专题02 化学反应与能量变化(广西专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期中真题分类汇编
2025-03-24
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内容正文:
专题02 化学反应与能量变化
内容概览
考向1 放热反应与吸热反应
考向2 原电池原理及其应用
考向1 放热反应与吸热反应
1.(23-24高一下·广西南宁5校·期中)下列过程放出热量的是
A.中和反应 B.碳酸钙分解 C.干冰升华 D.化学键断裂
2.(23-24高一下·广西钦州·期中)下列反应中,不属于氧化还原反应且反应前后能量变化如图所示的是
A.生石灰溶于水 B.高温条件下碳粉与二氧化碳的反应
C.食物腐败变质 D.盐酸和碳酸氢钠的反应
3.(23-24高一下·广西南宁5校·期中)下列关于化学反应热效应的叙述,正确的是
A.放热反应在常温下就一定很容易发生
B.放热反应中反应物的总能量一定大于生成物的总能量
C.合成反应是吸热反应
D.凡是需加热方能进行的反应一定是吸热反应
4.(23-24高一下·广西钦州灵山县天山中学·期中)化学反应的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A.该反应是吸热反应
B.断裂中化学键需要吸收能量
C.该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
D.和的总能量低于的总能量
5.(24-25高二上·湖南娄底涟源部分学校·开学考)反应 (放热)分两步进行:①A (吸热), ②X→C(放热)。示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
6.(23-24高一下·广西钦州灵山县天山中学·期中)下列变化中,既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是
A.灼热的碳与二氧化碳反应 B.铝和盐酸反应
C.酸碱中和反应 D.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应
7.(23-24高一下·广西钦州浦北县·期中)中国载人登月初步飞行方案公布,计划2030年前实现登月。登月发射使用的火箭是长征9号火箭,火箭采用煤油、液氢、液氧等无毒无污染推进剂。分解水可以制取氢气,分解时的能量变化如图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A.断开H-O键放出能量
B.反应物的总键能大于生成物的总键能
C.该条件下生成物比反应物更为稳定
D.寻找合适催化剂可不需要额外提供能量实现分解水
8.(23-24高一下·广西钦州浦北县·期中)下列反应属于吸热反应的是
A.生石灰溶于水 B.盐酸和氢氧化钠溶液反应
C.镁在空气中燃烧 D.氢氧化钡和氯化铵晶体混合
9.(23-24高一下·广西南宁5校·期中)已知、、、分别表示、、、所具有的能量,则对于吸热反应,下列说法正确的是
A. B.
C. D.
10.(22-23高一下·广西柳州民族高级中学·期中)某反应由两步反应A→B→C构成,其反应能量曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.两步反应均为吸热反应 B.三种物质中B最稳定
C.A与C的能量差为 D.A→B的反应不一定需要加热
考向2 原电池原理及其应用
11.(23-24高一下·广西南宁第二中学·期中)关于如图装置的叙述,正确的是
A.锌是负极,反应过程中铜片质量逐渐减少
B.该装置中,电流方向是从锌片经导线流向铜片
C.工作一段时间后,电解质溶液的质量增加
D.该电池工作时,有大量在铜片表面被氧化成
12.(23-24高一下·广西南宁第二中学·期中)某同学设计了如图原电池装置(盐桥装有琼脂吸附的饱和溶液)。下列说法错误的是
A.负极是,电池工作时,发生了氧化反应
B.电池工作过程中,甲烧杯中溶液的颜色逐渐变浅
C.电池工作过程中,盐桥中的向甲烧杯移动
D.该电池的反应原理是:
13.(23-24高一下·广西来宾忻城县高级中学·期中)某同学为研究电化学原理,设计如图所示装置。下列叙述不正确的是
A.a和b用导线连接,溶液中的Cu2+移向铁片
B.a和b用导线连接,铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu
C.a和b用导线连接,电子流向为Fe→Cu
D.无论a和b是否连接,反应总方程式均为Fe+Cu2+=Fe2++Cu
14.(23-24高一下·广西来宾忻城县高级中学·期中)有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减小,b极质量增加
b极有气体产生,c极无变化
实验装置
部分实验现象
d极溶解,c极有气体产生
电流计指示在导线中电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A. B.
C. D.
15.(22-23高一下·广西南宁·期中)Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理如图所示,刻蚀液由一定浓度的HF和混合而成,刻蚀时间为2~16min,由Ag薄膜覆盖的部分硅晶片被刻蚀掉,剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法错误的是
A.该刻蚀过程利用了原电池原理,Si作负极
B.Si极附近溶液酸性增强
C.每刻蚀14gSi,有2mol电子流入Ag电极
D.Ag极发生的反应为
16.(23-24高一下·广西百色凌云县中学·期中)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色直接变成黄色
D.a和b用导线连接后,Fe片上发生氧化反应,溶液中的Cu2+向铜电极移动
17.(23-24高一下·广西百色凌云县中学·期中)燃料电池的装置如图所示,电池工作时,下列说法错误的是
A.将化学能转化为电能
B.电极b上发生氧化反应
C.总反应式为
D.向电极a方向迁移
18.(23-24高一下·广西钦州·期中)电池因能提供持久稳定的电力支持,满足不同领域的需求,故应用广泛。如图为铁—碳原电池的装置示意图,下列说法正确的是
A.铁片是原电池的正极 B.该装置能将电能转化为化学能
C.电子由铁片流出经过电流计流向碳棒 D.碳棒上的电极反应式为
19.(23-24高一下·广西钦州灵山县天山中学·期中)由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是
装置
现象
金属W不断溶解
Y的质量增加
W上有气体产生
A.装置甲中W作原电池负极
B.装置乙中Y电极上的反应式为
C.装置丙中电流由Z流向W
D.四种金属的活动性强弱顺序为
20.(23-24高一下·广西博白县中学·期中)某同学以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,具体情况如下表所示:
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流/μA
1
番茄
1
98.7
2
番茄
2
72.5
3
苹果
2
27.2
下列说法错误的是
A.水果的作用是提供电解质溶液
B.该电池的电流从锌片经导线流向铜片
C.实验2和3的目的是探究水果种类对电流大小的影响
D.其他条件相同时,电极间距离越小,水果电池的电流越大
1.(21-22高一下·广西桂林兴安县第三中学·期中)下列过程的能量变化与如图所示相符的是
A.石灰石烧制生石灰 B.浓硫酸的稀释
C.二氧化碳与灼热的炭反应 D.氯化铵与Ba(OH)2·8H2O的反应
2.(22-23高一下·广西防城港实验高级中学·期中)下列反应中既属于氧化还原反应又属于放热反应的是
A.氢氧化钾与硫酸的反应 B.碳酸钠与盐酸反应放出气体
C.镁条在空气中燃烧 D.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应
3.(21-22高一下·广西南宁市第四十三中学·期中)图示表示的是吸热反应的是
A. B.
C. D.
4.(21-22高一下·广西桂林逸仙中学·期中)先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度、混合气,化学反应原理是,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.转变成的过程是一个吸收能量的过程
B.反应物的总能量大于生成物的总能量
C.形成键吸收能量
D.断开键放出能量
5.(22-23高一下·广西示范性高中·期中)已知反应A+B→C(吸热)分两步进行;(①A+B→X(放热);②X→C(吸热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
6.(21-22高一下·广西桂林兴安县第三中学·期中)碱性锌锰电池的总反应为: 。下列说法中正确的是
A.锌为负极,为正极
B.工作时没有发挥作用
C.工作时电子由经外电路流向。锌发生还原反应,发生氧化反应
D.锌发生还原反应,发生氧化反应
7.(21-22高一下·广西玉林县级重点高中·期中)如图是将SO2转化为重要化工原料H2SO4的原理示意图,下列说法正确的是
A.d口通入的是O2,发生氧化反应
B.溶液中H+的迁移方向是由b→a
C.当正极消耗22.4 L气体时,电路中通过的电子数目为4NA
D.催化剂a表面的电极反应式为:SO2-2e-+2H2O=SO+4H+
8.(22-23高一下·广西钦州第一中学·期中)铜锌原电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A.电子由铜片经导线流向锌片 B.铜电极上发生还原反应
C.工作一段时间后溶液中的c(H+)减小 D.负极的电极反应式为:
9.(22-23高一下·广西钦州第一中学·期中)已知反应CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)的能量情况如图所示,曲线І和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是
A.该反应的ΔH=-491kJ‧mol-1
B.加入催化剂,加快反应速率,该反应的ΔH变小
C.无论是否使用催化剂,反应物的总能量都大于生成物的总能量
D.如果该反应生成液态CH3OH,则ΔH增大
10.(21-22高一下·广西南宁市第四十三中学·期中)如图所示的装置中。M为活动性顺序表中位于氢之前的金属,N为石墨棒,关于此装置的下列叙述中,不正确的是
A.是化学能转变为电能的装置
B.N上有气体放出
C.M为正极,N为负极
D.导线中有电流通过,电流方向是经导线由N到M
11.(21-22高一下·广西桂林逸仙中学·期中)下列属于原电池装置并能产生电流的是
A. B. C. D.
12.(22-23高一下·广西柳州民族高级中学·期中)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,降低了成本提高了效益,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.Pt1电极附近发生的反应为:SO2+2H2O-2e-===SO+4H+
B.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-===2O2-
C.该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极
D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
13.(22-23高一下·广西防城港实验高级中学·期中)如图所示的原电池装置,两电极分别为 Zn 和石墨棒,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是
A.电流流动方向为:X→外电路→Y→溶液→X
B.若两电极分别为 Zn 和石墨棒,则 X 为石墨棒,Y 为 Zn
C.移向 X 电极,Y 电极上有氢气产生
D.若Zn电极消耗6.5 g,外电路转移0.1 mol e-
14.(22-23高一下·广西防城港实验高级中学·期中)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),已知下列化学键的键能(拆开或形成1 mol化学键所吸收或放出的热量),下列说法正确的是
化学键
键能/kJ·mol-1
H-H
436
N-H
391
N≡N
946
A.该反应为吸热反应
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.1 molN2 和3molH2反应放出92 kJ热量
D.生成1 mol NH3放出92 kJ热量
15.(22-23高一下·广西钦州第一中学·期中)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,下列说法中不正确的是
A.工作时,正极上发生反应的物质是Ag2O
B.负极发生的反应是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
C.工作时,负极区溶液c(OH-)减小
D.溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动
16.(22-23高一下·广西钦州浦北县·期中)某化学兴趣小组根据反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计如图所示原电池,下列说法错误的是
A.铁电极发生氧化反应
B.Y可以是氯化铜溶液
C.X可以是铜或石墨
D.电子从铁电极经Y流向X电极
17.(23-24高一下·广西钦州浦北县·期中)下列四个常用电化学装置的叙述正确的是
图I水果电池
图Ⅱ干电池
图Ⅲ铅蓄电池
图Ⅳ氢氧燃料电池
A.图I所示电池中,铜电极发生氧化反应
B.图Ⅱ所示干电池中,锌得到电子,作负极
C.图Ⅲ所示电池为二次电池,放电时电解质溶液中的H+移向Pb极
D.图Ⅳ所示电池中正极反应为:O2+4H++4e-=2H2O
18.(23-24高一下·广西梧州苍梧中学·期中)某合作学习小组的同学设计下列原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列叙述中不正确的是
A.乙烧杯可看作半电池,发生氧化反应
B.电池工作时,盐桥中的移向乙烧杯
C.电子流动方向:石墨(甲)石墨(乙)盐桥石墨(甲)
D.电池工作一段时间,甲烧杯中酸性减弱
19.(23-24高一下·广西梧州苍梧中学·期中)新型电池是化学研究的重要课题之一,有关下列两种新型电池说法正确的是
电池
Ⅰ
Ⅱ
图示
说明
在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电。
常温钠离子全固态浓差电池,正极材料为层状含钠过渡金属氧化物,负极为钠锡合金。
A.电池Ⅰ中加入降低了正极反应的活化能,负极反应为
B.电池I中当被完全氧化时,有标准状况下的被还原
C.电池Ⅱ放电时,会脱离过渡金属氧化层
D.电池Ⅱ充电时,b极接电源的正极,a极接电源的负极
20.(22-23高一下·广西钦州浦北县·期中)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率.
(1)氢气在O2中燃烧的反应是 热反应(填“放”或“吸”),这是由于反应物的总能量 生成物的总能量(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);
(2)从化学反应的本质角度来看,氢气的燃烧是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量 形成产物的化学键放出的总能量。已知破坏1mol H-H键、1mol O=O键、1mol H-O键时分别需要吸收a kJ、b kJ、c kJ的能量。则2mol H2(g)和1mol O2(g)转化为2mol H2O(g)时放出的热量为
kJ。
(3)通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,下图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为KOH溶液),被称为氢氧燃料电池.该电池的正极是 (填a或b),负极反应式为 。
(4)若将右图中的氢氧燃料电池用固体金属氧化物陶瓷作电解质(能够传导O2-),已知正极上发生的电极反应式为:O2+4e-===2O2-则负极上发生的电极反应式为 ;电子从 极(填a或b)流出。
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专题02 化学反应与能量变化
内容概览
考向1 放热反应与吸热反应
考向2 原电池原理及其应用
考向1 放热反应与吸热反应
1.(23-24高一下·广西南宁5校·期中)下列过程放出热量的是
A.中和反应 B.碳酸钙分解 C.干冰升华 D.化学键断裂
【答案】A
【详解】A.中和反应属于放热反应,A正确;
B.碳酸钙分解属于吸热反应,B错误;
C.干冰升华是固态二氧化碳变为气态二氧化碳,其过程需要吸收热量,C错误;
D.化学键断裂需要吸收能量,D错误;
故选A。
2.(23-24高一下·广西钦州·期中)下列反应中,不属于氧化还原反应且反应前后能量变化如图所示的是
A.生石灰溶于水 B.高温条件下碳粉与二氧化碳的反应
C.食物腐败变质 D.盐酸和碳酸氢钠的反应
【答案】D
【分析】因为反应物的总能量低于生成物的总能量,所以是吸热反应。
【详解】A.生石灰溶于水,放出热量,没有元素化合价改变,不属于氧化还原反应,A错误;
B.高温条件下碳粉与二氧化碳的反应是吸热反应,有元素化合价改变,属于氧化还原反应,B错误;
C.食物腐败变质,属于食物的缓慢氧化,反应放热,C错误;
D.盐酸和碳酸氢钠的反应是吸热反应,且不属于氧化还原反应,D正确;
故选D。
3.(23-24高一下·广西南宁5校·期中)下列关于化学反应热效应的叙述,正确的是
A.放热反应在常温下就一定很容易发生
B.放热反应中反应物的总能量一定大于生成物的总能量
C.合成反应是吸热反应
D.凡是需加热方能进行的反应一定是吸热反应
【答案】B
【详解】A.放热反应在常温下不一定很容易发生,比如合成氨,A错误;
B.根据放热反应中反应物的总能量和生成物的总能量的关系可知,放热反应中反应物的总能量一定大于生成物的总能量,B正确;
C.合成反应不一定是吸热反应,例如反应合成氨是放热反应,C错误;
D.反应条件和反应吸热或放热无关,D错误。
答案选B。
4.(23-24高一下·广西钦州灵山县天山中学·期中)化学反应的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A.该反应是吸热反应
B.断裂中化学键需要吸收能量
C.该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量
D.和的总能量低于的总能量
【答案】B
【详解】A.反应物总能量大于生成物总能量,该反应是放热反应,故A错误;
B.根据图示,断裂中化学键需要吸收能量,故B正确;
C.该反应断开化学键消耗的总能量小于形成化学键释放的总能量,故C错误;
D.和的总能量大于的总能量,故D错误;
选B。
5.(24-25高二上·湖南娄底涟源部分学校·开学考)反应 (放热)分两步进行:①A (吸热), ②X→C(放热)。示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应, 反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,X→C反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,A正确;
B.反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应, 反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,X→C反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,B错误;
C.反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应, 反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,X→C反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,C错误;
D.反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,X→C反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,D错误;
故选A。
6.(23-24高一下·广西钦州灵山县天山中学·期中)下列变化中,既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是
A.灼热的碳与二氧化碳反应 B.铝和盐酸反应
C.酸碱中和反应 D.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应
【答案】A
【详解】A.灼热的碳与二氧化碳反应是氧化还原反应,也是吸热反应,A项正确;
B.铝和盐酸反应是氧化还原反应,是放热反应,B项错误;
C.酸碱中和反应是复分解反应,不是氧化还原反应,是放热反应,C项错误;
D.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应是复分解反应,不是氧化还原反应,是吸热反应,D项错误;
故答案选A。
7.(23-24高一下·广西钦州浦北县·期中)中国载人登月初步飞行方案公布,计划2030年前实现登月。登月发射使用的火箭是长征9号火箭,火箭采用煤油、液氢、液氧等无毒无污染推进剂。分解水可以制取氢气,分解时的能量变化如图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A.断开H-O键放出能量
B.反应物的总键能大于生成物的总键能
C.该条件下生成物比反应物更为稳定
D.寻找合适催化剂可不需要额外提供能量实现分解水
【答案】B
【分析】在化学反应过程中,断键会吸收能量,形成化学键会释放能量,化学反应过程中能量变化等于反应物总能量与生成物总能量的差,据此分析解答。
【详解】A.在H2O分解产生H2和O2的反应过程中,断开H-O键需要吸收能量,A错误;
B.根据图示可知:反应物的总能量小于生成物的总能量,反应为吸热反应,故反应物的总键能大于生成物的总键能,B正确;
C.该条件下生成物能量更高,更不稳定,C错误;
D.催化剂降低反应活化能,并不改变反应放热和吸热,仍需要额外提供能量实现分解水,D错误;
故选B。
8.(23-24高一下·广西钦州浦北县·期中)下列反应属于吸热反应的是
A.生石灰溶于水 B.盐酸和氢氧化钠溶液反应
C.镁在空气中燃烧 D.氢氧化钡和氯化铵晶体混合
【答案】D
【详解】A.生石灰溶于水转化成熟石灰,发生反应CaO+H2O=Ca(OH)2,该反应为放热反应,A项不符合题意;
B.盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应生成NaCl和H2O,该反应为放热反应,B项不符合题意;
C.Mg在空气中燃烧生成MgO,该反应属于放热反应,C项不符合题意;
D.氢氧化钡和氯化铵晶体混合反应生成BaCl2、NH3和H2O,该反应为吸热反应,D项符合题意;
答案选D。
9.(23-24高一下·广西南宁5校·期中)已知、、、分别表示、、、所具有的能量,则对于吸热反应,下列说法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.EA和EC为单独的反应物和生成物的所具有的能量,无法比较大小,A错误;
B.该反应为吸热反应,则反应物总能量之和小于生成物的总能量之和,所以EA+EB<EC+ED,B正确;
C.该反应为吸热反应,则反应物总能量之和小于生成物的总能量之和,所以EA+EB<EC+ED,C错误;
D.该反应为吸热反应,则反应物总能量之和小于生成物的总能量之和,所以EA+EB<EC+ED,故EA<EC+ED,D错误;
故选B。
10.(22-23高一下·广西柳州民族高级中学·期中)某反应由两步反应A→B→C构成,其反应能量曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.两步反应均为吸热反应 B.三种物质中B最稳定
C.A与C的能量差为 D.A→B的反应不一定需要加热
【答案】D
【详解】A.A的能量小于B的能量,说明A→B的反应为吸热反应,B的能量大于C的能量,说明B→C的反应为放热反应,A错误;
B.物质的能量越低越稳定,C的能量最低最稳定,B错误;
C.A与C的能量差为,C错误;
D.A→B为吸热反应,不一定需要加热,如氯化铵晶体和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应,不需要加热,D正确;
故选D。
考向2 原电池原理及其应用
11.(23-24高一下·广西南宁第二中学·期中)关于如图装置的叙述,正确的是
A.锌是负极,反应过程中铜片质量逐渐减少
B.该装置中,电流方向是从锌片经导线流向铜片
C.工作一段时间后,电解质溶液的质量增加
D.该电池工作时,有大量在铜片表面被氧化成
【答案】C
【分析】锌的活泼性强于铜,该原电池中锌是负极,铜是正极,结合原电池工作原理分析解答。
【详解】A.锌的活泼性强于铜,该原电池中锌是负极,铜是正极,氢离子在正极放电,反应过程中铜片质量不变,锌片质量逐渐减少,A错误;
B.该装置中锌是负极,铜是正极,电流方向是从铜片经导线流向锌片,B错误;
C.工作一段时间后稀硫酸减少,转化为硫酸铜,电解质溶液的质量增加,C正确;
D.该电池工作时,有大量在铜片表面被还原成,D错误;
答案选C。
12.(23-24高一下·广西南宁第二中学·期中)某同学设计了如图原电池装置(盐桥装有琼脂吸附的饱和溶液)。下列说法错误的是
A.负极是,电池工作时,发生了氧化反应
B.电池工作过程中,甲烧杯中溶液的颜色逐渐变浅
C.电池工作过程中,盐桥中的向甲烧杯移动
D.该电池的反应原理是:
【答案】C
【分析】金属性铜强于Pt,铜电极是负极,Pt电极是正极,结构原电池工作原理分析解答。
【详解】A.负极是,电池工作时,发生了失去电子的氧化反应,A正确;
B.电池工作过程中,甲烧杯中铁离子得到电子转化为亚铁离子,溶液的颜色逐渐变浅,B正确;
C.原电池中阴离子移向负极,电池工作过程中,盐桥中的向乙烧杯移动,C错误;
D.正极铁离子得到电子,负极铜失去电子,该电池的反应原理是:,D正确;
答案选C。
13.(23-24高一下·广西来宾忻城县高级中学·期中)某同学为研究电化学原理,设计如图所示装置。下列叙述不正确的是
A.a和b用导线连接,溶液中的Cu2+移向铁片
B.a和b用导线连接,铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu
C.a和b用导线连接,电子流向为Fe→Cu
D.无论a和b是否连接,反应总方程式均为Fe+Cu2+=Fe2++Cu
【答案】A
【分析】若ab用导线相连,则构成原电池装置,Fe为负极,Fe失电子生成Fe2+,Cu为正极,Cu2+得电子生成Cu。若ab不连接,则Fe与Cu2+反应生成Fe2+和Cu。
【详解】A.a和b用导线连接,则整个装置构成原电池,原电池电解质溶液中的阳离子向正极移动,故Cu2+向Cu电极移动,A错误;
B.a和b用导线连接,装置构成原电池,铜片为正极,正极上Cu2++2e-=Cu,B正确;
C.a和b用导线连接,装置构成原电池,Fe为负极,Cu为正极,电子从Fe流向Cu,C正确;
D.无论a和b是否连接,该装置的总反应都是Fe+Cu2+=Fe2++Cu,D正确;
故答案选A。
14.(23-24高一下·广西来宾忻城县高级中学·期中)有a、b、c、d四个金属电极,有关的反应装置及部分反应现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减小,b极质量增加
b极有气体产生,c极无变化
实验装置
部分实验现象
d极溶解,c极有气体产生
电流计指示在导线中电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】a极质量减小,b极质量增加,则表明a极金属失电子作负极,溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极,金属活动性a>b;b极有气体产生,c极无变化,则表明b极金属能与H+发生置换反应,而c极不能,金属活动性b>c;d极溶解,c极有气体产生,则d极为负极,c极为正极,金属活动性d>c;电流计指示,导线中电流从a极流向d极,则d极为负极,a极为正极,金属活动性d>a;综合以上分析,金属活动性d>a>b>c,C正确。
15.(22-23高一下·广西南宁·期中)Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理如图所示,刻蚀液由一定浓度的HF和混合而成,刻蚀时间为2~16min,由Ag薄膜覆盖的部分硅晶片被刻蚀掉,剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法错误的是
A.该刻蚀过程利用了原电池原理,Si作负极
B.Si极附近溶液酸性增强
C.每刻蚀14gSi,有2mol电子流入Ag电极
D.Ag极发生的反应为
【答案】D
【分析】根据原电池的构成条件分析,原电池的负极上会发生失电子的氧化反应;在Ag薄膜附近发生得电子的还原反应,为正极;在Si电极上,Si失去电子发生氧化反应,与HF结合形成H2SiF6和H+,为负极;原电池中电子从负极迁移到正极。
【详解】A.在Si电极上发生失去电子的氧化反应,Si作负极,故A正确;
B.在Si电极上,Si失去电子,与HF结合形成H2SiF6和H+,电极反应式为Si+6HF-4e-=H2SiF6+4H+,Si极附近溶液pH减小,酸性增强,故B正确;
C.原电池中电子从负极迁移到正极,在Si电极上,Si失去电子,与HF结合形成H2SiF6和H+,电极反应式为Si+6HF-4e-=H2SiF6+4H+,每刻蚀14gSi,即有0.5molSi参加反应,失去电子2mol,即2mol电子迁移到Ag电极,故C正确;
D.在Ag薄膜附近发生得电子的还原反应,Ag极发生的反应为H2O2+2e-+2H+=2H2O,故D错误;
故选D。
16.(23-24高一下·广西百色凌云县中学·期中)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色直接变成黄色
D.a和b用导线连接后,Fe片上发生氧化反应,溶液中的Cu2+向铜电极移动
【答案】C
【详解】A.a和b不连接时,铁片和铜离子发生置换反应,因此铁片上会有金属铜析出,故A正确;
B.a和b用导线连接时,铁作负极,铜作正极,因此铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu,故B正确;
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液中铜离子都会减少,铁变为亚铁离子,溶液颜色变浅,故C错误;
D.a和b用导线连接后,Fe为负极,发生氧化反应,铜为正极,根据离子“同性相吸”原理,因此溶液中的Cu2+向正极即铜电极移动,故D正确。
综上所述,答案为C。
17.(23-24高一下·广西百色凌云县中学·期中)燃料电池的装置如图所示,电池工作时,下列说法错误的是
A.将化学能转化为电能
B.电极b上发生氧化反应
C.总反应式为
D.向电极a方向迁移
【答案】D
【分析】该燃料电池的装置中,通入氧气的a电极作正极,电极反应式为;通入氨气的b电极作负极,电极反应式为;总反应为;据此分析解答。
【详解】A.原电池是将化学能转化为电能的装置,A正确;
B.根据分析,b电极作负极,发生氧化反应,B正确;
C.根据分析,总反应式为,C正确;
D.根据分析,a电极作正极,b电极作负极,向电极b方向迁移,D错误;
故选D。
18.(23-24高一下·广西钦州·期中)电池因能提供持久稳定的电力支持,满足不同领域的需求,故应用广泛。如图为铁—碳原电池的装置示意图,下列说法正确的是
A.铁片是原电池的正极 B.该装置能将电能转化为化学能
C.电子由铁片流出经过电流计流向碳棒 D.碳棒上的电极反应式为
【答案】C
【分析】铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁发生氧化反应,铁是负极、碳是正极。
【详解】A.铁失电子生成Fe2+,铁片是原电池的负极,碳棒是原电池的正极,故A错误;
B.该装置属于原电池,将化学能转化为电能,故B错误;
C.在原电池中,电子从负极沿导线流入正极,所以该原电池中,铁是负极、碳是正极,电子由铁片流出经过电流计流向碳棒,故C正确;
D.碳棒是原电池的正极,电极反应式为,故D错误;
选C。
19.(23-24高一下·广西钦州灵山县天山中学·期中)由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是
装置
现象
金属W不断溶解
Y的质量增加
W上有气体产生
A.装置甲中W作原电池负极
B.装置乙中Y电极上的反应式为
C.装置丙中电流由Z流向W
D.四种金属的活动性强弱顺序为
【答案】C
【详解】A.甲装置中金属W不断溶解,说明W失电子生成金属阳离子,则W作负极,故A正确;
B.装置乙中Y的质量增加,可知铜离子在Y极得电子生成Cu单质,电极反应为:,故B正确;
C.装置丙中W上有气体产生,则W电极上发生反应:,W作正极,Z作负极,原电池中电流由正极流向负极,即由W流向Z,故C错误;
D.原电池中负极金属比正极活泼,甲中W为负极,X为正极,则W>X;乙中X作负极,Y作正极,则X>Y,丙中Z作负极,W作正极,则Z>W,四种金属的活动性强弱顺序为,故D正确;
故选:C。
20.(23-24高一下·广西博白县中学·期中)某同学以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,具体情况如下表所示:
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流/μA
1
番茄
1
98.7
2
番茄
2
72.5
3
苹果
2
27.2
下列说法错误的是
A.水果的作用是提供电解质溶液
B.该电池的电流从锌片经导线流向铜片
C.实验2和3的目的是探究水果种类对电流大小的影响
D.其他条件相同时,电极间距离越小,水果电池的电流越大
【答案】B
【详解】A.构成原电池的条件是两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合电路,水果的作用是提供电解质溶液,故A正确;
B.锌的活泼性大于铜,所以锌是负极、铜是正极,该电池的电流从铜片经导线流向锌片,故B错误;
C.实验2和3的水果种类不同,所以实验目的是探究水果种类对电流大小的影响,故C正确;
D.由实验1和2可知,其他条件相同时,电极间距离越小,水果电池的电流越大,故D正确;
选B。
1.(21-22高一下·广西桂林兴安县第三中学·期中)下列过程的能量变化与如图所示相符的是
A.石灰石烧制生石灰 B.浓硫酸的稀释
C.二氧化碳与灼热的炭反应 D.氯化铵与Ba(OH)2·8H2O的反应
【答案】B
【分析】图示反应物的能量比生成物的能量高,因此变化过程会放出热量,然后对选项反应分析判断。
【详解】A.石灰石高温煅烧分解产生CaO、CO2,该反应发生会吸收能量,因此反应为吸热反应,反应物的能量比生成物的能量低,与图示不吻合,A不符合题意;
B.浓硫酸的稀释会放出热量,反应物的能量比生成物的能量高,能量变化与图示相同,B符合题意;
C.二氧化碳与灼热的炭反应产生CO的反应是吸热反应,反应物的能量比生成物的能量低,能量变化与图示不吻合,C不符合题意;
D.氯化铵与Ba(OH)2·8H2O反应产生BaCl2、NH3·H2O、H2O,该反应发生会吸收热量,属于吸热反应,反应物的能量比生成物的能量低,故能量变化与图示不吻合,D不符合题意;
故合理选项是B。
2.(22-23高一下·广西防城港实验高级中学·期中)下列反应中既属于氧化还原反应又属于放热反应的是
A.氢氧化钾与硫酸的反应 B.碳酸钠与盐酸反应放出气体
C.镁条在空气中燃烧 D.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应
【答案】C
【详解】A.二者反应生成硫酸钾和水,为中和反应,且为放热反应,但反应过程中没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,A不符合题意;
B.反应为复分解反应,生成氯化钠和水、二氧化碳,没有元素的化合价变化,为非氧化还原反应,B不符合题意;
C.反应过程中元素化合价发生了变化,属于氧化还原反应,且反应放出热量,为放热反应,C符合题意;
D.反应为吸热反应,反应过程中没有元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,D不符合题意;
故合理选项是C。
3.(21-22高一下·广西南宁市第四十三中学·期中)图示表示的是吸热反应的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,A符合题意;
B.反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,B不符题意;
C.浓硫酸溶于水放出大量的热,但该过程并未发生化学反应,C不符题意;
D.稀盐酸与铁粉发生的置换反应是放热反应,D不符题意;
选A。
4.(21-22高一下·广西桂林逸仙中学·期中)先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度、混合气,化学反应原理是,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.转变成的过程是一个吸收能量的过程
B.反应物的总能量大于生成物的总能量
C.形成键吸收能量
D.断开键放出能量
【答案】B
【详解】A.图示能量变化趋势可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以CH3OH转变成H2的过程是一个放出热量的过程,A错误;
B.反应物的总能量大于生成物的总能量,B正确;
C.化学键的形成需要释放能量,所以形成H—H键放出能量,C错误;
D.化学键的断裂需要吸收能量,D错误;
故选B。
5.(22-23高一下·广西示范性高中·期中)已知反应A+B→C(吸热)分两步进行;(①A+B→X(放热);②X→C(吸热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】已知反应①(A+B→X)为放热反应,则A+B的总能量高于X的总能量,B、D均错误;已知反应②(X→C)为吸热反应,则X的总能量低于C的总能量,A正确,C错误,故选A。
6.(21-22高一下·广西桂林兴安县第三中学·期中)碱性锌锰电池的总反应为: 。下列说法中正确的是
A.锌为负极,为正极
B.工作时没有发挥作用
C.工作时电子由经外电路流向。锌发生还原反应,发生氧化反应
D.锌发生还原反应,发生氧化反应
【答案】A
【详解】A.反应中锌失去电子化合价升高,做负极,锰元素化合价降低,为正极,A项正确;
B.氢氧化钾是电解质,起导电作用,B项错误;
C.工作时电子从锌流向二氧化锰,锌发生氧化反应,二氧化锰发生还原反应,C项错误;
D.锌发生氧化反应,二氧化锰发生还原反应,D项错误。
故选A。
7.(21-22高一下·广西玉林县级重点高中·期中)如图是将SO2转化为重要化工原料H2SO4的原理示意图,下列说法正确的是
A.d口通入的是O2,发生氧化反应
B.溶液中H+的迁移方向是由b→a
C.当正极消耗22.4 L气体时,电路中通过的电子数目为4NA
D.催化剂a表面的电极反应式为:SO2-2e-+2H2O=SO+4H+
【答案】D
【分析】根据原理图中电子的移动方向可知,催化剂a电极为负极,故c口通入的是SO2,d口通入的是O2,b是正极,据此分析解题。
【详解】A.由以上分析可知,d口通入的是O2,发生还原反应,A错误;
B.原电池当中阳离子向正极移动,故溶液中H+的迁移方向是由a→b,B错误;
C.未知外界的温度和压强,故无法计算,C错误;
D.由分析可知,催化剂a作负极,发生氧化反应,故表面的电极反应式为:SO2−2e−+2H2O= +4H+,D正确;
故选D。
8.(22-23高一下·广西钦州第一中学·期中)铜锌原电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A.电子由铜片经导线流向锌片 B.铜电极上发生还原反应
C.工作一段时间后溶液中的c(H+)减小 D.负极的电极反应式为:
【答案】A
【分析】铜锌原电池,锌为负极,铜为正极,电子由锌片经导线流向铜片,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,据此分析。
【详解】A.原电池中电子由负极流向正极,铜锌原电池,锌为负极,铜为正极,电子由锌片经导线流向铜片,A错误;
B.铜作正极,正极发生还原反应,B正确;
C.根据电池的总反应:Zn+2H+= Zn2++H2 ,氢离子在反应过程中被消耗,工作一段时间后溶液中的c(H+)减小,C正确;
D.负极发生氧化反应,电极反应式为:,D正确;
故本题选A。
9.(22-23高一下·广西钦州第一中学·期中)已知反应CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)的能量情况如图所示,曲线І和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是
A.该反应的ΔH=-491kJ‧mol-1
B.加入催化剂,加快反应速率,该反应的ΔH变小
C.无论是否使用催化剂,反应物的总能量都大于生成物的总能量
D.如果该反应生成液态CH3OH,则ΔH增大
【答案】C
【详解】A.由图示可知,该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,反应为放热反应,而ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,焓变不是-419kJ‧mol-1,A错误;
B.加入催化剂,降低了反应的活化能,化学反应速率加快,但ΔH不变,B错误;
C.由图示可知,该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,曲线I活化能高、为未加催化剂的能量变化曲线,曲线II活化能低、为加催化剂的能量变化曲线,而催化剂不影响反应的ΔH,因此无论是否使用催化剂,反应物的总能量都大于生成物的总能量,C正确;
D.如果该反应生成液态CH3OH,会放出更多的热量,反应为放热反应,ΔH<0,则ΔH减小,D错误;
答案选C。
10.(21-22高一下·广西南宁市第四十三中学·期中)如图所示的装置中。M为活动性顺序表中位于氢之前的金属,N为石墨棒,关于此装置的下列叙述中,不正确的是
A.是化学能转变为电能的装置
B.N上有气体放出
C.M为正极,N为负极
D.导线中有电流通过,电流方向是经导线由N到M
【答案】C
【详解】A.该装置是原电池,将化学能转变为电能,A正确,不选;
B.由于电极活动性:M>N,所以N为正极,正极上H+得电子生成H2,因此N上有气泡产生,B正确,不选;
C.M为活动性顺序位于氢之前的金属,N为石墨棒,所以M电极失去电子发生氧化反应、为原电池的负极,N为正极,C错误,符合题意;
D.M为原电池的负极,N为正极,导线中有电流通过,电流方向是经导线由正极N经外电路流向负极M,D正确,不选;
故合理选项是C。
11.(21-22高一下·广西桂林逸仙中学·期中)下列属于原电池装置并能产生电流的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.没有形成闭合电路,不能产生电流,A错误;
B.虽然形成闭合电路,但是点个电极相同,不能形成原电池,B错误;
C.有两个活性不同的电极,有电解质溶液,形成闭合的回路,有自发的氧化还原反应发生,C正确;
D.酒精不是电解质不能产生电流,D错误;
答案选C。
12.(22-23高一下·广西柳州民族高级中学·期中)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,降低了成本提高了效益,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.Pt1电极附近发生的反应为:SO2+2H2O-2e-===SO+4H+
B.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-===2O2-
C.该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极
D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
【答案】B
【详解】A.Pt1电极通入SO2,SO2在负极失电子生成SO42-,则电极反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,A正确;
B.酸性条件下,氧气得电子生成水,则Pt2电极附近发生的反应为O2+4H++4e-=2H2O,B错误;
C.放电时,电子从负极流向正极,Pt1电极为负极,Pt2电极为正极,则该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极,C正确;
D.该电池的原理为二氧化硫与氧气的反应,即2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,所以放电过程中消耗的SO2和O2的体积之比为2:1,D正确;
答案选B。
【点睛】本题考查了原电池原理的应用,侧重考查原电池原理,明确电解质溶液酸碱性、电极的判断以及电极方程式的书写方法是解本题关键,难点是电极反应式的书写,注意结合电解质的溶解性以及是否存在交换膜等。
13.(22-23高一下·广西防城港实验高级中学·期中)如图所示的原电池装置,两电极分别为 Zn 和石墨棒,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是
A.电流流动方向为:X→外电路→Y→溶液→X
B.若两电极分别为 Zn 和石墨棒,则 X 为石墨棒,Y 为 Zn
C.移向 X 电极,Y 电极上有氢气产生
D.若Zn电极消耗6.5 g,外电路转移0.1 mol e-
【答案】C
【分析】从电子流动方向看,X为负极,Y为正极;电极材料为Zn和石墨棒,则X为Zn,Y为石墨棒。
【详解】A.电流方向与电子流动方向相反,且电流不能经过溶液,则电流方向为:Y→外电路→X,A不正确;
B.由分析可知,两电极分别为 Zn 和石墨棒,则 X 为Zn,Y 为石墨棒,B不正确;
C.在原电池中,阴离子向负极移动,则移向 X 电极,Y 电极为正极,H+得电子生成氢气,C正确;
D.由反应可得下列关系式:Zn——2e-,若Zn电极消耗6.5 g(0.1mol),外电路转移0.2 mol e-,D不正确;
故选C。
14.(22-23高一下·广西防城港实验高级中学·期中)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),已知下列化学键的键能(拆开或形成1 mol化学键所吸收或放出的热量),下列说法正确的是
化学键
键能/kJ·mol-1
H-H
436
N-H
391
N≡N
946
A.该反应为吸热反应
B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.1 molN2 和3molH2反应放出92 kJ热量
D.生成1 mol NH3放出92 kJ热量
【答案】B
【分析】反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),断开旧化学键需要吸收的能量为的946kJ/mol+3×436kJ/mol=2254kJ/mol;形成新化学键放出的能量为6×391kJ/mol=2346kJ/mol,即生成2molNH3时放出的热量为2346kJ-2254kJ=92kJ,由此分析解答。
【详解】A.由上述分析可知,该反应为放热反应,故A错误;
B.反应放热,反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,故B正确;
C.由于反应为可逆反应,1 molN2和3molH2反应放出热量小于92kJ,故C错误;
D.生成2molNH3时放出的热量为92kJ,生成1 mol NH3放出46 kJ热量,故D错误;
答案选B。
15.(22-23高一下·广西钦州第一中学·期中)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,下列说法中不正确的是
A.工作时,正极上发生反应的物质是Ag2O
B.负极发生的反应是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
C.工作时,负极区溶液c(OH-)减小
D.溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动
【答案】D
【详解】A.Ag2O中Ag化合价降低,发生还原反应,在正极反应,故A正确;
B.Zn在负极上失电子,电解质溶液为KOH溶液,所以负极反应为Zn+2OH−−2e−=Zn(OH)2,故B正确;
C.负极发生反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,消耗氢氧根离子,因此负极c(OH-)减小,故C正确;
D.原电池原理中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,因此放电时,电解质溶液中OH-向负极移动,K+、H+向正极移动,故D错误;
故选D。
16.(22-23高一下·广西钦州浦北县·期中)某化学兴趣小组根据反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计如图所示原电池,下列说法错误的是
A.铁电极发生氧化反应
B.Y可以是氯化铜溶液
C.X可以是铜或石墨
D.电子从铁电极经Y流向X电极
【答案】D
【分析】在该反应中Fe失去电子,被氧化为Fe2+,作原电池的负极,X活动性应该比Fe弱,作原电池的正极,溶液中的Cu2+得到电子被还原为Cu单质。
【详解】A.铁电极为负极,失去电子发生氧化反应,A正确;
B.根据总方程式可知:Cu2+得到电子被还原为Cu单质,因此含有Cu2+的溶液为电解质溶液,可以是氯化铜溶液,B正确;
C.X为原电池的正极,活动性应该比Fe弱,X可以是铜或石墨电极,C正确;
D.电子不能进入电解质溶液,电子应该由负极Fe经外电路的电流计流向X电极,D错误;
故合理选项是D。
17.(23-24高一下·广西钦州浦北县·期中)下列四个常用电化学装置的叙述正确的是
图I水果电池
图Ⅱ干电池
图Ⅲ铅蓄电池
图Ⅳ氢氧燃料电池
A.图I所示电池中,铜电极发生氧化反应
B.图Ⅱ所示干电池中,锌得到电子,作负极
C.图Ⅲ所示电池为二次电池,放电时电解质溶液中的H+移向Pb极
D.图Ⅳ所示电池中正极反应为:O2+4H++4e-=2H2O
【答案】D
【详解】A.图I所示电池中由于Zn比Cu活泼,则Cu电极为正极,故铜电极发生还原反应,A错误;
B.图Ⅱ所示干电池中锌电极作负极发生氧化反应,失去电子,B错误;
C.图Ⅲ所示铅蓄电池属于可充电电池即为二次电池,放电时Pb作负极,PbO2作正极,故电解质溶液中的H+移向正极即PbO2极,C错误;
D.图Ⅳ所示电池为氢氧燃料电池,通H2的一极为负极,电极反应为:H2-2e-=2H+,通O2的一极为正极反应为:O2+4H++4e-=2H2O,D正确;
故答案为:D。
18.(23-24高一下·广西梧州苍梧中学·期中)某合作学习小组的同学设计下列原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列叙述中不正确的是
A.乙烧杯可看作半电池,发生氧化反应
B.电池工作时,盐桥中的移向乙烧杯
C.电子流动方向:石墨(甲)石墨(乙)盐桥石墨(甲)
D.电池工作一段时间,甲烧杯中酸性减弱
【答案】C
【分析】由图可知,甲烧杯中Mn元素的化合价降低,得到电子,乙烧杯中Fe元素的化合价升高,失去电子,则b为负极,a为正极,结合原电池中负极发生氧化反应,电流从正极流向负极,阴离子向负极移动来解答。
【详解】A.乙烧杯中b电极亚铁离子失去电子发生氧化反应,故A正确;
B.乙烧杯是负极区,故电池工作时,盐桥中的移向乙烧杯,故B正确;
C.电池工作时,电子移向为负极移向正极,即由石墨(乙)石墨(甲),不经过溶液,故C错误;
D.甲烧杯中发生反应为:+8H++5e-═Mn2++4H2O,氢离子浓度减小,导致溶液的酸性减弱,故D正确;
答案选C。
19.(23-24高一下·广西梧州苍梧中学·期中)新型电池是化学研究的重要课题之一,有关下列两种新型电池说法正确的是
电池
Ⅰ
Ⅱ
图示
说明
在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电。
常温钠离子全固态浓差电池,正极材料为层状含钠过渡金属氧化物,负极为钠锡合金。
A.电池Ⅰ中加入降低了正极反应的活化能,负极反应为
B.电池I中当被完全氧化时,有标准状况下的被还原
C.电池Ⅱ放电时,会脱离过渡金属氧化层
D.电池Ⅱ充电时,b极接电源的正极,a极接电源的负极
【答案】B
【详解】A.电池Ⅰ中消耗又生成,起催化剂作用,故加入降低了正极反应的活化能,负极反应为乙醇失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,反应为,故A错误;
B.电池I中当被完全氧化时,转移电子数为12mol,1molO2得到4mol电子生成水,故有标准状况下的被还原,故B正确;
C.电池Ⅱ正极材料为层状含钠过渡金属氧化物,负极为钠锡合金;放电时,阳离子向正极迁移,则会进入过渡金属氧化层,故C错误;
D.电池Ⅱ充电时,正极接外接电源正极、负极接外接电源负极,故b极接电源的负极,a极接电源的正极,故D错误;
故选B。
20.(22-23高一下·广西钦州浦北县·期中)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率.
(1)氢气在O2中燃烧的反应是 热反应(填“放”或“吸”),这是由于反应物的总能量 生成物的总能量(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);
(2)从化学反应的本质角度来看,氢气的燃烧是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量 形成产物的化学键放出的总能量。已知破坏1mol H-H键、1mol O=O键、1mol H-O键时分别需要吸收a kJ、b kJ、c kJ的能量。则2mol H2(g)和1mol O2(g)转化为2mol H2O(g)时放出的热量为
kJ。
(3)通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,下图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为KOH溶液),被称为氢氧燃料电池.该电池的正极是 (填a或b),负极反应式为 。
(4)若将右图中的氢氧燃料电池用固体金属氧化物陶瓷作电解质(能够传导O2-),已知正极上发生的电极反应式为:O2+4e-===2O2-则负极上发生的电极反应式为 ;电子从 极(填a或b)流出。
【答案】放 大于 小于 (4c-2a-b)KJ b H2-2e-+2OH-= 2H2O
2H2+2O2--4e-===2H2O a
【详解】(1)燃烧反应都是放热反应,所以氢气的燃烧反应是放热反应,根据能量守恒定律,放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量,故答案为:放;大于;
(2)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量,焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,则2mol H2(g)和1mol O2(g)转化为2mol H2O(g)时的△H=(2×a+b-4×c)kJ<0,则放出的热量为(4c-2a-b)kJ,故答案为:小于;(4c-2a-b)kJ;
(3)根据原电池电极反应,负极:失电子,发生氧化反应;正极:得电子,反应还原反应,所以氢氧燃料电池,负极上氢气反应,失电子生成氢离子,反应为H2-2e-+2OH-=2H2O,故答案为:b;H2-2e-+2OH-=2H2O;
(4)氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,氢气在负极失去电子发生氧化反应,电极方程式为:2H2+2O2--4e-═2H2O,电子从负极流出,即从a口流出,故答案为:2H2+2O2-4e-═2H2O;a。
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