2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能課時(shí)檢測(cè)含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGE10-化學(xué)反應(yīng)與電能(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括7小題,每小題7分,共49分)1.(2024·衡陽(yáng)高一檢測(cè))習(xí)主席表示,垃圾分類工作就是新時(shí)尚。分類的目的是回收利用廢電池,假如處理不當(dāng)不僅造成奢侈,還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)峻污染,對(duì)人體健康也存在極大的危害。有同學(xué)想將其變廢為寶,以下他的想法你認(rèn)為不符合垃圾回收原則的是 ()A.把鋅皮取下洗凈用于試驗(yàn)室制取氫氣B.碳棒取出洗凈用作電極C.把銅帽取下洗凈回收利用D.電池內(nèi)部填有NH4Cl等化學(xué)物質(zhì),將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用【解析】選D。雖然氯化銨是一種化學(xué)肥料,但電池內(nèi)部還有其他有害物質(zhì),假如用作化肥,會(huì)污染土壤,進(jìn)入生物鏈后,影響人體健康。2.原電池的構(gòu)成須要肯定的條件。下列裝置可以構(gòu)成原電池的是 ()【解析】選C。A項(xiàng),兩電極應(yīng)是不同的金屬;B項(xiàng),蔗糖溶液為非電解質(zhì)溶液,不導(dǎo)電;D項(xiàng),電路不閉合。3.(2024·宜昌高一檢測(cè))下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng),你認(rèn)為理論上不行用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是 ()A.2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑B.2H2+O22H2OC.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑D.CH4+2O2CO2+2H2O【解析】選C。只有屬于氧化還原反應(yīng),才能用于設(shè)計(jì)原電池;A、B、D屬于氧化還原反應(yīng),均可以設(shè)計(jì)為原電池。C不屬于氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計(jì)成原電池。4.(2024·濰坊高一檢測(cè))日常所用干電池的電極分別為碳棒和鋅皮,以糊狀NH4Cl和ZnCl2作電解質(zhì)(其中加入MnO2氧化汲取H2),電極反應(yīng)可簡(jiǎn)化為Zn-2e-Zn2+;2N+2e-2NH3↑+H2↑(NH3再用于結(jié)合Zn2+)。依據(jù)敘述推斷下列說(shuō)法中正確的是 ()①鋅為正極,石墨為負(fù)極②鋅為負(fù)極,石墨為正極③工作時(shí),電子由石墨極經(jīng)過(guò)外電路流向鋅極④長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)用時(shí),內(nèi)裝糊狀物可能流出而腐蝕用電器A.①③ B.②③ C.③④ D.②④【解析】選D。由負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)或依據(jù)原電池的形成條件,相對(duì)活潑(指金屬性)的一極為負(fù)極,相對(duì)不活潑的一極為正極可推斷出①錯(cuò)誤,②正確;在外電路,電子從負(fù)極流向正極,應(yīng)從鋅極流向石墨,③錯(cuò)誤;長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)用該電池,由于鋅皮漸漸溶解而破損,且MnO2不斷汲取H2而產(chǎn)生H2O,糊狀物也越來(lái)越稀,故其簡(jiǎn)單流出而腐蝕用電器,④正確。5.按如圖裝置試驗(yàn),若x軸表示流入正極的電子的物質(zhì)的量,則y軸應(yīng)表示 ()①n(Ag+) ②n(N) ③a棒的質(zhì)量 ④b棒的質(zhì)量 ⑤溶液的質(zhì)量A.①③ B.②④ C.②⑤ D.②【解析】選D。①銀離子在銀極上得電子,因此n(Ag+)減小,②硝酸根離子不參加反應(yīng),因此n(N)不變;③a棒鐵失電子,質(zhì)量減小;④b棒銀離子得電子生成銀單質(zhì),質(zhì)量增大;⑤溶液中每削減1molAg+,多0.5molFe2+,質(zhì)量減小。綜上所述,只有n(N)不變,故D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球,調(diào)整杠桿并使其在水中保持平衡,然后當(dāng)心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液,一段時(shí)間后,下列有關(guān)杠桿的偏向推斷正確的是(試驗(yàn)中,不考慮兩球的浮力改變) ()A.杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí),均為A端高B端低B.杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí),均為A端低B端高C.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端高B端低;杠桿為絕緣體時(shí),A端低B端高D.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端低B端高;杠桿為絕緣體時(shí),A端高B端低【解析】選D。若杠桿是導(dǎo)體,則滴入硫酸銅溶液后,裝置構(gòu)成原電池,鐵是負(fù)極,失去電子,被氧化,銅是正極,溶液中的銅離子得到電子,析出銅,附著在銅電極表面,所以A端低,B端高;若杠桿是絕緣體,不能構(gòu)成原電池,此時(shí)鐵干脆和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng),生成的銅附著在鐵表面,質(zhì)量增加,因此A端高,B端低,故D正確。6.已知空氣-鋅電池的電極反應(yīng)為鋅片:Zn+2OH--2e-ZnO+H2O石墨:O2+H2O+2e-2OH-下列說(shuō)法不正確的是 ()A.鋅片作電池的負(fù)極B.氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)C.每轉(zhuǎn)移1mol電子消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為5.6LD.放電時(shí),負(fù)極產(chǎn)生的OH-不斷向正極移動(dòng)【解析】選D。從空氣-鋅電池的電極反應(yīng)可知,鋅片是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng);石墨是正極,氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng);每轉(zhuǎn)移2mol電子,消耗0.5molO2,每轉(zhuǎn)移1mol電子消耗0.25molO2,轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6L;放電時(shí),在石墨電極(正極)產(chǎn)生OH-,OH-流向鋅片(負(fù)極),在負(fù)極和鋅發(fā)生反應(yīng),綜合分析,D項(xiàng)符合題意。7.(2024·武漢高一檢測(cè))有a、b、c、d四個(gè)金屬電極,有關(guān)的試驗(yàn)裝置及部分試驗(yàn)現(xiàn)象如下:試驗(yàn)裝置部分試驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小,b極質(zhì)量增大b極有氣體產(chǎn)生,c極無(wú)改變d極溶解,c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動(dòng)性依次是 ()A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c【解析】選C。裝置一是原電池,a極質(zhì)量減小,說(shuō)明a極金屬失電子形成離子,故a極金屬比b極金屬活潑;裝置二沒(méi)有形成原電池,可知b比c活潑,且c位于金屬活動(dòng)性依次表中氫的后面;裝置三形成原電池,易知d比c活潑;裝置四中,電流從a極流向d極,則電子是從d極流向a極,知d比a活潑。因此四種金屬的活動(dòng)性依次為d>a>b>c。二、非選擇題(本題包括2小題,共21分)8.(10分)電池的應(yīng)用在當(dāng)今社會(huì)已特別普及,為環(huán)保、節(jié)能,實(shí)現(xiàn)零排放,大功率電瓶公交車已經(jīng)成了各個(gè)城市的主要交通工具,原電池的應(yīng)用已深化社會(huì)方方面面。某同學(xué)為了探究原電池產(chǎn)生電流的過(guò)程,設(shè)計(jì)了如圖試驗(yàn)。(1)打開(kāi)K,視察到的現(xiàn)象為_(kāi)_______________。

(2)關(guān)閉K,視察到的現(xiàn)象是___________________。

此電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________。

(3)關(guān)閉K,溶液中陽(yáng)離子向________(填“Zn”或“C”)極移動(dòng),外電路中,電子流淌方向是____________。

【解析】(1)打開(kāi)K,鋅與硫酸銅溶液接觸,置換出銅,所以可以看到鋅棒上附著有紅色固體。(2)關(guān)閉K,形成原電池,鋅作負(fù)極,碳作正極,溶液中的銅離子在碳棒上得到電子生成銅,看到碳棒上附著有紅色固體;負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+。(3)關(guān)閉K,溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),即向碳棒移動(dòng),電子從鋅出來(lái)經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向碳棒。答案:(1)鋅棒上附著有紅色固體(2)碳棒上附著有紅色固體Zn-2e-Zn2+(3)CZn→C(或負(fù)極→正極)9.(11分)(2024·六盤水高一檢測(cè))能源危機(jī)是當(dāng)前全球性的問(wèn)題,“開(kāi)源節(jié)流”是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的重要舉措。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)下列做法不利于能源“開(kāi)源節(jié)流”的是________(填字母序號(hào))。

a.大力發(fā)展農(nóng)村沼氣,將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為清潔高效的能源b.大力開(kāi)采煤、石油和自然氣,以滿意人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求c.開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉?削減煤、石油等化石燃料的運(yùn)用d.削減資源消耗,增加資源的重復(fù)運(yùn)用,留意資源的循環(huán)再生(2)氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣袤的發(fā)展前景?，F(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示的試驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極):對(duì)于氫氧燃料電池,下列敘述不正確的是________。

A.a電極是負(fù)極,OH-移向負(fù)極B.b電極的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-C.電池總反應(yīng)式為2H2+O22H2OD.電解質(zhì)溶液的pH保持不變E.氫氧燃料電池是一種不須要將還原劑和氧化劑全部貯存在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置(3)已知1mol甲醇燃燒放熱726.5kJ,在干脆以甲醇為燃料的電池中,消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ,則該燃料電池的理論效率為_(kāi)_______(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。

【解析】(1)通過(guò)分析只有b項(xiàng)不利于能源“開(kāi)源節(jié)流”。(2)C項(xiàng)反應(yīng)條件不是點(diǎn)燃,C項(xiàng)錯(cuò);隨著燃料電池的不斷反應(yīng),水越來(lái)越多,KOH溶液濃度漸漸減小,pH漸漸降低,故D項(xiàng)錯(cuò)。(3)該燃料電池的理論效率=×100%≈96.6%。答案:(1)b(2)CD(3)96.6%(20分鐘30分)1.(6分)(2024·濟(jì)南高一檢測(cè))2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)由M.StanleyWhittingham、JohnB.Goodenough和吉野彰三位科學(xué)家獲得,以表彰他們?cè)阡囯姵匕l(fā)展上做出的杰出貢獻(xiàn)。以石墨烯和金屬鋰為電極的鋰—空氣電池原理如圖所示。下面關(guān)于該電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.鋰電極的電極反應(yīng)式:Li-e-Li+B.空氣中的O2在石墨烯電極上發(fā)生還原反應(yīng)C.電池工作時(shí)電流從鋰電極沿導(dǎo)線流向石墨烯電極D.電池工作時(shí)鋰離子向石墨烯電極方向移動(dòng)【解析】選C。在鋰-空氣電池中,鋰失電子作負(fù)極,負(fù)極是有機(jī)電解液,鋰不與該電解液干脆反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-Li+,故A正確;以空氣中的氧氣作為正極反應(yīng)物,則空氣中的O2在石墨烯電極上發(fā)生還原反應(yīng),故B正確;電池工作時(shí)電流從正極石墨烯電極沿導(dǎo)線流向負(fù)極鋰電極,故C錯(cuò)誤;電池工作時(shí)鋰離子向正極石墨烯電極方向移動(dòng),故D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】在如圖所示的裝置中,a的金屬活潑性比氫要強(qiáng),b為碳棒,關(guān)于此裝置的下列敘述不正確的是 ()A.碳棒上有氣體放出,溶液pH變大B.a是正極,b是負(fù)極C.導(dǎo)線中有電子流淌,電子從a極到b極D.a極上發(fā)生了氧化反應(yīng)【解析】選B。電極a、b與電解質(zhì)溶液稀硫酸組成原電池。因活潑性a>b(碳棒),所以a為電池的負(fù)極,b為正極。電極反應(yīng)式:a(負(fù))極:a-ne-an+(氧化反應(yīng)),b(正)極:nH++ne-H2↑(還原反應(yīng))。由于正極放電消耗H+,溶液中c(H+)減小,pH增大,在外電路中,電子由a極流出經(jīng)電流表流向b極。【方法規(guī)律】書寫原電池電極反應(yīng)式時(shí)留意的問(wèn)題:(1)正確推斷原電池的負(fù)極和正極,確定兩極上分別發(fā)生的詳細(xì)反應(yīng)。(2)確認(rèn)電極得失電子后的產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng),若能反應(yīng),則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。(3)在正極上,若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原,供應(yīng)該離子的電解質(zhì)無(wú)論電離難易如何,一律寫離子符號(hào)(而在原電池反應(yīng)中,要遵循離子方程式的書寫規(guī)則,只有易溶的強(qiáng)電解質(zhì)用離子符號(hào)表示)。2.(12分)(2024·北京朝陽(yáng)區(qū)高一檢測(cè))汽車尾氣中含有CO、NO等有害氣體。(1)汽車尾氣中NO生成過(guò)程的能量改變?nèi)鐖D:若1molN2和1molO2完全反應(yīng)生成NO,通過(guò)計(jì)算說(shuō)明能量改變狀況:_________________________。

(2)通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車尾氣中NO的含量,其工作原理如圖所示:①NiO電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。在導(dǎo)線中電子流淌方向是________(填“從上→下”或“從下→上”)。

②Pt電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________-。

【解析】(1)N2(g)+O2(g)2NO(g),反應(yīng)熱=反應(yīng)物斷鍵汲取的能量-生成物成鍵釋放出的能量,該反應(yīng)的反應(yīng)熱=(946+498)kJ·mol-1-2×632kJ·mol-1=+180kJ·mol-1,所以這是一個(gè)吸熱反應(yīng),1molN2和1molO2完全反應(yīng)生成2molNO會(huì)汲取180kJ的能量;(2)依據(jù)圖知這是一個(gè)原電池裝置,由O2-移動(dòng)的方向推斷出NiO電極是負(fù)極,負(fù)極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮,發(fā)生氧化反應(yīng),Pt電極是正極,氧氣得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。①NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮,發(fā)生氧化反應(yīng);在外電路中,電子從負(fù)極(NiO)流出,經(jīng)外電路到正極(Pt),即導(dǎo)線中電子流淌方向是從上→下;②Pt電極上是氧氣得到電子被還原成氧離子,電極反應(yīng)式為O2+4e-2O2-。答案:(1)反應(yīng)生成2molNO一共須要汲取:946+498-632×2=180(kJ)能量(2)①氧化從上→下②O2+4e-2O2-【補(bǔ)償訓(xùn)練】視察圖A、B、C,回答下列問(wèn)題:(1)把一塊干凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里,可視察到鋅片上有氣泡產(chǎn)生,再平行插入一塊銅片,可視察到銅片上________(填“有”或“沒(méi)有”)氣泡產(chǎn)生。再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(lái)(見(jiàn)圖A),組成一個(gè)原電池,正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________。

(2)假如燒杯中最初裝入的是500mL2mol·L-1的稀硫酸溶液,構(gòu)成銅鋅原電池(見(jiàn)圖B,假設(shè)產(chǎn)生的氣體沒(méi)有損失,鋅失去的電子完全沿導(dǎo)線流入銅電極),當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2L的氫氣時(shí),則此時(shí)燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為(溶液體積改變忽視不計(jì))________。

(3)假如電極材料分別是鐵片和石墨并進(jìn)行連接,插入氯化鈉溶液中(見(jiàn)圖C),放置數(shù)天后,鐵棒上出現(xiàn)的現(xiàn)象是____________________。

(4)生活中利用原電池原理生產(chǎn)了各種各樣的電池,廢電池必需進(jìn)行集中處理的問(wèn)題已被提到議事日程,其最主要的緣由是_________________。

A.回收利用電池外殼的金屬B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤、水源造成污染C.防止電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品D.回收其中的石墨電極【解析】(1)干凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里,可視察到鋅片上有氣泡產(chǎn)生,是由于鋅和酸反應(yīng),產(chǎn)生了氫氣。若再平行插入一塊銅片,由于銅不和硫酸反應(yīng),所以銅片沒(méi)有產(chǎn)生氣泡;若將兩者用導(dǎo)線連接起來(lái),如圖A所示,組成原電池,銅為正極,發(fā)生反應(yīng):2H++2e-H2↑。(2)在該裝置中,發(fā)生反應(yīng):Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,生成11.2L氫氣,消耗0.5molH2SO4,生成0.5molZnSO4,溶液的體積為500mL,所以c(H2SO4)=1mol·L-1,c(Z