专题6 阶段强化(二) 化学反应能量变化-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件PPT（苏教版）

阶段强化(二)　化学反应能量变化 　 专题6　第三单元　化学能与电能的转化 1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，如图所示为两种常见的化学电源示意图，下列有关说法不正确的是 A.锌锰干电池属于一次电池，铅酸蓄电池属于二次电池 B.锌锰干电池中的带铜帽的石墨棒为负极，锌筒为正极 C.铅酸蓄电池供电时Pb电极上的反应为 Pb＋S－2e－PbSO4 D.铅酸蓄电池供电时电子由Pb电极经外电路流向PbO2电极 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 锌锰干电池是不可充电电池，属于一次电池，铅酸蓄电池属于可充电电池，是二次电池，A正确；锌是活泼金属，失电子发生氧化反应，锌筒为负极，带铜帽的石墨棒为正极，B错误；铅酸蓄电池供电时Pb电极是负极，发生氧化反应，失去电子，电极反应式为Pb＋S－2e－PbSO4，C正确；原电池中电子由负极经过外电路流向正极，Pb是负极，PbO2为正极，电子由Pb电极经外电路流向PbO2电极，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2.由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和 1 L 0.2 mol·L－1 CuCl2溶液组成的装置如图所示，下 列说法不正确的是 A.打开K，铁棒上有红色固体析出 B.闭合K，碳棒上有红色固体析出 C.闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g D.闭合K，铁棒表面发生的电极反应为 Cu2＋＋2e－Cu √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 打开K，Fe直接与CuCl2溶液反应生成Cu和FeCl2，所以铁 棒上有红色固体析出，A项正确；闭合K，形成原电池，铁 棒作负极，碳棒作正极，溶液中的Cu2＋在正极上得电子被 还原生成Cu，所以碳棒表面发生的电极反应为Cu2＋＋2e－ Cu，碳棒上有红色固体析出，B项正确，D项错误；闭 合K，形成原电池，铁棒作负极，碳棒作正极，负极反应为Fe－2e－Fe2＋，正极反应为Cu2＋＋2e－Cu，当电路中有0.3NA个(0.3 mol)电子通过时，负极减少0.15 mol Fe(质量为8.4 g)，正极增加0.15 mol Cu(质量为9.6 g)，所以理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g，C项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3.可以将反应Zn＋Br2ZnBr2设计成蓄电池，下列表示放电时的负极反应的是 A.Zn－2e－Zn2＋ B.Br2＋2e－2Br－ C.2Br－－2e－Br2 D.Zn2＋＋2e－Zn √ 该蓄电池放电时反应由左向右进行，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－Zn2＋，选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4.氢燃料电池汽车具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，从而备受关注。某氢燃料电池汽车的结构如图所示，下列说法正确的是 A.燃料电池堆发电时还原剂是H2 B.工业上利用过氧化钠与水反应制氧气 C.因为氢气易液化，所以氢燃料电池续航能力强 D.燃料电池堆产生标准状况下22.4 L H2O转移2 mol电子 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 该燃料电池为酸性氢燃料电池，根 据电子或H＋移动方向可知，左侧电 极为负极，通入燃料氢气，右侧电极 为正极，通入氧化剂氧气或空气，负 极反应式为H2－2e－2H＋、正极 反应式为O2＋4e－＋4H＋2H2O，放电时，电子由负极经过导线移向正极，据此分析解答。燃料电池堆发电时H2发生失电子的氧化反应，作还原剂，A正确；工业上常用分离空气法制备氧气，过氧化钠与水反应制氧气的成本太高，B错误；氢气相对分子质量小，不易液化，C错误；标准状况下H2O为固体，不是气体，则标准状况下22.4 L H2O的物质的量大于1 mol，转移电子大于2 mol，D错误；故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5.“盐水动力”玩具车的驱动原理如图所示，向A中加入食盐水后便可使玩具车行驶。下列有关叙述不正确的是 A.该玩具车的驱动能源运用了原电池原理 B.加入食盐水后，Mg作正极，不断地被消耗 C.加入食盐水后，Na＋向活性炭电极移动 D.加入食盐水后，实现了化学能向电能的转化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 该玩具车的驱动能源有两个活泼性不同的电极，加入食 盐水有了电解质能构成原电池，将化学能转化为电能驱 动玩具车运行，运用了原电池原理，故A正确；加入食 盐水后，Mg作负极，失电子，不断地被消耗，故B错误； 原电池中阳离子移向正极，加入食盐水后，Mg作负极，活性炭作正极，Na＋向活性炭电极移动，故C正确；原电池是化学能转化为电能的装置，加入食盐水后，实现了化学能向电能的转化，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6.甲醇燃料电池(DMFC)可用于汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质溶液是稀硫酸。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水。下列叙述中不正确的是 A.负极的反应式为 CH3OH＋H2O－6e－CO2↑＋6H＋ B.氧气在电极上的反应式为 O2＋4H＋＋4e－2H2O C.电池工作时，H＋由正极移向负极 D.电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路流入通入氧气的一极 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 甲醇是燃料，在负极通入，发生氧化反应，负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－CO2↑＋6H＋，A正确；氧气在正极通入，得到电子，发生还原反应，在电极上的反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O，B正确；电池工作时，H＋由负极移向正极，C错误；电池工作时，电子从负极流向正极，所以电子由通入甲醇的一极流出，经外电路流入通入氧气的一极，D正确；故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7.有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到 一定浓度时自动报警，该瓦斯分析仪工作原理类似 燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固 体电解质是Y2O3-Na2O，O2－可以在其中自由移动， 下列有关叙述中错误的是 A.电极a的反应式为 CH4＋4O2－－8e－CO2＋2H2O B.电极b是正极，O2－由电极b流向电极a C.当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移2 mol D.分析仪工作时，电路中电子由电极a经传感器流向电极b，又由电极b经内电路流向电极a，形成闭合回路 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 通甲烷气体的一端为负极，通空气的一端为正极，电 池总反应为CH4＋2O2CO2＋2H2O，正极反应为 O2＋4e－2O2－，负极反应为CH4＋4O2－－8e－ CO2＋2H2O，结合原电池的原理和电极反应回答问题。电极a上甲烷失电子，电极a为负极，则电极a的反应式为CH4＋4O2－－8e－CO2＋2H2O，故A正确；O2－为阴离子，阴离子向负极移动，故O2－由正极(电极b)移向负极(电极a)，故B正确；1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2－，故当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移2 mol，故C正确；电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8.有一种纸电池只需滴上两滴水即可激活，可为一个带有LED的闹钟供电1小时。如图所示，该电池的纸片上分布着氯化钠固体，正面印有含有石墨薄片的油墨，反面印有含锌粉的油墨。下列说法错误的是 A.石墨上发生还原反应 B.电流从石墨经闹钟流向锌 C.电池工作时NaCl会被损耗，需要定期补充 D.该电池有质量小、柔韧性好的优点 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由题干信息及图示可知，正面石墨薄片为正极， 发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－， 反面上的锌粉为负极，电极反应为Zn－2e－＋ 4OH－Zn(OH，据此分析解题。由分析 可知，石墨为正极，发生还原反应，A正确；由分析可知，石墨为正极，锌粉电极为负极，故电流从石墨经闹钟流向锌，B正确；由分析可知，反应过程中NaCl仅为电解质，参与导电，并未参与反应，故NaCl不会被损耗，C错误；根据题中信息可知纸电池有质量小、柔韧性好的优点，D正确；故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9.我国某大学科研团队通过超快电脉冲热还原法开 发了一种新型碳载钌镍合金纳米催化剂(Ru-Ni/C)， 并基于此催化剂制备出一种极具竞争力的高能量镍 氢气(Ni-H2)电池，其工作原理如图所示。下列说法 错误的是 A.放电时，OH－向电极a移动 B.放电一段时间，断开开关一段时间后，KOH溶液的浓度增大 C.放电时，电极b的电极反应为 NiOOH＋e－＋H2ONi(OH)2＋OH－ D.以H2为能源较为环保 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由题图可知，电极a上氢气失电子，发生氧化反应，为原 电池的负极，电极反应式为H2－2e－＋2OH－2H2O， 电极b为正极，水分子作用下碱式氧化镍在正极得到电子 发生还原反应生成氢氧化镍，电极反应式为NiOOH＋e－ ＋H2ONi(OH)2＋OH－，电池总反应为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。由分析可知，电极a为原电池的负极，电极b为正极，则氢氧根离子向负极(电极a)移动，A正确；由分析可知，电池总反应为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2，则放电一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，B错误；由分析可知，放电时，电极b为正极，电极反应式为NiOOH＋e－＋H2ONi(OH)2＋OH－，C正确；由分析可知，放电时，电极a为原电池的负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，所以以氢气为能源较为环保，不会对环境造成污染，D正确；故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10.(9分)电池在我们的生活中有着重要的应用，请回答下列问题： (1)为了验证Fe2＋与Cu2＋的氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是____(填序号)。若导线中通过0.2 mol电子，负极的质量变化为_______g。 ③ 5.6 氧化剂氧化性大于氧化产物，装置③中总反应为Cu2＋＋FeFe2＋＋Cu，说明Cu2＋氧化性大于Fe2＋，故选③；若导线中通过0.2 mol电子，负极的电极反应式为Fe－2e－Fe2＋，消耗0.1 mol Fe，负极的质量减少为0.1 mol×56 g·mol－1＝5.6 g。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。 实验测得OH－向B电极定向移动，则______(填“A”或“B”)处电极入口通甲烷，其电极反应式为________________________________________。 当消耗甲烷的体积为33.6 L(标准状况下)时，导线中转移电子的物质的量为_______mol。 B CH4－8e－＋10OH－C＋7H2O 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 在原电池中，阴离子移向负极，实验测得OH－向B电 极定向移动，故B为负极，A为正极，甲烷中碳的化 合价升高发生氧化反应，故B处电极入口通甲烷，其 电极反应式为CH4－8e－＋10OH－C＋7H2O。 当消耗甲烷的体积在标准状况下为33.6 L，物质的量为 ＝1.5 mol，导线中转移电子的物质的量为1.5 mol×8＝ 12 mol。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (3)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。电池正极的电极反应式是_________________________。 N2＋8H＋＋6e－2N 该电池的本质反应是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2＋8H＋＋6e－2N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11.某科研小组成功研制出能在“数分钟之内”将电量充满的锂电池，其成本只有传统锂电池的一半。他们把锂锰氧化物(LMO)浸泡在石墨里面，使其变成一个可以导电的密集网络的负极材料，与电解质和正极材料(石墨)构成可充电电池。若电解液为LiAlCl4-SOCl2，电池的总反应为 4LiCl＋S＋SO2 4Li＋2SOCl2。 下列说法正确的是 A.电池的电解质溶液可为LiCl水溶液 B.放电时负极反应式为Li－e－＋Cl－LiCl C.放电时正极反应式为2SOCl2＋4e－4Cl－＋S＋SO2 D.放电时电子从负极经外电路流向正极，再从正极经电解质流向负极 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 锂是活泼的金属，能与水反应，因此电池的电解质溶液不能是LiCl水溶液，A错误；放电时相当于原电池，负极上Li失去电子，则负极反应式为Li－e－Li＋，B错误；放电时相当于原电池，正极是SOCl2得到电子，生成S和SO2，则正极反应式为2SOCl2＋4e－4Cl－＋S＋SO2，C正确；放电时相当于原电池，电子从负极经导线流向正极，溶液不能传递电子，D错误；故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12.一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为2C2H6＋7O2＋8KOH4K2CO3＋10H2O。下列有关此电池的推断正确的是 A.负极反应为14H2O＋7O2＋28e－28OH－ B.放电一段时间后，负极周围的pH升高 C.理论上消耗1 mol C2H6，电路中转移的电子为14 mol D.放电过程中，K＋向负极移动 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 该燃料电池中通入燃料的电极作负极，电极反应为C2H6－14e－＋18OH－2C＋12H2O，通入氧气的电极作正极，正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－。由分析可知负极的电极反应为C2H6－14e－＋18OH－2C＋12H2O，A错误；负极电极反应为C2H6－14e－＋18OH－2C＋12H2O，消耗OH－，负极附近的pH减小，B错误；由负极反应式可知消耗1 mol C2H6，电路中转移的电子为14 mol，C正确；原电池中，阳离子向正极移动，因此放电过程中K＋向正极移动，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13.一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应为2Al＋3ClO－＋2OH－3Cl－＋2Al＋H2O。下列说法不正确的是 A.该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换 B.该电池发生氧化反应的是金属铝 C.电池的正极得到3 mol电子时，负极减轻的质量为54 g D.当有0.1 mol Al完全溶解时，流经外电路的电子个数约为1.806×1023 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 该电池所用材料都是生活中常见的物质，电极材料和电解质用完后可以更换，A正确；金属铝是原电池的负极，发生氧化反应，B正确；ClO－在正极上发生还原反应，结合电池总反应可知得到3 mol电子时，发生反应的铝的物质的量是1 mol，负极减轻的质量是27 g，C错误；当有0.1 mol Al完全溶解时，流经外电路的电子的物质的量为0.3 mol，个数约为1.806×1023，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14.一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是 A.a电极为正极，发生还原反应 B.H＋由右室通过质子交换膜进入左室 C.当b电极上产生1 mol N2时，溶液中将有 10 mol e－通过 D.b电极反应式为 2N＋10e－＋12H＋N2↑＋6H2O √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 a电极上葡萄糖转化为CO2，发生失电子的氧 化反应，为燃料电池的负极，A错误；燃料电 池工作时，氢离子向正极移动，由左室通过质 子交换膜进入右室，B错误；b电极为正极，硝 酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，则当b电极上产生1 mol N2时，导线中将有1 mol ×5e－×2＝10 mol e－通过，C错误；b电极为正极，硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2N＋10e－＋12H＋N2↑＋6H2O，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15.(12分)在第七十五届联合国大会上，中国向世界郑重承诺在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和，大力发展绿色能源、清洁能源是实现碳中和的最有效方法。 (1)原电池反应能够提供电能而不产生CO2气体，在铜、锌、稀硫酸组成的原电池中：Zn棒发生__________(填“氧化”或“还原”)反应，溶液中H＋向__________(填“Zn”或“Cu”)电极定向移动。电池工作一段时间后可观察到现象________________________________。 氧化 Cu 锌棒变细，铜棒表面有气泡产生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 在铜、锌、稀硫酸组成的原电池中，Zn是负极，铜是正极。Zn棒失电子发生氧化反应；阳离子移向正极，溶液中H＋向Cu电极定向移动。负极反应为Zn－2e－Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－H2↑，电池工作一段时间后可观察到锌棒变细，铜棒表面有气泡产生。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)将上述装置中电解质稀H2SO4换为足量AgNO3溶液，灯泡也变亮，电流表指针偏转，无色溶液颜色没有变化。若更换电解质时称量两个电极，质量恰好相等，放电一段时间后再称量两个电极，发现质量相差28.1 g，则导线上通过的n(e－)＝________ mol。 0.2 将上述装置中电解质稀H2SO4换为足量AgNO3溶液，负极发生反应Zn－2e－Zn2＋，正极发生反应Ag＋＋e－Ag，一段时间后质量相差 28.1 g，设导线上通过的n(e－)＝x mol，则负极消耗锌的物质的量为0.5x mol，正极生成Ag的物质的量为x mol，0.5x mol×65 g/mol＋x mol×108 g/mol＝28.1 g，则x＝0.2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (3)碱性锌锰电池是日常生活中常用电池，原电池反应是Zn＋2MnO2＋2H2OZn(OH)2＋2MnOOH。该原电池电解质是KOH溶液，原电池 的负极是_________(填“Zn”或“石墨”)，写出正极的电极反应为_____________________________________。 Zn MnO2＋e－＋H2OMnOOH＋OH－ 碱性锌锰电池总反应是Zn＋2MnO2＋2H2OZn(OH)2＋2MnOOH。该原电池电解质是KOH溶液，Zn发生氧化反应，则原电池的负极是Zn；正极二氧化锰得电子生成MnOOH，正极的电极反应为MnO2＋e－＋H2OMnOOH＋OH－。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (4)燃料电池已广泛应用于航空领域。一种以KOH溶液为电解质溶液的新型燃料电池中，总反应方程式为N2H4＋O2N2＋2H2O，该电池负极电极反应式为_______________________________，与传统火力发电相比，燃料电池的优点是________________________(任意答两点)。 N2H4－4e－＋4OH－N2＋4H2O 能量转化率高、无污染 一种以KOH溶液为电解质溶液的新型燃料电池中，总反应方程式为N2H4＋O2N2＋2H2O，N2H4失电子发生氧化反应生成氮气，该电池负极电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－N2＋4H2O，与传统火力发电相比，燃料电池的优点是能量转化率高、无污染。 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 谢 谢 观 看 阶段强化(二)　化学反应能量变化 返回 $