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2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)收官模擬福建卷本卷滿分100分,考試用時(shí)75分鐘??赡苡玫降南鄬?duì)原子質(zhì)量:一、選擇題:本大題共10小題,共40分,每小題4分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求。1.下列我國科技成果所涉及物質(zhì)的應(yīng)用中,發(fā)生的不是化學(xué)變化的是()A甲醇低溫所制氫氣用于新能源汽車B氘、氚用作“人造太陽”核聚變?nèi)剂螩偏二甲肼用作發(fā)射“天宮二號(hào)”的火箭燃料D開采可燃冰,將其作為能源使用A.A B.B C.C D.D2.海博麥布是我國首個(gè)自主研發(fā)的膽固醇吸收抑制劑,結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.該分子存在順反異構(gòu)體B.該分子中含有2個(gè)手性碳原子C.該物質(zhì)能與反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體D.1mol該物質(zhì)與濃溴水反應(yīng),最多消耗3mol3.下列指定溶液中一定能大量共存的離子組是()A.pH=1的溶液中:B.含有大量的溶液中:、C.中性溶液中:D.Na2S溶液中:4.某離子液體,由原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W組成,其結(jié)構(gòu)如圖,X、Y元素的原子序數(shù)之和與Z元素的相等,Y的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍,W的單質(zhì)可用于自來水的消毒,下列說法正確的是()A.第一電離能:B.Y、W組成的化合物易溶于水C.最簡單氫化物的鍵角:D.W的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸5.設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是()A.含電子數(shù)為B.乙醇含有的極性共價(jià)鍵數(shù)為C.乙酸鈉溶液中含數(shù)小于D.與充分反應(yīng)后氧原子數(shù)為6.廢水脫氮工藝中有一種方法是在廢水中加入過量NaClO使完全轉(zhuǎn)化為,該反應(yīng)可表示為。下列說法中,不正確的是()A.反應(yīng)中氮元素被氧化,氯元素被還原 B.還原性C.反應(yīng)中每生成1mol,轉(zhuǎn)移6mol電子D.經(jīng)此法處理過的廢水可以直接排放7.某工廠以輝銅礦(主要成分為,含少量等雜質(zhì))為原料,制備堿式碳酸銅的工藝流程如圖所示,下列說法不正確的是()A.濾渣I中的主要成分是B.“除鐵”時(shí)加入的試劑a可為等C.“沉錳”(除)過程中反應(yīng)的離子方程式為D.對(duì)濾液Ⅱ進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,可以得到硫酸銨晶體8.青蒿素是高效的抗瘧疾藥,為無色針狀晶體,易溶于丙酮、氯仿和苯,在甲醇、乙醇、乙醚石油醚中可溶解,在水中幾乎不溶,熔點(diǎn)為156~157℃,熱穩(wěn)定性差。已知:乙醚沸點(diǎn)為35℃。提取青蒿素的主要工藝為下列有關(guān)此工藝操作的說法不正確的是()A.破碎的目的是增大青蒿與乙醚的接觸面積,提高青蒿素浸出率B.操作I需要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯C.操作Ⅱ是蒸餾,利用了乙醚與青蒿素的沸點(diǎn)相差較大的性質(zhì)D.榻作Ⅲ的主要過程為加水溶解蒸發(fā)濃縮、冷知結(jié)晶品,討濾9.常溫下,向的NaClO溶液中緩慢通入氣體,使其充分吸收,溶液pH與通入的物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示(忽略溶液體積的變化和NaClO、HClO的分解)。下列說法正確的是()A.常溫下,HClO電離平衡常數(shù)的數(shù)量級(jí)為B.點(diǎn)溶液中存在C.點(diǎn)溶液中存在D.點(diǎn)溶液中10.銀鋅紐扣電池如圖,電池反應(yīng)式為:,下列說法正確的是()A.鋅作正極B.負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)C.負(fù)極的電極方程式為:D.電池工作時(shí),電流從經(jīng)導(dǎo)線流向Zn二、非選擇題:本大題共4小題,共60分??忌鶕?jù)要求作答。11.現(xiàn)代冶煉鋅主要采取濕法工藝。以閃鋅礦(主要成分為,還含等元素)、軟錳礦(主要成分為,還含等元素)為原料聯(lián)合生產(chǎn)鋅和高純度二氧化錳的一種工藝的主要流程如圖:(1)浸出:加入能促進(jìn)的溶解,提高鋅的浸出率,同時(shí)生成硫單質(zhì)。的作用類似催化劑,“催化”過程可表示為?。孩ⅲ骸賹懗觫⒌碾x子方程式:________________。②下列實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述“催化”過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。a.向酸化的溶液中加入溶液,溶液不變色,再加入少量,溶液變紅。b.__________。(2)除鐵:已知①進(jìn)入除鐵工藝的溶液的約為3;②控制溶液為,使鐵主要以沉淀的形式除去。通入空氣并補(bǔ)充適量的理由分別是_____________。(3)電解:用惰性電極電解時(shí),陽極的電極反應(yīng)是_____________。(4)電解后的溶液中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_____________(填化學(xué)式)。12.通過電化學(xué)、熱化學(xué)等方法,將轉(zhuǎn)化為等化學(xué)品,是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的途徑之一。請回答:(1)某研究小組采用電化學(xué)方法將轉(zhuǎn)化為,裝置如圖。電極B上的電極反應(yīng)式是______________________。(2)該研究小組改用熱化學(xué)方法,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:Ⅰ:Ⅱ:Ⅲ:①________。②反應(yīng)Ⅲ在恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行,和的投料濃度均為,平衡常數(shù),則的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。③用氨水吸收,得到氨水和甲酸銨的混合溶液,298K時(shí)該混合溶液的_________。[已知:298K時(shí),電離常數(shù)、](3)為提高效率,該研究小組參考文獻(xiàn)優(yōu)化熱化學(xué)方法,在如圖密閉裝置中充分?jǐn)嚢璐呋瘎㎝的(有機(jī)溶劑)溶液,和在溶液中反應(yīng)制備,反應(yīng)過程中保持和的壓強(qiáng)不變,總反應(yīng)的反應(yīng)速率為v,反應(yīng)機(jī)理如下列三個(gè)基元反應(yīng),各反應(yīng)的活化能。(不考慮催化劑活性降低或喪失)Ⅳ: Ⅴ: Ⅵ: ①催化劑M足量條件下,下列說法正確的是__________。A.v與的壓強(qiáng)無關(guān)B.v與溶液中溶解的濃度無關(guān)C.溫度升高,v不一定增大D.在溶液中加入,可提高轉(zhuǎn)化率②實(shí)驗(yàn)測得:298K、下,v隨催化劑M濃度c變化如圖。時(shí),v隨c增大而增大:時(shí),v不再顯著增大。請解釋原因______________________。13.氯乙烯是生產(chǎn)聚氯乙烯的原料,工業(yè)上可用氯乙醇制備氯乙烯:(1)幾種化學(xué)鍵的鍵能(E)如下表所示:化學(xué)鍵C—CC—OC=CH—OC—HE/()1347.7351615462.8413.4則上述反應(yīng)I中的=。(2)工業(yè)上利用上述反應(yīng)制備氯乙烯時(shí),若溫度過低,則會(huì)發(fā)生少量的副反應(yīng):(Ⅱ),從而影響產(chǎn)品的純度。工業(yè)上采取的措施是向反應(yīng)體系中充入適量的水蒸氣,則產(chǎn)品的產(chǎn)率(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)向3個(gè)體積均相等的恒容密閉容器甲、乙、丙中分別投入一定量的物質(zhì),在相同條件下發(fā)生反應(yīng)I,投料如下:甲1mol00乙3mol00丙3mol1mol0①的平衡轉(zhuǎn)化率由小到大的順序是(用甲、乙、丙表示)。②若溫度保持不變,將甲容器改成恒壓容器,起始投料不變,則的平衡轉(zhuǎn)化率將(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)在恒容密閉容器中充入一定量的,控制條件只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ。下列情況能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。A.混合氣體的密度不再變化B.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化C.的體積分?jǐn)?shù)不再改變D.和的消耗速率之比為2:1(5)在密閉容器中充入2mol,測得溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)I中的平衡轉(zhuǎn)化率(x)的影響如圖所示。①x代表(填“溫度”或“壓強(qiáng)”);LlL2(填“>”“<”或“=”)。②A、B、C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K(A)、K(B)和K(C)的大小關(guān)系為.③若A點(diǎn)對(duì)應(yīng)容器的體積為2L,則A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)的值為.14.鹵沙唑侖W是一種抗失眠藥物,在醫(yī)藥工業(yè)中的一種合成方法如下:已知:(?。áⅲ┗卮鹣铝袉栴}:(1)A的化學(xué)名稱是__________。(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式:__________。(3)D具有的官能團(tuán)名稱是__________。(不考慮苯環(huán))(4)反應(yīng)④中,Y的結(jié)構(gòu)簡式為__________。(5)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型是__________。(6)C的同分異構(gòu)體中,含有苯環(huán)并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化合物共有__________種。(7)寫出W的結(jié)構(gòu)簡式__________。
答案以及解析1.答案:B解析:分析:A項(xiàng),甲醇低溫制氫氣有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化;B項(xiàng),氘、氚用作核聚變?nèi)剂希呛朔磻?yīng),不屬于化學(xué)變化;C項(xiàng),偏二甲肼與反應(yīng)生成、和,放出大量熱,屬于化學(xué)變化;D項(xiàng),可燃冰是甲烷的結(jié)晶水合物,燃燒生成和,放出大量熱,屬于化學(xué)變化。詳解:A項(xiàng),甲醇低溫制氫氣有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化;B項(xiàng),氘、氚用作核聚變?nèi)剂?,是核反?yīng),不屬于化學(xué)變化;C項(xiàng),偏二甲肼與反應(yīng)生成、和,放出大量熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,屬于化學(xué)變化;D項(xiàng),可燃冰是甲烷的結(jié)晶水合物,燃燒生成和,放出大量熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,屬于化學(xué)變化;答案選B。點(diǎn)睛:本題考查化學(xué)變化、核反應(yīng)的區(qū)別,化學(xué)變化的特征是有新物質(zhì)生成。注意化學(xué)變化與核反應(yīng)的區(qū)別,化學(xué)變化過程中原子核不變,核反應(yīng)不屬于化學(xué)反應(yīng)。2.答案:C解析:A.分子中碳碳雙鍵的每個(gè)不飽和碳原子均連接2個(gè)不同原子或原子團(tuán),存在順反異構(gòu),故A正確;B.四元環(huán)上的2個(gè)碳原子連接4個(gè)不同原子或原子團(tuán),分子中有2個(gè)手性碳原子,故B正確;C.該物質(zhì)不含能與反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體的官能團(tuán),故C錯(cuò)誤;D.該物質(zhì)含有酚羥基,且酚羥基有兩個(gè)鄰位可發(fā)生取代反應(yīng),且還有一個(gè)雙鍵,所以1mol該物質(zhì)與濃溴水反應(yīng),最多消耗3mol,故D正確;故答案選C。3.答案:A解析:A項(xiàng)酸性條件下,抑制的水解,能大量共存;B項(xiàng),,不能大量共存;C項(xiàng),水解呈酸性,因而在中性溶液中不存在;D項(xiàng),不能大量共存。4.答案:D解析:A.同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢,則氮元素的第一電離能大于碳元素,故A錯(cuò)誤;B.四氯化碳是非極性分子,由相似相溶原理可知,四氯化碳難溶于極性分子水,故B錯(cuò)誤;C.甲烷和氨分子中的中心原子均為雜化,甲烷分子的孤對(duì)電子數(shù)為0、氨分子的孤對(duì)電子數(shù)為1,孤對(duì)電子數(shù)越多,對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力越大,鍵角越小,所以甲烷分子的鍵角大于氨分子,故C錯(cuò)誤;D.氯元素的最高價(jià)氧化物的水化物是高氯酸,高氯酸為強(qiáng)酸,故D正確;故選D。5.答案:B解析:A.一個(gè)分子含有18個(gè)電子,則含電子數(shù)為,故A錯(cuò)誤;B.一個(gè)乙醇分子中含有7個(gè)極性共價(jià)鍵,乙醇的物質(zhì)的量為0.1mol,含有的極性共價(jià)鍵數(shù)為,故B正確;C.溶液體積未知,不能計(jì)算數(shù)目,故C錯(cuò)誤;D.未指明氣體所處的狀態(tài),無法計(jì)算其物質(zhì)的量,故D錯(cuò)誤;故選B。6.答案:D解析:反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)升高,被氧化,因此是還原劑;氯元素的化合價(jià)降低,被還原,因此是氧化劑,是還原產(chǎn)物,故還原性:,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)正確。反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)從-3變化至0,故每生成1分子,轉(zhuǎn)移6個(gè)電子,C項(xiàng)正確。經(jīng)此法處理過的廢水中含大量,廢水呈酸性,不可以直接排放,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.答案:B解析:本題主要考查以輝銅礦為原料制備堿式碳酸銅的工藝流程分析。由于會(huì)將氧化生成S和,若要保證中的硫元素沉淀完全,必須過量,而不與、稀反應(yīng),故濾渣I中的主要成分是,A正確;試劑a的主要作用是通過調(diào)節(jié)溶液的pH把轉(zhuǎn)化為沉淀后過濾除去,可以選用等,Cu不與稀硫酸反應(yīng),且會(huì)和發(fā)生反應(yīng),故不可選用,B錯(cuò)誤;“沉錳”(除)過程中,加入碳酸氫銨溶液和氨氣,生成碳酸錳沉淀,反應(yīng)的離子方程式為,C正確;根據(jù)硫酸根離子守恒和氮元素守恒可知濾液Ⅱ?yàn)榱蛩徜@溶液,硫酸銨的溶解度比較大,受溫度的影響相對(duì)較小,故可采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式得到硫酸銨晶體,D正確。8.答案:D解析:本題考查從青蒿中提取青蒿素的工藝流程,側(cè)重考查物質(zhì)的分離及提純。青蒿干燥、破碎,再加入乙醚溶解青蒿素,破碎是為了增大青蒿與乙醚的接觸面積,提高浸出率,A項(xiàng)正確;操作Ⅰ是過濾,用到漏斗、燒杯和玻璃棒,B項(xiàng)正確;操作Ⅱ是蒸餾,利用了乙醚和青蒿素的沸點(diǎn)相差較大的性質(zhì),C項(xiàng)正確:操作Ⅲ是青蒿素粗品的提純,由于青蒿素在水中幾乎不溶,易溶于有機(jī)溶劑,熱穩(wěn)定性差,故應(yīng)加入甲醇等有機(jī)溶劑,采用減壓蒸餾得到青蒿素,D項(xiàng)錯(cuò)誤9.答案:B解析:本題考查電解質(zhì)溶液的pH圖像分析。點(diǎn)pH=3.8,故,根據(jù)反應(yīng)①可知,,故,由可知,,故,數(shù)量級(jí)為,A錯(cuò)誤;點(diǎn)時(shí)通入0.2mol,發(fā)生反應(yīng)①,,消耗的,剩余的,故,同一溶液的體積相同,所以,B正確;點(diǎn)恰好反應(yīng)①進(jìn)行完全,,則,故,溶液體積為1L,離子濃度關(guān)系為,C錯(cuò)誤;點(diǎn)時(shí)反應(yīng)②恰好進(jìn)行完全,,D錯(cuò)誤。10.答案:D解析:A.在反應(yīng)中,Zn的化合價(jià)升高,則Zn作還原劑,發(fā)生氧化反應(yīng),故Zn作負(fù)極,A錯(cuò)誤;B.負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),B錯(cuò)誤;C.負(fù)極的電極方程式為,C錯(cuò)誤;D.作正極,故電池工作時(shí),電流從經(jīng)導(dǎo)線流向Zn,D正確;故選D。11.答案:(1)①②取a中紅色溶液,向其中加入,振蕩,紅色褪去(2)通入空氣將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵,加入的可調(diào)節(jié)溶液(3)(4)解析:(1)①的作用類似催化劑,則ⅱ中應(yīng)將還原成溶解的離子方程式為。②證實(shí)題述“催化”過程的實(shí)驗(yàn)方案步驟a驗(yàn)證了“催化”過程ⅰ,則步驟b應(yīng)驗(yàn)證被還原成:取a中紅色溶液,向其中加入,振蕩,紅色褪去。(2)通入空氣時(shí),發(fā)生反應(yīng)使溶液的下降,加入的與發(fā)生反應(yīng):,可調(diào)節(jié)溶液。(3)用惰性電極電解時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),轉(zhuǎn)化成,陽極的電極反應(yīng)式是。(4)電解后的溶液中含和,即,可循環(huán)利用。12.答案:(1)(2)①+14.8;②;③10(3)①CD;②當(dāng)時(shí),v隨c增大而增大,因M是基元反應(yīng)Ⅳ的反應(yīng)物(直接影響基元反應(yīng)Ⅵ中反應(yīng)物L(fēng)的生成);時(shí),v不再顯著增加,因受限于和在溶液中的溶解速度(或濃度)解析:和在DMSO溶液中制備。(1)電極B上轉(zhuǎn)化為,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為。(2)①根據(jù)蓋斯定律,由Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ可得。②設(shè)轉(zhuǎn)化的的濃度為,可列三段式:則,解得,則的平衡轉(zhuǎn)化率為。③甲酸銨水解:,由氨水和甲酸銨的濃度知,甲酸銨的水解受抑制,由電離和水解都很微弱知,溶液中,,根據(jù),知,,故。(3)①v與的壓強(qiáng)有關(guān),壓強(qiáng)越大,溶液中的濃度越大,v越大,A錯(cuò)誤;v與溶液中溶解的量有關(guān),氫氣濃度越大,反應(yīng)速率越快,B錯(cuò)誤;溫度升高,氣體在溶液中溶解度變小,總反應(yīng)速率不一定增大,C正確;會(huì)與反應(yīng),使得反應(yīng)Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ平衡均正向移動(dòng),可提高的轉(zhuǎn)化率,D正確。②因各反應(yīng)的活化能,反應(yīng)Ⅵ為快速步驟,但L的濃度取決于反應(yīng)Ⅴ和Ⅳ,故v與催化劑M的濃度、反應(yīng)物和的濃度有關(guān)。當(dāng)時(shí),催化劑M活性位點(diǎn)數(shù)量不夠,v取決于催化劑M的濃度;當(dāng)時(shí),催化劑M活性位點(diǎn)數(shù)量足夠,v取決于反應(yīng)物和的濃度。13.答案:(1)+34.3(2)減小(3)①丙、乙、甲②增大(4)C、D(5)①壓強(qiáng);>②K(A)=K(C)>K(B)③0.9或解析:(1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能,故△H=(347.7+413.4+351-615-462.8)=+34.3。(2)增大水蒸氣濃度,反應(yīng)I和Ⅱ的平衡均逆向移動(dòng),雖然產(chǎn)品純度增大,但產(chǎn)率減小。注意副反應(yīng)生成的氯乙醇量較小,不必糾纏其對(duì)反應(yīng)I的影響。(3)①甲容器中相當(dāng)于在乙容器中反應(yīng)的基礎(chǔ)上將容器體積擴(kuò)大為原來的3倍,壓強(qiáng)減小,平衡正向移動(dòng),所以平衡轉(zhuǎn)化率:甲大于乙;丙容器中反應(yīng)相當(dāng)于在乙容器中反應(yīng)的基礎(chǔ)上加入氯乙烯,平衡逆向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率:乙大于丙。故平衡轉(zhuǎn)化率由小到大的順序是丙、乙、甲。②反應(yīng)Ⅰ是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),若將恒容容器改為恒壓容器,相當(dāng)于減小原平衡體系的壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率增大。(4)反應(yīng)Ⅱ是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),反應(yīng)物和生成物都是氣體,恒容條件下混合氣體的密度始終不變,A項(xiàng)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);反應(yīng)過程中,混合氣體的總質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量不變,故混合氣體的平均摩爾質(zhì)量始終不變,B項(xiàng)也不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);氯乙醇的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C項(xiàng)正確;消耗2mol氯乙醇的同時(shí)生成1mol,故的消耗速率與生成速率相等,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)正確。(5)①反應(yīng)I的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,氯乙醇的轉(zhuǎn)化率增大,且該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),氯乙醇的轉(zhuǎn)化率減小,故X表示壓強(qiáng),L代表溫度,且L1>L2。②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與壓強(qiáng)無關(guān),所以K(A)=K(C)>K(B)。③A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡體系中,、和的濃度分別是0.4、0.6、0.6,故K=0.6×0.6/0.4=0.9。14.答案:(1)2-氟甲苯(鄰氟甲苯)(2)(3)氨基、羰基、氟原子、溴原子(4)(5)取代反應(yīng)(6)10(7)解析:根據(jù)反應(yīng)的合成路線,可得B為;由,可得C為,由及已知條件(?。┛傻肵為;由,可得Y為;由F()W及已知條件(ⅱ)可得W為。(1)A的化學(xué)名稱是2-氟甲苯或鄰氟甲苯。(2)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為。(3)D具有的官能團(tuán)(不考慮苯環(huán))名稱為氨基、羰基、氟原子、溴原子。(4)由反應(yīng)④及D、E的結(jié)構(gòu)簡式可知Y的結(jié)構(gòu)簡式為。(5)由E、F的結(jié)構(gòu)簡式可知反應(yīng)⑤為取代反應(yīng)。(6)C為,C的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)并能發(fā)生銀鏡反應(yīng),所以C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)為苯環(huán)上連有一個(gè)醛基,一個(gè)Cl原子,一個(gè)F原子。其可能的結(jié)構(gòu)有,共10種同分異構(gòu)體。(7)據(jù)上述分析知W的結(jié)構(gòu)簡式為。
新型化學(xué)電源(二)七.磷酸鐵鋰電池1.磷酸鐵鋰電池作為新能源汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,其產(chǎn)量正在快速增長,具有工作電壓高、能量密度大、安全性能好等特點(diǎn)。如圖是磷酸鐵鋰電池的工作原理圖,下列說法不正確的是A.放電時(shí),磷酸鐵鋰為電池的正極B.充電時(shí),磷酸鐵鋰上的電極反應(yīng)式為C.放電時(shí),正極區(qū)域的pH減小D.充電時(shí),鋰離子從磷酸鐵鋰中脫離出來,遷移到石墨層表面【答案】C【詳解】A.由分析可知,放電時(shí),磷酸鐵鋰為電池的正極,A正確;B.由分析可知,充電時(shí),磷酸鐵鋰上的電極反應(yīng)式為LiFePO4-e-=FePO4+Li+,B正確;C.由分析可知,放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為FePO4+Li++e-═LiFePO4,且電解質(zhì)不能是水溶液,即正極區(qū)域的pH不變,C錯(cuò)誤;D.由分析可知,充電時(shí),鋰離子從磷酸鐵鋰中脫離出來,遷移到陰極區(qū),達(dá)到電子后進(jìn)入石墨層表面,D正確;故答案為:C。2.鋰離子電池是目前世界上主流的手機(jī)電池??茖W(xué)家近期研發(fā)的一種新型的Ca-LiFePO4可充電電池的原理示意圖如圖,電池反應(yīng)為:下列說法錯(cuò)誤的是A.放電時(shí),鈣電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.充電時(shí),Ca2+在陰極處得電子C.LiPF6-LiAsF6電解質(zhì)可以換成水溶液做電解質(zhì)D.充電時(shí),Li1-xFePO4/LiFePO4電極的電極反應(yīng)式為【答案】C【詳解】A.由分析可知,放電時(shí),鈣電極為負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;B.充電時(shí),Ca電極為陰極,Ca2+得電子轉(zhuǎn)化為Ca,B正確;C.Ca的金屬性強(qiáng),能與水發(fā)生劇烈反應(yīng),所以采用非水電解質(zhì),不能換成水溶液,C錯(cuò)誤;D.充電時(shí),Li1-xFePO4/LiFePO4電極為陽極,電極反應(yīng)式為LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+,D正確;答案選C。3.高能LiFePO4電池,多應(yīng)用于公共交通。電池中間是聚合物的隔膜,主要作用是在反應(yīng)過程中只讓Li+通過。結(jié)構(gòu)如圖所示。放電時(shí)的總反應(yīng)為:(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCn=LiFePO4+nC。下列說法錯(cuò)誤的是A.放電時(shí),正極電極反應(yīng)式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4B.放電時(shí),電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到正極C.充電時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)式:xLi++xe-+nC=LixCnD.充電時(shí),Li+向右移動(dòng),若轉(zhuǎn)移1mole-,石墨電極將增重7x克【答案】D【詳解】A.由分析可知放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng),電極方程式為,A正確;B.放電時(shí),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),因此電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線、用電器、導(dǎo)線到正極,B正確;C.負(fù)極電極在充電時(shí)為電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極方程式為xLi++xe-+nC=LixCn,C正確;D.充電時(shí),Li+向陰極移動(dòng),據(jù)分析右側(cè)為陰極,因此Li+向右移動(dòng),陰極發(fā)生xLi++xe-+nC=LixCn,根據(jù)得失電子守恒可知1mole-~1molLi+,因此轉(zhuǎn)移1mole-,石墨電極將增重7克,D錯(cuò)誤;故選D。4.Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。其研究的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中圍繞和分別形成正八面體和正四面體,它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。電池充電時(shí),先脫出部分,形成,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示,再脫出全部,形成,結(jié)構(gòu)示意圖如(c)所示,下列說法不正確的是A.磷酸鐵鋰電池可使用有機(jī)電解液B.圖(a)中每個(gè)晶胞含4個(gè)的單元數(shù)C.充電時(shí),陽極先發(fā)生反應(yīng)D.圖(b)中【答案】D【詳解】A.由于鋰單質(zhì)能和水發(fā)生反應(yīng),磷酸鐵鋰電池不能使用水溶液,可使用有機(jī)電解液,在電池中充當(dāng)離子傳導(dǎo)介質(zhì)和電解質(zhì),A正確;B.對(duì)比圖(a)和圖(c)可知,圖(a)所示的晶胞中,小球表示的是,經(jīng)計(jì)算,一個(gè)晶胞中的個(gè)數(shù)為個(gè),結(jié)合化學(xué)式可知,圖(a)每個(gè)晶胞中含有的單元數(shù)為4,B正確;C.充電過程脫出部分,轉(zhuǎn)化為,電極反應(yīng)式為:,C正確;D.對(duì)比(a)和(b)晶胞結(jié)構(gòu)可發(fā)現(xiàn)比少了面心的一個(gè),(b)晶胞中鋰原子數(shù),(a)每個(gè)晶胞中含有的單元數(shù)為4,,則的化學(xué)式為,解得,D錯(cuò)誤;故選D。八.儲(chǔ)氫電池1.我國某大學(xué)基于新型碳載釕鎳合金納米材料(Ru-Ni/C)制備出一種高能量鎳氫電池,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A.放電時(shí),向電極移動(dòng)B.放電一段時(shí)間,再斷開開關(guān)一段時(shí)間后,溶液的濃度增大C.放電時(shí),電極的電極反應(yīng)為D.電池放電時(shí)的總反應(yīng)為【答案】B【詳解】A.由分析可知,放電時(shí),電極a為原電池的負(fù)極,電極b為正極,則陰離子氫氧根離子向負(fù)極電極a移動(dòng),故A正確;B.由分析可知,電池總反應(yīng)為H2+2NiOOH=2Ni(OH)2,則放電一段時(shí)間后,氫氧化鉀溶液的濃度基本不變,故B錯(cuò)誤;C.由分析可知,放電時(shí),電極b為正極,水分子作用下氫氧化氧鎳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧化鎳,電極反應(yīng)式為,故C正確;D.由分析可知,電池總反應(yīng)為H2+2NiOOH=2Ni(OH)2,故D正確;故選:B。2.氫負(fù)離子具有強(qiáng)還原性,是一種頗具潛力的能量載體。2023年4月5日,我國科學(xué)家開發(fā)了首例室溫全固態(tài)氫負(fù)離子二次電池,該電池通過固態(tài)氫負(fù)離子導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)對(duì)H的快速傳導(dǎo),其工作原理如圖所示,其中放電時(shí)乙電極的電極反應(yīng)式為M+xH--xe-=MHx(M為Li、Na、K、Mg、Ti等金屬),下列說法正確的是A.放電時(shí),電子在內(nèi)電路由甲電極流向乙電極B.放電時(shí),氫負(fù)離子移向甲電極C.充電時(shí),甲電極發(fā)生的反應(yīng)可表示為MHn-x-xe-+xH-=MHnD.可將固態(tài)離子導(dǎo)體替換成水溶液電解質(zhì),對(duì)氫負(fù)離子進(jìn)行傳導(dǎo)【答案】C【詳解】A.由分析可知,放電時(shí),電子不能通過內(nèi)電路,電子只能由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線即外電路流向正極,A錯(cuò)誤;B.由分析可知,放電時(shí),甲電極為正極,乙電極為負(fù)極,故氫負(fù)離子移向乙電極,B錯(cuò)誤;C.由分析可知,充電時(shí),甲電極發(fā)生的反應(yīng)可表示為MHn-x-xe-+xH-=MHn,C正確;D.由于Li、Na、K等活潑金屬能與水反應(yīng),且H-+H2O=H2↑+OH-,故不可將固態(tài)離子導(dǎo)體替換成水溶液電解質(zhì),對(duì)氫負(fù)離子進(jìn)行傳導(dǎo),D錯(cuò)誤;故答案為:C。3.我國某科研團(tuán)隊(duì)研制出首例室溫超快氫負(fù)離子導(dǎo)體,組裝了以為固體電解質(zhì)、和為電極的固態(tài)電池,并首次實(shí)現(xiàn)了室溫放電,證實(shí)了這種全新的二次離子電池的可行性。下列敘述錯(cuò)誤的是A.放電時(shí),上述裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能B.放電時(shí),b極消耗24gTi時(shí)遷移C.由題中信息可知,第一電離能:D.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為【答案】B【詳解】A.該裝置為原電池,因此是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,故A正確;B.由電池工作原理可知,陰離子移向負(fù)極b,b極反應(yīng)式為,為,遷移,故B錯(cuò)誤;C.H的核外電子排布式為1s1,Ti的價(jià)層電子排布式為3d24s2,H為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,因此第一電離能較大,即第一電離能:,故C正確;D.根據(jù)分析可知,放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為:,故D正確;故答案選B。九.二次電池1.新型可充電鎂—溴電池能量密度高,循環(huán)性能優(yōu)越,在未來能量存儲(chǔ)領(lǐng)域潛力巨大。某鎂—溴電池裝置如下圖(正負(fù)極區(qū)之間的離子選擇性膜只允許通過),下列說法不正確的是A.當(dāng)通過離子選擇性膜時(shí),導(dǎo)線中通過B.放電時(shí),正極反應(yīng)為:C.放電時(shí),Mg電極發(fā)生還原反應(yīng)D.充電時(shí),Mg電極應(yīng)連接電源負(fù)極【答案】C【詳解】A.根據(jù)電荷守恒,當(dāng)0.1molMg2+通過離子選擇性膜時(shí),導(dǎo)線中通過0.2mole?,故A正確;B.由原電池原理可知,放電時(shí),正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為:,B正確;C.放電時(shí),鎂是負(fù)極,Mg電極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),C錯(cuò)誤;D.放電時(shí),鎂是負(fù)極,充電時(shí),Mg電極應(yīng)連接電源負(fù)極,D正確;故選C。2.二氧化錳氧化還原吸附劑調(diào)制的碳?xì)?,其庫侖效?衡量電池充放電過程中電荷轉(zhuǎn)移效率的一個(gè)重要指標(biāo))優(yōu)于傳統(tǒng)的鋅氯電池。其工作原理如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是A.放電時(shí),碳?xì)值碾妱莞哂阡\箔B.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式:C.充電時(shí),向鋅箔移動(dòng)D.充電時(shí),陰極增重6.5g時(shí),陽極轉(zhuǎn)移個(gè)電子【答案】C【詳解】A.放電時(shí),鋅箔為負(fù)極,電極電勢低,A正確;B.由分析可知,放電時(shí),負(fù)極上為鋅失電子轉(zhuǎn)化為鋅離子,電極反應(yīng)式:Zn?2e?=Zn2+,B正確;C.充電時(shí),Cl?向陽極移動(dòng),C錯(cuò)誤;D.充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式:Zn2++2e?=Zn,陰極增重6.5g時(shí),則陰極轉(zhuǎn)移0.2NA個(gè)電子,根據(jù)電子守恒,陽極轉(zhuǎn)移0.2NA個(gè)電子,D正確;故選C。3.在探索固態(tài)電池的多種材料中,水泥基材料因其固有的堿性和多孔特性而成為有希望的候選材料。圖示為一種新型的可充電水泥基電池,該電池采用碳纖維網(wǎng)格作為電極,并涂覆鎳氧化物和鐵材料,浸入水泥基電解液中,為能源存儲(chǔ)提供了一種獨(dú)特的方法。下列說法錯(cuò)誤的是A.充電時(shí),a與電源負(fù)極相連B.放電時(shí),正極質(zhì)量減小C.充電時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為D.充電時(shí),由電極向電極移動(dòng)【答案】B【詳解】A.根據(jù)圖示可知,a極放電是Fe是失電子為負(fù)極,充電時(shí),a與電源負(fù)極相連,A正確;B.放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為,正極質(zhì)量增加,B錯(cuò)誤;C.充電時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為,C正確;D.充電時(shí),陰離子向陽極移動(dòng),即由電極向電極移動(dòng),D正確;答案選B。4.科學(xué)家基于水/有機(jī)雙相電解質(zhì)開發(fā)了一種新型的銅鋅二次電池,雙相電解質(zhì)建立了離子選擇性界面,僅允許氯離子遷移,其放電時(shí)的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A.充電時(shí),石墨電極與電源正極相連B.充電時(shí),石墨電極上可發(fā)生電極反應(yīng)C.放電時(shí),氯離子向鋅電極遷移D.放電時(shí),理論上電路中每轉(zhuǎn)移電子,鋅電極質(zhì)量增加【答案】D【詳解】A.根據(jù)分析,充電時(shí),石墨電極與電源正極相連,A正確;B.充電時(shí),石墨電極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng),B正確;C.放電時(shí),氯離子向負(fù)極,即向鋅電極遷移,C正確;D.放電時(shí),根據(jù)負(fù)極電極式,理論上電路中每轉(zhuǎn)移電子,鋅電極質(zhì)量增加2molCl-的質(zhì)量,應(yīng)為:,D錯(cuò)誤;故選D。5.科學(xué)家使用研制了一種可充電電池如圖所示。電池工作一段時(shí)間后,電極上檢測到和少量。下列敘述正確的是A.電解質(zhì)堿性過強(qiáng)不利于電池工作B.充電時(shí),會(huì)發(fā)生反應(yīng)C.放電時(shí),電極附近溶液減小D.放電時(shí),電極質(zhì)量減少,電極上生成【答案】A【詳解】A.放電時(shí),得到電子生成MnOOH、ZnMn2O4,電極方程式為:MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-、2MnO2+Zn2++2e-═ZnMn2O4,氫氧根濃度增大,電解質(zhì)堿性過強(qiáng),不利于正極反應(yīng)進(jìn)行,A正確;B.充電時(shí),Zn2+向陰極方向遷移,被還原為Zn,電極反應(yīng)為:Zn2++2e-=Zn,在陽極失去電子生成,電極方程式為:ZnMn2O4-2e-═2MnO2+Zn2+,則總方程式為:,B錯(cuò)誤;C.放電時(shí),得到電子生成MnOOH、ZnMn2O4,電極方程式為:MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-、2MnO2+Zn2++2e-═ZnMn2O4,氫氧根濃度增大,附近溶液增大,C錯(cuò)誤;D.放電時(shí),電極質(zhì)量減少,n(Zn)=0.01mol,失去0.02mol電子,得到電子生成MnOOH、ZnMn2O4,電極方程式為:MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-、2MnO2+Zn2++2e-═ZnMn2O4,電極上生成的物質(zhì)的量小于0.02mol,D錯(cuò)誤;故選A。6.一種打印機(jī)的柔性電池以碳納米管作電極材料,以吸收溶液的有機(jī)高聚物為固態(tài)電解質(zhì),電池總反應(yīng)為:。下列說法不正確的是A.放電時(shí),含有鋅膜的碳納米管纖維作電池負(fù)極B.充電時(shí),移向鋅膜,鋅元素發(fā)生還原反應(yīng)C.充電時(shí),陰極反應(yīng):D.該有機(jī)高聚物可通過加聚反應(yīng)制得【答案】C【詳解】A.Zn所在電極為負(fù)極,即放電時(shí),含有鋅膜的碳納米管纖維作電池負(fù)極,故A正確;B.由分析可知,放電時(shí)Zn所在電極為負(fù)極,充電時(shí),Zn所在電極為陰極,Zn2+移向鋅膜,鋅元素發(fā)生還原反應(yīng),故B正確;C.由分析可知,充電時(shí),與電源負(fù)極相連的是陰極,則陰極反應(yīng):,故C錯(cuò)誤;D.有機(jī)高聚物的結(jié)構(gòu)片段發(fā)現(xiàn)可知,是加成聚合產(chǎn)物,合成有機(jī)高聚物的單體是:,該有機(jī)高聚物可通過加聚反應(yīng)制得,故D正確;故選C。7.利用下圖所示裝置可合成己二腈[]。充電時(shí)生成己二腈,放電時(shí)生成,其中a、b是互為反置的雙極膜,雙極膜中的會(huì)解離出和向兩極移動(dòng)。下列說法正確的是A.放電時(shí)M極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.放電時(shí),雙極膜中向N極移動(dòng)C.放電時(shí),每生成,雙極膜解離D.充電時(shí),N極的電極反應(yīng)式為【答案】D【詳解】A.放電時(shí)為原電池,N極上H2O失電子生成O2,則M極為正極,電極反應(yīng)式為[Co(NH3)4]3++e-=[Co(NH3)4]2+,發(fā)生還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B.放電時(shí)為原電池,M極為正極,N極為負(fù)極,雙極膜中OH?向負(fù)極移動(dòng),H+向正極移動(dòng),即OH?向N極移動(dòng),H+向M極移動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.放電時(shí),N電極為負(fù)極,水在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子,電極反應(yīng)式為解離2mol水,因?yàn)閍、b是互為反置的雙極膜,所以共解離4mol水,故C錯(cuò)誤;D.充電時(shí),N極是陰極,反應(yīng)式為2CH2=CHCN+2e?+2H+=NC(CH2)4CN,故D正確;故答案選D。8.我國科研團(tuán)隊(duì)研究出一種MB(亞甲基藍(lán))/MnO2固態(tài)無擴(kuò)散氫離子電池,該電池模型如圖所示,充電時(shí),Mn2+沉積在石墨氈上生成MnO2,下列說法錯(cuò)誤的是A.放電時(shí),石墨氈作正極B.放電時(shí),H+從右側(cè)區(qū)移到左側(cè)區(qū)C.充電時(shí),陰極發(fā)生反應(yīng)MB+2H++2e-=H2MBD.充電時(shí),若轉(zhuǎn)移0.2NA個(gè)電子石墨氈質(zhì)量增加8.7g【答案】B【詳解】A.由分析可知,石墨氈作正極,酸性條件下二氧化錳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成錳離子和水,故A正確;B.由分析可知,放電時(shí),活性炭是原電池的負(fù)極,石墨氈作正極,則氫離子通過質(zhì)子交換膜從左側(cè)區(qū)移到右側(cè)區(qū),故B錯(cuò)誤;C.由分析可知,充電時(shí),與直流電源負(fù)極相連的活性炭作陰極,酸性條件下MB在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2MB,電極反應(yīng)式為MB+2H++2e-=H2MB,故C正確;D.由分析可知,充電時(shí),石墨氈作陽極,水分子作用下錳離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化錳和氫離子,電極反應(yīng)式為Mn2+—2e-+2H2O=MnO2+4H+,則轉(zhuǎn)移0.2NA個(gè)電子時(shí),石墨氈增加質(zhì)量為××87g/mol=8.7g,故D正確;故選B。9.汽車的啟動(dòng)電源常用鉛酸蓄電池。其結(jié)構(gòu)如圖所示,放電時(shí)的電池反應(yīng)為PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。根據(jù)此反應(yīng)判斷下列說法正確的是A.PbO2是電池的負(fù)極B.電池放電時(shí),溶液的酸性增強(qiáng)C.鉛酸蓄電池工作時(shí),負(fù)極質(zhì)量減少,正極質(zhì)量增加D.正極的電極反應(yīng)方程式:【答案】D【詳解】A.二氧化鉛得電子被還原,為正極,A錯(cuò)誤;B.電池放電時(shí),硫酸參加反應(yīng)生成水,所以溶質(zhì)的質(zhì)量減少,溶劑的質(zhì)量增加,所以溶液酸性減弱,B錯(cuò)誤;C.負(fù)極上鉛失電子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鉛,電極反應(yīng)式為:負(fù)極質(zhì)量增大,C錯(cuò)誤;D.正極的電極反應(yīng)為氧化鉛得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛,方程式:,D正確;故選D。10.某液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池放電時(shí)產(chǎn)生金屬化合物,工作原理如圖所示。下列說法正確的是A.充電時(shí),N電極的電極反應(yīng)為B.可用LiCl和KCl溶液代替熔融LiCl和KClC.放電時(shí),電子流向:M電極→熔融LiCl和KCl→N電極D.充電時(shí),M電極的質(zhì)量增大【答案】D【詳解】A.二次電池的充電過程和其放電過程相反,則根據(jù)分析,充電時(shí)N電極的電極反應(yīng)為,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.Li會(huì)與水反應(yīng),因此不可用LiCl和KCl溶液代替熔融LiCl和KCl,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.放電時(shí),電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,不經(jīng)過電解質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.充電時(shí),M電極為陰極,電極反應(yīng)為,則電極質(zhì)量增大,D項(xiàng)正確;答案選D。11.目前發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的綠色環(huán)保儲(chǔ)能電池——釩電池的工作原理如圖所示,放電時(shí)電子由B極沿導(dǎo)線向A極移動(dòng),電解質(zhì)溶液含硫酸,下列說法錯(cuò)誤的是A.電池工作時(shí)A極的電勢低于B極,充電時(shí)A極與電源正極連接B.放電時(shí)由B極經(jīng)離子交換膜向A極移動(dòng)C.充電時(shí)A極的電極反應(yīng)式為D.電解液在電池內(nèi)循環(huán)帶出部分熱量,使電池更安全【答案】A【詳解】A.電池工作時(shí)A為正極、B為負(fù)極,A極的電勢高于B極,充電時(shí)A極為陽極,與電源正極連接,A錯(cuò)誤;B.原電池(放電時(shí))中,陽離子移向正極、陰離子移向負(fù)極,所以移向A極,B正確;C.放電時(shí)A極反應(yīng)為,充電時(shí)為其逆過程:,C正確;D.此電池的電解液在電池內(nèi)循環(huán)帶出部分熱量,防止溫度過高使電池更安全,D正確;故選A。十.生物電池1.一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示,通過CuO催化消耗血糖發(fā)電,從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn),電池啟動(dòng)。血糖濃度(以葡萄糖濃度計(jì))下降至標(biāo)準(zhǔn),電池停止工作。電池工作時(shí),下列敘述不正確的是A.電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7B.兩電極間血液中的Na+在電場驅(qū)動(dòng)下的遷移方向?yàn)閎→aC.b電極上CuO通過Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用D.消耗18mg葡萄糖理論上a電極有0.4mmol電子流入【答案】D【詳解】A.由題中信息可知,當(dāng)電池開始工作時(shí),a電極為電池正極,血液中的在a電極上得電子生成,電極反應(yīng)式為;b電極為電池負(fù)極,在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO,電極反應(yīng)式為,然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸,CuO被還原為,則電池總反應(yīng)為,A正確;B.原電池中陽離子從負(fù)極移向正極遷移,故遷移方向?yàn)閎→a,B正確;C.b電極上CuO將葡萄糖氧化為葡萄糖酸后被還原為,在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO,在這個(gè)過程中CuO的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變,因此,CuO通過Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用,C正確;D.根據(jù)反應(yīng)可知,參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子,的物質(zhì)的量為0.1mmol,則消耗18mg葡萄糖時(shí),理論上a電極有0.2mmol電子流入,D錯(cuò)誤;故選D。2.某生物質(zhì)電池原理如下圖所示,充、放電時(shí)分別得到高附加值的醇和羧酸。下列說法正確的是A.放電時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)式為:B.放電時(shí),每當(dāng)轉(zhuǎn)化為,外電路轉(zhuǎn)移1mol電子C.充電時(shí),Rh/Cu電極與電源正極相連D.充電時(shí),K+通過交換膜從右室向左室遷移【答案】D【詳解】A.根據(jù)分析,放電時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)式為+3OH--2e-=+2H2O,A錯(cuò)誤;B.放電時(shí),正極反應(yīng)式為+H2O+e-=+OH-,每當(dāng)1mol轉(zhuǎn)化為,外電路轉(zhuǎn)移1mol電子,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)分析,充電時(shí),Rh/Cu惰性電極是陰極,與電源負(fù)極相連,C錯(cuò)誤;D.充電時(shí),陽離子向陰極移動(dòng),充電時(shí),Rh/Cu是陰極,K+通過陽離子交換膜從右室向左室遷移,D正確;故選D。十一.太陽能電池1.一種染料敏化太陽能電池如圖,其成本便宜且對(duì)環(huán)境無污染。敏化染料(S)吸附在納米空心球表面。光照時(shí):S(基態(tài))(激發(fā)態(tài)),,下列說法正確的是A.該裝置屬于電解池 B.正極的電極反應(yīng)式為C.敏化染料還原過程為 D.該電池工作一段時(shí)間后需要補(bǔ)充電解質(zhì)【答案】B【詳解】A.由分析可知,該裝置為原電池,故A錯(cuò)誤;B.正極電極發(fā)生還原反應(yīng),正極的電極反應(yīng)式為,故B正確;C.敏化染料還原過程為2S++3I-═2S+I,故C錯(cuò)誤;D.由圖可知,I-與I可互相轉(zhuǎn)化,循環(huán)往復(fù),不需要補(bǔ)充,故D錯(cuò)誤;故選B。2.一種太陽能電池工作原理的示意圖如圖所示,其中電解質(zhì)溶液為和的混合溶液。電池工作時(shí),下列描述正確的是A.該裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.向電極a移動(dòng)C.電子由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極b D.電極b上發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】C【詳解】A.該裝置為太陽能電池,把太陽能經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的循環(huán)轉(zhuǎn)化為電能,不是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A錯(cuò)誤;B.為陽離子,陽離子向正極定向移動(dòng),故移向電極b,B錯(cuò)誤;C.由圖可知,,a為負(fù)極,電子由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極b,C正確;D.b為正極,發(fā)生還原反應(yīng),D錯(cuò)誤;故選C。3.高效率新型光催化鈉離子電池是一種二次電池,放電時(shí)工作原理如圖所示。電池中填充固體電解質(zhì),用太陽光照射光催化電極可以對(duì)該電池進(jìn)行充電。下列說法錯(cuò)誤的是A.放電時(shí),光催化電極為正極B.放電時(shí),通過離子交換膜移向石墨電極C.放電時(shí),電池中總反應(yīng)式為D.光照時(shí),石墨電極發(fā)生的電極方程式為【答案】B【詳解】A.由上述分析可知,放電時(shí),光催化電極為正極,A項(xiàng)正確;B.放電時(shí),陽離子通過離子交換膜移向正極,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.放電時(shí),電池中總反應(yīng)式為,C項(xiàng)正確;D.光照時(shí)是充電過程,石墨電極為陰極,發(fā)生的電極方程式為,D項(xiàng)正確;故選:B。十二.金屬-氧化性單質(zhì)電池1.近日,我國化學(xué)家通過對(duì)過渡金屬基尖晶石氧化物進(jìn)行性能優(yōu)化,成功開發(fā)出鋅-空氣二次電池,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A.充電時(shí),b極與電源的負(fù)極相連B.放電時(shí),a極反應(yīng)C.放電時(shí),OH?通過陰離子交換膜從左室移向右室D.放電過程中,a、b電極附近溶液pH均不變【答案】B【詳解】A.放電時(shí),b電極為正極;充電時(shí),b是陽極,b極與電源正極連接,故A錯(cuò)誤;B.放電時(shí),a電極為原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為,故B正確;C.放電時(shí),陰離子向負(fù)極移動(dòng);a電極負(fù)極、b為正極,通過陰離子交換膜從右室移向左室,故C錯(cuò)誤;D.放電過程中,a極電極反應(yīng):,則a電極附近溶液pH減小,b極電極反應(yīng):,通過陰離子交換膜從右室移向左室,b極反應(yīng)消耗水,導(dǎo)致b電極附近溶液pH增大,故D錯(cuò)誤;選B。2.近日,華中科技大學(xué)某課題組開發(fā)了一種可充電鋅-空氣/碘化物混合電池,該電池的放電過程如圖所示:下列敘述不正確的是A.放電時(shí),電極B發(fā)生氧化反應(yīng)B.充電時(shí),電極A接直流電源的負(fù)極C.放電時(shí),Zn2+向電極A遷移D.充電時(shí),陽極發(fā)生的電極反應(yīng)之一為【答案】B【詳解】A.放電時(shí),B是負(fù)極,電極B失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;B.放電時(shí),A是正極,充電時(shí),A是陽極,電極A接直流電源的正極,故B錯(cuò)誤;C.放電時(shí),A是正極、B是負(fù)極,Zn2+向電極A遷移,故C正確;D.充電時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陽極發(fā)生的電極反應(yīng)之一為,故D正確;選B。3.科學(xué)家提出了一種基于電催化多硫化物循環(huán)的自供能產(chǎn)氫體系,如下圖所示。通過將鋅-多硫化物電池與電解制氫裝置集成,最大化利用了間歇性太陽光,實(shí)現(xiàn)日夜不間斷的自供電的H2生產(chǎn)。下列說法正確的是A.夜間工作時(shí),應(yīng)將電極ad、bc分別連接B.硅太陽能電池、鋅-多硫化物電池均可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化C.H2生產(chǎn)裝置中不能使用鈉離子交換膜D.日間工作時(shí),b極的電極反應(yīng)式為+S2-+2e-=【答案】A【詳解】A.左側(cè)鋅-多硫化物電池夜間作電源,給H2生產(chǎn)裝置通電,電解產(chǎn)生H2,分析可知,應(yīng)將電極ad,bc分別連接,A正確;B.硅太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,B錯(cuò)誤;C.陰極d發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-=2OH-+H2↑,使用陽離子交換膜,Na+向陰極區(qū)遷移﹐且發(fā)生反應(yīng)2H2O+2
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