化学必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化课后作业题

2020-2021学年高一化学第二学期苏教版（2019）必修第二册专题6化学反应与能量变化第三单元化学能与电能的转化单元训练

一、单选题

1．有M、N、P、E四种金属，已知：①M+N2+=N+M2+；②M、P用导线连接后放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡产生；③N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2++2e-=E、N-2e-=N2+。则四种金属的还原性由强到弱的顺序是(    )

A．P、M、N、E B．E、N、M、P C．P、N、M、E D．E、P、M、N

2．镍-镉（）可充电电池的充电总反应为 ，由此可知，该电池的负极材料是（    ）

A． B． C． D．

3．按如图所示装置进行实验，随着流入正极的电子增多，下列物理量按增大、减小、不变的顺序排列的是（    ）

①    ②    ③a棒的质量    ④b棒的质量   ⑤溶液的质量

A．④，①③⑤，② B．④，①⑤，②③

C．①④，③⑤，② D．④，③⑤，①②

4．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的二次电池。将溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为。下列说法错误的是(    )

A．放电时，向负极移动

B．放电时，正极反应为

C．放电时，有机溶剂中浓度逐渐增大

D．放电时，电子从钠极经导线向镍网移动，再从镍网经电解液向钠极移动

5．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是(　　)

A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池

B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏

C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g

D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

6．下列实验中，反应速率加快是由催化剂引起的是(　　)

A．把煤块变成煤粉燃烧更为剧烈

B．锌与稀硫酸反应制H2时加入少量CuSO4溶液而使反应速率加快

C．双氧水中加入少量MnO2，即可迅速放出气体

D．固态FeCl3和固态NaOH混合后，加入水能迅速产生沉淀

7．普通锌锰干电池的简图如图，该电池工作时的总反应为。关于锌锰干电池的下列说法中正确的是

A．当该电池电压逐渐下降后，能重新充电复原

B．电池工作一段时间后，碳棒会逐渐变细

C．电池工作时，电流由负极通过外电路流向正极

D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

8．已知铅蓄电池充放电的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42H2O＋2PbSO4，下列关于铅蓄电池的说法正确的是（    ）

A．在放电时，两极质量均增加

B．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

C．在放电时，负极发生的反应是Pb＋2e-＋SO=PbSO4

D．在放电时，正极发生的反应是PbSO4＋2e-=Pb＋SO

9．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录卡如下，则卡片上的描述合理的是 （　　）

实验后的记录：

①Zn为正极，Cu为负极

②Cu极上有气泡产生，发生还原反应

③SO向Zn极移动

④若有0.5 mol电子流经导线，则产生5.6 L气体

⑤电流的流向是：Cu→Zn

⑥负极反应式：Cu－2e－=Cu2＋，发生氧化反应

A．②③⑤ B．②③④⑤ C．①④⑥ D．③④⑤⑥

10．下列实验装置能达到实验目的的是（    ）

A．图1装置实现化学能转化为电能

B．图2比较不同催化剂对化学反应速率的影响

C．图3验证钠和水的反应为放热反应

D．图4可用于比较非金属性：Cl＞C＞Si

11．下列有关物质的性质与用途，对应关系错误的是

A．Al2O3的熔点高，用于制造耐火砖、耐火管

B．聚乙烯薄膜可用于食品包装袋材料

C．“中华有为”华为Mate系列手机采用的超大容量高密度电池是一种二次电池

D．漂粉精、漂白液的主要成分都是NaClO，可用于杀菌消毒

12．据报道，最近某手机公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH + 3O2 + 4OH- 2CO+ 6H2O，则下列说法错误的是 （      ）

A．放电时CH3OH参与反应的电极为正极

B．充电时电解质溶液的pH逐渐增大

C．放电时负极的电极反应为：CH3OH－6e-＋8OH-=CO+6H2O

D．充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子

13．下列说法正确的是    (　　)

A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池

B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池

C．化学电池的反应基础是氧化还原反应

D．锌锰干电池中，锌电极为正极

14．可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　　)

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

15．下列有关电解池的说法正确的是(　　)

A．在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极

B．电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数相等

C．电解氯化铜溶液时在阴极上有气体生成

D．电解NaCl、CuCl2两种溶液参加反应的物质是相同的

16．下列说法中正确的是（  ）

A．单质、共价化合物、离子化合物中都存在共价键

B．二次电池的充放电为可逆反应

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的速率可能不同，但意义相同。

17．下列各装置中，能构成原电池的是

A． B． 

C． D．

二、填空题

18．铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。放电时,该电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断:

(1)该蓄电池的负极材料是__________,放电时发生__________(填“氧化”或“还原”)反应。

(2)该蓄电池放电时,电解质溶液的酸性______(填“增大”、“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向_____(填“正”或“负”)极。

(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色固体,生成时附着在电极上。试写出该电池放电时,正极的电极反应__________(用离子方程式表示)。

(4)铜锌稀硫酸原电池的负极反应式为__________。正极反应式为__________。

19．回答下列问题：

(1)当电极a为A1、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：_____________。原电池工作一段时间后，若消耗铝2.7 g，则放出气体________g。

(2)当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，该装置_______(填“能”或“不能”)形成原电池，若不能，请说明理由,若能，请写出该电池负极的电极反应方程式____________________。

(3)设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH4为燃料，采用酸性溶液为电解液；则CH4应通入__________极(填a或b，下同)，电子从________极流出。电池的负极反应方程式为_________________________。

三、原理综合题

20．I.是关于化学反应2SO2＋O22SO3的两个素材情景：

素材1：某温度和压强下，2升密闭容器中，不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量

素材2：反应在不同条件下进行时SO2的转化率：(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2的物质的量分数，SO2的转化率越大，化学反应的限度越大)

根据以上的两个素材回答问题：

(1)根据素材1中计算20～30s期间，用二氧化硫表示的化学反应平均速率为_______ mol·L－1·s－1。

(2)根据素材2中分析得到，提高该化学反应限度(即提高反应物SO2转化率)的途径有_______。

(3)根据素材1、素材2中分析得到，要实现素材1中SO2的平衡转化率需控制的反应条件是_____。

(4) 在恒温恒容的密闭容器中，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当下列物理量不再发生变化时：

①混合气体的压强

②混合气体的密度；     

③混合气体的总物质的量；  

④混合气体的平均相对分子质量；  

⑤各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比。

一定能证明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_________(填序号)。

II.电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的碱性电解液。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O＝ZnO＋2MnO(OH)，则当0.1 mol 负极完全溶解时，转移电子个数为__________；该电池正极反应式为_____________。

21．某兴趣小组依据反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu探究原电池设计及工作原理，将质量相等的锌片和铜片用导线相连浸入硫酸铜溶液中构成如图1的装置：

(1)该反应的能量变化可用图2________(填“甲”或“乙”)表示。

(2)图1连接K，锌片上的电极反应式为________。2min后测得锌片和铜片之间的质量差为1.29g，则导线中流过的电子的物质的量为________mol。

(3)若K断开，锌片上________氧化还原反应发生，导线________电流产生(均填“有”或“无”)

(4)操作一段时间后测得铜片增加了3.2g，同时锌片减少了3.3g，计算这段时间内该装置消耗的化学能转化为电能的百分比为________。

(5)将图l装置改为图3所示的装置，能达到相同的作用且提高化学能转化为电能的效率。其中KCl溶液起连通两边溶液形成闭合回路的作用，同时又能阻止反应物直接接触。则硫酸铜溶液应该注入________(填“左侧”“右侧”或“两侧”)烧杯中。

22．如图为原电池装置示意图，

(1)若A为铜片，B为铁片，电解质为FeCl3溶液，则作铜片为________极 (填正或负)，写出电极反应式：正极____________负极_________________。

(2)若A为Zn，B为Cu，电解质溶液为稀硫酸，则A电极名称为 _________，写出正极的电极反应式___________。

(3)若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算产生标准状况氢气的体积为多少L？(请写出计算过程)___________。

参考答案

1．A2．A3．A4．D5．C6．C7．D8．A9．A10．C11．D12．A13．C14．A15．B16．D17．B

18．Pb    氧化    减小    负    PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O    Zn-2e-=Zn2+    2H++e-=H2   

19．2H++2e-=H2↑    0.3    能    Cu－2e-=Cu2+    b    b    CH4+2H2O－8e-=CO2+8H+   

20．0.0075    增大压强或在一定范围内降低温度    温度为600 ℃，压强为 1 MPa    ①③④    0.2NA 或1.204×1023    2MnO2＋2e-＋2H2O＝2MnO(OH)＋2OH-   

21．甲    Zn－2e－=Zn2＋    0.02    有    无    50%    右侧   

22．正    Fe3+ + e- =Fe2+    Fe —2e-=Fe2+    负极    2H++2e-=H2↑    4.48 L