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

PAGE6-反應(yīng)中能量的計(jì)算和新型電池的分析(建議用時(shí)：40分鐘)1．石墨和金剛石都能在一定條件下轉(zhuǎn)化為CO2，其能量變化如圖所示，ΔE1＝393.5kJ，ΔE2＝395.4kJ，下列說(shuō)法正確的是()A．1mol石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石需吸收1.9kJ的能量B．石墨轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為金剛石需吸收的能量為ΔE2－ΔE1＝395.4kJ－393.5kJ＝1.9kJ，A項(xiàng)正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的過(guò)程中有舊化學(xué)鍵的斷裂和有新化學(xué)鍵的形成，屬于化學(xué)變化，B項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；1mol金剛石和1molO2(g)的總能量大于1molCO2(g)的能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．已知化學(xué)反應(yīng)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(yīng)屬于吸熱反應(yīng)C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D．?dāng)嗔?molA—A和1molB—B，放出akJ能量B[題圖中各物質(zhì)的計(jì)量單位為摩爾(mol)，則表明每生成2molAB(g)吸收(a－b)kJ能量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖表明反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，所以該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖表明斷裂1molA—A和1molB—B吸收akJ能量，D項(xiàng)錯(cuò)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(jì)的重要方法，已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)是合成甲醇(CH3OH)的反應(yīng)，該反應(yīng)過(guò)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(yīng)生成1molCH3OH(g)釋放出91kJ的能量B．用碳制備原料氣CO、H2的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)C．反應(yīng)物的總鍵能低于生成物的總鍵能D．若該反應(yīng)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(xiàng)正確；碳與水蒸氣反應(yīng)制備CO和H2的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總鍵能低于生成物的總鍵能，C項(xiàng)正確；同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)比液態(tài)時(shí)的能量高，則如果生成液態(tài)CH3OH，則放出的能量更多，D項(xiàng)錯(cuò)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(nèi)每個(gè)原子都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)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(jià)鍵B[A中HCl分子內(nèi)H原子核外達(dá)到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；C中斷裂化學(xué)鍵要吸收能量；D中氫原子和氯原子是靠共用電子對(duì)形成共價(jià)鍵。]5．如圖是某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使耳機(jī)發(fā)聲的裝置。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．銅片表面有氣泡生成B．裝置中存在化學(xué)能→電能→聲能的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系C．如果將銅片換成鐵片，電路中的電流方向?qū)⒏淖僁．如果將鋅片換成鐵片，耳機(jī)還能發(fā)聲C[鋅為負(fù)極，銅片上的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，A項(xiàng)正確；耳機(jī)中存在著電能轉(zhuǎn)化為聲能的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，B項(xiàng)正確；銅片換為鐵片后，鋅片仍為負(fù)極，電流方向不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅片換為鐵片后，鐵片也可作為原電池的負(fù)極，D項(xiàng)正確。]6．如圖所示，杠桿A、B兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相同的空心銅球和空心鐵球，調(diào)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(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不考慮鐵絲反應(yīng)及兩邊浮力的變化)()A．杠桿不論為導(dǎo)體還是絕緣體，均為A端高B端低B．杠桿不論為導(dǎo)體還是絕緣體，均為A端低B端高C．當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，A端低B端高；為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低D．當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，A端高B端低；為導(dǎo)體時(shí)，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(zhì)量增大，B端下沉；若杠桿為導(dǎo)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(yīng)：3Fe＋2O2=Fe3O4)的裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．Fe極作正極B．KOH溶液為電池的電解質(zhì)溶液C．電子由多孔碳極沿導(dǎo)線流向Fe極D．5.6gFe參與反應(yīng)時(shí)，導(dǎo)線中流過(guò)1.204×1023個(gè)電子B[鐵燃料電池中鐵失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，A錯(cuò)誤；KOH溶液為電解質(zhì)溶液，B正確；電子由負(fù)極(Fe極)沿導(dǎo)線流向正極(多孔碳極)，C錯(cuò)誤；根據(jù)電池反應(yīng)：3Fe＋2O2=Fe3O4可知，3mol鐵參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移8mole－，故5.6gFe參與反應(yīng)時(shí)，導(dǎo)線中流過(guò)約1.605×1023個(gè)電子，D錯(cuò)誤。]8．固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(Westinghouse)公司研制開(kāi)發(fā)的。它以固體氧化鋯-氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2－)在其間通過(guò)。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(yīng)。下列判斷正確的是()A．有O2放電的a極為電池的負(fù)極B．O2－移向電池的正極C．b極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為2H2－4e－＋2O2－=2H2OD．a(chǎn)極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)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(cuò)誤；在該燃料電池中，O2－移向電池的負(fù)極，B錯(cuò)誤；在該燃料電池中，有H2放電的b極為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2－4e－＋2O2－=2H2O，C正確；a極是正極，氧氣在正極得電子，則對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，D錯(cuò)誤。]9．電子計(jì)算機(jī)所用紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應(yīng)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(fù)極B．鋅為負(fù)極，Ag2O為正極C．該電池工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能D．該電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液的pH增大B[根據(jù)化合價(jià)變化可知Zn被氧化，應(yīng)為電池的負(fù)極，則正極為Ag2O，故A錯(cuò)誤，B正確；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故C錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，OH－濃度減小，溶液的pH減小，故D錯(cuò)誤。]10．魚(yú)雷是一種水中兵器。它可從艦艇、飛機(jī)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(yú)雷采用Al-Ag2O動(dòng)力電池，以溶有氫氧化鉀的流動(dòng)海水為電解液，電池反應(yīng)為2Al＋3Ag2O＋2KOH=6Ag＋2KAlO2＋H2O，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．Ag2O為電池的正極B．Al在電池反應(yīng)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(xiàng)，根據(jù)原電池工作原理，化合價(jià)升高，失電子的作負(fù)極，即鋁單質(zhì)作負(fù)極，則Ag2O作電池的正極，正確；B項(xiàng)，根據(jù)電池總反應(yīng)，鋁的化合價(jià)升高，被氧化，正確；C項(xiàng)，根據(jù)原電池工作原理，外電路電子從負(fù)極流向正極，由鋁流向氧化銀，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)原電池工作原理，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，即OH－移向Al極，正確。]11．(素養(yǎng)題)人類將在未來(lái)幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時(shí)代”過(guò)渡至“太陽(yáng)能文明時(shí)代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換形態(tài))，人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。下列說(shuō)法不正確的是()A．研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于“太陽(yáng)能文明”B．發(fā)展太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C．太陽(yáng)能電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能D．石油和天然氣都屬于碳素燃料A[菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”屬于“太陽(yáng)能文明”，A錯(cuò)誤；發(fā)展太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)，B正確；太陽(yáng)能電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)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(zhì)量并且均過(guò)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(zhì)的量濃度的稀硫酸中，同時(shí)向a中加入少量硫酸銅，下列表示產(chǎn)生H2的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系正確的是()A[等質(zhì)量并且均過(guò)量的兩份鋅粉a和b，分別加入等體積等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸中，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4，發(fā)生的反應(yīng)為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，形成銅-稀硫酸-鋅原電池，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)用時(shí)：a＜b；由于鋅粉過(guò)量，故硫酸反應(yīng)完全，生成氫氣的體積：a＝b，A項(xiàng)正確。]13．已知反應(yīng)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)的能量變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．圖中A→B的過(guò)程為放熱過(guò)程B．1molNO2和1molCO的鍵能總和大于1molNO和1molCO2的鍵能總和C．該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)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(guò)程為吸熱過(guò)程，A錯(cuò)誤；反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(cuò)誤；反應(yīng)中C和N元素化合價(jià)發(fā)生變化，則該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，C正確；由題圖可知，反應(yīng)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(cuò)誤。]14．(素養(yǎng)題)(1)科研人員設(shè)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(yīng)式為_(kāi)__________________，b極是________(填“正”或“負(fù)”)極，b極反應(yīng)為_(kāi)__________________，a極發(fā)生___________(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)。②生產(chǎn)過(guò)程中H＋向________(填“a”或“b”)極區(qū)域移動(dòng)。(2)將兩個(gè)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(gòu)成甲烷燃料電池，其反應(yīng)為CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。通入甲烷的一極的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________。電池在放電過(guò)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(yīng)為二氧化硫與氧氣和水反應(yīng)生成硫酸：2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4，b極為原電池的正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，a極為負(fù)極，失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。②原電池工作時(shí)，