第1章 化学反应与能量转化 强化集训(一)-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（鲁科版）

强化集训(一)

角度1　新型化学电源——锂电池与非水电池

1．锂－空气电池的工作原理如图所示。当多孔电极材料选用纳米多孔金时，该电池表现出良好的循环性能。放电时电池总反应为2Li＋O2===Li2O2。下列说法错误的是(　　)

A．该电池的电解液常用锂盐的有机溶液

B．电池工作时，外电路中通过0.01 mol电子，负极材料质量减少0.07 g

C．电池工作时，正极反应可能经过两个过程：Li＋＋O2＋e－===LiO2，Li＋＋LiO2＋e－===Li2O2

D．电池充电时间越长，电池中Li2O2越多

解析：D　该电池的负极是金属锂，电解质溶液不能是水溶液，故电解液常用锂盐的有机溶液，A正确；负极的电极反应为Li－e－===Li＋，若外电路中通过0.01 mol电子，则有0.01 mol Li反应，负极材料质量减少0.07 g，B正确；根据电池总反应可知，Li最终转化成了Li2O2，Li可能先生成LiO2，再生成Li2O2，即正极反应可能经过两个过程：Li＋＋O2＋e－===LiO2，Li＋＋LiO2＋e－===Li2O2，C正确；充电时电池总反应为Li2O2===2Li＋O2，电池充电时间越长，电池中Li2O2越少，D错误。

2．直接碳固体氧化物燃料电池作为全固态的能量转换装置，采用固体碳作为燃料，以多孔Pt作电极、氧化锆为电解质，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)

已知：CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1；CO(g)＋

O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。

A．电极a为正极，电子由电极b经过导线流向电极a

B．电极b发生的电极反应为CO＋O2－－2e－===CO2

C．依据装置原理可推测，该条件下CO放电比固体C更容易

D．若1 mol C(s)充分燃烧，理论上放出的热量为110.5 kJ

解析：D　碳固体氧化物燃料电池中，通入O2的a电极为正极，b电极为负极，放电时电子由负极经过导线流向正极，即电子由电极b经过导线流向电极a，故A正确；该电池中b电极为负极，CO放电生成CO2，电极反应为CO＋O2－－2e－===CO2，故B正确；根据电池的工作原理可知，该条件下CO放电比固体C更容易，故C正确；C(s)充分燃烧的化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)，已知①CO2(g)＋C(s)===2CO(g)

ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1，根据盖斯定律，①＋②×2得C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1＋(－283 kJ·mol－1)×2＝－393.5 kJ·mol－1，故D不正确。

3．一种以LiAlCl4液体为电解质的可充电锂离子电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．放电时，FePO4发生氧化反应

B．放电过程中电解质溶液中Li＋的浓度不发生变化

C．放电时，负极的电极反应式为Al＋7AlCl－3e－===4Al2Cl

D．充电时，a接正极，b接负极

解析：C　根据锂离子移动方向可分析出a电极为电池负极，b电极为电池正极。放电时，FePO4得电子，发生还原反应，A错误；放电时，负极的电极反应式为Al＋7AlCl－3e－===4Al2Cl，正极的电极反应式为Li＋＋e－＋

FePO4===LiFePO4，故放电过程中电解质溶液中Li＋的浓度减小，B错误，C正确；充电时，原电池的正极接外接电源的正极，原电池的负极接外接电源的负极，则a接负极，b接正极，D错误。

4．氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(　　)

A．电池工作时，熔融碳酸盐只起导电的作用

B．负极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O

C．该电池可利用工厂中排出的CO2，减少温室气体的排放

D．电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2

解析：B　根据题给图示可知，在氢氧熔融碳酸盐燃料电池中，通入氢气的电极为负极，电极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，总反应为2H2＋O2===2H2O。根据上述分析可知，电池工作时，熔融碳酸盐参与了电极反应，A错误；负极反应式为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，B正确；根据总反应可知，该电池工作时没有消耗二氧化碳，不能减少温室气体的排放，C错误；电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗0.05 mol氧气，则消耗的氧气质量为1.6 g，D错误。

角度2　隔膜在电化学中的应用

5．我国科技工作者设计以CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物的新装置如图所示(R代表烃基)。下列说法错误的是(　　)