9 第二章 第2节 第2课时 化学反应能量转化的重要应用—化学电池-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂课时作业（鲁科版）

世五维课堂 空 化课时 间 第2课时 化学反应能 学 纠错空间 作业 1.图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示 实验时流人正极的电子的物质的量，y轴表示 G Zn 稀 图1 图2 A.铜棒的质量 B.c(Zn2+) C.c(H) D.c(SO) 2.有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起 来浸人电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分 别投人等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈。将 Cu浸人b的盐溶液里，无明显变化。如果把 Cu浸人c的盐溶液里，有c的单质析出。据 此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 方法总结 A.d、c、a、b B.d、b、a、c C.d、a、b、c D.b、a、d、c 3.将等质量的两份锌粒a、b分别加人过量的稀 硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各 图表示产生氢气的体积V(L)与时间t(min) 的关系正确的是 ) V 4.有M、N、P、E、F五种金属，已知：①M+N2+ 一N+M+:②M、P用导线连接并放人硫酸 氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E 用导线连接并放入E的硫酸盐溶液中，其中一 极的电极反应式为E2+十2e—E;④P、F组 成原电池时，F发生氧化反应。则这五种金属 的还原性顺序是 A.F>P>MN>E B.E>N>M>P>F C.P>F>N>M>E D.E>P>F>M>N 化学·必修第二册 量转化的重要应用 化学电池 5.某同学组装了如图所示的电化学装置，电极I 为Zn,其他电极均为Cu,则下列说法正确 的是 A.电子移动：电极I→电极Ⅳ→电极Ⅲ→电 极Ⅱ B.电极I发生还原反应 C.电极Ⅳ逐渐溶解 D.电极Ⅲ的电极反应：Cu-2e—Cu2+ 6.如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、 质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并 使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴 人浓CuSO,溶液，一段时间后，下列有关杠杆 的偏向判断正确的是（实验中，不考虑两球的 浮力变化) B杠杆 浓CuSO 溶液 导线 Cu Fe -- A.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B 端高 B.杠杆为导体A端高B端低；杠杆为绝缘体 时，AB保持水平 C.当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝 缘体时，A端高B端低 D.当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝 缘体时，A端低B端高 7.将纯铁片和纯铜片按下图所示插人同浓度的 稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是() A Fe Fe Cu 5 稀硫酸 甲 A.甲装置中电能转化为化学能 B.两个装置中铜片表面均有气泡产生 C.甲装置中H+移向铜片发生还原反应 D.甲中负极上发生的电极反应为Fe一3e -Fe3+ 18 第二章化学键化学反应规律 8.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正 确的是 空气 A A Mg ]Cu Fe E:=3 =: 稀HS04 NaOH溶液 浓HO NaCl溶液 ① ③ ④ A.①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B.②中Mg作正极，电极反应式为6H2O十 6e=6OH+3H2个 C.③中Fe作负极，电极反应式为Fe一2e -Fe2+ D.④中Cu作正极，电极反应式为2H+十2e 一H2个 9.下列有关电化学知识的描述正确的是() A.从理论上说，任何能自发进行的氧化还原 反应均能设计成原电池 B.某电池反应Cu+2AgNO,—Cu(NO)。 十2Ag,正极为Cu,发生氧化反应 C.铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连 接后放人浓硝酸中组成原电池，铁为负极， 铜为正极 D.反应CaO+H2O-Ca(OH)2可放出大 量的热，故可把该反应设计为原电池，使其 中的化学能转化为电能 10.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能 量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种 锂电池。某种锂电池的总反应式为Li十 MnO2—-LiMnO2,下列说法正确的是 A.Ii是正极，电极反应为Ii一e一Li B.Li是负极，电极反应为Li一e-Li C.电池反应时，锂是正极，二氧化锰是负极 D.电池反应时，混合物由黑色变为紫色 11.根据题意解答 (1)为了验证Fe3+与Cu+氧化性强弱，下列 装置能达到实验目的是 （填序号)。 cu-④Fe Cu ④7Ag u④Fe Cu④Fe 氯化铁溶液 硝酸铁溶液 浓硝酸 氯化铜溶液 ① ② ③ ④ (2)将H2设计成燃料电池，其利用率更高， 装置如图1所示(a、b为多孔碳棒)，负极通人 ,其电极反应式为 电池总反应为 b ④ KOH溶液 图1 图2 ·19 课时作业乡 (3)如图2是某化学兴趣小组探究不同条件 下化学能转变为电能的装置。 ①若两个电极分别是锌、铜，电解质溶液是稀 间 硫酸，正极的电极反应式 ②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液 纠错空间 为氢氧化钠时，该原电池的负极为 该原电池的电池总反应为 ③若电池的总反应是2FeCL,十Fe 3FeCL2,则可以作正极材料的是 ,正极反应式是 若该电池反应消耗了0.1mol FeCL,则转移电子的数目为 12.为节省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜 片、锌片、稀硫酸、CuSO,溶液、直流电源、石 墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的 药品和仪器（用品），通过巧妙的构思，设计了 比较铜、锌金属活动性相对强弱的系列实验。 试填写下列空白： (1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯 底部（铜与锌不接触），向烧杯中小心加入稀 硫酸，观察到的现象是 甲同学的设计思路是 (2)乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加 溶液，进而观察到的现象是 方法总结 乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱的结 论所依据的原理是 (3)请你再单独设计一个简单的实验（试剂 仪器自选)，探究和证实锌、铜金属活动性的 相对强弱（简要说明操作和现象） 13.给你提供纯锌、纯铜片和500mL0.2mol· L1的H2SO,溶液、导线、1000mL量筒」 试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某 段时间内通过导线的电子的物质的量。 b .500m 0.2 mol-L 硫酸 (1)如图所示，装置气密性良好，且1000mI 量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要 (2)a电极的反应式为 b电极的反应式为 (3)如果将a、b两电极的电极材料对调，U形 管中将出现的现象是 (4)当量筒中收集到672mL气体时（标准状 况下)，通过导线的电子的物质的量是参考答案 零，A、B项正确；C项，在CaCO3中，Ca2+和CO号之 间存在离子键，CO中，C与○之间存在共价键，故 反应中有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能 量，成键放出能量，C项正确：需要加热才发生的反应 不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应， D项错误。] 10.AB[A项，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放 能量，错误；B项，由图可知反应物的总能量高于反应 产物的总能量，应为放热反应，错误；D项，a=1852 -1368=484,正确。] 11.解析：破坏1mol物质的化学键时所消耗的能量与相 同条件下形成1mol该物质的化学键时放出的能量 相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低， 分子越稳定。形成1molH一H键时放出的能量最 多，为436kJ:在氢化物中，形成1molH一Cl键时放 出的能量最多，为432kJ:假设消耗1molH2,分别 计算出生成HCl、HBr、HI的三个反应放出的热量依 次为185kJ、103kJ和9kJ。 答案：(1)A(2)A(3)放热反应(4)放出C12 (5)能元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳 定，反应放出的能量就越多 12.解析：(1)2H2S(g)+SO2(g)--3S(s)+2H2O(1),2mol H2S中有4molH-S键，1 nol SO2中有2molS=O 能，3molS中有gmlS,即3 mol S S能，2mol H2O中有4molH一O键。破坏反应物中的化学键 吸热，形成反应产物的化学键放热，故△H (4×364+2×522-3×266-4×465)kJ·mol-1= -158kJ·mol厂1，Q=158。 (2)a>2b时，H2S过量，S02不足，以SO2的量计算， S0,有270l,放热2×158日=7.0546： a<2b时，H2S不足，SO2过量，以H2S的量计算， H,S有2m,拔热2元×号X1588.5aN注 意化学方程式中H2S的系数是2，所以除以2)。 答案，(1D158(2)22(或7.0546)0〔或 3.53a) 13.解析：(1)肼分子中含有N一H共价键和N一N共价 键。因为燃烧反应为放热反应，故反应物的能量之 和比生成物的能量之和大。 (2)氢气在空气中和在纯氧中燃烧相同，释放的能量 也相同，不同之处在于液态空气中的液氮不能参加 反应，且在液氢燃烧时还会挥发带走氢气燃烧所放 出的部分热量。 ·5 课时作业乡 (3)液氢、液氧的沸点低，在常温下易挥发，若要保持 一定的量，需要不停地补加。 答案：(I)①共价键②N一N键N=N键、H一O 键③大于 (2)液态空气中的液氮不能参与反应，液氢燃烧时， 液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失 (3)液氢、液氧的沸点低，容易挥发 第2课时化学反应能量转化 的重要应用—化学电池 1.C[铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反 应，电极反应为Zn-2e一Zn2+,Cu是正极，氢离 子得电子发生还原反应，电极反应为2H++2- H2个。则A.Cu是正极，氢离子得电子发生还原反 应，Cu棒的质量不变，故A错误；B.由于Zn是负极，不断 发生反应Zn-2e—Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大， 故B错误：C.由于反应不断消耗H什，所以溶液的c(H+) 逐渐降低，故C正确：D.SO不参加反应，其浓度不变， 故D错误；故选C] 2.C「将a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中， b不易腐蚀，则b为正极，a为负极，所以金属活动性： a>b:将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧 烈，则金属活动性：d>a:将Cu浸入b的盐溶液里，无 明显变化，说明金属活动性：b>Cu:如果把Cu浸入c 的盐溶液里，有c的单质析出，说明金属活动性：Cu>c: 因此金属活动性：b>Cu>C:综上所述可知金属活动性： d>a>b>Cu>c,故合理选项是C.] 3.A[将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫 酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，那么在a中锌粒会 先与硫酸铜发生置换反应生成铜，锌、铜与稀硫酸会 形成原电池，反应速率会加快，所以a中生成氢气的 速率比b中的快，但a中已经有一部分锌与铜反应，所 以产生的氢气会比b中的少。综上所述，表示产生氢 气的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是A。答 案为A。] 4.A[根据反应①可知M比N活泼；根据②可知M做 正极，P做负极，P比M活泼；根据③可知N比E活 泼：根据④可知，F为负极，P为正极，F比P活泼。综 上所述，五种金属的还原性顺序为F>P>M>N>E。 答案选A。] 5.D[A.电子方向从负极流向正极，即电极I→电极 Ⅳ，电极Ⅲ→电极Ⅱ，电子不能通过溶液，A错误： B.电极I上电极上为n失电子，发生氧化反应，B错误； C,电极Ⅳ是阴极，该电极上发生反应为Cu++2e Cu,所以电极质量逐渐增大，C错误；D.电极Ⅲ为阳极，电 极反应式为Cu-2eCu2+,D正确.] 巴五维课堂 6.C[若杠杆是导体，空心铜球、空心铁球和硫酸铜溶 液构成了原电池，活泼金属铁作负极，铜作正极，负极 上铁失电子发生氧化反应，铁变成亚铁离子进入溶 液，铁球上质量减小，正极上铜离子得电子发生还原 反应析出金属铜，铜球上质量增加，则杠杆A端低B 端高：若杠杆是绝缘体，铁与铜离子发生置换反应，导 致铁球变重，铜不反应，铜球质量不变，则杠杆A端高 B端低：答案选C。] 7.C[A.甲中形成铜铁原电池，将化学能转化为电能， A错误；B.甲中形成铜铁原电池，铁作负极，失电子， 铜作正极，H+在铜极上得电子，生成H2,所以甲中铜 片表面有气泡产生，乙中不构成原电池，铁片与稀硫 酸发生了置换反应：Fe十H2SO4-FeSO4+H2↑， 铁片上有气泡，B错误；C.甲中形成铜铁原电池，铁作 负极，失电子，铜作正极，H移向铜片发生还原反应， C正确：D.甲能形成原电池，铁作负极，失电子，电极 反应为Fe-2e—Fe2+,D错误：答案选C。] 8.B[A.Mg比Al活泼，与稀硫酸形成的原电池中， ①中Mg作负极，②中Mg不与NaOH溶液反应，而 Al能和NaOH溶液反应失去电子作负极，故A错误； B.②中电池总反应为2Al+2NaOH+6H2O—2Na [A1(OH)4]+3H2个，失电子的是铝，为负极，镁作正 极，负极反应式为2A1+8OH--6e一2[Al (OH)4],二者相减得到正极反应式为6H2O十6e 一—6OH+3H2个，故B正确：C.③中Fe在浓 HNO3中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极， 则Fe作正极，故C错误；D.④中Cu是正极，电极反应 式为O2十2H2O+4e-一4OH,故D错误；答案 选B。] 9,A[A项，原电池利用的是自发进行的氧化还原反 应：B项，铜为负极，发生氧化反应：Cu一2e Cu2+,银为正极，发生还原反应：Ag+十e一Ag; C项，F、Cu与浓硝酸组成原电池，由于铁遇浓硝酸钝 化，则Cu为负极，Fe为正极；D项，CaO+H2O Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池。] 10.B[根据总反应式判断Li被氧化，为负极材料，其 失去电子成为Ii十，正极放电的为MnO2。反应过程 中没有MnO4产生，混合物不会变为紫色。] 11.解析：(1)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，可通 过氧化还原反应Cu十2Fe3+—2Fe2++Cu2+来验 证，将该反应设计成原电池，铜作负极，比铜不活泼 的金属或石墨作正极，选择含F3+的电解质溶液， 若电流计指针偏转说明反应能发生，证明F3+氧化 性强于Cu+,则装置②符合要求。(3)氢氧燃料电 ·54 化学·必修第二册 池中氢气在负极发生反应，电极反应式为H2一2e +2OH—2H2O,电池的总反应式为2H2+O2 一一2H2O。（4)①若两个电极分别是锌、铜，电解质 溶液是稀硫酸，则锌作负极，铜作正极，正极的电极 反应式为2H++2e一H2个：②当电极a为Al、 电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，Al能 与氢氧化钠发生氧化还原反应，则A1作原电池的负 极；该原电池的电池总反应为2Al十2NaOH十6H2O --2Na[Al(OH)4]+3H2个。③根据电池的总反 应2FeCl3+Fe一3FeCl2可知，铁作负极，则正极 材料应为比铁不活泼的金属或石墨，F3+在正极得 电子发生还原反应，电极反应式是Fe3+十e F+:根据电极反应式可知，若该电池反应消耗了 0.1 mol FeCl3,则转移电子的数目为0.1NAa 答案：(1)②(2)H2H2-2e+2OH- 2H202H2+O2-2H2O(3)①2H++2e -H2↑②Al2Al+2NaOH+6H2O--2Na [Al(OH)4]+3H2个③比铁不活泼的金属或石墨 Fe3++e—Fe2+0.1Na 12.(1)锌片上有气泡产生，铜片上无气泡锌能置换出 酸中的氢，而铜不能 (2)CuSO4锌片上有红色的铜析出，锌片上产生气 泡的速率明显加快活泼金属可以把不活泼金属从 其盐溶液中置换出来（或Zn、Cu、稀硫酸组成原电 池，Zn为负极) (3)分别取一小片铜片与锌片置于两支试管中，向试 管中加入少量浅绿色的FCl2溶液，片刻后，加锌片 的试管中溶液的颜色褪去，溶液近乎无色（其他合理 答案也可) 13.解析：(1)要形成原电池，需要闭合线路，故首先要用 导线把a、b两电极连接起来。(2)正极上有气体生 成，即b是正极，为负极，锌比铜活泼，锌是负极、铜 是正极，故a电极的反应式为Zn-2e一一Zn2+: b电极的反应式为2H++2e一H2个。(3)如果 将a、b两电极的电极材料对调，则a极产生气体，故 U形管中将出现的现象是U形管左端液面下降，右 端液面上升。(4)672mL,气体为H2,其物质的量为 n(H2)= 22.4L·mol=0.03mol,根据2H++ 0.6721 2e—H2个可知，n(e)=2(H2)=2×0.03mol =0.06mol。 答案：(1)用导线把a、b两电极连接起来 (2)Zn-2e—Zn2+2H++2e—H2↑ (3)U形管左端液面下降，右端液面上升 (4)0.06mol