重难点03 原电池原理的应用与化学电源（河南专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编

重难点03 原电池原理的应用与化学电源 1．(23-24高一下·河南商丘商师联盟·期末)在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述错误的是 A．b极电极反应式为 B．a是负极，b是正极 C．溶液中阳离子移向b极 D．随着反应进行，溶液中变大 2．(23-24高一下·河南漯河·期末)分析如图所示的三个原电池装置，其中结论正确的是 A．①②中Mg作负极 B．③中Fe作负极，负极电极反应式为 C．②中Mg作正极，正极电极反应式为 D．③中电子由Cu电极经硝酸溶液流向Fe电极 3．(23-24高一下·河南驻马店·期末)“3D打印机”需要稳定的电源保证工作效率，以碳纳米管作电极材料的柔性电池具有稳定性高，工作时间长，发热量小等特点，非常适合3D打印的需要。该电池工作原理如图，其放电时总反应为： 下列说法错误的是 A．放电时电子由锌膜经外电路流向膜 B．碳纳米管可以增大电极反应的接触面积加快电池反应速率 C．当锌膜消耗的为时，外电路转移电子 D．放电时的负极反应式为： 4．(22-23高一下·河南新乡·期末)如图所示的原电池装置中，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电流流向已标出，下列说法正确的是    A．电子的流动方向为X电极→导线→Y电极→电解质溶液→X电极 B．若两电极分别为Zn和Cu，则X为Zn C．X电极发生还原反应，Y电极发生氧化反应 D．流向Y电极，X电极可能产生H2 5．(23-24高一下·河南郑州·期末)2024年4月，郑州宇通氢燃料重卡1500公里运输测试成功。某氢燃料电池的简易装置示意图如下，下列说法正确的是 A．电池工作时电能转化为化学能 B．电子由N极沿导线向M极移动 C．稀硫酸做离子导体，起到传导电子的作用 D．M为电池的负极，H2发生氧化反应 6．(23-24高一下·河南南阳六校联考·期末)某研究性学习小组为探究氢氧燃料电池，设计出了如图所示的实验装置。 下列叙述正确的是 A．仪器a的名称是分液漏斗 B．步骤ⅳ中石墨电极发生还原反应 C．放电时石墨电极的电极反应式为 D．放电时石墨电极附近溶液的大于石墨电极 7．(22-23高一下·河南平顶山·期末)海水电池在海洋能源领域备受关注。一种锂-海水电池的工作原理为，工作原理示意图如图所示(已知玻璃陶瓷具有传导锂离子的功能)。下列说法错误的是      A．该装置的能量主要转化方式：化学能转化为电能 B．海水起电解质溶液的作用，N极为正极 C．极的电极反应式为 D．去掉玻璃陶瓷，该电池仍可正常工作 8．(23-24高一下·河南新乡封丘县第一中学·期末)硼化钒()-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示(已知：阴离子交换膜只允许阴离子通过)。该电池工作时反应为：。下列说法正确的是    A．电极为电池正极 B．电流由石墨电极经导线流向电极 C．当外电路转移1mol电子时，1mol从电极移向石墨电极 D．电路中有2mol电子转移时，消耗氧气的体积为11.2L 9．(23-24高一下·河南信阳高级中学·期末)的脱除与的制备反应自发协同转化装置如图所示(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和并向两极迁移：忽略溶液体积的变化，b极区域浓度保持不变)。下列说法不正确的是 A．电子从a电极经导线流向b电极 B．b电极的电极反应式为： C．两极参与反应的与的物质的量之比为1∶1 D．双极膜中的解离可不断提供和，故无需补加NaOH 10．(23-24高一下·河南南阳·期末)甲醇()燃料电池的工作原理如图所示。该电池以甲醇为燃料，稀硫酸为电解质溶液，质子交换膜是只允许通过的高聚物，下列说法错误的是 A．石墨电极1上发生氧化反应 B．石墨电极2为正极 C．负极的电极反应式为 D．甲醇燃料电池是化学能转化为电能的装置 11．(23-24高一下·河南开封·期末)某兴趣小组模拟纸电池进行实验（如图）。下列说法错误的是 A．该装置把化学能转化为电能 B．锌电极为负极，发生氧化反应 C．工作时由锌电极向铜电极迁移 D．工作一段时间后铜电极质量增加 12．(23-24高一下·河南南阳·)我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．该装置工作时，H⁺由a极区流向b极区 B．电路中每通过1mole-，可处理34gH2S C．理论上a极区不需补充含Fe3+和Fe2+的溶液 D．该装置的总反应为H2SH2+S 13．(23-24高一下·河南新未来·期末)为有效降低含氨化合物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氨化合物转化为无毒气体，离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，下列说法错误的是 A．电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强 B．电流由A电极经过外电路流向B电极 C．同温同压时，转移相同的电子数时左右两侧电极室中产生的气体体积比为 D．右侧电极反应式为 14．(23-24高一下·河南洛阳·期末)科学家设计出质子膜燃料电池，实现了利用废气资源回收能量并得到单质硫()。质子膜燃料电池的结构如图所示。下列说法正确的是 A．电极a为电池的负极，发生氧化反应 B．电极b上发生的反应式： C．电池工作时，质子的移动方向由电极b到电极a D．电路中每通过0.4 mol电子，理论上在电极a消耗4.48 L 15．(22-23高一下·河南信阳高级中学·期末)利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极的电极反应式为CH4－8e-+4O2-=CO2+2H2O B．A膜和C膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a极上通入2.24L(标准状况下)甲烷，阳极室Ca2+减少0.4mol 16．(22-23高一下·河南洛阳·期末)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是    A．该电池在高温下进行效率更高 B．电子的移动方向由 b经外电路到a C．HS⁻转化为 的反应为 D．若该电池中有0.2 mol O2参加反应，则有0.2molH⁺向b迁移 17．(22-23高一下·河南商丘名校联考·期末)某学生用如图所示装置研究原电池的原理，下列说法错误的是    A．装置(1)中铜棒上没有气体产生 B．装置(2)中棒逐渐溶解，铜棒电极反应式为： C．当装置(3)电路中转移电子，负极和正极质量变化之差为 D．装置(2)与(3)中正极生成的物质质量之比为1∶32时，棒的质量变化相等 18．(22-23高一下·河南南阳六校·期末)铁铬液流电池(电解质溶液为酸性介质)放电时的工作原理如图所示(图中质子交换膜只允许通过)。放电时，下列有关说法错误的是    A．b极电极反应式为 B．a极发生还原反应 C．电解质储罐X中溶液的颜色由浅绿色逐渐变为黄色 D．当电路中转移时，理论上有个通过质子交换膜由乙室流向甲室 19．(22-23高一下·河南南阳·期末)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠()分别作为两个电极的反应物，陶瓷(可传导)为电解质，反应原理为(，难溶于熔融硫)，其装置如图所示。下列说法错误的是 A．a极为电池的负极 B．电池放电时，由b极向a极移动 C．该电池适宜在较高温度下工作 D．陶瓷的作用是传导离子和隔离钠与硫单质 20．(22-23高一下·河南许昌·期末)回答下列问题： (1)为了验证与氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是 (填装置的编号)，写出正极的电极反应式 。    (2)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，其装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。    ①实验测得定向移动向B电极，则 处电极入口通甲烷(填A或B)，其电极反应式为 。 ②当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为 。 ③该燃料电池的总反应为 (填“吸热反应”或“放热反应”)。下表中的数据表示破坏1mol化学键需要的能量，反应的热量变化是 kJ。 化学键 C-H O-O O=O C-O C=O H-O 能量(kJ) 415 138 498 343 798 465 (3)某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行，0-3min的时间段内，各物质的量的变化情况如图所示(A，B，C均为气体)        ①该反应的化学方程式为 。 ②反应开始至2min时，B的平均反应速率为 。 21．(23-24高一下·河南新乡封丘县第一中学·期末)Ⅰ.在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用表示。能量请认真观察下图，回答下列问题。 (1)下列变化中满足如图图示的是 (填选项字母)； A．镁和稀盐酸的反应 B．与的反应 C．NaOH固体加入水中 D．乙醇燃烧 (2)在2L恒容密闭的绝热容器中，投入和发生反应，生成物对环境无污染，其中随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 5 10 15 20 25 2.00 1.80 1.50 1.44 1.40 1.40 ①10min内，用表示的平均反应速率是 。 ②下列措施能够使该反应速率加快的是 。 a．使用催化剂 b．降低温度 c．及时分离水 d．通入氦气 ③下列事实能说明该反应已经达到平衡状态的是 。 a．容器中的体积分数保持不变 b．体系温度不再发生变化 c．断开1mol键的同时断开1mol键 d．的比值保持不变 Ⅱ．甲烷燃料电池装置如图 (3)通入一端电极反应方程式是 ；若通入充分反应，理论上需要通入标准状况下的 L；一段时间后电解液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”) 22．(22-23高一下·河南焦作·期末)人体中的锌具有维持人体正常食欲、增强人体免疫力等生理功能，如儿童缺锌会导致味觉障碍、皮肤疾患、生长发育不良、免疫力下降等。请回答下列有关锌的问题。 (1)锌能与盐酸反应，该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应中反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。锌也能像铝一样与氢氧化钠溶液反应，则锌与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。 (2)用锌片与铜片作电极，稀硫酸作电解质溶液，可以组成原电池，该电池的正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。用锌片与作电极，KOH溶液作电解质溶液，也可以组成原电池，工作原理如图所示，该原电池工作时，电池总反应是，该电池的正极材料是 (填化学式)，负极的电极反应式为 。    (3)某学生为探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，用稀硫酸与足量的锌粒发生反应，用针筒收集气体，当反应进行2min时，收集的气体为67.2mL(换算为标准状况)，0～2min内用硫酸表示的平均反应速率为 (忽略溶液体积的变化)。    23．(23-24高一下·河南南阳六校联考·期末)转化和利用是实现碳中和的有效途径，通过电催化或光催化将转化为和产物(如被认为是最有效的路径。请回答下列问题： (1)二氧化碳可通过电催化合成(如图1)，生成的可直接用于燃料电池(如图2)，相关原理如图所示。已知：图1和图2装置中的电解液均显酸性，质子交换膜只允许通过。 ①图2装置中能量的转化形式主要是 能 能。 ②图2装置中负极的电极反应式为 ③图1装置发生的总反应与图2装置发生的总反应是否互为可逆反应？ (填“是”或“否”)。 (2)一定条件下，在催化剂表面将转化为，其原理如图所示： 写出该反应的化学方程式： 。 (3)太阳能驱动以为原料合成人工食品山梨糖，为克服自然光合作用的局限性提供了一条有前景的途径。 查阅资料：代表，其中线表示化学键，线的端点、折点或交点表示碳原子，碳原子剩余的化合价用氢原子补足，这样的表示方法叫键线式，如图中代表 ①中含有的官能团名称为 。 ②山梨糖的分子式为 。 (4)写出与反应的化学方程式： 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点03 原电池原理的应用与化学电源 1．(23-24高一下·河南商丘商师联盟·期末)在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述错误的是 A．b极电极反应式为 B．a是负极，b是正极 C．溶液中阳离子移向b极 D．随着反应进行，溶液中变大 【答案】D 【分析】该装置构成原电池，a的金属性比氢要强，b为碳棒，根据金属性强弱判断，a为负极，b为正极，负极反应物质为电极ａ，正极反应物质为H+，据此作答。 【详解】A．b为正极，电极反应式为，A项正确； Ｂ．根据分析可知，a是负极，b是正极，B项正确； C．b为正极，原电池中阳离子移向正极，因此溶液中阳离子移向b极，C项正确； D．b为正极，电极反应式为：，因此随着反应进行，溶液中浓度降低，D项错误； 故答案选D。 2．(23-24高一下·河南漯河·期末)分析如图所示的三个原电池装置，其中结论正确的是 A．①②中Mg作负极 B．③中Fe作负极，负极电极反应式为 C．②中Mg作正极，正极电极反应式为 D．③中电子由Cu电极经硝酸溶液流向Fe电极 【答案】C 【详解】A．①在硫酸电解液中和相比，更活泼，Mg作负极，但②在氢氧化钠溶液中，可以发生反应而不能，此时做负极，A错误； B．③中在浓硝酸中钝化，和浓硝酸反应，失去电子发生氧化反应，故作负极，负极电极反应式为， B错误； C．②在氢氧化钠溶液中，可以发生反应而不能，此时做负极，做正极，电极反应式为，C正确； D．③中作负极，电子由负极流出经导线流向正极，电子由Cu电极经导线流向Fe电极，D错误； 故选C。 3．(23-24高一下·河南驻马店·期末)“3D打印机”需要稳定的电源保证工作效率，以碳纳米管作电极材料的柔性电池具有稳定性高，工作时间长，发热量小等特点，非常适合3D打印的需要。该电池工作原理如图，其放电时总反应为： 下列说法错误的是 A．放电时电子由锌膜经外电路流向膜 B．碳纳米管可以增大电极反应的接触面积加快电池反应速率 C．当锌膜消耗的为时，外电路转移电子 D．放电时的负极反应式为： 【答案】D 【详解】A．Zn失去电子发生氧化反应，MnO2中Mn得电子发生还原反应，所以锌膜为负极，MnO2膜为正极，电子由锌膜流向MnO2膜，故A正确； B．碳纳米管具有导电性，可以作为电极材料，同时可以增大电极反应的接触面积加快电池反应速率，故B正确； C．当锌膜消耗的 Zn 为 6.5g 即0.1mol时，Zn→Zn2+，转移0.2mol电子，则外电路转移0.2mol电子，C正确； D．该电池的负极为锌膜，电极反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，故D错误； 故选D。 4．(22-23高一下·河南新乡·期末)如图所示的原电池装置中，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电流流向已标出，下列说法正确的是    A．电子的流动方向为X电极→导线→Y电极→电解质溶液→X电极 B．若两电极分别为Zn和Cu，则X为Zn C．X电极发生还原反应，Y电极发生氧化反应 D．流向Y电极，X电极可能产生H2 【答案】B 【详解】A．电流流动方向是Y电极→导线→X电极，则电子的流动方向为X电极→导线→Y电极，电子不能再溶液中移动，故A错误； B．根据A选项分析，X为负极，若两电极分别为Zn和Cu，Zn为活泼金属，则X为Zn，故B正确； C．X电极为负极，发生氧化反应，Y电极为正极，发生还原反应，故C错误； D．原电池“同性相吸”，则流向负极即X电极，Y电极可能产生H2，故D错误。 综上所述，答案为B。 5．(23-24高一下·河南郑州·期末)2024年4月，郑州宇通氢燃料重卡1500公里运输测试成功。某氢燃料电池的简易装置示意图如下，下列说法正确的是 A．电池工作时电能转化为化学能 B．电子由N极沿导线向M极移动 C．稀硫酸做离子导体，起到传导电子的作用 D．M为电池的负极，H2发生氧化反应 【答案】D 【分析】在氢氧燃料电池中，H2是燃料，则通入H2的a电极为负极，通入O2的b电极为正极。 【详解】A．电池工作时化学能转化为电能，A错误； B．由分析可知，M为负极，则电子由M极沿导线向N极移动，B错误； C．稀硫酸做离子导体，起到传导阴，阳离子的作用，C错误； D．由分析可知，M为电池的负极，氢气失去电子，发生氧化反应，D正确； 故选D。 6．(23-24高一下·河南南阳六校联考·期末)某研究性学习小组为探究氢氧燃料电池，设计出了如图所示的实验装置。 下列叙述正确的是 A．仪器a的名称是分液漏斗 B．步骤ⅳ中石墨电极发生还原反应 C．放电时石墨电极的电极反应式为 D．放电时石墨电极附近溶液的大于石墨电极 【答案】C 【分析】步骤ⅰ组装好仪器，步骤ⅱ外接电源发生电解，石墨电极X接电源负极作为阴极，发生还原反应，电极反应式为：，石墨电极Y接电源正极作为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：；步骤ⅲ电解一段时间后进行步骤ⅳ，此时装置为原电池，石墨电极X中是H2参与反应，作为负极，石墨电极Y中是O2参与反应，作为正极，据此作答。 【详解】A．根据图中结构可知，仪器a的名称是长颈漏斗，故A错误； B．根据分析可知，步骤ⅳ中石墨电极X中是H2参与反应，作为负极，发生氧化反应，故B错误； C．根据分析可知，步骤ⅳ中石墨电极Y中是O2参与反应，作为正极，发生还原反应，电极反应式为：，故C正确； D．放电时，石墨电极Y的电极反应式为：，可知在石墨电极Y附近，pH增大，石墨电极X的电极反应式为，可知在石墨电极X附近，pH减小，石墨电极附近溶液的小于石墨电极，故D错误； 故选C。 7．(22-23高一下·河南平顶山·期末)海水电池在海洋能源领域备受关注。一种锂-海水电池的工作原理为，工作原理示意图如图所示(已知玻璃陶瓷具有传导锂离子的功能)。下列说法错误的是      A．该装置的能量主要转化方式：化学能转化为电能 B．海水起电解质溶液的作用，N极为正极 C．极的电极反应式为 D．去掉玻璃陶瓷，该电池仍可正常工作 【答案】D 【详解】A．该装置是原电池，能量主要转化方式为化学能转化为电能，故A正确； B．海水起电解质溶液的作用，根据反应原理：，Li作原电池负极，N极为正极，故B正确； C．极的电极反应式为，故C正确； D．去掉玻璃陶瓷，电极Li与电解质溶液海水直接反应，该电池效率大大降低，可能不能正常工作，故D错误。 答案为：D。 8．(23-24高一下·河南新乡封丘县第一中学·期末)硼化钒()-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示(已知：阴离子交换膜只允许阴离子通过)。该电池工作时反应为：。下列说法正确的是    A．电极为电池正极 B．电流由石墨电极经导线流向电极 C．当外电路转移1mol电子时，1mol从电极移向石墨电极 D．电路中有2mol电子转移时，消耗氧气的体积为11.2L 【答案】B 【详解】A．硼化钒−空气燃料电池中，失电子发生氧化反应，电极为负极，故A错误； B．电极为负极，石墨为正极，电流经外电路由正极流向负极，故B正确； C．图示交换膜为阴离子交换膜，当外电路转移1 mol电子时，1 mol OH－从石墨电极移向电极，故C错误； D．未说明是否为标准状况下，所以无法得出的体积，故D错误。 综上所述，答案为B。 9．(23-24高一下·河南信阳高级中学·期末)的脱除与的制备反应自发协同转化装置如图所示(在电场作用下，双极膜中间层的解离为和并向两极迁移：忽略溶液体积的变化，b极区域浓度保持不变)。下列说法不正确的是 A．电子从a电极经导线流向b电极 B．b电极的电极反应式为： C．两极参与反应的与的物质的量之比为1∶1 D．双极膜中的解离可不断提供和，故无需补加NaOH 【答案】D 【分析】根据装置可知，b电极氧气发生还原反应生成过氧化氢，作正极，a电极二氧化硫发生氧化反应，作负极。 【详解】A．原电池中电子由负极流向正极，故电子从a电极经导线流向b电极，A正确； B．b电极氧气发生还原反应生成过氧化氢，电极反应式：，B正确； C．SO2在负极失去电子生成硫酸根，电极反应式：，正极电极反应式：，两极参与反应的与的物质的量之比为1∶1，C正确； D．1 molSO2与2molOH-反应，亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子转移2mol电子，2molOH -进入左侧同时亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子消耗水，生成的H+消耗OH-，故需要补加NaOH.才能持续吸收SO2，D错误； 答案选D。 10．(23-24高一下·河南南阳·期末)甲醇()燃料电池的工作原理如图所示。该电池以甲醇为燃料，稀硫酸为电解质溶液，质子交换膜是只允许通过的高聚物，下列说法错误的是 A．石墨电极1上发生氧化反应 B．石墨电极2为正极 C．负极的电极反应式为 D．甲醇燃料电池是化学能转化为电能的装置 【答案】C 【详解】A．石墨1上被氧化为，为原电池负极，发生氧化反应，A正确； B．石墨电极2为被还原为，为正极，B正确； C．稀硫酸为电解质溶液，负极的电极反应式为，C错误； D．甲醇燃料电池为原电池，化学能转化为电能，D正确； 故选C。 11．(23-24高一下·河南开封·期末)某兴趣小组模拟纸电池进行实验（如图）。下列说法错误的是 A．该装置把化学能转化为电能 B．锌电极为负极，发生氧化反应 C．工作时由锌电极向铜电极迁移 D．工作一段时间后铜电极质量增加 【答案】C 【分析】Zn-Cu-CuSO4构成了原电池。由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为负极，Cu为正极，负极发生失去电子的氧化反应，正极上发生还原反应。在电解质溶液中，阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。在外电路中，电子由负极经导线流向正极。 【详解】A．该装置为原电池，把化学能转化为电能，A正确； B．锌电极失去电子为负极，发生氧化反应，B正确； C．阴离子向负极移动，则工作时由Cu电极向Zn电极迁移，C错误； D．Cu电极反应式为：Cu2＋+2e—= Cu，质量增加，D正确； 故答案为C。 12．(23-24高一下·河南南阳·)我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．该装置工作时，H⁺由a极区流向b极区 B．电路中每通过1mole-，可处理34gH2S C．理论上a极区不需补充含Fe3+和Fe2+的溶液 D．该装置的总反应为H2SH2+S 【答案】B 【分析】从图中可知，电子从a极通过导线流向b极，则a极为负极，负极上Fe2+失电子生成Fe3+，生成的铁离子与H2S又反应生成Fe2+和S。b极为正极，正极上H+得电子生成氢气。 【详解】A．该装置为原电池，原电池电解质溶液中的阳离子向正极移动，因此氢离子从a极流向b极，A正确； B．负极电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，通过1mol电子，生成1mol铁离子，2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+，1mol铁离子能消耗0.5molH2S，因此可处理17gH2S，B错误； C．a极上虽然Fe2+失电子生成Fe3+，但是Fe3+与H2S反应又能重新生成Fe2+，Fe2+和Fe3+总物质的量不变，不需要补充含Fe3+和Fe2+的溶液，C正确； D．该装置总反应为H2S在光照、催化剂作用下分解生成氢气和S，化学方程式为H2SH2+S，D正确； 故答案选B。 13．(23-24高一下·河南新未来·期末)为有效降低含氨化合物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氨化合物转化为无毒气体，离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，下列说法错误的是 A．电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强 B．电流由A电极经过外电路流向B电极 C．同温同压时，转移相同的电子数时左右两侧电极室中产生的气体体积比为 D．右侧电极反应式为 【答案】B 【分析】氨气失去电子，电极A为负极，负极电极反应：，二氧化氮得到电子，右侧电极B是正极，正极电极反应：，据此回答； 【详解】A．根据右侧正极电极反应：，电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强，A正确； B．A为负极，B是正极，电流由B电极经过外电路流向A电极，B错误； C．根据分析，结合两电极电极反应式，、，由得失电子守恒可知，同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为4：3，C正确； D．根据分析，右侧电极反应式为，D正确； 故选B。 14．(23-24高一下·河南洛阳·期末)科学家设计出质子膜燃料电池，实现了利用废气资源回收能量并得到单质硫()。质子膜燃料电池的结构如图所示。下列说法正确的是 A．电极a为电池的负极，发生氧化反应 B．电极b上发生的反应式： C．电池工作时，质子的移动方向由电极b到电极a D．电路中每通过0.4 mol电子，理论上在电极a消耗4.48 L 【答案】A 【分析】根据装置图可判断总反应为2H2S(g)+O2(g)＝S2(s)+2H2O，负极H2S失电子发生氧化反应，正极O2得电子发生还原反应，以此解答该题。 【详解】A．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，故A正确； B．由分析可知，电极b是正极，发生还原反应：，故B错误； C．由分析可知，电极b是正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动，则质子(H+)由电极a到电极b，故C错误； D．2molH2S参与反应，失去4mol电子，电路中每通过0.4 mol电子，理论上在电极a消耗0.2molH2S，由于未说明气体所处的温度和压强，其体积不一定是4.48 L，故D错误； 故选A。 15．(22-23高一下·河南信阳高级中学·期末)利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极的电极反应式为CH4－8e-+4O2-=CO2+2H2O B．A膜和C膜均为阴离子交换膜 C．可用铁电极替换阴极的石墨电极 D．a极上通入2.24L(标准状况下)甲烷，阳极室Ca2+减少0.4mol 【答案】B 【详解】A．a极上甲烷转化为二氧化碳，甲烷失去电子，所以a极为负极，负极上甲烷发生氧化反应，电极反应式为：CH4-8e-＋4O2－=CO2＋2H2O，A正确； B．根据题干信息：利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，可知阳极室的电极反应式为： 2Cl--2e-=Cl2↑ ，则阳极室内钙离子向产品室移动，A膜为阳离子交换膜，阴极室的电极反应式为： 2H2O+2e -=2OH-+H2↑ ，则原料室内钠离子向阴极室移动，C膜为阳离子交换膜，B错误； C．阴极电极不参与反应，可用铁替换阴极的石墨电极，C正确； D．a极上通入标准状况下2.24L甲烷即0.1mol甲烷，失去0.8mol电子，根据电子守恒，阳极室钙离子减少的物质的量是0.4mol，D正确； 答案选B。 16．(22-23高一下·河南洛阳·期末)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是    A．该电池在高温下进行效率更高 B．电子的移动方向由 b经外电路到a C．HS⁻转化为 的反应为 D．若该电池中有0.2 mol O2参加反应，则有0.2molH⁺向b迁移 【答案】C 【分析】由图可知，硫酸盐还原菌可将有机物氧化为二氧化碳，而硫氧化菌可将HS-氧化为SO，所以两种菌类的存在，循环把有机物氧化成CO2并放出电子，负极a上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO，发生失电子的氧化反应，负极反应式是HS-+4H2O-8e-=SO+9H+，正极b上O2发生得电子的还原反应，正极反应式为4H++O2+4e-=2H2O，原电池工作时，溶液中的阳离子移向正极、阴离子移向负极，电子由负极经过导线流向正极。 【详解】A．高温条件下微生物会变性而死亡，该电池不能正常工作，故A错误； B．由图中H+移动方向可知，a极为负极、b极为正极，原电池工作时电子由负极经过导线流向正极，即电子从a流出，经外电路流向b，故B错误； C．负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO，失电子发生氧化反应，HS-转化为SO的反应为HS-+4H2O-8e-=SO+9H+，故C正确； D．电子和氢离子均带1个单位的电荷，若该电池有1mol电子转移，则有1molH+通过质子交换膜，若该电池中有0.2molO2参加反应，则有0.8molH+通过质子交换膜，故D错误； 故选C。 17．(22-23高一下·河南商丘名校联考·期末)某学生用如图所示装置研究原电池的原理，下列说法错误的是    A．装置(1)中铜棒上没有气体产生 B．装置(2)中棒逐渐溶解，铜棒电极反应式为： C．当装置(3)电路中转移电子，负极和正极质量变化之差为 D．装置(2)与(3)中正极生成的物质质量之比为1∶32时，棒的质量变化相等 【答案】C 【分析】(1)因没有形成闭合回路，不是原电池装置；(2)形成了铜锌原电池，且Zn为负极；(3)也形成了铜锌原电池，Zn为负极。 【详解】A．装置(1)是化学腐蚀，锌和稀硫酸发生反应生成氢气，铜和稀硫酸不反应，铜棒上没有气体产生，A正确； B．装置(2)是原电池装置，锌做负极，铜做正极，溶液中氢离子在铜电极生成氢气，电极反应式为：，B正确； C．装置(3)是原电池装置，锌做负极失电子生成锌离子，铜做正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，锌电极减轻，铜电极增重，当装置(3)电路中转移1mol电子，负极和正极质量变化之差为，C错误； D．装置(2)与(3)中负极电极反应均为，装置(2)中正极上电极反应为，装置(3)中正极电极反应为，正极生成物质质量比为1∶32时，依据电子守恒计算的两个原电池中电子转移相同，所以反应的锌的质量相同，棒的质量变化相等，D正确； 故选C。 18．(22-23高一下·河南南阳六校·期末)铁铬液流电池(电解质溶液为酸性介质)放电时的工作原理如图所示(图中质子交换膜只允许通过)。放电时，下列有关说法错误的是    A．b极电极反应式为 B．a极发生还原反应 C．电解质储罐X中溶液的颜色由浅绿色逐渐变为黄色 D．当电路中转移时，理论上有个通过质子交换膜由乙室流向甲室 【答案】C 【分析】由图可知，乙室二价铬失去电子发生氧化反应：，则b为负极、a为正极； 【详解】A．乙室二价铬失去电子发生氧化反应，电极反应式为，A正确； B．a极为正极，铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子，B正确； C．甲室放电过程中生成亚铁离子，则电解质储罐X中溶液的颜色由黄色逐渐变为浅绿色，C错误； D．a铁离子得到电子发生还原反应生成亚铁离子，则当电路中转移时，甲室正电荷减少4mol，则理论上有个通过质子交换膜由乙室流向甲室，D正确； 故选C。 19．(22-23高一下·河南南阳·期末)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠()分别作为两个电极的反应物，陶瓷(可传导)为电解质，反应原理为(，难溶于熔融硫)，其装置如图所示。下列说法错误的是 A．a极为电池的负极 B．电池放电时，由b极向a极移动 C．该电池适宜在较高温度下工作 D．陶瓷的作用是传导离子和隔离钠与硫单质 【答案】B 【分析】根据图片知，放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极、b作正极，负极反应式为2Na-2e－＝2Na+、正极反应式为xS+2e－＝S，放电时，电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。据此解答。 【详解】A．放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极，故A正确； B．放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极、b作正极，电解质中阳离子钠离子向正极b移动，故B错误； C．原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则该电池适宜在较高温度下工作，故C正确； D．放电时，Na失电子发生氧化反应，所以a作负极、b作正极，β-Al2O3陶瓷的作用是传导离子和隔离钠与硫单质，故D正确； 故选B。 20．(22-23高一下·河南许昌·期末)回答下列问题： (1)为了验证与氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是 (填装置的编号)，写出正极的电极反应式 。    (2)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，其装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。    ①实验测得定向移动向B电极，则 处电极入口通甲烷(填A或B)，其电极反应式为 。 ②当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为 。 ③该燃料电池的总反应为 (填“吸热反应”或“放热反应”)。下表中的数据表示破坏1mol化学键需要的能量，反应的热量变化是 kJ。 化学键 C-H O-O O=O C-O C=O H-O 能量(kJ) 415 138 498 343 798 465 (3)某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行，0-3min的时间段内，各物质的量的变化情况如图所示(A，B，C均为气体)        ①该反应的化学方程式为 。 ②反应开始至2min时，B的平均反应速率为 。 【答案】(1) ② Fe3++e-=Fe2+ (2) B 9.6mol 放热反应 放出800 (3) 【详解】（1）①中发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，②中发生反应Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；③中发生反应Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O；④中发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu；氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+能验证与氧化性强弱，能达到实验目的是②，正极Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式Fe3++e-=Fe2+。 （2）①原电池中阴离子移向负极，实验测得定向移动向B电极，则B是负极，B处电极入口通甲烷，负极甲烷失电子生成碳酸钾，电极反应式为 。 ②当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，根据，则导线中转移电子的物质的量为。 ③燃料电池把化学能转化为电能，该燃料电池的总反应为放热反应。断键吸热、成键放热，反应的热量变化是 (415×4+498×2)- ( 798×2+465×4) =-800kJ，所以反应放出800 kJ能量。 （3）①A、B物质的量减少，C物质的量增加，A、B是反应物，C是生成物，A、B、C物质的量变化分别是2mol、1mol、2mol，变化量比等于系数比，该反应的化学方程式为。 ②反应开始至2min时，B的物质的量减少1mol，B的平均反应速率为。 21．(23-24高一下·河南新乡封丘县第一中学·期末)Ⅰ.在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用表示。能量请认真观察下图，回答下列问题。 (1)下列变化中满足如图图示的是 (填选项字母)； A．镁和稀盐酸的反应 B．与的反应 C．NaOH固体加入水中 D．乙醇燃烧 (2)在2L恒容密闭的绝热容器中，投入和发生反应，生成物对环境无污染，其中随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 5 10 15 20 25 2.00 1.80 1.50 1.44 1.40 1.40 ①10min内，用表示的平均反应速率是 。 ②下列措施能够使该反应速率加快的是 。 a．使用催化剂 b．降低温度 c．及时分离水 d．通入氦气 ③下列事实能说明该反应已经达到平衡状态的是 。 a．容器中的体积分数保持不变 b．体系温度不再发生变化 c．断开1mol键的同时断开1mol键 d．的比值保持不变 Ⅱ．甲烷燃料电池装置如图 (3)通入一端电极反应方程式是 ；若通入充分反应，理论上需要通入标准状况下的 L；一段时间后电解液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”) 【答案】(1)AD (2) 0.05mol/（L▪min） a abd (3) 4.48 减弱 【详解】（1）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应； A．镁和稀盐酸的反应为放热反应，故符合题意； B．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，故不符合题意； C．NaOH固体加入水中的过程为放热过程，不是放热反应，故不符合题意； D．乙醇燃烧的反应为放热反应，故符合题意； 故选AD； （2）①该反应的方程式为CH4+2NO2=N2+2H2O+CO2，10min内，甲烷消耗0.5mol，则二氧化氮消耗1mol，NO2的浓度为0.5mol/L，则NO2表示的平均反应速率为； ②a．使用催化剂，可以降低反应活化能，使反应速率加快，故a项正确； b．温度降低，正逆反应速率均降低，故b项错误； c．及时分离水降低生成物浓度，反应速率降低，故c项错误； d．恒容密闭容器，通入氦气，反应物的浓度未发生改变，反应速率不变，故d项错误； 故答案为：a； ③a．反应物和生成物均为气体且反应前后分子数不同的体系中，若甲烷的体积分数不变，说明甲烷物质的量不再改变，反应达到了平衡状态，故a项符合题意； b．该反应是在绝热的固定容积密闭容器中进行，随着反应的进行，体系温度发生改变，当体系温度不再改变，说明反应达到平衡状态，故b项符合题意； c．断开1molC-H键(消耗0.25mlCH4)的同时必然形成O-H键(生成0.5mol)，反应不一定达到平衡状态，c项不符合题意 d．因为起始投入量之比不等于化学计量数之比，所以当n(CH4):n(NO2)的值保持不变时，反应达到平衡状态，故d项符合题意； 故答案为：abd； （3）通入甲烷的一极电极反应式为：；甲烷燃料电池总反应式为：，若通入0.1molCH4充分反应，理论上需要通入标准状况下0.2mol O2，即标准状况下，4.48L O2；根据甲烷燃料电池总反应，数目减少，一段时间后电解液的碱性减弱。 22．(22-23高一下·河南焦作·期末)人体中的锌具有维持人体正常食欲、增强人体免疫力等生理功能，如儿童缺锌会导致味觉障碍、皮肤疾患、生长发育不良、免疫力下降等。请回答下列有关锌的问题。 (1)锌能与盐酸反应，该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应中反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。锌也能像铝一样与氢氧化钠溶液反应，则锌与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。 (2)用锌片与铜片作电极，稀硫酸作电解质溶液，可以组成原电池，该电池的正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。用锌片与作电极，KOH溶液作电解质溶液，也可以组成原电池，工作原理如图所示，该原电池工作时，电池总反应是，该电池的正极材料是 (填化学式)，负极的电极反应式为 。    (3)某学生为探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，用稀硫酸与足量的锌粒发生反应，用针筒收集气体，当反应进行2min时，收集的气体为67.2mL(换算为标准状况)，0～2min内用硫酸表示的平均反应速率为 (忽略溶液体积的变化)。    【答案】(1) 放热 大于 (2) 还原 (3) 【详解】（1）锌能与盐酸反应为活泼金属和酸的反应，该反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量。锌也能像铝一样与氢氧化钠溶液反应，则锌与氢氧化钠溶液反应则反应生成氢气和，化学方程式为； （2）锌较铜活泼，锌发生氧化反应为负极，铜为正极，氢离子在铜极发生还原反应生成氢气；由总反应可知，氧化银得到电子发生还原反应生成银单质，为正极，负极锌发生氧化反应生成氢氧化锌：。 （3）锌和稀硫酸反应生成氢气，当反应进行2min时，收集的氢气气体为67.2mL(换算为标准状况为0.003mol)，则0～2min内用硫酸表示的平均反应速率为。 23．(23-24高一下·河南南阳六校联考·期末)转化和利用是实现碳中和的有效途径，通过电催化或光催化将转化为和产物(如被认为是最有效的路径。请回答下列问题： (1)二氧化碳可通过电催化合成(如图1)，生成的可直接用于燃料电池(如图2)，相关原理如图所示。已知：图1和图2装置中的电解液均显酸性，质子交换膜只允许通过。 ①图2装置中能量的转化形式主要是 能 能。 ②图2装置中负极的电极反应式为 ③图1装置发生的总反应与图2装置发生的总反应是否互为可逆反应？ (填“是”或“否”)。 (2)一定条件下，在催化剂表面将转化为，其原理如图所示： 写出该反应的化学方程式： 。 (3)太阳能驱动以为原料合成人工食品山梨糖，为克服自然光合作用的局限性提供了一条有前景的途径。 查阅资料：代表，其中线表示化学键，线的端点、折点或交点表示碳原子，碳原子剩余的化合价用氢原子补足，这样的表示方法叫键线式，如图中代表 ①中含有的官能团名称为 。 ②山梨糖的分子式为 。 (4)写出与反应的化学方程式： 。 【答案】(1) 化学能 电能 否 (2) (3) 羟基和醛基 (4) 【详解】（1）①图2装置以甲醇为原料，形成原电池，化学能转化为电能； ②图2装置为甲醇燃料电池，燃料甲醇在负极发生氧化反应，电极反应：； ③在同一条件下，既能正向进行，又能逆向进行的反应为可逆反应，图1装置发生的总反应与图2装置发生的总反应进行条件不相同，不互为可逆反应； （2）根据图示，反应化学方程式：； （3）①Y中官能团名称：羟基和醛基； ②根据山糖梨结构简式可知，其分子式：； （4）与反应化学方程式：。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$