高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 專題課時4 新型化學(xué)電源試題

專題課時4新型化學(xué)電源(教師用書獨具)一、選擇題1．(2015·海淀期末)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法中，不正確的是()A．鋼鐵在潮濕空氣中生銹屬于電化學(xué)腐蝕B．電化學(xué)腐蝕一般可分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕C．金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化D．鋁具有很強的抗腐蝕能力，是因為其不易與氧氣發(fā)生反應(yīng)解析鋼鐵中含有碳，在潮濕的空氣中易形成Fe－C原電池而被腐蝕，A項正確；金屬在酸性較強的環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，在酸性極弱或中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕，析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕，B項正確；金屬被腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化，C項正確；鋁具有很強的抗腐蝕能力是因為鋁的表面易形成一層致密的氧化物薄膜，從而阻止了鋁進一步被氧化，D項錯誤。答案D2．(2015·山東青島一模，14)以下關(guān)于如圖說法正確的是()A．如圖表明催化劑可以改變反應(yīng)的熱效應(yīng)B．如圖表示某反應(yīng)能量的變化與生成物狀態(tài)無關(guān)C．如圖表示某吸熱反應(yīng)分別在有、無催化劑的情況下反應(yīng)過程中的能量變化D．如圖表明化學(xué)反應(yīng)不僅遵循質(zhì)量守恒定律，也遵循能量守恒解析A項，催化劑不能改變反應(yīng)的熱效應(yīng)，只能改變反應(yīng)的活化能，錯誤；B項，反應(yīng)能量的變化與生成物狀態(tài)及量都有關(guān)系，錯誤；C項，圖中表示的是放熱反應(yīng)，錯誤；D項，圖中表明化學(xué)反應(yīng)不僅遵循質(zhì)量守恒定律，也遵循能量守恒，正確。答案D3．下列說法正確的是()A．右圖可表示水分解過程中的能量變化B．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和點燃條件下的ΔH不同C．需要加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)，常溫下能發(fā)生的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)D．已知：Ⅰ：對于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－akJ·mol－1，Ⅱ：且a、b、c均大于零，則斷開1molH—Cl鍵所需的能量為(a＋b＋c)kJ解析A項，水分解過程是吸熱反應(yīng)，使用催化劑會降低活化能，正確；B項，ΔH只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)條件和路徑無關(guān)，錯誤；C項，加熱與吸熱、放熱反應(yīng)無關(guān)，如金屬的燃燒多數(shù)需要加熱，錯誤；D項，斷開1molH—Cl鍵所需的能量為eq\f(a＋b＋c,2)kJ，錯誤。答案A4．化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵H—HCl—ClH—Cl鍵能/(kJ·mol－1)436243431則下列熱化學(xué)方程式不正確的是()A.eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)ΔH＝－91.5kJ·mol－1B．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1C.eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)ΔH＝＋91.5kJ·mol－1D．2HCl(g)=H2(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1解析化學(xué)反應(yīng)的焓變ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和，反應(yīng)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)的ΔH＝(436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1)/2－431kJ·mol－1＝－91.5kJ·mol－1，所以A項正確、C項錯誤；B項反應(yīng)的ΔH＝－91.5kJ·mol－1×2＝－183kJ·mol－1，正確；D項反應(yīng)是B項反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成HCl的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；則HCl的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，吸收的熱量與放出的熱量相等，D項正確。答案C5．(2015·大連雙基)下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是()A．用圖1裝置處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S＋2e－=2Ag＋S2－B．用圖2裝置電解一段時間后，銅電極部分溶解，溶液中銅離子的濃度基本不變C．圖3裝置中若直流電源的X極為負極，則該裝置可實現(xiàn)粗銅的電解精煉D．圖4裝置中若M是銅，則該裝置能防止鐵被腐蝕解析題圖1裝置中，銀器、鋁與食鹽水構(gòu)成原電池，銀器是正極，銀器上的Ag2S發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，A項正確；題圖2裝置中，銅電極是陰極，銅不參與電極反應(yīng)，B項錯誤；題圖3裝置中若X極為負極，則粗銅是陰極，電解精煉銅時粗銅應(yīng)作陽極，C項錯誤；題圖4裝置中，鐵作負極，鐵被腐蝕，D項錯誤。答案A6．下列電極反應(yīng)式與出現(xiàn)的環(huán)境相匹配的是()選項電極反應(yīng)式出現(xiàn)的環(huán)境AO2＋2H2O＋4e－=4OH－堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負極反應(yīng)B4OH－－4e－=O2↑＋2H2O弱酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕CCu－2e－=Cu2＋粗銅精煉的陽極主要發(fā)生的反應(yīng)DH2－2e－=2H＋用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng)解析所給電極反應(yīng)式為正極反應(yīng)式，A項錯誤；在弱酸性環(huán)境下，鋼鐵主要發(fā)生析氫腐蝕，B項錯誤；用惰性電極電解H2SO4溶液的陽極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，D項錯誤。答案C7．(2015·貴陽期末，6)Na在不同條件下與O2反應(yīng)生成Na2O和Na2O2。已知：25℃、101kPa時：①2Na(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Na2O(s)ΔH1＝－414kJ·mol－1②2Na(s)＋O2(g)=Na2O2(s)ΔH2＝－511kJ·mol－1下列說法正確的是()A．等量的Na充分反應(yīng)后，反應(yīng)①和②生成物的陰陽離子個數(shù)比不相等B．等量的Na充分反應(yīng)后，反應(yīng)①和②轉(zhuǎn)移電子數(shù)不同C．Na與足量O2反應(yīng)生成Na2O，隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快D．25℃101kPa下，eq\f(1,2)Na2O2(s)＋Na(s)=Na2O(s)ΔH＝－158.5kJ·mol－1解析A項，Na2O由Na＋和O2－構(gòu)成，Na2O2由Na＋和Oeq\o\al(2－,2)構(gòu)成，兩者所含陽陰離子數(shù)目比均為2∶1；B項，兩反應(yīng)中Na→Na＋，所以等量的Na反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定相同；C項，常溫下Na與O2生成Na2O，而溫度升高時，Na與O2生成Na2O2；D項，要求的熱化學(xué)方程式可由①－②×eq\f(1,2)得到，所以ΔH＝－414kJ·mol－1－(－511kJ·mol－1×eq\f(1,2))＝－158.5kJ·mol－1。答案D8．某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，則()A.電流方向：電極Ⅳ→?→電極ⅠB.電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C.電極Ⅱ逐漸溶解D.電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu解析當(dāng)多個電池串聯(lián)時，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A項，電子移動方向：電極Ⅰ→?→電極Ⅳ，電流方向與電子移動方向相反，A正確。答案A9．如下圖所示，x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色、無味氣體放出。符合這一情況的是附表中的()a極板b極板x電極z溶液A鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨正極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl2解析由題意知a極板質(zhì)量增加，a應(yīng)為陰極，則b為陽極，x為電源的負極，y為電源的正極。A選項中a極板為陰極，b極板為陽極，參考各個選項知，A項符合。答案A10．(2015·烏魯木齊二診)已知平衡：①C2H4(g)C2H2(g)＋H2(g)，②2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)。當(dāng)升高溫度時，①和②式均向右移動。a．C(s)＋2H2(g)CH4(g)ΔH1b．2C(s)＋H2(g)C2H2(g)ΔH2c．2C(s)＋2H2(g)C2H4(g)ΔH3下列有關(guān)a、b和c中的ΔH1、ΔH2、ΔH3大小順序排列正確的是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH2＞ΔH3＞2ΔH1C．ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D．ΔH3＞ΔH2＞2ΔH1解析升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，所以①、②兩反應(yīng)的正反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)熱均大于零，根據(jù)蓋斯定律可知，b－c＝①，即ΔH2－ΔH3＞0，所以ΔH2＞ΔH3；c－2×a＝②，即ΔH3－2ΔH1＞0，所以ΔH3＞2ΔH1。綜上可得：ΔH2＞ΔH3＞2ΔH1，選B。答案B11．(2015·杭州二檢)含乙酸鈉和對氯酚(ClOH)的廢水可以利用微生物電池除去，其原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A．B極是負極B．質(zhì)子從A極移向B極C．B極的電極反應(yīng)式：CH3COO－－8e－＋4H2O=2HCOeq\o\al(－,3)＋9H＋D．處理后的廢水pH降低解析兩極的變化為：A極，C6H5OCl→C6H5OH＋Cl－，發(fā)生還原反應(yīng)；B極，CH3COO－→HCOeq\o\al(－,3)，發(fā)生氧化反應(yīng)；即A極為正極，B極為負極，A項正確；質(zhì)子應(yīng)該由B極移向A極，B項錯誤；B極的轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3COO－→HCOeq\o\al(－,3)，對應(yīng)的電極反應(yīng)式為CH3COO－－8e－＋4H2O=2HCOeq\o\al(－,3)＋9H＋，C項正確；正極反應(yīng)為C6H5OCl＋2e－＋H＋=C6H5OH＋Cl－，總反應(yīng)式為CH3COO－＋4C6H5OCl＋4H2O=2HCOeq\o\al(－,3)＋4C6H5OH＋4Cl－＋5H＋，所以反應(yīng)過程中H＋量增加，溶液酸性增強，D項正確。答案B二、填空題12．某化學(xué)活動小組利用如圖甲裝置對原電池進行探究，請回答以下問題：(其中鹽橋為含有飽和KCl溶液的瓊脂)(1)在甲裝置中，當(dāng)電流計中指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，鹽橋中的K＋移向燒杯(填“A”或“B”)，裝置中電子的移動路徑和方向為。該小組同學(xué)提出設(shè)想：如果將實驗中的鹽橋換為導(dǎo)線(銅制)，電流表是否也發(fā)生偏轉(zhuǎn)呢？帶著疑問，該小組利用乙裝置進行了實驗，發(fā)現(xiàn)電流計指針同樣發(fā)生偏轉(zhuǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(2)對于實驗中產(chǎn)生電流的原因，起初認為該裝置仍然為原電池，但老師提醒注意使用的是銅導(dǎo)線，經(jīng)深入探討后認為燒杯A實際為原電池，在此問題上，該小組成員的意見發(fā)生了很大的分歧。①一部分同學(xué)認為是由于ZnSO4溶液水解顯酸性，此時原電池實際是由Zn、Cu作電極，H2SO4溶液作為電解質(zhì)溶液而構(gòu)成的原電池。如果這個觀點正確，寫出燒杯B中銅片上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式。②另一部分同學(xué)認為是溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中的氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池。如果這個觀點正確，那么原電池的正極反應(yīng)式為。(3)若第(2)小題中觀點②正確，則可以利用此原理設(shè)計電池為在偏遠海島工作的燈塔供電。其具體裝置為以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質(zhì)溶液，請寫出電池工作時總反應(yīng)的化學(xué)方程式。解析(1)甲裝置中Zn為負極，Cu為正極，電流方向為Cu→電流計→Zn→鹽橋→Cu，電流的方向為正電荷運動的方向，負電荷運動的反方向，故K＋移向B燒杯，電子由Zn電極經(jīng)外電路流向Cu電極。(2)若鹽橋改為銅導(dǎo)線，且仍有電流產(chǎn)生，說明A為原電池，而B為電解池。A中Zn為負極，Cu為正極，氧化性微粒可能為Zn2＋水解產(chǎn)生的H＋或溶解于溶液中的O2。則B中銅片為陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu。如②所述，A中正極上O2獲得電子。(3)Al為負極，石墨為正極，海水為電解質(zhì)溶液，O2為氧化劑，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3。答案(1)B由Zn電極沿導(dǎo)線流向Cu電極(2)①Cu2＋＋2e－=Cu②O2＋2H2O＋4e－=4OH－(3)4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)313．(2015·湖北部分重點中學(xué)一次聯(lián)考)已知E1＝134kJ·mol－1、E2＝368kJ·mol－1，請參考題中圖表，按要求填空：(1)圖甲是1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率加快，E1的變化是(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是。NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。(2)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反應(yīng)Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反應(yīng)Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系是：ΔH3＝。(3)下表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù)：化學(xué)鍵P—PP—OO=OP=O鍵能/(kJ·mol－1)abcx已知P4(g)＋5O2(g)=P4O10(g)ΔH＝－dkJ·mol－1，P4及P4O10的結(jié)構(gòu)如圖乙所示。表中x＝kJ·mol－1。(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)解析(1)加入催化劑，降低反應(yīng)的活化能，即E1減小；反應(yīng)的焓變不變，即ΔH不變。由圖示知，1molNO2(g)與1molCO(g)反應(yīng)的焓變ΔH＝E1－E2＝－234kJ·mol－1，由此可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(2)利用蓋斯定律知，反應(yīng)Ⅲ＝2×反應(yīng)Ⅱ－反應(yīng)Ⅰ，故ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。(3)P4(g)＋5O2(g)=P4O10(g)ΔH＝－dkJ·mol－1，利用“反應(yīng)焓變＝反應(yīng)物鍵能之和－生成物鍵能之和”可得－d＝6a＋5c－(12b＋4x)，解得x＝eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b答案(1)減小不變NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)2ΔH2－ΔH1(3)eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)[選做題]14．某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的開關(guān)時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題：(1)甲池為(填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”)，通入CH3OH一極的電極反應(yīng)式為。(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為(填“正極”、“負極”、“陰極”或“陽極”)，乙池中發(fā)生反應(yīng)的總電極反應(yīng)式為。(3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O2的體積為mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況