专题05 化学反应与能量（期中真题汇编，浙江专用）高一化学下学期

专题05 化学反应与能量 3大高频考点概览 考点01化学反应能量转化 考点02能量变化图象 考点03原电池工作原理 考点04化学电源 考点05原电池工作原理及应用 化学反应能量转化 1．(2024-2025学年·浙江省A9协作体高一下期中)下列属于可再生能源的是( ) A．氢能 B．石油 C．煤 D．天然气 2．(2024-2025学年·浙江省衢州市五校联盟高一下期中)下列化学变化中属于吸热反应的是( ) A．C和水蒸气 B．Mg和HCl C．NaOH和H2SO4 D．乙烯燃烧 3．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)下列反应中，属于吸热反应的是( ) A．与化合 B．NaOH溶液与稀硫酸反应 C．燃烧 D．盐酸与固体反应 4．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是( ) A．锌与稀硫酸反应 B．氢氧化钡与氯化铵反应 C．灼热的炭与二氧化碳反应 D．盐酸与碳酸氢钠的反应 5．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)火力发电的过程涉及燃料燃烧、加热蒸汽、用蒸汽推动蒸汽轮机、蒸汽轮机发电，各步中没有直接发生的能量转化是( ) A．化学能转化为热能 B．热能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．热能转化为电能 6．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)下列图片所示内容的能量转化方式主要为化学能转化为热能的是( ) A．钻木取火 B．太阳能集热器 C．手机充电 D．酒精燃烧 7．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)下列关于能量的说法正确的是( ) A．太阳能、氢能、地热能均属于一次能源 B．燃料电池是利用燃料与助燃剂的直接燃烧反应来提供化学能，并不断转化为电能 C．如果某反应是吸热反应，则一定需要加热 D．“火树银花触目红，揭天鼓吹闹春风”中的反应涉及化学能转化为热能和光能 8．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)下列说法正确的是( ) A．无论是利用原电池还是化石燃料燃烧进行发电，都是将化学能直接转化为电能 B．航空航天中使用的镍氢电池属于一次电池 C．工业合成氨通常在400～500℃下进行，选择此温度的主要考虑因素是催化剂的活性 D．化学变化必然伴随着能量变化，能量变化必然伴随着化学变化，两者相辅相成 9．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)化学能源利用与生产生活息息相关，下列说法正确的是( ) A．新能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 B．氢气是非常有前途的新型能源，可以通过寻找化石燃料，利用燃烧放热使水分解产生更多氢气 C．燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，能将化学能完全转化为电能 D．发展燃煤脱硫技术能有效减少碳排放 10．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较不正确的是( ) A．  ΔH1；  ΔH2； B．  ΔH1；  ΔH2； C．  ΔH1；  ΔH2； D．  ΔH1；  ΔH2； 11．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表，运用该数据可计算键能或反应热 物质 O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O 能量/ kJ·mol−1 249 218 39 10 0 0 例如：可根据H2O2(g)HO(g)＋HO(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为。 下列说法正确的是( ) A．H2的键能为 B．O2的键能等于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C．破坏氧氧单键所需能量： HOO＜H2O2 D．HOO(g)＋H(g) H2O2(g)，ΔH＝-364kJ·mol−1 12．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：(该反应为放热反应)，反应过程示意图如下： 下列说法不正确的是( ) A．过程Ⅱ为吸热过程 B．使用催化剂提高了该反应的反应速率 C．该反应中，CO(g)和H2O(g)的总能量高于CO2(g)和H2(g)的总能量 D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应过程 能量变化图象 1．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)下列反应属于非氧化还原反应，且能量变化符合如图所示的反应是( ) A．氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应 B．盐酸与镁条反应 C．NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O晶体混合 D．灼热的炭与二氧化碳反应 2．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)某反应的能量变化如图所示，下列表述不正确的是( ) A．断开化学键的过程会吸收能量 B．该反应不一定要在加热条件下进行 C．该反应可能为碳酸氢钠与盐酸的反应 D．若该图表示石墨转化为金刚石的能量变化图，说明金刚石比石墨稳定 3．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)X在一定条件下可发生反应：，，反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．、、三种物质中最不稳定的是 B．的能量小于的能量 C．，反应物的总键能小于生成物的总键能 D．若可转化为，则此反应为吸热反应 4．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)已知H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化如图曲线A所示，若在H2O2溶液中加入少量KI，则H2O2的分解过程可表示为：①H2O2+I-=H2O+IO-，②H2O2+IO-=H2O+I-+O2，其能量变化如图曲线B所示。下列有关说法不正确的是( ) A．上述反应①为放热反应，反应②为吸热反应 B．2mol2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量 C．I-在H2O2分解过程中起到催化剂作用 D．从曲线A、B可以看出，加入KI不影响H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化 5．(2024-2025学年·浙江省新力量联盟高一下期中)已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是(    ) A．该反应为放热反应 B．该反应吸收的能量为(E1-E2) C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．该反应只有在加热条件下才能进行 6．(2024-2025学年·浙江省金砖高中联盟高一下期中)已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是( ) A．该反应为放热反应 B．该反应中反应物的键能之和大于生成物的键能之和 C．1mol A2和1mol B2反应生成2molAB吸收的热量为(a-b)kJ D．断裂和化学键需要放出akJ的能量 7．(2024-2025学年·浙江省浙南名校联盟高一下期中)下列图示与对应的叙述不相符的是( ) A．由(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化 B．由(b)图可知等质量金刚石比石墨完全燃烧放出能量多 C．由(c)图可知，1mol O2(g)和2molSO2(g)反应放出的热量为(a-b)kJ D．由(d)图可知，由A到C为放热反应 8．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下，已知N2+3H2 2NH3N2和H2为放热反应，下列说法正确的是( ) A．使用催化剂可以大大减少该反应放出的热量 B．反应物断键吸收的能量低于生成物成键放出的能量 C．温度升高，正反应速率减慢、逆反应速率加快 D．反应过程伴随着极性键、非极性键的断裂和形成 9．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)氢能的低成本、低温、高速率制取一直是亟待解决的关键难题。用计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2O=CO2+H2)过程中能量的变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．该反应为放热反应 B．状态3中物质最稳定 C．过程I、II均需要吸收能量 D．当反应物或生成物状态发生变化时，能量示意图改变 10．(2024-2025学年·浙江省丽水发展共同体联盟高一下期中)下图为反应2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g)的能量变化示意图下列说法正确的是  ( )  下列说法正确的是 A．2mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量为1368kJ B．该反应最终向外界吸收484kJ的能量 C．由H(g) 、O(g)原子形成1 mol H2O(g)，共放出1852kJ能量 D．若生成2mol H2O(l)，则释放的能量大于484kJ 11．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中)图甲为1mol (g)和1mol (g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是( ) A．图甲的过程可以通过豆科植物的根瘤菌来实现，是一个自然固氮的过程 B．该化学反应和能量变化关系如图乙 C．反应生成1mol NO(g)需要吸收180kJ的能量 D．1molN2(g)和1molO2(g)总能量低于2mol NO(g)能量 12．(2024-2025学年·浙江省七彩阳光联盟高一下期中)发动机在高速运转时会发生N2 (g)和O2 (g)的化合反应，其能量变化如图所示， 下列说法不正确的是( ) A．断开1molN2 (g)中的化学键需要吸收的能量 B．2molNO(g)完全分解成N2 (g)和O2 (g)放出的能量 C．1molN2 (g)和1molO2 (g)的总能量高于2molNO(g)总能量 D．该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能 13．(2024-2025学年·浙江省浙东北县域名校发展联盟高一下期中)已知X转化为R和W分步进行：①X(g)Y(g)+2W(g)②Y(g)R(g)+W(g)。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．1molY(g)的能量低于1molR(g)的能量 B．反应①生成1molY(g)时放出能量 C．X转化为R的总反应生成1molW(g)吸收能量 D．断裂1molX(g)中化学键吸收的能量大于形成1mol R(g)和3mol W(g)中化学键所放出的能量 14．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。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． 15．(2024-2025学年·浙江省强基联盟高一下期中)下列图像均表示化学反应中的能量变化，下列说法正确的是( ) A．图甲可以表示反应CaCO3=CaO+CO2的能量变化 B．图乙说明金刚石比石墨稳定 C．根据图丙可以判断2A(g)B(g)放出a kJ的能量 D．图丁中反应物的总键能高于生成物的总键能 16．(2024-2025学年·浙江省G5联盟高一下期中) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的能量变化如下图所示，下列说法正确的是( ) A．图中A表示1molN2和3molH2的总能量 B．从反应的能量变化上看，该反应是吸热反应 C．断裂1molN≡N和3molH-H释放能量为E1 D．2molNH3的总能量比1molN2和3molH2的总能量高 17．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)如图为反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图，下列说法正确的是( ) A．2molH2(g)和1molO2(g)形成4molH(g)和2molO(g)的过程要放出能量 B．2molH2O(g)的能量比2molH2(g)和1molO2(g)的总能量高 C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)放出484kJ能量 D．断开1molO-H键会吸收463kJ能量 18．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)为早日实现“碳中和碳达峰”目标，科学家提出用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)反应生成HCOOH。反应机理如图所示。 已知：生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。 下列说法正确的是( ) A．反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成 B．物质I为该反应的催化剂，物质Ⅱ、Ⅲ为中间产物 C．上述物质中H2O和CO2都是直线形分子 D．通过CO2(g)和H2(g)反应制备液态HCOOH，每转移1mole-，放出31.2kJ的热量 19．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)回答下列问题 (1)化学反应中伴随着能量变化，符合下图能量变化的化学反应是___________ A．镁条与稀硫酸反应 B．盐酸与碳酸氢钠 C．碳酸钙分解 D． NH4Cl固体与Ba(OH)2•8H2O固体 E．硝酸铵溶于水 F．氧化铁与Al高温反应 (2)在一定温度和压强下，肼(N2H4)和O2发生如下反应：N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g)。已知：肼分子中氮元素为-2价；断开1molN2H4和1molO2需分别吸收1718KJ和500KJ热量，形成1molN2和1molH2O需分别放出942KJ和926KJ热量。该反应属于___________反应(填“放热”或“吸热”)，1molN2H4(g)和1molO2(g)的总能量___________(填“>”“=”或“<”)1molN2(g)和2molH2O(g)的总能量。 (3)以肼为原料的燃料电池具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示。电解质溶液为20%-30%的KOH溶液。 ①该燃料电池中正极通入的物质是___________(填化学式)。 ②电池工作时，K+移向___________电极(填“a”或“b”)。 (4)肼(N2H4)还是一种良好的火箭推进剂，与助燃剂液态N2O4发生反应，放出大量热且对环境无污染，写出该反应的化学方程式___________。 原电池工作原理 1．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是( ) A．B．C． D． 2．(2024-2025学年·浙江省强基联盟高一下期中)下图是某兴趣小组设计的水果电池，其中正确的是( ) A．B．C．D． 3．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)原电池的设计原理与某类化学反应有关，下列化学反应中可以设计成原电池的是( ) A．Cu和H2SO4生成CuSO4和H2 B．Cu2(OH)2CO3受热分解生成CuO、CO2和H2O C．CO和O2生成CO2 D．NaHCO3与HCl生成CO2 4．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)把金属X放入盐Y(NO3)2的溶液中，发生如下反应：X+Y2+=X2++Y，下列说法正确的是( ) A．常温下金属X一定能与水反应，Y一定不能与水反应 B．X与Y用导线连接后放入CH3CH2OH中，一定形成原电池 C．X与Y用导线连接后放入同一个盛有Y(NO3)2溶液的烧杯中，一定有电流产生 D．由X与Y作电极形成的原电池中，X一定是负极，Y一定是正极 5．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)某学习小组设计的西红柿水果电池如图所示，下列说法不正确的是( ) A．铜电极是该电池的正极 B．铜片上发生氧化反应 C．电子由锌通过导线流向铜 D．西红柿内部的汁液充当电解质溶液 6．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)某学生设计并制作了一个水果电池，结构如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置只实现了化学能转化为电能 B．铜片作正极，发生氧化反应 C．电池工作时，电子从锌片经柠檬流向铜片 D．电池工作结束后柠檬的酸性减弱 7．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)如图为发光二极管连接柠檬电池。下列说法不正确的是( ) A．该装置的能量转化形式主要为化学能→电能→光能 B．电子的流向：Zn→导线→Cu→柠檬液→Zn C．锌片是负极，质量不断减小 D．铜片上的电极反应为：2H＋＋2e-=H2↑ 8．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．Mg片做电池的负极 B．溶液中的向石墨片移动 C．化学能可最终转化为动能 D．空气中的氧气得到电子 9．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中)银锌电池工作示意图如下，原理为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，下列说法错误的是( ) A．Zn电极是负极 B．负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+ C．Ag2O电极发生还原反应 D．电子由Zn电极经导线流向Ag2O电极 10．(2024-2025学年·浙江省A9协作体高一下期中)某小组设计了原电池装置如右图。下列说法不正确的是( ) A．该装置的能量转化形式主要为化学能→电能 B．外电路中电流的流向：Al→导线→Mg C．溶液中的SO42-向Mg电极移动 D．若将稀硫酸替换成NaOH溶液，电流表指针偏向不变 11．(2024-2025学年·浙江省七彩阳光联盟高一下期中)关于下面的装置，下列说法正确的是( ) A．该原电池装置可将电能转化为化学能 B．电流从电极A通过导线、用电器后流向电极B C．B电极为正极，溶液中OH-向电极A定向移动 D．A电极为负极，电极反应产物为水和二氧化碳 12．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等金属腐蚀现象。下列说法不正确的是( ) A．图1中X为锌时可以防止海港码头埋设管道的钢制阀门腐蚀 B．图2中，负极生成Fe2+ C．铝制品表面出现白斑可以通过图3装置进行探究，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移，其中负极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑ D．图3装置的总反应为4Al + 3O2+ 6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 13．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。四种金属活动性顺序排序正确的是( ) 装置 现象 金属X上冒气泡 金属Y上有红色固体产生 金属Z不断溶解 A．Z>X>W>Y B．Z>W>X>Y C．W>Y>Z>X D．X>Z>W>Y 14．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)某化学兴趣小组为了探究电极材料在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 实验编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 2 石墨、锌筒 KOH溶液 偏向石墨 3 Al、Cu 稀HCl 已知碱性锌锰干电池工作时的总反应为： 下列说法正确的是( ) A．实验1、3中Al电极的作用不同 B．实验1中Al电极对应的反应为：Al-3e-=Al3+ C．实验2中锌电极附近的溶液pH减小 D．实验3中电解质溶液的Cl-移向Cu电极 化学电源 1．(2024-2025学年·浙江省杭州市上城区杭二东河高一下期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( ) 图I普通锌锰电池 图II碱性锌锰电池 图III铅酸蓄电池 图IV银锌纽扣电池 A．图I所示电池工作时电子从锌筒流出，经过电解质溶液流向石墨电极 B．图II所示电池中，MnO2的作用是作还原剂 C．图III所示装置放电工作过程中，负极的质量逐渐减少 D．图IV所示电池中，正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 2．(2024-2025学年·浙江省9 +1联盟高一下期中)下列有关锌锰干电池的说法不正确的是( ) A．锌筒作负极，锌筒会变薄 B．电池工作时，电子从锌筒流向石墨棒，再由石墨棒经电解质溶液流向锌筒 C．石墨电极上发生还原反应 D．该电池放电后不能充电，属于一次电池 3．(2024-2025学年·浙江省新力量联盟高一下期中)普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：，下列说法正确的是( ) A．石墨作负极 B．锌发生还原反应 C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌 D．正极的电极反应为： 4．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)汽车用铅酸蓄电池示意图如图所示，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，正极的反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O B．电池工作时，化学能转化为电能 C．该电池属于二次电池 D．电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 5．(2024-2025学年·浙江省杭州市西湖区学军紫金港、学军海创园、学军西溪高一下期中)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示下列说法不正确的是( ) A．金属锂作负极，发生氧化反应 B．Li+通过有机电解质向水溶液处移动 C．正极的电极反应：O2+4e—==2O2— D．电池总反应：4Li+O2+2H2O==4LiOH 6．(2024-2025学年·浙江省丽水发展共同体联盟高一下期中)某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．溶液中K+往Pt电板(a)为移动 B．Pt电极(a)的电极反应式为2NH3+6OH-+6e-=N2＋6H2O C．该传感器反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：5 D．该传感器在工作过程中Pt电极(b)周围溶液pH增大 7．(2024-2025学年·浙江省浙东北县域名校发展联盟高一下期中)近年来电池研究领域涌现出“纸电池”，它像纸一样轻薄柔软，其结构如图所示(a极为MnO2，b极为Zn)。人们将碱性锌锰干电池的原理Zn+2MnO2+2H2O= ZnO+2MnO(OH)制成了“纸电池”，电池由ZnO和H2O组成电解液。下列说法不正确的是( ) A．该装置将化学能转化为电能 B．电池工作时，OH-移向负极 C．a极作正极，其电极反应式为MnO2+H2O+e-= MnO(OH)+OH- D．当有0.2mol电子经过隔离膜时，理论上有0.1molZn被氧化 8．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氮化合物转化为无毒气体。下列说法正确的是( ) A．该电池的负极反应为：2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2 B．电池工作一段时间后，左侧电极室溶液的碱性增强 C．同温同压时，正负两极室中产生的气体体积比为3∶4 D．若离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，电池工作时OH-从左侧电极室通过交换膜移向右侧 9．(2024-2025学年·浙江省浙南名校联盟高一下期中)下图是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法不正确的是( ) A．b极为正极 B．X、Y依次为阴离子、阳离子交换膜 C．当电路中转移1mol电子时，在b极室可以生成40g NaOH D．a极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2＋7H+，产生的H+向b极移动 10．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)习近平总书记提出我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置能将电能转化为化学能 B．M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ C．工作时，电流由M经导线流向N D．当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为2NA 11．(2024-2025学年·浙江省衢州市五校联盟高一下期中)纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大突破。如图为纸电池的结构示意图。某实验小组用铜、锌和硫酸铜溶液制作了简易纸电池，下列说法不正确的是( ) A．纸电池有助减轻电子产品的重量，更轻质更高效 B．电子流向：锌→隔离膜→铜→锌 C．正极电极反应式为：Cu2++2e-=Cu D．若将CuSO4溶液改为溶液，仍可构成原电池 12．(2024-2025学年·浙江省台州市山海协作体高一下期中)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以[Zn(OH)4]-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是( ) A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．电池放电一段时间后，Ⅲ区KOH溶液的pH减小 C．MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O D．电池总反应：n+4OH- +MnO2+4H+=[Zn(OH)4]-+ Mn2++2H2O 13．(2024-2025学年·浙江省G5联盟高一下期中)某种锂离子电池如图所示，电解质为含的导电固体，电池总反应为FePO4+Li=LiFePO4。下列说法不正确的是( ) A．加入适量稀硫酸可以增加电解质的导电性 B．外电路电子流动方向：a→灯泡→b C．电池工作时，Li+向b极移动 D．该电池的正极反应式为：FePO4+Li++e-=LiFePO4 14．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示(提示：可在此固体电解质中自由移动)，下列说法正确的是( ) A．O2-由Pt电极向NiO电极移动，并通过导线再流回Pt电极 B．该装置可以将化学能全部转化为电能 C．Pt电极上的电极反应为：O2+4e-=2O2- D．NiO电极上发生的是还原反应 15．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)某微生物燃料电池(MFC)工作原理如图(质子交换膜只允许通过)，下列说法正确的是( ) A．在硫氧化菌作用下参加的反应为：HS-+9OH--8e-=SO42-＋5H2O B．该燃料电池在高温下进行效率更高 C．若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则有0.2mol通过质子交换膜 D．若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电 16．(2024-2025学年·浙江省金砖高中联盟高一下期中)微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某微生物燃料电池工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．菌A具有氧化性 B．在菌B作用下参加的反应为：HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+ C．电子从a极流出，经质子交换膜流向b极 D．如果b极有有0.1molO2发生反应，则有0.4molH+通过质子交换膜 原电池工作原理及应用 1．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)回答下列问题： (1)写出碱性氢氧燃料电池放电时的负极反应方程式_______。 (2)写出钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应方程式______。 (3)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式______，若过程中产生2molHNO3，则消耗标准状况下O2的体积为______L。 2．(2024-2025学年·浙江省七彩阳光联盟高一下期中)某实验小组用打磨并称重后的两种金属片在硫酸铜溶液中进行如下实验， 装置以稳定的电流强度I安培持续放电t秒后，溶液仍呈现蓝色。 取出铜片，洗涤、干燥、称量，铜片增重。 提示：电流强度定义为单位时间流过的电量，计算公式：请回答下列问题： (1)电子流入的电极材料是_______(填“铜片”或“铝片”)。 (2)写出该原电池的总反应_______。 (3)铝片减轻的质量是_______g(小数部分保留两位有效数字)。 (4)设NA为阿伏加德罗常数的数值，则每个电子所带的电量是_______C(库仑)。 3．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)铅蓄电池是常见的二次电池，其工作原理如图所示。 放电时总反应为：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O。 (1)写出放电时正极的电极反应式：___________。 (2)铅蓄电池放电时一段时间，当转移0.2mol电子时，负极质量将增大___________g。 (3)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为。 已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 ②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 比较Mg、Al、Zn三种金属一空气电池，则Mg、Al、Zn分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为___________，该电池正极的电极反应式为___________，若为Mg-空气电池，为防止负极区沉积，宜采用___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 4．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)Ⅰ．一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如图所示。 (1)a极的电极反应为_____。 (2)当消耗3.2g)N2H4时，经过质子交换膜从左至右的质子数为_____。 Ⅱ．回答以下问题。 (3)若需将反应2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+设计成如下图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为_____，B极电极反应式为_____，在反应中溶液中的阴离子移向_____(填“A”或“B”)极。 5．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中)Ⅰ．某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下，回答下列问题。 (1)流程中的a和b分别是___________。 A．足量NH3、适量CO2 B．足量CO2、适量NH3 C．适量NH3、足量CO2 D．适量CO2、足量NH3 (2)写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程式___________。 (3)上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是___________。 A．提供制备所需的氮元素 B．增大CO32-的浓度促进反应发生 C．作反应的催化剂 D．NH3在该流程中可以循环使用 Ⅱ．利用反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O构成电池的方法，既能实现有效除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，回答问题： (4)电流方向为___________(选填“A→B”或“B→A”)为了使电池持续放电，离子交换膜需选用___________离子交换膜(选填“阴”或“阳”)。 (5)负载可以测定电流大小，从而确定气体含量，酒驾测定工作原理与其相似。仔细阅读下图，写出酒驾测定中电池负极反应式：___________。 试卷第1页，共3页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应与能量 3大高频考点概览 考点01化学反应能量转化 考点02能量变化图象 考点03原电池工作原理 考点04化学电源 考点05原电池工作原理及应用 化学反应能量转化 1．(2024-2025学年·浙江省A9协作体高一下期中)下列属于可再生能源的是( ) A．氢能 B．石油 C．煤 D．天然气 【答案】A 【解析】煤、石油和天然气是三大化石燃料，均属于不可再生能源，而氢能属于可再生能源。故选A。 2．(2024-2025学年·浙江省衢州市五校联盟高一下期中)下列化学变化中属于吸热反应的是( ) A．C和水蒸气 B．Mg和HCl C．NaOH和H2SO4 D．乙烯燃烧 【答案】A 【解析】A项，C和水蒸气反应生成CO和氢气，为吸热反应，A正确； B项，镁与稀盐酸反应，放出大量的热，属于放热反应，B错误；C项，NaOH和H2SO4反应为中和反应，反应放热，C错误；D项，乙烯燃烧是放热反应，D错误；故选A。 3．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)下列反应中，属于吸热反应的是( ) A．与化合 B．NaOH溶液与稀硫酸反应 C．燃烧 D．盐酸与固体反应 【答案】D 【解析】A项，H2在Cl2中燃烧生成氯化氢，属于放热反应，故不选A；B项，中和反应放热，NaOH溶液与稀硫酸反应是放热反应，故不选B；C项，燃烧都是放热反应，CH4燃烧是放热反应，故不选C；D项，盐酸与NaHCO3固体反应生成氯化钠、二氧化碳和水，是吸热反应，故选D；故选D。 4．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是( ) A．锌与稀硫酸反应 B．氢氧化钡与氯化铵反应 C．灼热的炭与二氧化碳反应 D．盐酸与碳酸氢钠的反应 【答案】A 【解析】A项，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，活泼金属与酸反应为放热反应，A符合题意；B项，氢氧化钡与氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水，元素化合价未发生变化，不属于氧化还原反应，且该反应为吸热反应，B不符合题意；C项，灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，但该反应为吸热反应，C不符合题意；D项，盐酸与碳酸氢钠的反应生成氯化钠、二氧化碳和水，元素化合价未发生变化，不属于氧化还原反应，且该反应为吸热反应，D不符合题意；故选A。 5．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)火力发电的过程涉及燃料燃烧、加热蒸汽、用蒸汽推动蒸汽轮机、蒸汽轮机发电，各步中没有直接发生的能量转化是( ) A．化学能转化为热能 B．热能转化为机械能 C．机械能转化为电能 D．热能转化为电能 【答案】D 【解析】火力发电的能量转化为：燃料燃烧(化学能→热能)→蒸汽推动轮机(热能→机械能)→发电(机械能→电能)，“热能→电能”未直接发生，需通过机械能作为中间步骤，故选D。 6．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)下列图片所示内容的能量转化方式主要为化学能转化为热能的是( ) A．钻木取火 B．太阳能集热器 C．手机充电 D．酒精燃烧 【答案】D 【解析】A项，钻木取火主要是机械能转化为热能，若考虑后续木材燃烧，还会有化学能转化为热能、光能，但核心的初始能量转化是机械能转化为热能，故A不符合题意；B项，太阳能集热器是将太阳辐射能转化为热能，故B不符合题意；C项，手机充电时是电能转化为化学能，故C不符合题意；D项，酒精灯燃烧是酒精燃烧生成二氧化碳和水，反应过程中放热，是化学能转化为热能，故D符合题意；故选D。 7．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)下列关于能量的说法正确的是( ) A．太阳能、氢能、地热能均属于一次能源 B．燃料电池是利用燃料与助燃剂的直接燃烧反应来提供化学能，并不断转化为电能 C．如果某反应是吸热反应，则一定需要加热 D．“火树银花触目红，揭天鼓吹闹春风”中的反应涉及化学能转化为热能和光能 【答案】D 【解析】A项，氢能属于二次能源，需通过其他能源转化得到，太阳能、地热能属于一次能源，A错误；B项，燃料电池通过电化学反应将化学能转化为电能，而非直接燃烧，B错误；C项，吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl常温吸热反应，C错误；D项，烟花燃烧释放化学能转化为热能和光能，符合题意，D正确；故选D。 8．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)下列说法正确的是( ) A．无论是利用原电池还是化石燃料燃烧进行发电，都是将化学能直接转化为电能 B．航空航天中使用的镍氢电池属于一次电池 C．工业合成氨通常在400～500℃下进行，选择此温度的主要考虑因素是催化剂的活性 D．化学变化必然伴随着能量变化，能量变化必然伴随着化学变化，两者相辅相成 【答案】C 【解析】A项，化石燃料燃烧发电需经过化学能→热能→机械能→电能的多步转化，并非直接转化，A错误；B项，镍氢电池可重复充电使用，属于二次电池，B错误；C项，工业合成氨选择400~500℃主要因铁催化剂在此温度下活性最佳，同时平衡反应速率与产率，C正确；D项，化学变化必然伴随能量变化，但能量变化不一定伴随化学变化，如浓硫酸的稀释方法，但属于物理过程的放热，D错误；故选C。 9．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)化学能源利用与生产生活息息相关，下列说法正确的是( ) A．新能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 B．氢气是非常有前途的新型能源，可以通过寻找化石燃料，利用燃烧放热使水分解产生更多氢气 C．燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，能将化学能完全转化为电能 D．发展燃煤脱硫技术能有效减少碳排放 【答案】A 【解析】A项，新能源通常指太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等可再生能源，A正确；B项，通过燃烧化石燃料分解水制氢会消耗能源且产生CO2，不符合清洁能源理念，B错误；C项，燃料电池效率高，但受热力学限制无法完全转化化学能为电能，C错误；D项，燃煤脱硫减少的是SO2排放，与碳排放无关，D错误；故选A。 10．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较不正确的是( ) A．  ΔH1；  ΔH2； B．  ΔH1；  ΔH2； C．  ΔH1；  ΔH2； D．  ΔH1；  ΔH2； 【答案】B 【解析】A项，Br2(l)转化为Br2(g)需要吸热，ΔH2比ΔH1多出Br2(l)→Br2(g)的吸热焓变，因此ΔH1 < ΔH2正确；B项，CaO与H2O反应放热(ΔH1为负)，CaCO3分解吸热(ΔH2为正)，ΔH1应小于ΔH2，故ΔH1 > ΔH2错误；C项，ΔH1是ΔH2的2倍，因放热反应ΔH为负，ΔH1更小，ΔH1 < ΔH2正确；D项，完全燃烧放热更多，ΔH1更负，ΔH1 < ΔH2正确；故选B。 11．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表，运用该数据可计算键能或反应热 物质 O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O 能量/ kJ·mol−1 249 218 39 10 0 0 例如：可根据H2O2(g)HO(g)＋HO(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为。 下列说法正确的是( ) A．H2的键能为 B．O2的键能等于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C．破坏氧氧单键所需能量： HOO＜H2O2 D．HOO(g)＋H(g) H2O2(g)，ΔH＝-364kJ·mol−1 【答案】D 【解析】键能是气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。A项，H2的键能为生成1mol H2(g)释放的能量，H(g)相对能量为218 kJ·mol-l，H2(g)相对能量为0，生成1mol H2(g)释放的能量为，则H2的键能为436 kJ·mol-l，A错误；B项，O2的键能为，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l，两倍为428 kJ·mol-l，，B错误；C项，HOO解离O-O键变化为，则所需能量：ΔH=生成物总能量-反应物总能量，破坏H2O2中氧氧单键所需能量为214 kJ·mol−1，故HOO解离所需能量更高，C错误；D项，根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，则的能量的能量=，D正确；故选D。 12．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：(该反应为放热反应)，反应过程示意图如下： 下列说法不正确的是( ) A．过程Ⅱ为吸热过程 B．使用催化剂提高了该反应的反应速率 C．该反应中，CO(g)和H2O(g)的总能量高于CO2(g)和H2(g)的总能量 D．示意图中，起始时的2个H2O都参与了反应过程 【答案】C 【解析】A项，根据图示可知，过程Ⅱ为水分子中O-H键的断裂，化学键的断裂为吸热过程，A正确；B项，使用催化剂可以降低反应物的活化能，从而提高反应速率，B正确；C项， ΔH生成物总能量-反应物总能量<0，即生成物总能量小于反应物总能量，所以CO(g)和H2O(g)的总能量高于CO2(g)和H2(g)的总能量，C错误；D项，从示意图中可知，经过程Ⅰ、过程Ⅱ起始时的2个H2O分子中的O-H键均有断裂，则起始时的2个H2O都参与了反应，D正确； 故选C。 能量变化图象 1．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)下列反应属于非氧化还原反应，且能量变化符合如图所示的反应是( ) A．氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应 B．盐酸与镁条反应 C．NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O晶体混合 D．灼热的炭与二氧化碳反应 【答案】A 【解析】由图可知反应物总能量大于生成物总能量，则应为放热反应，如发生非氧化还原反应，则不存在元素化合价的变化。A项，氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应是放热反应，是非氧化还原反应，故A符合；B项，盐酸与镁条反应是放热反应，是氧化还原反应，故B不符合；C项，NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O晶体混合是吸热反应，是非氧化还原反应，故C不符合；D项，灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应，是氧化还原反应，故D不符合；故选A。 2．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)某反应的能量变化如图所示，下列表述不正确的是( ) A．断开化学键的过程会吸收能量 B．该反应不一定要在加热条件下进行 C．该反应可能为碳酸氢钠与盐酸的反应 D．若该图表示石墨转化为金刚石的能量变化图，说明金刚石比石墨稳定 【答案】D 【解析】A项，断开化学键的过程会吸收能量，A项正确；B项，反应条件与反应类型无关，加热时能发生的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，B正确；C项，碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应，与图示相符，C正确；D项，若该图表示石墨转化为金刚石的能量变化图，说明石墨的能量低于金刚石，能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，D错误；故选D。 3．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)X在一定条件下可发生反应：，，反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．、、三种物质中最不稳定的是 B．的能量小于的能量 C．，反应物的总键能小于生成物的总键能 D．若可转化为，则此反应为吸热反应 【答案】D 【解析】A项，由图象可知2X、3Y以及Z的能量高低，但不能确定那种物质最稳定，那种物质最不稳定，故A错；B项，属于放热反应，所以的能量大于的能量，故B错；C项，属于吸热反应，反应物的总键能大于生成物的总键能，故C错；D项，由1mol的能量低于3mol的能量，所以为吸热反应，故D正确；故选D。 4．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)已知H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化如图曲线A所示，若在H2O2溶液中加入少量KI，则H2O2的分解过程可表示为：①H2O2+I-=H2O+IO-，②H2O2+IO-=H2O+I-+O2，其能量变化如图曲线B所示。下列有关说法不正确的是( ) A．上述反应①为放热反应，反应②为吸热反应 B．2mol2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量 C．I-在H2O2分解过程中起到催化剂作用 D．从曲线A、B可以看出，加入KI不影响H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化 【答案】A 【解析】A项，吸热反应中生成物能量大于反应物，放热反应中生成物能量低于反应物，反应①生成物能量大于反应物为吸热反应，反应②生成物能量低于反应物为放热反应，故A错误；B项，过氧化氢分解生成水和氧气总反应为放热反应，故2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量，故B正确；C项，反应中碘离子被消耗又生成，在H2O2分解过程中起到催化剂作用，故C正确；D项，催化剂参与反应，改变反应机理，改变反应速率，但是不改变反应的焓变，故D正确；故选A。 5．(2024-2025学年·浙江省新力量联盟高一下期中)已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是(    ) A．该反应为放热反应 B．该反应吸收的能量为(E1-E2) C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．该反应只有在加热条件下才能进行 【答案】B 【解析】A项，由图象可知反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，故A错误；B项，由图象可知：该反应吸收的总能量=断键吸收的总能量-成键放出的总能量=E1-E2，故B正确；C项，由图象可知反应物的总能量低于生成物的总能量，故C错误；D项，某些吸热反应不需要加热也可以发生，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应，，故D错误；故选B。 6．(2024-2025学年·浙江省金砖高中联盟高一下期中)已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是( ) A．该反应为放热反应 B．该反应中反应物的键能之和大于生成物的键能之和 C．1mol A2和1mol B2反应生成2molAB吸收的热量为(a-b)kJ D．断裂和化学键需要放出akJ的能量 【答案】B 【解析】A项，根据图示可知，生成物的总能量比反应物的总能量高，该反应为吸热反应，A错误；B项，根据图示可知，该反应的正反应为吸热反应，故反应物的键能之和大于生成物的键能之和 ，B正确；C项，物质状态会影响反应的能量变化，图示表示的是1mol A2(g)和1mol B2(g)反应生成2mol AB(g)吸收的热量为(a-b)kJ，C错误；D项，断裂化学键吸收能量，根据图示可知断裂1mol A－A和1mol B－B键，吸收akJ能量，D错误；故选B。 7．(2024-2025学年·浙江省浙南名校联盟高一下期中)下列图示与对应的叙述不相符的是( ) A．由(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化 B．由(b)图可知等质量金刚石比石墨完全燃烧放出能量多 C．由(c)图可知，1mol O2(g)和2molSO2(g)反应放出的热量为(a-b)kJ D．由(d)图可知，由A到C为放热反应 【答案】C 【解析】A项，(a)图中生成物总能量高于反应物总能量，则反应为吸热反应，盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应，图示与叙述相符，A不符合题意；B项，由(b)图可知，金刚石与氧气的能量高于石墨与氧气的能量，等质量金刚石比石墨完全燃烧放出能量多，图示与叙述相符，B不符合题意；C项，该反应为可逆反应，1mol O2(g)和2molSO2(g)反应不能完全转化生成2molSO3(g)，则1mol O2(g)和2molSO2(g)反应放出的热量小于(a-b)kJ，图示与叙述不相符，C符合题意；D项，由(d)图可知，A的能量高于C的能量，故由A到C为放热反应，图示与叙述相符，D不符合题意； 故选C。 8．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程示意图如下，已知N2+3H2 2NH3N2和H2为放热反应，下列说法正确的是( ) A．使用催化剂可以大大减少该反应放出的热量 B．反应物断键吸收的能量低于生成物成键放出的能量 C．温度升高，正反应速率减慢、逆反应速率加快 D．反应过程伴随着极性键、非极性键的断裂和形成 【答案】B 【解析】A项，催化剂不改变反应热，且平衡不移动，不能改变反应放出的热量，A错误；B项，反应为放热反应，故反应物断键吸收的能量低于生成物成键放出的能量，B正确；C项，温度升高，正逆反应速率都加快，C错误；D项，反应过程中存在H-H、N≡N键非极性键的断裂和N-H键极性键的形成，D错误；故选B。 9．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)氢能的低成本、低温、高速率制取一直是亟待解决的关键难题。用计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2O=CO2+H2)过程中能量的变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．该反应为放热反应 B．状态3中物质最稳定 C．过程I、II均需要吸收能量 D．当反应物或生成物状态发生变化时，能量示意图改变 【答案】B 【解析】A项，由图可知，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项，能量越低越稳定，状态3中的物质最不稳定，B错误；C项，过程I、II都是由能量低到能量高的过程，均需要吸收能量，C正确；D项，物质的状态不同，能量不同，当反应物或生成物状态发生变化时，能量示意图改变，D正确；故选B。 10．(2024-2025学年·浙江省丽水发展共同体联盟高一下期中)下图为反应2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g)的能量变化示意图下列说法正确的是  ( )  下列说法正确的是 A．2mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量为1368kJ B．该反应最终向外界吸收484kJ的能量 C．由H(g) 、O(g)原子形成1 mol H2O(g)，共放出1852kJ能量 D．若生成2mol H2O(l)，则释放的能量大于484kJ 【答案】D 【解析】A项，2mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为中间态需要的能量为1368kJ，并不是反应物的总能量，A项错误；B项，如图数据为反应物和生成物的键能分别为1368kJ、1852kJ，反应为放出热量为1852-1368=484kJ，B项错误；C项，从图看形成2molH2O(g)放出热量为1852kJ，C项错误；D项，由B项分析生成2mol H2O(g)，则释放的能量为484kJ。同时H2O(g)变为H2O(l)还要释放出热量，D项正确；故选D。 11．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中)图甲为1mol (g)和1mol (g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是( ) A．图甲的过程可以通过豆科植物的根瘤菌来实现，是一个自然固氮的过程 B．该化学反应和能量变化关系如图乙 C．反应生成1mol NO(g)需要吸收180kJ的能量 D．1molN2(g)和1molO2(g)总能量低于2mol NO(g)能量 【答案】D 【解析】A项，图甲中，1mol N2(g)和1mol O2 (g)反应生成2molNO(g)，该过程的反应条件为放电或高温，豆科植物的根瘤菌固氮一般是常温下将氮气转化为含氮的氨等含氮化合物，A错误；B项，根据图甲中信息可知，1molN2(g)和1molO2(g)反应生成2molNO(g)过程中，断裂1mol氮气中化学键需吸收能量946 kJ，断裂1mol氧气中化学键需吸收能量498 kJ，形成2molNO中的化学键需释放能量2×632kJ，则反应需吸收能量：(946+498-632×2)kJ=180kJ，该反应为吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，而图乙中反应物总能量高于生成物总能量，B错误；C项，结合B项分析知，反应生成1mol NO(g)需要吸收180kJ=90 kJ的能量，C错误；D项，结合B项分析知，反应为吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，D正确；故选D。 12．(2024-2025学年·浙江省七彩阳光联盟高一下期中)发动机在高速运转时会发生N2 (g)和O2 (g)的化合反应，其能量变化如图所示， 下列说法不正确的是( ) A．断开1molN2 (g)中的化学键需要吸收的能量 B．2molNO(g)完全分解成N2 (g)和O2 (g)放出的能量 C．1molN2 (g)和1molO2 (g)的总能量高于2molNO(g)总能量 D．该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能 【答案】C 【解析】断开1molN2 (g)和1molO2 (g)需吸收能量为946kJ+498kJ=1444kJ，生成2molNO(g)时放出能量为632kJ2=1264kJ，所以1molN2 (g)和1molO2 (g)完全反应生成2molNO(g)吸收180kJ能量，反应为吸热反应。A项， 观察图中信息可知，断开1molN2 (g)中的化学键需要吸收946kJ的能量，A正确；B项，1molN2 (g)和1molO2 (g)完全反应生成2molNO(g)吸收180kJ能量，2molNO(g)完全分解成N2 (g)和O2 (g)放出180kJ的能量，B正确；C项，该反应为吸热反应，1molN2 (g)和1molO2 (g)的总能量低于于2molNO(g)总能量，C不正确；D项，该反应为吸热反应，反应物的反应物的总键能大于生成物的总键能，D正确；故选C。 13．(2024-2025学年·浙江省浙东北县域名校发展联盟高一下期中)已知X转化为R和W分步进行：①X(g)Y(g)+2W(g)②Y(g)R(g)+W(g)。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．1molY(g)的能量低于1molR(g)的能量 B．反应①生成1molY(g)时放出能量 C．X转化为R的总反应生成1molW(g)吸收能量 D．断裂1molX(g)中化学键吸收的能量大于形成1mol R(g)和3mol W(g)中化学键所放出的能量 【答案】D 【解析】根据图像可知，①X(g)Y(g)+2W(g)，1molX(g)反应吸收的能量为：(Ea1-Ea2)kJ；②Y(g)R(g)+W(g)，1molY(g)反应吸收的能量为：(Ea3-Ea4)kJ；A项，从图中可知1molY(g)的能量低于1molR(g)和1molW(g)的总能量，无法比较1molY(g)的能量和1molR(g)的能量大小，A错误；B项，从反应过程的图象中可知，反应①中生成物能量比反应物能量高，因此是吸收 能量，B错误；C项，X转化为R同时生成W的反应为：X(g)R(g)+3W(g)，该反应等于①+②，则生成3mol W(g) 吸收能量，那么生成1mol W(g) 吸收能量，C错误；D项，由图可知，总反应：X(g)R(g)+3W(g)为吸热反应，则断裂1mol X(g)中化学键吸收的能量大于形成1mol R(g)和3mol W(g)中化学键所放出的能量，D正确；故选D。 14．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。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】D 【解析】A项，反应①A+B→X为吸热反应，则A+B的总能量低于X的总能量，故A错误；B项，反应②X→C为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故B错误；C项，反应①A+B→X为吸热反应，则A+B的总能量低于X的总能量，故C错误；D项，反应①A+B→X为吸热反应，则A+B的总能量低于X的总能量，反应②X→C为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故D正确；故选D。 15．(2024-2025学年·浙江省强基联盟高一下期中)下列图像均表示化学反应中的能量变化，下列说法正确的是( ) A．图甲可以表示反应CaCO3=CaO+CO2的能量变化 B．图乙说明金刚石比石墨稳定 C．根据图丙可以判断2A(g)B(g)放出a kJ的能量 D．图丁中反应物的总键能高于生成物的总键能 【答案】D 【解析】A项，反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)为吸热反应，图像描述的是放热反应，故A错误；B项，由图可知，金刚石的能量高于石墨，物质的能量越高越不稳定，则金刚石的稳定性弱于石墨，故B错误；C项，由图可知，气态A转化为液态B的反应热为-akJ·mol−1，气态B的能量高于液态B，结合图像可知2A(g)B(g)的反应热小于akJ·mol−1，故C错误；D项，由图可知，该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，则断裂反应物中化学键所吸收的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量，故D正确；故选D。 16．(2024-2025学年·浙江省G5联盟高一下期中) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的能量变化如下图所示，下列说法正确的是( ) A．图中A表示1molN2和3molH2的总能量 B．从反应的能量变化上看，该反应是吸热反应 C．断裂1molN≡N和3molH-H释放能量为E1 D．2molNH3的总能量比1molN2和3molH2的总能量高 【答案】A 【解析】A项，曲线左端(A 点)即反应物(1molN2+3molH2)的能量水平，A正确；B项，末端(C 点)比 A 点低，说明生成物(2molNH3)能量低于反应物，反应为放热反应，B错误；C项，断裂1molN≡N和3molH-H形成氮原子和氢原子，吸收能量为E1，不是释放能量，C错误；D项，根据图像可知，产物氨气的总能量低于反应物氢气和氮气的总能量，D错误；故选A。 17．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)如图为反应2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图，下列说法正确的是( ) A．2molH2(g)和1molO2(g)形成4molH(g)和2molO(g)的过程要放出能量 B．2molH2O(g)的能量比2molH2(g)和1molO2(g)的总能量高 C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)放出484kJ能量 D．断开1molO-H键会吸收463kJ能量 【答案】D 【解析】A项，断开化学键吸收能量，则2molH2(g)和1molO2(g)形成4molH(g)和2molO(g)的过程要吸收能量，A错误；B项，由图可知，生成物能量低于反应物，则2molH2O(g)的能量比2molH2(g)和1molO2(g)的总能量高，B错误；C项，2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)共放出484kJ能量，选项中没有明确反应的物质的量，C错误；D项，断开化学键吸收能量，断开1molO-H键会吸收1852kJ÷4=463kJ能量，D正确；故选D。 18．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)为早日实现“碳中和碳达峰”目标，科学家提出用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)反应生成HCOOH。反应机理如图所示。 已知：生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。 下列说法正确的是( ) A．反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成 B．物质I为该反应的催化剂，物质Ⅱ、Ⅲ为中间产物 C．上述物质中H2O和CO2都是直线形分子 D．通过CO2(g)和H2(g)反应制备液态HCOOH，每转移1mole-，放出31.2kJ的热量 【答案】B 【解析】A项，由反应示意图可知反应过程中存在碳氧极性键断裂、氢氢非极性键断裂，碳氢等极性键生成，但不存在非极性键的形成，A错误；B项，物质I 为反应起点存在的物质，且在整个过程中，量未发生改变，物质I 为催化剂，物质II、 III为中间过程出现的物质，为中间产物，B正确；C项，水分子是V形结构，二氧化碳是直线型分子O=C=O，C错误；D项，根据转化流程可知，该反应方程式为：，生成液态HCOOH时放出31.2kJ的热量，同时转移2mole-，每转移1mole-，放出的热量，D错误；故选B。 19．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)回答下列问题 (1)化学反应中伴随着能量变化，符合下图能量变化的化学反应是___________ A．镁条与稀硫酸反应 B．盐酸与碳酸氢钠 C．碳酸钙分解 D． NH4Cl固体与Ba(OH)2•8H2O固体 E．硝酸铵溶于水 F．氧化铁与Al高温反应 (2)在一定温度和压强下，肼(N2H4)和O2发生如下反应：N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g)。已知：肼分子中氮元素为-2价；断开1molN2H4和1molO2需分别吸收1718KJ和500KJ热量，形成1molN2和1molH2O需分别放出942KJ和926KJ热量。该反应属于___________反应(填“放热”或“吸热”)，1molN2H4(g)和1molO2(g)的总能量___________(填“>”“=”或“<”)1molN2(g)和2molH2O(g)的总能量。 (3)以肼为原料的燃料电池具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示。电解质溶液为20%-30%的KOH溶液。 ①该燃料电池中正极通入的物质是___________(填化学式)。 ②电池工作时，K+移向___________电极(填“a”或“b”)。 (4)肼(N2H4)还是一种良好的火箭推进剂，与助燃剂液态N2O4发生反应，放出大量热且对环境无污染，写出该反应的化学方程式___________。 【答案】(1)BCD (2) 放热 > (3) O2 b (4)2N2H4+N2O43N2+4H2O 【解析】(1)反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，则：A项，镁条与稀硫酸反应属于放热反应；B项，盐酸与碳酸氢钠属于吸热反应；C项，碳酸钙分解属于吸热反应；D项，NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体属于吸热反应；E项，硝酸铵溶于水属于物理变化，不是吸热反应；F项，氧化铁与Al高温反应属于放热反应；答案选BCD。 (2)断开1mol N2H4和1mol O2吸收的热量为1718KJ + 500KJ = 2218KJ，形成1mol N2和2mol H2O放出的热量为942KJ + 2 × 926KJ = 2794KJ > 2218KJ，该反应属于放热反应，即1mol N2H4(g)和1mol O2(g)的总能量 > 1mol N2(g)和2mol H2O(g)的总能量。 (3)①原电池中正极发生得到电子的还原反应，负极发生失去电子的氧化反应，因此该燃料电池中正极通入的物质是O2；②原电池中阳离子移向正极，电池工作时，b电极通入O2，为正极，所以K+移向b电极。 (4)N2H4还是一种良好的火箭推进剂，与助燃剂液态N2O4发生反应，放出大量热且对环境无污染，说明产物是氮气和水，该反应的化学方程式为2N2H4+N2O43N2+4H2O。 原电池工作原理 1．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是( ) A．B．C． D． 【答案】D 【解析】A项，无水乙醇是非电解质，不能构成原电池，不会有电流产生，A不符合题意；B项，没有形成闭合回路，不能形成原电池，不会有电流产生，B不符合题意；C项，两个相同的电极，不能构成原电池，不会产生电流，C不符合题意；D项，Zn的活泼性大于Pb，Zn与盐酸反应，形成了闭合回路，能够 构成原电池，可以产生电流，D符合题意；故选D。 2．(2024-2025学年·浙江省强基联盟高一下期中)下图是某兴趣小组设计的水果电池，其中正确的是( ) A．B．C．D． 【答案】C 【解析】构成原电池的四个必要条件：有两个活泼性不同的电极、将电极插入电解质溶液中、两电极间构成闭合回路、有能自发进行的氧化还原反应。A项，两电极都为铁电极，活泼性相同，不能构成原电池，A错误；B项，两电极都为铜电极，活泼性相同，不能构成原电池，B错误；C项，满足构成原电池的四个必要条件，能构成原电池，C正确；D项，不能形成闭合回路，不能构成原电池，D错误；故选C。 3．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)原电池的设计原理与某类化学反应有关，下列化学反应中可以设计成原电池的是( ) A．Cu和H2SO4生成CuSO4和H2 B．Cu2(OH)2CO3受热分解生成CuO、CO2和H2O C．CO和O2生成CO2 D．NaHCO3与HCl生成CO2 【答案】C 【解析】A项，Cu与稀硫酸常温下不反应(需浓硫酸并加热)，且该反应若发生则为氧化还原反应，但实际在常规条件下无法自发进行，A不符合题意；B项，Cu2(OH)2CO3分解为CuO、CO2和H2O，反应中无元素化合价变化，属于非氧化还原反应，B不符合题意；C项，CO与O2生成CO2，C的化合价从+2升至+4(被氧化)，O的化合价从0降至-2(被还原)，是自发的氧化还原反应，可设计为原电池(如燃料电池)，C符合题意；D项，NaHCO3与HCl生成CO2，属于复分解反应，无化合价变化，非氧化还原反应，D不符合题意；故选C。 4．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)把金属X放入盐Y(NO3)2的溶液中，发生如下反应：X+Y2+=X2++Y，下列说法正确的是( ) A．常温下金属X一定能与水反应，Y一定不能与水反应 B．X与Y用导线连接后放入CH3CH2OH中，一定形成原电池 C．X与Y用导线连接后放入同一个盛有Y(NO3)2溶液的烧杯中，一定有电流产生 D．由X与Y作电极形成的原电池中，X一定是负极，Y一定是正极 【答案】C 【解析】由反应X+Y2+=X2++Y可知，金属活动性X＞Y，且此置换反应能在水溶液中发生。A项，因为题中的置换反应能在水溶液中进行，则常温下金属X、Y与水均不反应，A错误；B项，CH3CH2OH非电解质，X、Y用导线连接后放入CH3CH2OH中，不能形成原电池，B错误；C项，由反应X+Y2+=X2++Y可知，X、Y用导线连接放入Y(NO3)2溶液，X失去电子，作负极；Y得到电子，作正极，能形成原电池，产生电流，C正确；D项，由X与Y作电极形成的原电池中，X不一定是负极，Y不一定是正极，如Fe、Cu、浓硝酸形成的原电池中，Fe因为与浓硝酸发生钝化，作正极；铜失去电子，作负极，D错误；故选C。 5．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)某学习小组设计的西红柿水果电池如图所示，下列说法不正确的是( ) A．铜电极是该电池的正极 B．铜片上发生氧化反应 C．电子由锌通过导线流向铜 D．西红柿内部的汁液充当电解质溶液 【答案】B 【解析】在该水果电池中，锌比铜活泼，锌失电子被氧化为Zn2+，是负极，铜得到电子而发生还原反应，是正极，因此电子经导线由锌流向铜，锌片上发生氧化反应且质量减小，铜电极上发生还原反应。A项，铜得到电子而发生还原反应，是正极，A正确；B项，铜得到电子而发生还原反应，是正极，B错误；C项，由分析知，电子经导线由锌流向铜，C正确；D项，西红柿内部的汁液含有有机酸等，可以充当电解质溶液，D正确； 故选B。 6．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)某学生设计并制作了一个水果电池，结构如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置只实现了化学能转化为电能 B．铜片作正极，发生氧化反应 C．电池工作时，电子从锌片经柠檬流向铜片 D．电池工作结束后柠檬的酸性减弱 【答案】D 【解析】水果电池中锌片为负极，铜片为正极。A项，该装置中化学能转化为电能和热能，电能转化为光能，A错误；B项，铜为正极，发生还原反应，B错误；C项，电池工作时，电子从锌片经导线流向铜片，C错误；D项，电池中锌和柠檬中的酸反应，故酸性减弱，D正确；故选D。 7．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)如图为发光二极管连接柠檬电池。下列说法不正确的是( ) A．该装置的能量转化形式主要为化学能→电能→光能 B．电子的流向：Zn→导线→Cu→柠檬液→Zn C．锌片是负极，质量不断减小 D．铜片上的电极反应为：2H＋＋2e-=H2↑ 【答案】B 【解析】该装置为原电池装置，锌为负极，铜为正极。A项，该装置为原电池装置，能量转化形式主要为：化学能→电能→光能，A正确；B项，原电池中电子由负极沿导线流向正极：Zn→导线→Cu，B错误；C项，根据分析，锌片是负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2＋，故质量不断减小，C正确；D项，铜为正极，电极反应为：2H＋＋2e-=H2↑，D正确；故选B。 8．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．Mg片做电池的负极 B．溶液中的向石墨片移动 C．化学能可最终转化为动能 D．空气中的氧气得到电子 【答案】B 【解析】由图可知，Mg片、石墨片和食盐水构成了原电池，将化学能转化为电能，小汽车再将电能通过发动机转化为动能，原电池中，Mg失电子发生氧化反应，作负极，负极反应式为Mg-2e-=Mg2+，石墨片作正极，正极上氧气发生得电子的还原反应，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极。A项，镁为活泼金属，做电池的负极，失去电子发生氧化反应，镁片处的电极式为Mg-2e-=Mg2+，A正确；B项，Cl-为阴离子，向原电池中负极镁片移动，B错误；C项，原电池将化学能转化为电能，小汽车将电能通过发动机转化为动能，C正确；D项，空气中的氧气在石墨片电极处得到电子发生还原反应，电极式为O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确；故选B。 9．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中)银锌电池工作示意图如下，原理为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，下列说法错误的是( ) A．Zn电极是负极 B．负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+ C．Ag2O电极发生还原反应 D．电子由Zn电极经导线流向Ag2O电极 【答案】B 【解析】根据所给原电池反应Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag知，Zn失去电子被氧化，Zn作负极，负极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，Ag2O得到电子被还原为Ag，Ag2O电极为正极，正极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。A项，该原电池中，Zn失电子发生氧化反应，Zn作负极，A正确；B项，电解质溶液为KOH溶液，碱性条件下锌单质应转化为Zn(OH)2，负极反应式应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，B错误；C项，Ag2O转化为Ag，银元素化合价降低，Ag2O电极发生还原反应，C正确；D项，原电池中电子从负极沿导线流向正极，该原电池中Zn是负极、Ag2O是正极，所以电池工作时电子由Zn电极经导线流向Ag2O电极，D正确；故选B。 10．(2024-2025学年·浙江省A9协作体高一下期中)某小组设计了原电池装置如右图。下列说法不正确的是( ) A．该装置的能量转化形式主要为化学能→电能 B．外电路中电流的流向：Al→导线→Mg C．溶液中的SO42-向Mg电极移动 D．若将稀硫酸替换成NaOH溶液，电流表指针偏向不变 【答案】D 【解析】Al、Mg都能跟稀H2SO4的反应，但Mg的金属活动性更强，所以Mg作负极、Al作正极。A项，该装置为原电池，工作时通过化学反应将化学能转化为电能，A正确；B项，电池工作时，电子从Mg电极出发，沿导线流向Al电极，则外电路中电流的流向：Al→导线→Mg，B正确；C项，原电池工作时，阴离子向负极移动，Mg为负极，则溶液中的SO42-向Mg电极移动，C正确；D项，若将稀硫酸替换成NaOH溶液，两电极材料中，只有Al能与NaOH溶液反应，则Al作负极，电流表指针偏向与原电池相反，D不正确；故选D。 11．(2024-2025学年·浙江省七彩阳光联盟高一下期中)关于下面的装置，下列说法正确的是( ) A．该原电池装置可将电能转化为化学能 B．电流从电极A通过导线、用电器后流向电极B C．B电极为正极，溶液中OH-向电极A定向移动 D．A电极为负极，电极反应产物为水和二氧化碳 【答案】C 【解析】该装置构成了原电池，原电池是将化学能转化为电能的装置。其中通入甲烷的电极为负极，通入空气的电极为正极。负极失去电子，发生氧化反应，正极上氧气得到电子发生还原反应。在电解质溶液中，离子移动方向是阳正阴负。A项，该原电池装置可将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，A错误；B项，在该原电池中，A电极通入燃料甲烷，为负极；B电极通入空气为正极，电子由负极A经用电器流向正极B，而电流方向规定为正电荷移动方向，因此电流是从电极B通过导线、用电器后流向电极A，B错误；C项，在该原电池中，B电极为正极，正极上负电荷较多，负极附近正电荷较多。由于同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，因此溶液中的OH-会向正电荷较多的电极A定向移动，C正确；D项，A电极为负极，由于电解质溶液为KOH。因此负极CH4被氧化产生的CO2与OH-反应产生H2O和CO32-，故负极A电极反应产物为H2O和CO32-，D错误；故选C。 12．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等金属腐蚀现象。下列说法不正确的是( ) A．图1中X为锌时可以防止海港码头埋设管道的钢制阀门腐蚀 B．图2中，负极生成Fe2+ C．铝制品表面出现白斑可以通过图3装置进行探究，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移，其中负极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑ D．图3装置的总反应为4Al + 3O2+ 6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 【答案】C 【解析】A项，图1 中X 为锌时，锌比铁活泼，形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，可以防止海港码头埋设管道的钢制阀门腐蚀，A正确；B项，图2中，铁、铜和电解质溶液构成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，铁失去电子生成Fe2+，B正确；C项，图3中，铝箔为负极，活性炭为正极。在原电池中，阴离子向负极移动，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移。负极上铝失去电子生成铝离子，电极反应式为Al - 3e-=Al3+，C错误；D项，图3装置中，铝在负极失去电子生成铝离子，氧气在正极得到电子生成氢氧根离子，总反应为4Al + 3O2+ 6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成氧化铝白斑，D正确；故选C。 13．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。四种金属活动性顺序排序正确的是( ) 装置 现象 金属X上冒气泡 金属Y上有红色固体产生 金属Z不断溶解 A．Z>X>W>Y B．Z>W>X>Y C．W>Y>Z>X D．X>Z>W>Y 【答案】B 【解析】本题考查原电池。金属作电极时，一般情况下，负极金属的活动性大于正极金属。甲中X上冒气泡，说明X电极处发生还原反应：2H＋＋2e-=H2↑，X电极为正极，W为负极，金属活动性：W>X；乙中Y上有红色固体产生，说明Y电极处发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，Y为正极，则X为负极，金属活动性：X>Y；丙中金属Z不断溶解，说明Z作负极被氧化，则W为正极，金属活动性：Z>W；综上所述，金属的活动性：Z>W>X>Y，故选B。 14．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)某化学兴趣小组为了探究电极材料在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 实验编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 2 石墨、锌筒 KOH溶液 偏向石墨 3 Al、Cu 稀HCl 已知碱性锌锰干电池工作时的总反应为： 下列说法正确的是( ) A．实验1、3中Al电极的作用不同 B．实验1中Al电极对应的反应为：Al-3e-=Al3+ C．实验2中锌电极附近的溶液pH减小 D．实验3中电解质溶液的Cl-移向Cu电极 【答案】C 【解析】实验1：Mg和Al在NaOH溶液中，Al与OH⁻反应生成[Al(OH)4]－，Al作负极，Mg为正极，电流指向Mg。实验2：石墨和锌筒在KOH溶液中，Zn与OH⁻反应，Zn作负极，石墨为正极，电流指向石墨。实验3：Al和Cu在稀盐酸溶液中，Al与H+反应生成Al3+，Al作负极，Cu为正极。A项，根据分析，实验1与实验3中Al的作用相同，均为负极，A错误；B项，实验1中Al电极对应的反应为：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，B错误；C项，实验2中Zn与OH⁻反应，锌电极附近的溶液pH减小，C正确；D项，实验3中电解质溶液的Cl-移向负极，即移向Al电极，D错误；故选C。 化学电源 1．(2024-2025学年·浙江省杭州市上城区杭二东河高一下期中)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( ) 图I普通锌锰电池 图II碱性锌锰电池 图III铅酸蓄电池 图IV银锌纽扣电池 A．图I所示电池工作时电子从锌筒流出，经过电解质溶液流向石墨电极 B．图II所示电池中，MnO2的作用是作还原剂 C．图III所示装置放电工作过程中，负极的质量逐渐减少 D．图IV所示电池中，正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 【答案】D 【解析】A项，普通锌锰电池中，锌筒为负极，石墨电极为正极，电子由锌筒经外电路流向石墨电极，电子不能经过电解质溶液，故A错误；B项，碱性锌锰电池中，MnO2得电子生成MnOOH和OH-，Mn元素由+4价下降到+3价，所以MnO2作氧化剂，故B错误；C项，图Ⅲ所示装置工作过程中，负极发生反应Pb-2e-+ SO42-=PbSO4，质量逐渐增大，故C错误；D项，银锌纽扣电池中，锌为负极，Ag2O为正极，正极Ag2O得到电子生成Ag，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故D正确；故选D。 2．(2024-2025学年·浙江省9 +1联盟高一下期中)下列有关锌锰干电池的说法不正确的是( ) A．锌筒作负极，锌筒会变薄 B．电池工作时，电子从锌筒流向石墨棒，再由石墨棒经电解质溶液流向锌筒 C．石墨电极上发生还原反应 D．该电池放电后不能充电，属于一次电池 【答案】B 【解析】锌锰干电池中锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应为负极，石墨电极作正极，电极上发生还原反应。A项，锌筒作负极，失电子变成Zn2+，锌筒会变薄，A正确；B项，电池工作时，电子从锌筒流向石墨棒，但不会通过电解质溶液流向锌筒，B错误；C项，石墨电极作正极，电极上发生还原反应，C正确；D项，锌锰干电池放电后不能充电，属于一次电池，D正确；故选B。 3．(2024-2025学年·浙江省新力量联盟高一下期中)普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：，下列说法正确的是( ) A．石墨作负极 B．锌发生还原反应 C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌 D．正极的电极反应为： 【答案】D 【解析】A项，原电池中负极失电子，元素化合价升高，根据电池反应可知，锌元素化合价升高，则锌作负极，石墨作正极，A错误；B项，锌作负极失电子，被氧化，发生氧化反应，B错误；C项，电池工作时，电子从负极经导线流向正极，即电子从锌经导线流向石墨，C错误；D项，正极得电子，元素化合价降低，由总反应可知，正极的电极反应为：，D正确；故选D。 4．(2024-2025学年·浙江省台州十校高一下期中)汽车用铅酸蓄电池示意图如图所示，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，正极的反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O B．电池工作时，化学能转化为电能 C．该电池属于二次电池 D．电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 【答案】D 【解析】铅酸蓄电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质是硫酸；放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。A项，电池工作时，正极二氧化铅得电子生成硫酸铅，正极的反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，故A正确；B项，铅酸蓄电池属于化学电源，电池工作时，化学能转化为电能，故B正确；C项，铅酸蓄电池可反复放电、充电，该电池属于二次电池，故C正确；D项，电池工作时，电子由负极流出经过导线流向正极，故D错误；故选D。 5．(2024-2025学年·浙江省杭州市西湖区学军紫金港、学军海创园、学军西溪高一下期中)锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示下列说法不正确的是( ) A．金属锂作负极，发生氧化反应 B．Li+通过有机电解质向水溶液处移动 C．正极的电极反应：O2+4e—==2O2— D．电池总反应：4Li+O2+2H2O==4LiOH 【答案】C 【解析】A项，在锂空气电池中，金属锂失去电子，发生氧化反应，为负极，故A项正确；B项，Li在负极失去电子变成了Li+，会通过有机电解质向水溶液处(正极)移动，故B项正确；C项，正极氧气得到了电子后与氢结合形成氢氧根，电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故C项错误；D项，负极的反应式为Li-e-= Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应则为4Li+O2+2H2O==4LiOH，故D项正确。故选C。 6．(2024-2025学年·浙江省丽水发展共同体联盟高一下期中)某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．溶液中K+往Pt电板(a)为移动 B．Pt电极(a)的电极反应式为2NH3+6OH-+6e-=N2＋6H2O C．该传感器反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：5 D．该传感器在工作过程中Pt电极(b)周围溶液pH增大 【答案】D 【解析】该装置为原电池装置，左侧电极上NH3转化为N2，N元素化合价升高，发生了氧化反应，故Pt电板(a)为负极；右侧O2得电子生成氢氧根，Pt电极(b)为正极。原电池的总反应为：4NH3+3O2=4N2+6H2O。A项，原电池中阳离子移向正极，故移向Pt电极(b)，A错误；B项，Pt电板(a)为负极，发生氧化反应，电极反应式为：2NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O，B错误；C项，根据总反应可知，该传感器反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：3，C错误；D项，Pt电极(b)为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，氢氧根浓度增大，Pt电极(b)周围溶液pH增大，D正确；故选D。 7．(2024-2025学年·浙江省浙东北县域名校发展联盟高一下期中)近年来电池研究领域涌现出“纸电池”，它像纸一样轻薄柔软，其结构如图所示(a极为MnO2，b极为Zn)。人们将碱性锌锰干电池的原理Zn+2MnO2+2H2O= ZnO+2MnO(OH)制成了“纸电池”，电池由ZnO和H2O组成电解液。下列说法不正确的是( ) A．该装置将化学能转化为电能 B．电池工作时，OH-移向负极 C．a极作正极，其电极反应式为MnO2+H2O+e-= MnO(OH)+OH- D．当有0.2mol电子经过隔离膜时，理论上有0.1molZn被氧化 【答案】D 【解析】由电池的总反应可知，碱性锌锰干电池中Zn做负极，电极反应为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2做正极，电极反应为2MnO2+2H2O+2e-= 2MnO(OH)+2OH-。A项，原电池是将化学能转化成电能的装置，A正确；B项，原电池工作时，阴离子向负极移动，故OH-移向负极，B正确；C项，由分析可知，正极的电极反应为MnO2+H2O+e-= MnO(OH)+OH-，C正确；D项，电子不经过电解液，当外电路中转移0.2mol电子时，由负极的反应式可知，理论上有0.1molZn被氧化，D错误；故选D。 8．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氮化合物转化为无毒气体。下列说法正确的是( ) A．该电池的负极反应为：2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2 B．电池工作一段时间后，左侧电极室溶液的碱性增强 C．同温同压时，正负两极室中产生的气体体积比为3∶4 D．若离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，电池工作时OH-从左侧电极室通过交换膜移向右侧 【答案】C 【解析】图中物质转化关系可知，氨气失电子生成氮气，则电极A为原电池的负极，负极电极反应为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，二氧化氮得到电子生成氮气，则B做原电池的正极，正极电极反应为：2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2。A项，由分析可知负极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故A错误；B项，左侧为负极，反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，左侧中OH-浓度减小，碱性减弱，故B错误；C项，负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，正极反应为2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2，由得失电子守恒可知，同温同压时，正负两极室中产生的气体体积比为6：8=3：4，故C正确；D项，原电池中电解质溶液中的阴离子移向负极，若交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，电池工作时OH-从右侧电极室通过交换膜移向左侧，故D错误；故选C。 9．(2024-2025学年·浙江省浙南名校联盟高一下期中)下图是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法不正确的是( ) A．b极为正极 B．X、Y依次为阴离子、阳离子交换膜 C．当电路中转移1mol电子时，在b极室可以生成40g NaOH D．a极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2＋7H+，产生的H+向b极移动 【答案】D 【解析】根据图示可知：在a极上CH3COO-失去电子被氧化转化为CO2和H+，碳元素化合价升高，被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。为了实现海水的淡化，海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则离子交换膜X为阴离子交换膜；钠离子需要移向正极，即b极，则离子交换膜Y为阳离子交换膜。A项，根据上述分析可知：a极为负极，b极为正极，A正确；B项，根据上述分析可知：a极为负极，b极为正极，为了实现海水的淡化，海水中的氯离子需要移向负极，即Cl-向a极，则离子交换膜X为阴离子交换膜；Na+需要移向正极b电极，则离子交换膜Y为阳离子交换膜，B正确；C项，当电路中转移1 mol电子时，会有1 mol Na+进入b极室形成1 mol NaOH，其质量是40 g，C正确； D项，a极为负极，CH3COO-失去电子被氧化产生CO2，同时产生H+，则结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2＋7H+，由于离子交换膜X是阴离子交换膜，所以阻碍生成的H+向正极(b极)移动，D错误； 故选D。 10．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)习近平总书记提出我国要在2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用，转化原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．该装置能将电能转化为化学能 B．M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ C．工作时，电流由M经导线流向N D．当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为2NA 【答案】B 【解析】由题干装置图可知，M为H2O转化为O2，发生氧化反应，电极反应为：2H2O－4e-=O2↑+4H+，是负极，则N极为正极，发生还原反应，CO2转化为CO，电极反应为：CO2+2H++2e-=CO+H2O。A项，由题干装置图可知，该装置为原电池，故能将化学能转化为电能，A错误；B项，由分析可知，M上的电极反应方程式为2H2O－4e-=O2↑+4H+，B正确；C项，由分析可知，工作时，M为负极，N为正极，故电流由N经导线流向M，C错误；D项，由分析可知，N极的电极反应为：CO2+2H++2e-=CO+H2O，故当转化2molCO2时，外电路中转移的电子数为4NA，D错误；故选B。 11．(2024-2025学年·浙江省衢州市五校联盟高一下期中)纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大突破。如图为纸电池的结构示意图。某实验小组用铜、锌和硫酸铜溶液制作了简易纸电池，下列说法不正确的是( ) A．纸电池有助减轻电子产品的重量，更轻质更高效 B．电子流向：锌→隔离膜→铜→锌 C．正极电极反应式为：Cu2++2e-=Cu D．若将CuSO4溶液改为溶液，仍可构成原电池 【答案】B 【解析】铜锌原电池中，电解质溶液为硫酸铜，锌比铜活泼，则锌会失去电子，为电池的负极，铜离子在铜电极上得到电子，为电池的正极。A项，纸电池的特点是轻薄柔软，因此确实有助于减轻电子产品的重量，使其更轻质；同时，纸电池在制作方法和应用范围上与传统电池相比有突破，可能意味着更高的效率，A正确；B项，在原电池中，电子从负极(锌)通过外部电路流向正极(铜)，而不是通过隔离膜；隔离膜的作用是防止正负极直接接触，允许离子通过，B错误；C项，在铜锌电池中，正极的电极反应是铜离子还原为铜，反应式为Cu2++2e-=Cu，C正确；D项，Cu和Zn、NaCl溶液构成原电池时，Cu作正极，Zn作负极，负极的反应是Zn-2e-=Zn2+，正极的反应是O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应是2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2，需要注意的是正极Cu需要持续通入氧气以维持原电池反应的进行，D正确；故选B。 12．(2024-2025学年·浙江省台州市山海协作体高一下期中)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以[Zn(OH)4]-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是( ) A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．电池放电一段时间后，Ⅲ区KOH溶液的pH减小 C．MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O D．电池总反应：n+4OH- +MnO2+4H+=[Zn(OH)4]-+ Mn2++2H2O 【答案】A 【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，锌失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]-，Ⅰ区MnO2为电池的正极，二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ区的K+向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO42-向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH-，生成[Zn(OH)4]-，Ⅱ区的SO42-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动。A项，据分析，Ⅱ区的K+只能向Ⅰ区移动，A错误；B项，电池放电一段时间后，Ⅲ区消耗氢氧根离子，使得溶液的pH减小，B正确；C项，由分析，MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正确；D项，由分析可知，电池的总反应为锌、氢氧根离子、二氧化锰、氢离子反应生成[Zn(OH)4]-、锰离子和水：Zn+4OH- +MnO2+4H+=[Zn(OH)4]-+ Mn2++2H2O，D正确；故选A。 13．(2024-2025学年·浙江省G5联盟高一下期中)某种锂离子电池如图所示，电解质为含的导电固体，电池总反应为FePO4+Li=LiFePO4。下列说法不正确的是( ) A．加入适量稀硫酸可以增加电解质的导电性 B．外电路电子流动方向：a→灯泡→b C．电池工作时，Li+向b极移动 D．该电池的正极反应式为：FePO4+Li++e-=LiFePO4 【答案】A 【解析】由图知和总反应可知，Li元素化合价升高，a极(石墨+ Li)为负极，电极反应式为Li－e-=Li+，Fe元素化合价降低，b极FePO4为正极，电极反应式为FePO4+Li++e-=LiFePO4，外电路电子由负极经导线流向正极，阳离子由负极移向正极。A项，锂是活泼金属，能与稀硫酸发生反应，所以不能加入稀硫酸来增加电解质的导电性，A错误；B项，根据电池总反应FePO4+Li=LiFePO4，Li元素化合价升高，a极(石墨+ Li)为负极，Fe元素化合价降低，b极FePO4为正极。外电路中电子由负极流向正极，即电子流动方向为a→灯泡→b，B正确；C项，电池工作时，阳离子向正极移动，a为负极，b为正极，所以Li+向b极移动，C正确；D项，b极FePO4为正极，发生还原反应，正极反应式为FePO4+Li++e-=LiFePO4，D正确；故选A。 14．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示(提示：可在此固体电解质中自由移动)，下列说法正确的是( ) A．O2-由Pt电极向NiO电极移动，并通过导线再流回Pt电极 B．该装置可以将化学能全部转化为电能 C．Pt电极上的电极反应为：O2+4e-=2O2- D．NiO电极上发生的是还原反应 【答案】C 【解析】该装置为原电池装置，由图可知在NiO电极表面NO转化为NO2，N元素化合价升高，NiO为负极，Pt为正极。】A项，在原电池中阴离子移向负极，且只能在电解质中移动，故O2-由Pt电极向NiO电极移动，不能通过导线流回Pt电极，A错误；B项，该装置不能将化学能全部转化为电能，可能会有部分化学能转化为热能，B错误；C项，Pt为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-，C正确；D项，NiO为负极，NiO电极上发生的是氧化反应，D错误；故选C。 15．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)某微生物燃料电池(MFC)工作原理如图(质子交换膜只允许通过)，下列说法正确的是( ) A．在硫氧化菌作用下参加的反应为：HS-+9OH--8e-=SO42-＋5H2O B．该燃料电池在高温下进行效率更高 C．若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则有0.2mol通过质子交换膜 D．若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电 【答案】D 【解析】根据H+移动方向可知b电极为正极；a电极为负极，电极反应式为HS-+4H2O-8e-=SO42-＋9H+。A项，HS-在硫氧化菌作用生成硫酸根离子和氢离子，反应方程式为：HS-+4H2O-8e-=SO42-＋9H+，故A错误；B项，该燃料电池是微生物燃料电池，该燃料电池不能在高温下进行反应，故B错误；C项，根据电荷守恒，若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则有0.4molH+通过质子交换膜，故C错误；D项，若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则负极区HS-持续失电子转化为SO42-，SO42-持续得电子转化为HS-，正极氧气持续得电子，则电池可以持续供电，故D正确；故选D。 16．(2024-2025学年·浙江省金砖高中联盟高一下期中)微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某微生物燃料电池工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．菌A具有氧化性 B．在菌B作用下参加的反应为：HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+ C．电子从a极流出，经质子交换膜流向b极 D．如果b极有有0.1molO2发生反应，则有0.4molH+通过质子交换膜 【答案】D 【解析】由图可知在菌A作用下可以将有机物转化成二氧化碳，而菌B可以将硫氢根离子转化成硫酸根离子，所以两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子，负极a上HS-在菌B作用下转化为SO42-，失电子发生氧化反应，电极反应式是：HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+；正极b上氧气得电子发生还原反应：4H++O2+4e-=2H2O。A项，由图可知，菌A作用下硫酸根转化为HS-，则菌A具有还原性，A错误；B项，a电极是负极，发生失去电子的氧化反应，即HS-在菌B作用下转化为SO42-，电极反应式是HS--8e-+4H2O=SO42-+9H+，B错误；C项，电子不能通过质子交换膜，C错误；D项，结合分析，b极电极反应为4H++O2+4e-=2H2O，则b极有0.1molO2发生反应时，转移0.4mol电子，则有0.4molH+通过质子交换膜，D正确；故选D。 原电池工作原理及应用 1．(2024-2025学年·浙江省杭州市滨江区杭二东河高一下期中)回答下列问题： (1)写出碱性氢氧燃料电池放电时的负极反应方程式_______。 (2)写出钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应方程式______。 (3)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式______，若过程中产生2molHNO3，则消耗标准状况下O2的体积为______L。 【答案】(1) H2－2e-＋2OH-=2H2O (2)O2+4e-+2H2O=4OH- (3) NO－3e-＋2H2O =NO3-+4H+ 33.6L 【解析】(1)由于电解质是碱，负极是氢气失去电子，电极反应为：H2－2e-＋2OH-=2H2O； (2)钢铁发生吸氧腐蚀的正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-； (3)由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反应式为：NO－3e-＋2H2O =NO3-+4H+；若过程中产生2molHNO3时转移6mole-，而1molO2参与反应转移4mole-，故需要1.5molO2参与反应，标准状况下的体积为33.6L。 2．(2024-2025学年·浙江省七彩阳光联盟高一下期中)某实验小组用打磨并称重后的两种金属片在硫酸铜溶液中进行如下实验， 装置以稳定的电流强度I安培持续放电t秒后，溶液仍呈现蓝色。 取出铜片，洗涤、干燥、称量，铜片增重。 提示：电流强度定义为单位时间流过的电量，计算公式：请回答下列问题： (1)电子流入的电极材料是_______(填“铜片”或“铝片”)。 (2)写出该原电池的总反应_______。 (3)铝片减轻的质量是_______g(小数部分保留两位有效数字)。 (4)设NA为阿伏加德罗常数的数值，则每个电子所带的电量是_______C(库仑)。 【答案】(1)铜片 (2)2Al+3Cu2+==Cu+2Al3+ (3)0.28a (4) 【解析】由图，总反应为铝和铜离子反应生成铜单质和铝离子，则铝失去电子为负极、铜极上铜离子得到电子为正极； (1)电子流入的一极为正极，电极材料是铜片； (2)总反应为铝和铜离子反应生成铜单质和铝离子，2Al+3Cu2+==Cu+2Al3+ ； (3)由总反应，铜片增重ag，则转移电子的物质的量为，铝片减轻的质量是； (4)正极反应为Cu2++2e-==Cu，则转移电子，电子数为，共转移电量Q=It，则每个电子所带的电量是。 3．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)铅蓄电池是常见的二次电池，其工作原理如图所示。 放电时总反应为：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O。 (1)写出放电时正极的电极反应式：___________。 (2)铅蓄电池放电时一段时间，当转移0.2mol电子时，负极质量将增大___________g。 (3)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为。 已知：①电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 ②阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 比较Mg、Al、Zn三种金属一空气电池，则Mg、Al、Zn分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为___________，该电池正极的电极反应式为___________，若为Mg-空气电池，为防止负极区沉积，宜采用___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 【答案】(1) PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O (2)9.6 (3)Al＞Mg＞Zn O2+2H2O+4e-=4OH- 阳离子 【解析】(1)正极为二氧化铅得到电子结合硫酸根离子生成硫酸铅，正极的电极反应式为； (2)负极电极反应式为Pb-2e-+ SO42-=PbSO4，铅蓄电池放电时一段时间，当转移0.2mol电子时，根据Pb～2e-～PbSO4，负极质量增大的为硫酸根的质量，故负极增大的质量为96g/mol×0.1mol=9.6g； (3)假设三种金属质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为：Mg：、Al：，Zn：，所以则Mg、Al、Zn分别作为电极时“理论比能量”由大到小的顺序为：Al>Mg>Zn；根据电池的总反应可知，正极上氧气得电子和水反应生成OH−，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；负极上Mg失电子生成Mg2+，为防止负极区沉积Mg(OH)2，则正极区生成的OH−不能向负极移动，故为阳离子交换膜。 4．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)Ⅰ．一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如图所示。 (1)a极的电极反应为_____。 (2)当消耗3.2g)N2H4时，经过质子交换膜从左至右的质子数为_____。 Ⅱ．回答以下问题。 (3)若需将反应2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+设计成如下图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为_____，B极电极反应式为_____，在反应中溶液中的阴离子移向_____(填“A”或“B”)极。 【答案】(1)N2H4-4e-=N2+4H+ (2)0.4NA (3)Cu Fe3++e-=Fe2+ A 【解析】(1)燃料电池中燃料在负极反应，氧气在正极反应，故a为负极，b为正极。a极的电极反应为：N2H4-4e-=N2+4H+； (2)当消耗3.2gN2H4时，转移电子的物质的量为：，质子带1个单位的正电荷，故经过质子交换膜从左至右的质子数为：0.4NA； (3)根据总反应：2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+，Cu元素的化合价升高，故Cu为负极，即A极(负极)材料为Cu，B极为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，在反应中溶液中的阴离子移向负极移动，即向A极移动。 5．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中)Ⅰ．某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下，回答下列问题。 (1)流程中的a和b分别是___________。 A．足量NH3、适量CO2 B．足量CO2、适量NH3 C．适量NH3、足量CO2 D．适量CO2、足量NH3 (2)写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程式___________。 (3)上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是___________。 A．提供制备所需的氮元素 B．增大CO32-的浓度促进反应发生 C．作反应的催化剂 D．NH3在该流程中可以循环使用 Ⅱ．利用反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O构成电池的方法，既能实现有效除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，回答问题： (4)电流方向为___________(选填“A→B”或“B→A”)为了使电池持续放电，离子交换膜需选用___________离子交换膜(选填“阴”或“阳”)。 (5)负载可以测定电流大小，从而确定气体含量，酒驾测定工作原理与其相似。仔细阅读下图，写出酒驾测定中电池负极反应式：___________。 【答案】(1)A (2)CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+(NH4)2SO4 (3)ABD (4) B→A 阴 (5) C2H5OH+H2O-4e-=CH3COO--＋4H+ 【解析】向硫酸钙浊液中通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通入适量的二氧化碳利于反应的进行，发生CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+(NH4)2SO4，过滤得到碳酸钙沉淀，滤液再分离得到硫酸铵和含一水合氨的母液；碳酸钙分解得到CaO、CO2，CaO和母液反应得到氨气，氨气可循环利用，据此解答。 (1)向硫酸钙浊液中通入足量的氨气，使溶液成碱性，再通入适量的二氧化碳利于反应的进行；故填：A； (2)结合分析，利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程式CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+(NH4)2SO4； (3)A项，氨气能提供制备所需的氮元素，A正确；B项，氨气溶于水形成的溶液呈碱性，吸收二氧化碳，增大CO32-的浓度促进反应发生，B正确；C项，氨气不是作反应的催化剂，C错误；D项，根据分析，氨气可循环利用，D正确；故选ABD； (4)由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，其电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，B为正极，故电流方向为B→A；为使电池持续放电，应该使OH-不断向负极移动，所以该离子交换膜需选用阴离子交换膜； (5)由图可知，酒精和氧气反应生成醋酸和水，化学方程式为C2H5OH+O2=CH3COOH+H2O，酒精发生氧化反应生成醋酸，所以生成醋酸的Pt电极为负极，电极反应式为C2H5OH+H2O-4e-=CH3COO--＋4H+。 试卷第1页，共3页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应与能量 3大高频考点概览 考点01化学反应能量转化 考点02能量变化图象 考点03原电池工作原理 考点04化学电源 考点05原电池工作原理及应用 化学反应能量转化 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D A D D D C A B 题号 11 12 答案 D C 能量变化图象 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D D A B B C B B D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 D C D D D A D B 19．(1)BCD (2) 放热 > (3) O2 b (4)2N2H4+N2O43N2+4H2O 原电池工作原理 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C C B D B B B D 题号 11 12 13 14 答案 C C B C 化学电源 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D D C D D C D B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 B A A C D D 原电池工作原理及应用 1．(1) H2－2e-＋2OH-=2H2O (2)O2+4e-+2H2O=4OH- (3) NO－3e-＋2H2O =NO3-+4H+ 33.6L 2．(1)铜片 (2)2Al+3Cu2+==Cu+2Al3+ (3)0.28a (4) 3．(1) PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O (2)9.6 (3)Al＞Mg＞Zn O2+2H2O+4e-=4OH- 阳离子 4．(1)N2H4-4e-=N2+4H+ (2)0.4NA (3)Cu Fe3++e-=Fe2+ A 5．(1)A (2)CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+(NH4)2SO4 (3)ABD (4) B→A 阴 (5) C2H5OH+H2O-4e-=CH3COO--＋4H+ 试卷第1页，共3页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $