(练习)能力课时培优练(3) 反应中能量的计算和新型电池的分析-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

能力课时培优练(3)　反应中能量的计算和新型电池的分析 1．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．每生成2分子AB(g)吸收b kJ能量 B．该反应属于吸热反应 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B，放出a kJ能量 B　[题图中各物质的计量单位为摩尔(mol)，则表明每生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ能量，A项错误；题图表明反应物的总能量低于生成物的总能量，所以该反应属于吸热反应，B项正确，C项错误；题图表明断裂1 mol A—A和1 mol B—B吸收a kJ能量，D项错误。] 2．(双选)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)是合成甲醇(CH3OH)的反应，该反应过程的能量变化如图所示，下列判断正确的是(　　) A．CO(g)与H2(g)反应生成1 mol CH3OH(g)释放出91 kJ的能量 B．用碳制备原料气CO、H2的反应属于放热反应 C．反应物的总键能低于生成物的总键能 D．若该反应生成液态CH3OH，则放出的能量更少 AC　[由题图可知，生成1 mol CH3OH(g)放出510 kJ－419 kJ＝91 kJ的能量，A项正确；碳与水蒸气反应制备CO和H2的反应属于吸热反应，B项错误；该反应是放热反应，则反应物的总键能低于生成物的总键能，C项正确；同种物质气态时比液态时的能量高，则如果生成液态CH3OH，则放出的能量更多，D项错误。] 3．(双选)实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是(　　) 图1　　　　图2　 　　　　图3 A．若将图1中的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生 B．图2中H＋向Zn片移动 C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率减慢 D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为1∶32 BC　[Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Zn片逐渐溶解，Cu片上可看到有气泡产生，A项正确；H＋带正电荷，应该向正极Cu片移动，B项错误；由于Mg的失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片后，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C项错误；图2中假设消耗负极65 g Zn，则转移2 mol电子，正极产生2 g H2，而图3中消耗负极65 g Zn，也转移2 mol电子，则正极析出64 g Cu，正极产物的质量比为1∶32，D项正确。] 4．如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)(　　) A．杠杆不论为导体还是绝缘体，均为A端高B端低 B．杠杆不论为导体还是绝缘体，均为A端低B端高 C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低 D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高 D　[根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，在铁球表面析出Cu，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，在铜球表面析出Cu，A端下沉。] 5．一种直接铁燃料电池(电池反应：3Fe＋2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．Fe极作正极 B．KOH溶液为电池的电解质溶液 C．电子由多孔碳极沿导线流向Fe极 D．5.6 g Fe参与反应时，导线中流过1.204×1023个电子 B　[铁燃料电池中铁失去电子，发生氧化反应，作负极，A错误；KOH溶液为电解质溶液，B正确；电子由负极(Fe极)沿导线流向正极(多孔碳极)，C错误；根据电池反应：3Fe＋2O2===Fe3O4可知，3 mol铁参与反应时转移8 mol e－，故5.6 g Fe参与反应时，导线中流过约1.605×1023个电子，D错误。] 6．固体氧化物燃料电池以固体氧化锆­氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　) A．有O2放电的a极为电池的负极 B．O2－移向电池的正极 C．b极对应的电极反应式为2H2－4e－＋2O2－===2H2O D．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C　[在该燃料电池中，有O2放电的a极为原电池的正极，A错误；在该燃料电池中，O2－移向电池的负极，B错误；在该燃料电池中，有H2放电的b极为电池的负极，电极反应式为2H2－4e－＋2