高中化學-2.2-化學能與電能課時作業(yè)

現噸市安達陽光實驗學校【紅對勾】高中化學2.2化學能與電能課時作業(yè)2必修2一、選擇題(每小題3分，共42分，每小題有1－2個正確選項)1.根據以下敘述，回答(1)、(2)題。能源可劃分為一級能源和二級能源。自然界中以現成形式提供的能源稱為一級能源，需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源，它可以用自然界量存在的水來制取。(1)下列敘述正確的是()A．電能是二級能源B．水力是二級能源C．天然氣是一級能源D．焦爐氣是一級能源(2)關于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向不正確的是()A．構成水的氫和氧都是可以燃燒的物質，因此可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級能源B．設法將太陽光聚焦，產生高溫，使水分解產生氫氣C．尋找高效催化劑，使水分解產生氫氣，同時釋放能量D．尋找特殊化學物質，用于廉價能源，以分解水制氫氣解析：很容易判斷出第(1)題正確選項為A、C。第(2)問中A的錯誤有兩個：一是構成水分子中的氫不可燃(因為氫為＋1價，不能再被氧化)，二是水不分解時，氫若為能源是一次能源；C中，催化劑可加快反的速率，但不能改變反的熱效，水分解是吸熱反，因此不能釋放能量。故選A、C。答案：(1)AC(2)AC2.下列說法不正確的是()A．當今社會人們所需能量的絕大是由化學反產生的B．人類目前對于能源的利用處于化石能源時代C．人體生命活動所需的能量，是由氧化還原反提供的D．凡是吸熱的化學反均不利于造福人類解析：有的吸熱反對人類很重要，如氫能源的研究，吸熱反或放熱反對人類是否有利要看具體反。答案：D3.下列說法不正確的是()A.化石燃料在任何條件下都能充分燃燒B．化石燃料在燃燒過程中能產生污染環(huán)境的CO、SO2有害氣體C．直接燃燒煤不如將煤進行深加工后再燃燒的效果好D．固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率將更低解析：化石燃料只能在適當的溫度和氧氣充足的情況下才能充分燃燒?；剂喜唤浱幚碇苯尤紵僧a生污染環(huán)境的CO、SO2有害氣體。化石燃料(煤)經深加工后變?yōu)闅怏w燃料，不僅能減少SO2對大氣的污染，而且能提高燃燒效率，所以A、D選項的說法是錯誤的。答案：AD4.如圖，鋅錳干電池在放電時總反方程式可表示為：Zn(s)＋2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Zn2＋＋Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O，在此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生反的物質是()A.Zn B.碳C.MnO2和NHeq\o\al(＋,4) D.Zn2＋和NH3解析：原電池正極是電子流入的一極，氧化劑在此處得電子被還原。而總反中MnO2所含Mn元素的化合價降低，說明MnO2被還原，為氧化劑。答案：C5.如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是()A．a電極是負極B．b電極的電極反為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．氫氧燃料電池是一種具有用前景的綠色電源D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑儲藏在電池內的型發(fā)電裝置解析：氫氧燃料電池的總化學方程式為2H2＋O2=2H2O，因此a電極上發(fā)生電極反是2H2－4e－=4H＋，a電極是負極；b電極上發(fā)生反：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，b電極是正極，以上電極反式，適用于電解質溶液為Na2SO4溶液；氫氧燃料電池的能量效率較高，且產物是H2O，是一種無污染物質，是一種具有用前景的綠色能源。氫氧燃料電池通入H2、O2，就能工作，無需將H2、O2儲蓄在電池內部。答案：B6.廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的危害。有同學想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是()A．把鋅皮取下洗凈用于室制氫氣B．碳棒取出洗凈用作電極C．把銅帽取下洗凈回收利用D．電池內部填有NH4Cl化學物質，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用解析：廢電池的黑色糊狀物中含有NH4Cl，還含有MnO2及有毒的重金屬。答案：D7.微型紐扣電池在生活中有廣泛用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH，電池總反為Ag2O＋Zn=2Ag＋ZnO，據此判斷下列敘述，其中正確的是()A．Ag2O是正極，Zn是負極B．正極反式為：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－C．在使用過程中，電子由Ag2O極經外電路流向Zn極D．Zn極發(fā)生還原反，Ag2O極發(fā)生氧化反解析：本題要求學生將原電池原理用到題目創(chuàng)設的情景中去解決問題。分析電池總反的電子得失情況可知，原電池工作時，Ag2O被還原，Zn被氧化，因此，Ag2O作正極，Zn作負極。Zn被氧化產生ZnO，可看做Zn(OH)2失水的產物，電解質溶液為KOH，則電極反為：正極：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－負極：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O由此判斷，A、B正確，C、D不正確。點評：在書寫電極反時，要注意電解質溶液對產物存在形式的影響，堿性介質的電極反中不能出現H＋，酸性介質的電極反中不能出現OH－，如：氫氧燃料電池，若堿溶液作電解質溶液，電極反為正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－負極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O若酸溶液作電解質溶液，則電極反為：正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O負極：2H2－4e－=4H＋答案：AB8.鋰電池是一代型高能電池，它以質量輕、能量高而受到了普遍，目前已研制多種鋰電池。某種鋰電池的總反式為Li＋MnO2=LiMnO2，下列說法正確的是()A.Li是正極，電極反為Li－e－=Li＋B.Li是負極，電極反為Li－e－=Li＋C.Li是負極，電極反為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D.Li是負極，電極反為Li－2e－=Li2＋解析：本題根據總反判斷Li被氧化，為負極材料，其失電子成為Li＋，正極放電的為MnO2，若已知電池總反而要寫電極反式，這類題的一般處理方法是：根據“負失氧、正得還”的規(guī)律容易先判斷負極材料，負極材料若是金屬，則失電子而變?yōu)橄嚓栯x子(注意：Fe失電子變?yōu)镕e2＋)，負極材料若是其他被氧化的物質(如氫氧燃料電池中的H2、甲烷燃料電池中的CH4)，則失電子變?yōu)橄嘌趸a物，然后再推斷正極反。答案：B9.有一型燃料電池，是用兩根金屬做電極插入KOH溶液中，然后向X極通入CH4，向Y極通入O2，關于此燃料電池的說法錯誤的是()A．通入CH4的X極是負極，通入O2的Y極是正極B.放電一段時間后，電解質溶液中KOH的物質的量不變C．在狀況下，通入5.6LO2，完全反時有1.0mol電子轉移D．放電時，通入甲烷一極附近的pH升高 解析：由題意可推知出甲烷－氧氣燃料電池的總反為：CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O。在通入甲烷一極需消耗KOH，因此pH必降低，KOH的物質的量必減??；由正極反式O2＋2H2O＋4e－=4OH－可知，當消耗O2：eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.25mol時，轉移電子的物質的量為4×0.25mol＝1.0mol。答案：BD10.堿性電池具有容量大，放電電流大的特點，因而得到廣泛用。鋅－錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反式為：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)下列說法錯誤的是()A．電池工作時，鋅失去電子B.電池正極的電極反式為2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上減少6.5g解析：根據總反式中元素化合價的變化，可知電池工作時，鋅失電子作電源的負極，在正極上MnO2發(fā)生得電子的還原反，因此電池工作時，外電路上電子由電池的負極流向正極，因此A、B兩項正確，C項錯誤。由關系式Zn～2e－可知，D選項正確。答案：C點評：原電池知識是高考的之一，本題以鋅－錳堿性電池的有關問題為載體，考查學生熟練用原電池基礎知識解決實際問題的能力。解答本題的關鍵是對原電池基礎知識的熟練掌握，并靈活用。11.太平里社區(qū)舉辦“知識競答活動”。70歲的李奶奶也是參賽選手。她剛上場，就讓這樣一道題難住了：在下列哪組能源中，都是不可再生的能源。這時，14歲的孫女在她的背后輕聲提醒：“奶奶，有些能源是用一點少一點，用完了就沒啦，這叫不可再生的，就像您常說的得省著用；有些能源不用白不用，用了還有，這就叫可再生的，就該多使用?！崩钅棠搪犃嘶腥弧Ｓ谑?，她選擇了正確的答案。你知道她選擇了哪一組嗎？()A．太陽能、風能、波浪能B．、煤炭、天然氣C．熱能、生物能、原子能解析：有了孫女的輕聲提醒，奶奶自然會選B。答案：B12.小青、小燕和小亮正在一起討論能源問題。小青說：“除了有太陽能、風能、核能、潮汐能外，我記得老師說過，生物能也是能源。如現在農村用農作物的秸稈和人畜的糞便作原料生產沼氣，用它來做飯、照明?！毙⊙嘞肓讼胝f：“現在用甘蔗、甜菜、糧食，還有谷殼、鋸末、木屑、果殼，可以生產酒精，代替汽油，這是生物能，也算能源吧。”小亮表示了不同的意見，他說：“生物能不都是能源吧？沼氣就是老技術了，怎么能算能源呢？”誰的說法是錯誤的？()A．小青B．小燕C．小亮解析：生物能是一種而且是可再生的能源。例如農作物秸稈可通過太陽光用得到。生物能屬于能源。答案：C13.可逆反mA＋nBxC(A、B、C均是氣體)，已知v(A)＝amol·L－1·min－1，v(B)＝bmol·L－1·min－1;v(C)＝cmol·L－1·min－1，則X的值為()A.eq\f(bc,n) B.eq\f(ac,n)C.eq\f(nc,b) D.eq\f(mc,b)解析：由反速度之比于方程式前的化學計量數之比得eq\f(vC,vA)＝eq\f(x,m)，則x＝m·eq\f(vC,vA)＝eq\f(m·cmol·L－1·min－1,amol·L－1·min－1)＝eq\f(mc,a)或x＝n·eq\f(vC,vB)＝n·eq\f(c,b)，故C為正確選項。答案：C14.綠色能源是指使用過程中不排放或排放極少污染物的能源。如一級能源中的水能、地熱、天然氣，二級能源中的電能、氫能。下列能源屬于綠色能源的是()①太陽能②風能③④煤⑤潮汐能⑥木材A.①②③ B.③④⑤C.④⑤⑥ D.①②⑤解析：③、④、⑥會產生大量污染大氣的氣體，而①、②、⑤是清潔能源。答案：D二、填空題(共48分)15.(12分)能源是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的因素。請回答下列有關問題：(1)人類利用能源分為三個階段，即________、________、________。(2)礦物能源是人類社會賴以生存的重要物質基礎。目前，全球仍主要處于化石能源時期。下列不屬于化石能源的是()A. B.煤C.天然氣 D.生物能請以C、CnH2n＋2、CH4為代表，寫出燃燒的化學方程式：________________________；________________________；________________________。并比較分析質量的三種燃料完全燃燒，對環(huán)境的負面影響最小的是________。(3)有人對能源提出以下看法：A.化石能源屬于不可再生能源，只會越用越少。B.生物能是一種可再生能源，有廣泛的前景。C.太陽能、氫能、核能、地殼地表能都屬于能源。D.我國人口眾多、資源相對缺乏、環(huán)境承載能力較弱，因此要節(jié)約型社會。對上述看法你認為合理的有________。解析：(1)柴草時期、化石能源時期、多能源結構時期。(2)DC＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2；CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(點燃))nCO2＋(n＋1)H2O；CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O；CH4。(3)A、B、C、D16.(12分)下列是用化學方程式表示的化學變化，請在每小題后的橫線上注明能量的轉化形式。(1)Zn＋Ag2O＋H2Oeq\o(,\s\up15(放電),\s\do15(充電))Zn(OH)2＋2Ag__________________________________________________________________________________________________________________________________(2)2C2H2＋5O2eq\o(=,\s\up15(點燃))4CO2＋2H2O______________________________________________________________________________________________________________________________________(3)6H2O＋6CO2eq\o(=,\s\up15(光),\s\do15(葉綠體))C6H12O6＋6O2_____________________________________________________________________________________________________________________________________(4)CaCO3eq\o(=,\s\up15(高溫))CaO＋CO2↑___________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：能量可以相互轉化，能量間的轉化形式是多種多樣的，根據化學反的條件和反實質可以判斷。答案：(1)放電時化學能轉化為電能，充電時電能轉化為化學能(2)化學能轉化為熱能(3)太陽能(光能)轉化為化學能(4)熱能轉化為化學能17.(12分)(1)今有2H2＋O2eq\o(=,\s\up15(KOH))2H2O反，構成燃料電池，則負極通的是________，正極通的是________，電極反式為：________、________。(2)如把KOH改為稀H2SO4作導電物質，則電極反式為________、________，(1)和(2)的電解液不同，反進行后，其溶液的pH各有何變化？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)如把H2改為甲烷，KOH作導電物質，則電極反式為___________________________________________________________。解析：解決此題的關鍵是弄電池的有關概念，根據電池反式可知H2在反中被氧化，O2被還原；H2在負極上反，O2在正極上反。又因為是堿性溶液不可能有H＋參加或生成，故負極反為：2H2＋4OH－－4e－=4H2O，正極反為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。若將導電物質換成酸性溶液，此時考慮不可能有OH－參加反，也不可能有OH－生成，負極：2H2－4e－=4H＋，正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。由于前者在堿性條件反，KOH量不變，但工作時H2O增多，故溶液變稀，pH將變??；而后者為酸溶液，H2SO4不變，水增多，溶液酸性變小，故pH將變大。如把H2改為甲烷用KOH作導電物質，則負極：CH4＋10OH－－8e－→COeq\o\al(2－,3)＋7H2O，正極：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－，此時不會有CO2放出。答案：(1)H2O2負極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)負極：2H2－4e－=4H＋正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O(1)中pH變小，(2)中pH變大。(3)負極：CH4＋10OH－