化学第2节 化学能转化为电能——电池同步达标检测题

鲁科版2021高中化学选择性必修第一册第一章化学反响与能量转化第二节化学能转化为电能——电池同步练习

一、单项选择题

1.以下图为番茄电池装置示意图，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 铜片上发生氧化反响                                             B. 锌片质量减小，发生复原反响
C. 电子由锌片通过导线流向铜片                             D. 该装置可将电能转化为化学能

2.铅蓄电池的充放电总反响为：PbO2 + 2H2SO4 + Pb 2 PbSO4 + 2H2O 以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 在放电时，该电池正极上的金属铅被复原
B. 在放电时，负极发生的反响是 Pb + SO42--2e-=PbSO4
C. 在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D. 在充电时，阳极发生的反响是 PbSO4 + 2e-=Pb + SO42-

3.以下图示的装置不能形成原电池的是〔   〕           

A.                     B.                     C.                     D. 

4.以下说法中正确的选项是〔   〕           

A. 镍氢电池、锂离子电池和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. 化学电池的反响根底是氧化复原反响
D. 铅蓄电池放电时正极是Pb负极是PbO2

5.以下关于如下图原电池装置的表达中，正确的选项是〔〕 

A. 铜片是负极                                                            B. 铜片质量逐渐减少
C. 电流从锌片经导线流向铜片                                D. 氢离子在铜片外表被复原

6.有关电化学知识的描述正确的选项是(    )           

A. 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
B. 一般地说，能自发进行的氧化复原反响可设计成原电池
C. CaO＋H2O＝Ca(OH)2可以放出大量的热，故可把该反响设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
D. 某原电池反响为Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液

7.以下有关化学用语表示正确的选项是〔   〕           

A. 甲苯的结构简式：C7H8
B. 钢铁吸氧腐蚀正极的电极反响式：O2+2H2O+4e－=4OH－
C. 碳酸的电离方程式：H2CO3 = H+ + HCO3－
D. Na2S溶液中S2－水解的离子方程式：S2－+2H2O H2S +2OH－

8.如图装置，电流计指针会偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是〔   〕 

A. 正极：Cu  负极：Zn  S：稀H2SO4                    B. 正极：Zn  负极：Cu  S：CuSO4溶液
C. 正极：Ag  负极：Zn  S：AgNO3溶液                D. 正极：Fe  负极：Cu  S：AgNO3溶液

9.关于铜—锌—稀硫酸构成的原电池的有关表达错误的选项是(   )           

A. 锌为负极，锌发生氧化反响                     B. .铜为正极，铜不易失去电子而受到保护
C. 负极发生复原反响，正极发生氧化反响    D. 外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极

10.一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反响式为C2H6+18OH−−14e−=2CO32−+12H2O。有关此电池的推断错误的选项是〔   〕           

A. 通入乙烷的电极为负极                                       B. 放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降
C. 参加反响的O2与C2H6的物质的量之比为2∶7     D. 溶液中的OH−向负极移动

11.锂海水电池的反响原理为：2Li＋2H2O＝2LiOH＋H2↑，其示意图如下图。有关该电池工作时说法错误的选项是〔   〕 

A. 金属锂作正极     B. 镍电极上发生复原反响     C. 海水作为电解质溶液     D. 可将化学能转化为电能

12.锌铜双液原电池装置如下图，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。以下有关表达错误的选项是〔   〕 

1.  锌电极发生氧化反响                   B. Zn2+由甲池向乙池移动

C. 电子从铜电极通过外导线流向锌电极      D. 铜电极反响式为Cu2++2e-=Cu

13.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点：一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。以下关于该电池的表达正确的选项是〔    〕 

A. b极发生氧化反响                                                     B. a极的反响式：N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O
C. 放电时，电子从b极经过负载流向a极                  D. 其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

14.将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2  ， 即可产生电流，此装置称为甲烷燃料电池。以下表达中正确的选项是(    ) 

①通入CH4的电极为正极；

②正极的电极反响式为：O2＋2H2O＋4eˉ＝4OHˉ；

③放电时溶液中的阳离子向正极移动；

④负极的电极反响式为：CH4＋10OHˉ－8eˉ＝ ＋7H2O；

⑤电子迁移方向：通入CH4的铂电极→通入O2的铂电极→电解质溶液→通入CH4的铂电极

A. ①③⑤                                B. ②③④                                C. ②④⑤                                D. ①②③

15.一种用于驱动潜艇的液氨 液氧燃料电池原理示意如图，以下有关该电池说法正确的选项是(   ) 

A. 该电池工作时，每消耗22.4LNH3转移3mol电子
B. 电子由电极A经外电路流向电极B
C. 电池工作时，OH-向电极B移动
D. 电极B上发生的电极反响为：  H2O

16.金属〔M〕–空气电池〔如图〕具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反响方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。：电池的“理论比能量〞指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。以下说法错误的选项是(   ) 

A. 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极外表
B. 比拟Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高
C. M–空气电池放电过程的正极反响式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D. 在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2  ， 宜采用中性电解质及阳离子交换膜

二、综合题

17.二氧化碳的利用是我国能源领域的一个重要战略方向，目前我国科学家在以下方面已经取得重大成果。   

〔1〕图1是由CO2制取C的太阳能工艺，过程1发生的反响中 =6，那么FexOy的化学式为________。过程1生成1molC的反响热为△H1；过程2产生1molO2(g)的反响热为△H2。那么由CO2制取C的热化学方程式为________。 

〔2〕利用CO2合成甲醇的反响为：CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g)△H=-53.7kJ·mol-1  ， 一定条件下，将1mol CO2和2.8mol H2充入容积为2L的绝热密闭容器中，发生上述反响。CO2的转化率[a(CO2)]在不同催化剂作用下随时间的变化曲线如图2所示。过程Ⅰ的活化能________(填“>〞“<〞或“=〞)过程Ⅱ的活化能，n点的平衡常数K=________。   

〔3〕用二氧化碳合成低密度聚乙烯(LDPE)，以纳米二氧化钛膜为工作电极，常温常压电解CO2  ， 可制得LDPE，该电极反响可能的机理如图3所示。 

①过程Ⅰ~Ⅲ中碳元素发生________反响(填“氧化〞或“复原〞)。

②请补充完整并配平CO2转化为LDPE的电极反响：2nCO2+ ________+ ________=[H2C-CH2]n+ ________。

③工业上生产1.4×104g的LDPE，理论上需要标准状况下CO2的体积是________L。

18.根据要求填空 

〔1〕打火机、运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化如右图，请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：________。   

〔2〕CO与H2反响还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 

①电池总反响为2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，那么c电极是________(填“正极〞或“负极〞)，c电极的反响方程式为________。

②用该燃料电池电解1L饱和食盐水〔足量〕，当燃料电池消耗0.56L〔标准状况下〕氧气时，溶液pH=________(不考虑溶液体积变化〕。

〔3〕有人设想以N2和H2为反响物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图，电池正极的电极反响式是________，该反响能设计成原电池的原因是________。A是________〔填物质名称〕。 

19.2021年10月1日，我国成功举办国庆六十年阅兵活动。其中阅兵仪式上9辆电动车与混合动力车等新能源车辆的亮相，展示了综合国力、国防科技开展水平。同时也说明能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。   

〔1〕工业上一般采用以下两种反响合成甲醇： 

反响Ⅰ： CO(g) ＋ 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1

反响Ⅱ： CO2(g) ＋ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2

①上述反响符合“原子经济〞原那么的是________〔填“Ⅰ〞或“Ⅱ〞〕。

②下表所列数据是反响Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数〔K〕。

由表中数据判断ΔH1________0 〔填“＞〞、“＝〞或“＜〞〕。

③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中，充分反响，到达平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol/L，那么CO的转化率为________，此时的温度为________〔从上表中选择〕。

〔2〕在常温常压下： 

① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH1＝－1275.6 kJ/mol

② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/mol

③ H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH3＝－44.0 kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：________

〔3〕某实验小组依据甲醇燃烧的反响原理， 

①设计如下图的电池装置。该电池正极的电极反响为________。

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反响的化学方程式为

________。

20.答复以下问题   

〔1〕钴属于铁系元素，其单质与化合物的性质与铁相似，其常见化合价有+2和+3，那么Co3O4与浓盐酸反响能生成黄绿色气体的离子方程式________。   

〔2〕碳酸亚铁(FeCO3)是菱镁矿的主要成分，将FeCO3加热到200℃开始分解为FeO和CO2  ， 假设在空气中高温煅烧FeCO3生成Fe2O3。 

25℃，101kPa时： 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)  △H=−1648kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)  △H=−393kJ/mol

2FeCO3(s)=2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) △H=+1480kJ/mol

写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式________。

〔3〕将标准状况下1.344L Cl2通入100mL0.5mol/lFeI2溶液中的离子方程式为________。   

〔4〕1mol·L-1的NaAlO2溶液和3.0mol·L-1的HCl溶液等体积混合的离子方程式为________   

〔5〕用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下图： 

那么电极1的电极反响式为：________。

参考答案

1. C   2. B   3. C   4. C   5. D   6. B   7. B   8. C   9. C   10. C   11. A   12. C   13. B   14. B   15. B   16. C  

17. 〔1〕Fe3O4；CO2(g)=C(s)+O2(g)   △H=△H1+△H2
〔2〕<；200
〔3〕复原；12ne-；12nH+；4nH2O；2.24×104  

18. 〔1〕C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)  OH=-2215.0kJ/mol
〔2〕负极；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；13
〔3〕N2+8H++6e-=2NH4+；合成氨是放热的氧化复原反响；氯化铵  

19. 〔1〕I；＜；80%；250℃
〔2〕CH3OH(l)+ O2(g) ＝ CO(g) + 2H2O(l) ΔH＝﹣442.8 kJ∕mol
〔3〕O2+ 2H2O + 4e-= 4OH-；2CH3OH + 3O2+ 4OH-= 2CO32-+ 6H2O  

20. 〔1〕Co3O4+8H++2Cl-=3Co2++Cl2↑+4H2O
〔2〕4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=-260kJ/mol
〔3〕6Cl2+10I-+2Fe2+=12Cl-+5I2+2Fe3+
〔4〕3AlO2-+9H+=Al(OH)3↓+2Al3++3H2O
〔5〕2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O