧化为1molSO3（g）的△H=﹣99kJ/mol．请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示________、________，E的大小对该反应的反应热有无影响？

________．该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？

________，理由是________．

（2）图中△H=________kJ/mol．

四、实验探究题（共1题；共6分）

19.如图所示，组成一种原电池．试回答下列问题（灯泡功率合适）：

（1）电解质溶液为稀H2SO4时，灯泡________（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）．a．若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为：

________；Al电极上发生的反应为：

________

b．若灯泡不亮，其理由为：

．

（2）电解质溶液为NaOH（aq）时，灯泡________（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）．a．若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为：

________；Al电极上发生的反应为：

________

b．若灯泡不亮

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】A

【解析】【解答】原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，碳棒可以作原电池的正极。

【分析】考查原电池原理的理解和原电池的电极判断以及电极反应的分析。

2.【答案】C

【解析】【解答】解：

①把太阳光变成激光用于分解海水制氢，太阳光提供能量，所以，水分解反应是吸热反应，故①错误；②自然界中没有现存的氢气，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，说明氢气为二级能源，故②错误；

③温室效应产生的原因是二氧化碳的增多，使用氢气作燃料2H2+O2

 2H2O，能减少二氧化碳的含量，有助于控制温室效应，故③正确；

④甲醇是重要的化工原料，也可作燃料，CO2+3H2

 CH3OH+H2O，可减少二氧化碳的排放，同时储存能源，可改善生存条件，故④正确；

故选C．

【分析】①水分解反应是吸热反应；

②能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源；

③氢气作燃料燃烧产物为水，温室效应与二氧化碳的排放有关；

④CO2+3H2

 CH3OH+H2O，可减少二氧化碳的排放，同时储存能源．

3.【答案】C

【解析】【解答】　由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件。

铜的活泼性比锌弱，故铜作正极，发生电极反应为2H＋＋2e－=H2↑；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：

Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，由于两者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。

由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙的快。

故答案为：

C

【分析】根据原电池原理分析两个烧杯中发生的化学反应以及实验现象，原电池可以加快反应速率等进行判断即可。

4.【答案】B

【解析】【解答】解：

根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属做负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原．故选B．

【分析】根据化合价变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，则正极为Ag2O，正极上得电子被还原．

5.【答案】C

【解析】【解答】该原电池负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH（g）+H2O（l）﹣6e﹣═CO2（g）+6H+（aq）；正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O2（g）+4H+（aq）+4e﹣═2H2O（l），故选C．

【分析】该原电池负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，据此分析解答．

6.【答案】D

【解析】【分析】金属与酸的置换反应是放热反应，即反应物能量总和大于生成物能量总和，A对；图像也反映出反应物总能量比生成物高，所以B也对；在原电池中还原性物质做负极活性材料，失电子被氧化，所以C对；Zn - 2e- = Zn2+，当有32.5g，即物质的量为0.5mol的锌溶解时，正极发生2H+ + 2e- = H2↑，产生0.5molH2，体积在标准状况下为11.2L，但题目未说明是在标准状况下，所以D不对，选D。

7.【答案】D

【解析】【解答】A．该原电池中，Al易失电子作负极，负极上发生氧化反应，电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+，故A正确；

B．该原电池中，Al易失电子作负极，负极上Al失电子和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O，故B正确；

C．该原电池中，Al发生钝化现象，所以Cu易失电子作负极，电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+，故C正确；

D．该原电池中，Al易失电子作负极，电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+，故D错误；

故选D．

【分析】A．该原电池中，Al易失电子作负极，负极上发生氧化反应；

B．该原电池中，Al易失电子作负极，负极上Al失电子和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水；

C．该原电池中，Al发生钝化现象，所以Cu易失电子作负极；

D．该原电池中，Al易失电子作负极．

8.【答案】D

【解析】【解答】解：

根据化合价可知，电极反应中锌的化合价升高，被氧化，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应，则锌为原电池的负极．

故选：

D．

【分析】根据化合价变化判断氧化还原反应，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应．

9.【答案】D

【解析】【解答】　O2＋2H2O＋4e－=4OH－应为正极反应式。

燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。

所以负极反应式为CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O。

由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的c（OH－）将减小。

故答案为：

D

【分析】根据燃料电池中燃料发生氧化反应、氧气发生还原反应，结合原电池原理进行分析即可。

10.【答案】D

【解析】【解答】　A项，1molH2与1molF2反应生成2molHF时，断裂旧化学键吸收的能量＝436kJ＋153kJ＝589kJ，形成新化学键释放的能量＝2×565kJ＝1130kJ，因为吸收的能量小于释放的能量，故该反应过程会释放能量，不符合题意；

B项，依据题目提供的数据。

可知2molHF气体分解成1molH2和1molF2时吸收541kJ的能量，不符合题意；

C项，HF由气态变为液态时要放出能量，所以1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的能量大于541kJ，不符合题意；

​D项，H2与F2的反应是放热反应，说明在相同条件下，反应物的总能量大于生成物的总能量，符合题意。

故答案为：

D

【分析】根据化学键与能量变化的关系计算氢气与氟气反应的热量变化，然后进行分析各选项即可。

11.【答案】D

【解析】【解答】充电时，该装置是电解池，阳极上溴离子失电子生成溴单质而发生氧化反应，即2Br﹣﹣2e﹣═Br2；放电时，该装置是原电池，负极上锌失电子生成锌离子而发生氧化反应，即Zn﹣2e﹣═Zn2+，故选D．

【分析】充电时，该装置是电解池，阳极上失电子发生氧化反应；放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，据此分析．

12.【答案】B

【解析】【分析】答案：

B

A、正确，锌是负极，质量减少，铜是正极，其质量不变；

B、不正确，氢离子得电子，在铜表面被还原，产生气泡；

C、正确，电流从铜片经导线流向锌片，与电子流向相反；

D、正确，锌活泼，失电子，电子从锌片经导线流向铜片。

二、填空题

13.【答案】2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

【解析】【解答】甲醇燃料碱性电池中，甲醇在负极上发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O，通入氧气的极为原电池的正极，正极上发生还原反应O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；总反应式两极反应加和，即2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O．

故答案为：

2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O．

【分析】甲醇燃料电池中，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，总反应式为甲醇燃烧的方程式．

14.【答案】Zn；氧化；C；还原；2H++2e﹣=H2

【解析】【解答】

（1）电极材料为C和Zn，Zn较活泼，作原电池的负极，失去电子而被氧化，故答案为：

Zn；氧化；

（2）C为该原电池的正极，正极上发生还原反应，故答案为：

C；还原；

（3）该原电池工作时，正极反应为2H++2e﹣=H2

，负极反应为Zn﹣2e﹣=Zn2+，故答案为：

2H++2e﹣=H2

．

【分析】原电池中，活泼金属作负极，较不活泼金属或非金属作正极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应．

15.【答案】B；C；Cu-2e-+2OH-═Cu（OH）2；0.2

【解析】【解答】①由电子流动的方向可知,A、B、D的活动性皆强于Cu,根据构成两电极的金属活动性相差越大,电压表的读数越大,可知B的金属活动性最大,为最强的还原剂,C的金属活动性弱于Cu,不能从CuSO4溶液中置换出铜。

②由①的分析可知,只有C金属与Cu组成的原电池,铜失电子生成Cu2+,进而与OH-结合产生蓝色沉淀。

负极反应式为Cu+2OH--2e-═Cu（OH）2。

③因蓝色沉淀为Cu（OH）2,所以当析出9.8gCu（OH）2时,转移电子为0.2mol。

【分析】 本题考查原电池的构成条件和电极反应，熟练掌握金属的活泼性与原电池的关系是解题的关键​。

16.【答案】2H2﹣4e﹣+4OH﹣═4H2O；O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；2H2+O2═2H2O

【解析】【解答】解：

氢氧燃料电池以NaOH溶液为电解质溶液时，正极上是氧气发生得电子的还原反应，即O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，负极上是燃料失电子的还原反应：

2H2﹣4e﹣+4OH﹣═4H2O，总反应式燃料燃烧的化学方程式，即2H2+O2═2H2O．

故答案为：

2H2﹣4e﹣+4OH﹣═4H2O，O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，2H2+O2═2H2O．

【分析】氢氧燃料电池中，H2从负极通入，在反应中被氧化，正极上是氧气发生得电子的还原反应，总反应式燃料燃烧的化学方程式．

三、综合题

17.【答案】

（1）正；O2+2H2O+4e－=4OH

（2）a

（3）a流向b

（4）减少

（5）0.6

【解析】【解答】解：

（1）电极b通入的是氧气，氧气在反应中得到电子，则b电极为该燃料电池的正极，电极方程式为O2+2H2O+4e－=4OH－；

（2）a电极是负极，则电池工作时，溶液中的OH－移向a极；（3）电池工作时，在导线中电子流动方向为a流向b；（4）电池使用一段时间后，由于有水生成，则溶液的碱性降低，则pH值减小；（5）当电池工作一段时间后消耗标准状况下H2为6.72L时，物质的量是6.72L÷22.4L/mol＝0.3mol，则转移电子0.3mol×2＝0.6mol。

【分析】本题考察燃料电池的相关问题，

若电解质溶液是碱

负极反应式为：

（液中的OH－移向，碱性降低，则pH值减小）

正极反应式为：

氢气在电池的负极失去电子,这些电子沿着外电路的导线流动.内电路不是电流,而是离子的定向移动,阳离子移动到正极得到电子,阴离子移向负极,

18.【答案】

（1）反应物具有的总能量；生成物具有的总能量；无影响；降低；使用适当的催化剂，活化能降低

（2）﹣198

【解析】【解答】解：

（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量；E为活化能，反应热可表示为A、C活化能的大小之差，活化能的大小与反应热无关；加入催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的活化能，所以E的变化是减小；故答案为：

反应物具有的总能量；生成物具有的总能量；无影响；降低；使用适当的催化剂，活化能降低；

（2）因1molSO2（g）氧化为1molSO3的△H=﹣99kJ•mol﹣1，所以2molSO2（g）氧化为2molSO3的△H=﹣198kJ•mol﹣1，则2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H=﹣198KJ•mol﹣1，故答案为：

﹣198．

【分析】

（1）A、C分别表示应物总能量的生成物总能量；E为活化能，活化能的大小与反应热无关；加入催化剂能降低反应的活化能；

（2）根据参加反应SO2的物质的量之比等于对应的△H之比．

四、实验探究题

19.【答案】

（1）亮；Mg﹣2e﹣=Mg2+；2H++2e﹣=H2↑

（2）亮；6H2O+6e﹣=3H2+6OH﹣；2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2﹣+4H2O

【解析】【解答】解：

（1）金属镁和铝为电极材料，电解质溶液为稀H2SO4时，可形成原电池，金属镁较铝活泼，做原电池的负极，铝做原电池的正极，负极反应为Mg﹣2e﹣=Mg2+，正极反应为2H++2e﹣=H2↑，此时灯泡变亮，故答案为：

亮；Mg﹣2e﹣=Mg2+；2H++2e﹣=H2↑；

（2）金属镁和铝为电极材料，电解质溶液为稀NaOH时，由于金属铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液和氢气，所以铝为负极，镁为正极，

负极反应为2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2﹣+4H2O，正极反应为6H2O+6e﹣=3H2+6OH﹣，形成原电池时，灯泡变亮，

故答案为：

亮；6H2O+6e﹣=3H2+6OH﹣；2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2﹣+4H2O．

【分析】

（1）金属镁和铝为电极材料，电解质溶液为稀H2SO4时，可形成原电池，金属镁较铝活泼，做原电池的负极，铝做原电池的正极，负极反应为Mg﹣2e﹣=Mg2+，正极反应为2H++2e﹣=H2↑；

（2）金属镁和铝为电极材料，电解质溶液为稀NaOH时，由于金属铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液和氢气，所以铝为负极，镁为正极，

负极反应为2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2+4H2O，正极反应为6H2O+6e﹣=3H2+6OH﹣．