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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
一、选择题：每小题有一个选项符合题目要求。
1. 下列装置中不能产生大量气泡的是（ ）。
A. B. C. D.
2. 下列各组材料组成如图装置，能形成原电池且M做正极的是（ ）。
选项 M N P
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 蔗糖溶液
C Ag Fe 溶液
D Al Mg NaOH溶液
3. 已知反应，下列叙述不正确的是（ ）。
A. 可将该反应设计成如图甲所示的原电池
B. 反应过程中能量关系可用图乙表示
C. 若Fe不纯（含有杂质碳），该反应的化学反应速率要减慢
D. 图甲装置中，在铜表面被还原产生气泡
4. 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1),测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示,下列说法正确的是（ ）。
A. 0-t1时，原电池的负极是铜片
B. 0-t1时，正极的电极反应式是2H++2e-=H2↑
C. t1时刻，电流方向发生变化的原因是Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应
D. tl时刻后，电子从铝经过导线流向铜
5. 太阳能光电催化—化学耦合分解的装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电池工作时，b极为负极
B. 负极反应为
C. 放电时，Ⅱ室溶液中浓度逐渐增大
D. 电池放电时的反应原理为：
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
1. “热电池”是一种高温熔融盐电池，其工作原理如图所示，已知放电时1mol FeS2完全反应转移4mol电子，下列说法错误的是（ ）。
A. LiAl为负极，发生还原反应
B. 电池工作时电流流向：
C. 正极的电极反应式为：
D. 若1mol LiAl转化为Al，则消耗为60g
非选择题
1. 回答下列问题
（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），负极的电极反应式为________。
②电池工作时，移向________电极（填“a”或“b”）。
③当b电极上消耗标况下时，电路中转移的电子数为________。
2. 研究化学反应中的能量变化，能更好地利用化学反应为生产和生活服务。
Ⅰ．探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积（在标准状况下），记录实验数据如表。
实验数据 时间/min ① ②
气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃
0 0 22.0 0 22.0
6 33.6 24.8 56 23.8
10 56 26.0 - -
（1）判断两装置中反应的快慢①______②（填“>”“=”或“<”），6至10min内①中产生氢气的平均速率是______。
（2）有明显的气泡冒出现象的金属是______（填“a”、“b”、“c”、“d”），当都生成56ml气体时，装置中释放的总能量①______②（填“>”、“=”或“<”），请对两装置温度变化不同进行解释______。
Ⅱ．燃料电池是一种新型化学电源，工作时总反应为。
（3）该原电池装置中，电极Ⅰ是______极，电极Ⅱ发生的电极反应为______，当电路转移电子1mol时，产生气体的体积为______（在标准状况下）。第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
一、选择题：每小题有一个选项符合题目要求。
1. 下列装置中不能产生大量气泡的是（ ）。
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A．装置能形成原电池，Ag为正极，Cu为负极，正极上电极反应式为：，有气泡产生，故A不选；B．装置能形成原电池，Mg为正极，正极电极反应式为：，有气泡产生，故B不选；C．装置能形成原电池，总反应为，无气泡产生，故C选；D．左侧烧杯中Zn与稀硫酸直接反应生成氢气，有气泡产生，故D不选。答案选C。
2. 下列各组材料组成如图装置，能形成原电池且M做正极的是（ ）。
选项 M N P
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 蔗糖溶液
C Ag Fe 溶液
D Al Mg NaOH溶液
【答案】C
【解析】A．锌、铜和稀硫酸构成的原电池中锌是负极，银是正极，即M作负极，A不选；B．蔗糖是非电解质，不能形成原电池，B不选；C．银、铁和氯化铁溶液形成的原电池中铁是负极，银是正极，即M做正极，C选；D．铝和氢氧化钠溶液反应，镁、铝和氢氧化钠溶液形成的原电池中镁是正极，铝是负极，即M做负极，D不选；答案选C。
3. 已知反应，下列叙述不正确的是（ ）。
A. 可将该反应设计成如图甲所示的原电池
B. 反应过程中能量关系可用图乙表示
C. 若Fe不纯（含有杂质碳），该反应的化学反应速率要减慢
D. 图甲装置中，在铜表面被还原产生气泡
【答案】C
【解析】A．图甲构成了铜铁原电池，负极反应为、正极反应为，则总反应为，A正确；B．该反应是放热反应，故可以用图乙表示其反应过程中的能量关系，B正确；C．若铁不纯（含有碳单质），则可以形成很多微型原电池而加快反应速率，C错误；D．根据电极反应式可知，在铜表面被还原产生H2，D正确；故选C。
4. 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1),测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示,下列说法正确的是（ ）。
A. 0-t1时，原电池的负极是铜片
B. 0-t1时，正极的电极反应式是2H++2e-=H2↑
C. t1时刻，电流方向发生变化的原因是Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应
D. tl时刻后，电子从铝经过导线流向铜
【答案】C
【解析】0～t1时，Al为负极，氧化得到氧化铝，Cu为正极，硝酸根放电生成二氧化氮；随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t1时，铜做负极，Al为正极，以此解答该题。A.0～t1时，铜为正极，负极为铝，A错误；B.0～t1时，正极电极反应式为2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，B错误；C．随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，氧化膜阻止了Al进一步反应，因此铜做负极，Al为正极，C正确；D．t1时刻后，铜为负极，电子从铜经导线流向铝，D错误。答案选C。
【点睛】本题考查电解原理，关键是根据电流方向改变理解原电池中正负极转换，理解Al在浓硝酸中发生钝化，属于易错题目，侧重考查学生分析能力，题目难度较大。
5. 太阳能光电催化—化学耦合分解的装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电池工作时，b极为负极
B. 负极反应为
C. 放电时，Ⅱ室溶液中浓度逐渐增大
D. 电池放电时的反应原理为：
【答案】D
【解析】根据图示，b极上氢离子转化为氢气，得电子，发生还原反应，a极上亚铁离子转化为铁离子，失电子，发生氧化反应，氢离子通过质子交换膜向b电极移动，据此分析解答。A．电池工作时，b极上氢离子转化为氢气，得电子，b极为正极，故A错误；B．a极上亚铁离子转化为铁离子，失电子，发生氧化反应，为负极，电极反应为Fe2+－e－＝Fe3+，故B错误；C．放电时，氢离子通过质子交换膜向b电极移动，Ⅱ室溶液中浓度不变（不考虑溶液体积变化），故C错误；D．根据图示，亚铁离子和铁离子之间的转化循环进行，相当于是硫化氢分解生成单质硫和氢气，则电池放电时的反应原理为：故D正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
1. “热电池”是一种高温熔融盐电池，其工作原理如图所示，已知放电时1mol FeS2完全反应转移4mol电子，下列说法错误的是（ ）。
A. LiAl为负极，发生还原反应
B. 电池工作时电流流向：
C. 正极的电极反应式为：
D. 若1mol LiAl转化为Al，则消耗为60g
【答案】AD
【解析】Li、Al均比Fe活泼，则该原电池工作时LiAl发生失电子的反应，LiAl电极为负极，Li比Al更活泼，负极反应式为Li-e-=Li+，FeS2极为正极，1molFeS2完全反应转移4mol电子，Fe、S原子均得电子生成Fe和-2价S，正极反应式为FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S，据此分析解答。A．LiAl为负极，失电子发生氧化反应，A错误；B．电池工作时电流方向为“负极→内电路电解质→正极”，该电池LiAl极是负极，而是正极，B正确；C．正极放电得电子：，C正确；D．1molLiAl转化为Al，发生反应：转移电子为1mol，而每转移1mol电子消耗0.25mol ，质量为30g，D错误；故答案为：AD。
非选择题
1. 回答下列问题
（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），负极的电极反应式为________。
②电池工作时，移向________电极（填“a”或“b”）。
③当b电极上消耗标况下时，电路中转移的电子数为________。
【答案】（3） ①. ②. ③. b ④. （或）
【解析】
【小问3详解】
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，负极肼失去电子，电极反应式为。
②原电池中阳离子移向正极，电池工作时，b点睛通入氧气，为正极，所以移向b电极。
③当b电极上消耗标况下时，氧气的物质的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，电路中转移电子的物质的量是0.15mol×4＝0.6mol，电子数为。
2. 研究化学反应中的能量变化，能更好地利用化学反应为生产和生活服务。
Ⅰ．探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积（在标准状况下），记录实验数据如表。
实验数据 时间/min ① ②
气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃
0 0 22.0 0 22.0
6 33.6 24.8 56 23.8
10 56 26.0 - -
（1）判断两装置中反应的快慢①______②（填“>”“=”或“<”），6至10min内①中产生氢气的平均速率是______。
（2）有明显的气泡冒出现象的金属是______（填“a”、“b”、“c”、“d”），当都生成56ml气体时，装置中释放的总能量①______②（填“>”、“=”或“<”），请对两装置温度变化不同进行解释______。
Ⅱ．燃料电池是一种新型化学电源，工作时总反应为。
（3）该原电池装置中，电极Ⅰ是______极，电极Ⅱ发生的电极反应为______，当电路转移电子1mol时，产生气体的体积为______（在标准状况下）。
【答案】（1） ①. ＜ ②.
（2） ①. ad ②. = ③. 装置化学能转化为热能
（3） ①. 负 ②. ③. 11.2L
【解析】
【小问1详解】由表中数据可知，①中反应慢，6至10min，①中生成的平均速度。
【小问2详解】①中Zn与稀接触发生化学反应，产生。②中形成原电池。Cu做正极，发生电极反应：，所以有明显的气泡冒出的是a、d，两装置发生的总反应相同，当生成相同体积气体时，释放的总能量相同。由于装置①化学能转化为热能，装置②中部分转化为电能，所以两装置温度变化不同。
【小问3详解】由流向可知，电极Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，Ⅰ电极反应为，Ⅱ电极反应为：，当转移为1mol时，产生 0.5mol，标况下的体积为11.2L。

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