资源简介

(共18张PPT)
微专题4
热练17　可逆电池　金属的腐蚀与防护
反应热　电化学
放电
充电
D
放电
充电
2．第二代钠离子电池是以嵌钠硬碳(NaxCy)和Na2Mn［Mn(CN)6］(锰基高锰普鲁士白)为电极的新型二次电池，充电时Na+嵌入硬碳，放电时发生脱嵌，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．充电时，a接电源的负极
B．充电时，B极电极反应式为
Cy+xNa++xe–===NaxCy
C．放电时，Na+穿过离子交换膜向B极移动
D．放电时，每转移1 mol电子，A极质量减
少23 g
B
【解析】 放电时，B极是原电池负极，嵌钠硬碳中的钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，则A极作正极。充电时，A极作阳极，故a接电源的正极，A错误；充电时，B极为阴极，钠离子得到电子发生还原反应嵌入硬碳：Cy+xNa++xe–===NaxCy，B正确；放电时，阳离子向正极移动，故Na+穿过离子交换膜向A极移动，C错误；A极是正极，放电时Na+移向A极，每转移1 mol电子，A极增加1 mol钠离子，质量增加23 g，D错误。
B
4．我国科学家研究发明了电化学“大气固碳”方法，相关装置如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A．放电时，电极A为负极，该电极可选用含水电解液
B．放电时，电极B上发生的反应是3CO2+4e–+4Li+===2Li2CO3+C
C．充电时，Li+从电极A移向电极B
D．放电时，外电路中每通过1 mol电子，正极区质量增加33 g
B
【解析】 放电时，A为负极，电极反应式为Li–e–===Li+，B为正极，电极反应式为3CO2+4e–+4Li+===2Li2CO3+C；充电时，A为阴极，电极反应式为Li++e–===Li，B为阳极，电极反应式为2Li2CO3+C–4e–===3CO2+4Li+。放电时电极A为负极，Li会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，A错误；充电时，阳离子移向阴极，则Li+从电极B移向电极A，C错误；放电时，当有4 mol电子转移时，正极区增加的质量为(3×44+4×7) g=160 g，则电路中每通过1 mol电子时，正极区质量增加40 g，D错误。
B
6．为了模拟金属在潮湿环境中发生的吸氧腐蚀，某实验小组设计了由铜片、石墨和NaCl饱和溶液组成的原电池。该电池工作时，下列说法正确的是 (　　)
A．铜片为正极，发生还原反应
B．石墨电极表面产生少量氢气
C．外电路中，电子由石墨电极流出
D．一段时间后，在溶液中可能会析出蓝色沉淀
【解析】 铜为负极，发生氧化反应，A错误；石墨作正极，氧气在正极发生还原反应生成OH–，B错误；电子从负极(铜)流向正极(石墨)，C错误；铜作负极被氧化为Cu2+进入溶液，而正极上氧气被还原生成OH–，二者结合生成蓝色Cu(OH)2沉淀，D正确。
D
7．我国科研人员制备了一种镁海水溶解氧电池，以镁合金为负极，碳纤维刷电极为正极，海水为电解液。适合用于海洋灯塔供电和钢制灯塔防腐蚀等。下列说法不正确的是 (　　)
A．负极上Mg元素化合价升高，发生氧化反应
B．电池工作时，海水中的Na+向正极移动
C．正极反应式为O2+4e–+2H2O===4OH–
D．若用牺牲阳极法进行灯塔防腐蚀，灯塔应作为负极
【解析】 镁海水溶解氧电池，镁合金为负极，负极上镁发生失电子的氧化反应，镁元素化合价升高，A正确；放电时，阳离子移向原电池正极，即海水中的Na+向正极移动，B正确；该镁海水溶解氧电池工作时，氧气在正极上得电子生成OH–，正极反应式为O2+4e–+2H2O===4OH–，C正确；若用牺牲阳极法进行灯塔防腐蚀，则灯塔应作为正极，辅助电极发生失电子的氧化反应，作负极，D错误。
D
8．生活中许多现象与电化学原理密切相关。下列说法正确的是 (　　)
A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀
B．用“保暖贴”取暖，铁作负极发生吸氧腐蚀，放出热量
C．保护水中的钢闸门，应将其与电源正极连接
D．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强
【解析】 铜板打上铁铆钉后构成原电池，Fe易失电子作负极，Cu作正极，则Fe被腐蚀、Cu被保护，A错误；“保暖贴”内含铁粉、碳和氯化钠，铁粉作负极，发生吸氧腐蚀，放出热量，B正确；若将水中的钢闸门与电源的正极连接，钢闸门作阳极，加速腐蚀，C错误；生铁中铁和碳形成原电池，铁作负极被腐蚀，腐蚀速率比纯铁快，D错误。
B
9．“千年锈色耐人寻”。Cu2(OH)3Cl是铜锈中的“有害锈”，生成原理如图。下列说法不正确的是 (　　)
A．正极反应式：O2+4e–+4H+===2H2O
B．铜失去电子，发生氧化反应
C．潮湿的环境中更易产生铜锈
D．明矾溶液可清除Cu2(OH)3Cl
A
【解析】 根据图知，发生吸氧腐蚀，正极上O2得电子生成OH–，电解质溶液呈碱性，电极反应式为O2+4e–+2H2O===4OH–，A错误；该反应中Cu失电子生成Cu2+，发生氧化反应，B正确；潮湿的环境易形成原电池，更易产生铜锈，C正确；明矾中铝离子水解使溶液呈酸性，能和Cu2(OH)3Cl反应，所以明矾溶液能清除Cu2(OH)3Cl，D正确。
10．如图是一种光电催化装置，它可以将空气中捕获的CO2转化为各种化工原料。下列说法正确的是 (　　)
A．工作时，H+从N区移向M区
B．制备CO时，理论上生成
1 mol O2同时，可生成1 mol CO
C．制备CH3OH时，阴极区
发生反应：CO2+6H++6e–===CH3OH
+H2O
D．制备HCOOH时，理论上
每生成1 mol O2的同时，阳极区溶液减少32 g
C
【解析】 M区水失电子发生氧化反应生成氧气，为电解池的阳极，电极反应式为2H2O–4e–===O2↑+4H+，N区是二氧化碳得到电子发生还原反应，为电解池的阴极。工作时，阳离子移向阴极，即H+从M区移向N区，A错误；制备CO时，理论上生成1 mol O2时，转移4 mol电子，根据得失电子守恒，阴极可生成2 mol CO，B错误；制备CH3OH时，阴极区二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲醇，阴极反应式为CO2+6H++6e–===CH3OH+H2O，C正确；电解池工作时H+移向阴极，理论上，每生成1 mol O2的同时，外电路转移4 mol电子，阳极区溶液质量减少1 mol×32 g/mol+4 mol×1 g/mol=36 g，D错误。(共23张PPT)
微专题4
热练16　原电池　电解池
反应热　电化学
[基础填空]
1．苯-氧气燃料电池：
(1) 当电解质溶液为碱性时，负极反应式为
__________________________________；
正极反应式为______________________。
(2) 当电解质溶液为酸性时，负极反应式为
_______________________________；
正极反应式为______________________。
O2+4e–+2H2O===4OH–
C6H6–30e–+12H2O===6CO2+30H+
O2+4H++4e–===2H2O
2．乙醇-氧气燃料电池：
(1) 熔融碳酸盐作电解质，负极反应式为
_________________________________；
正极反应式为_______________________。
(2) 熔融氧化物作电解质，负极反应式为
________________________________；
正极反应式为________________。
C2H6O–12e–+6O2–===2CO2+3H2O
O2+4e–===2O2–
3．甲醚(CH3OCH3)-氧气燃料电池：
(1) 熔融碳酸盐作电解质，负极反应式为
___________________________________；
正极反应式为_______________________。
(2) 熔融氧化物作电解质负极反应式为
_________________________________；
正极反应式为________________。
CH3OCH3–12e–+6O2–===2CO2+3H2O
O2+4e–===2O2–
[选择题]
4．锂-氟化碳(Li-CFx)电池具有优异的性能。该电池的总反应为CFx+xLi===C+xLiF。电池工作时，下列说法正确的是 (　　)
A．锂电极为正极
B．电子由Li电极经导线流向CFx电极
C．负极反应式为CFx+xe–===C+xF–
D．将电能转化为化学能
【解析】 锂是活泼金属，在反应中失去电子，发生氧化反应，作负极，A错误；原电池中电子从负极经导线流向正极，即电子由Li电极经导线流向CFx电极，B正确；负极反应式为Li–e–+F–===LiF，C错误；电池工作时是将化学能转化为电能，D错误。
B
5．利用电化学原理既能输出电能，又能合成有机物。如图所示装置在输出电能的同时可合成苯胺。该电池工作时，下列说法不正确的是
(　　)
A．多孔惰性电极为正极
B．电流方向为A→B
C．负极反应式为Al–3e–===Al3+
D．反应一段时间后，负极区溶液pH减小
D
【解析】 在左侧硝基苯生成苯胺，硝基苯被还原，则多孔惰性电极为正极，Al为负极，电流方向为A→B，A、B正确；Al作负极，Al失去电子生成Al3+，则电
极反应式为Al–3e–===Al3+，C正确； 在正极得电子被还原为 ，则多
孔惰性电极反应式为 +6H++6e–=== +2H2O，则负极区的H+通过高
分子电解质膜进入正极区，负极区氢离子浓度减小，pH增大，D错误。
6．某实验小组利用如图所示装置制备Fe(OH)2已知甲装置的工作原理为2Na2S2+NaBr3===Na2S4+3NaBr，电极a、b采用石墨或Fe。下列说法不正确的是
(　　)
A．乙装置中电极a应为Fe，b电极为石墨
B．乙装置中可用CuCl2溶液代替NaCl溶液
C．电极b发生的反应：2H2O+2e–===H2↑+2OH–
D．理论上每生成9.0 g Fe(OH)2，甲装置中将有
0.2 mol Na+向惰性电极Ⅱ移动
B
【解析】 甲装置的工作原理为2Na2S2+NaBr3===Na2S4+3NaBr，为原电池反应，电极Ⅰ为原电池的负极，电极Ⅱ为原电池正极，电极a为电解池的阳极，电极b为电解池的阴极，制备Fe(OH)2则需要Fe电极参与反应，故Fe电极为阳极，电极反应式为Fe–2e–+2OH–===Fe(OH)2，b电极为石墨，电极反应式为2H2O+2e–===H2↑+2OH–，A、C正确；乙装置中若用CuCl2溶液代替NaCl溶液，阴极电极反应式为Cu2++2e–===Cu，不能生成氢氧化亚铁，B错误；理论上每生成9.0 g(即0.1 mol)Fe(OH)2，转移0.2 mol电子，甲装置中将有0.2 mol Na+向惰性电极Ⅱ移动，D正确。
7．科研团队使用碳纳米管作电极，实现了常温、常压条件下尿素[CO(NH2)2]的合成，原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A．活性电极的电极电势高于Pt电极
B．活性电极上CO2被还原
C．“气体”经过分离后，可以补充甲室消耗的CO2
D．电路中转移16 mol电子时，甲侧溶液质量增加44 g
C
D
9．某碱性蚀刻液体系含[Cu(NH3)4]Cl2、NH3·H2O、NH4Cl，可以通过蚀刻反应[Cu(NH3)4]Cl2+Cu===2[Cu(NH3)2]Cl印制铜线路板，利用如图所示的电解装置可以从蚀刻废液中直接回收单质铜，同时又将一价铜氧化成二价铜，使蚀刻液获得再生。下列说法不正确的是 (　　)
A．阳极室可以使蚀刻液获得再生
B．利用水泵循环多次电解蚀刻废液可以提高铜
的回收率
C．阳极的电极反应式为[Cu(NH3)2]+–e–+
2NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2H2O
D．理论上外电路有1 mol电子移动时，阴极室的
质量减少64 g(不考虑NH3的挥发)
D
D
11．一种在NaCl-CaCl2-CaO熔融环境下制备Al4C3的装置如图，该装置发生的总反应为4Al+3CO2===Al4C3+3O2。下列说法不正确的是 (　　)
A．为保证电解过程高效持续稳定，应选用
氧离子交换膜
B．阴极总反应为4Al+3CO2+12e–===Al4C3
+6O2–
C．消耗36 g Al，理论上石墨电极产生48 g
气体
D．阳极可能发生副反应：2Cl––2e–===Cl2↑
C
12．Zn-Ni(OH)2碱性电池发展迅猛，某实验小组利用该电池实现电化学合成氨，装置如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A．N极为金属Zn，发生氧化反应
B．理论上若电解液传导6 mol H+，最多可生成约44.8 L NH3
C．不考虑其他因素，电池工作一段时间后需补充乙醇电解液
D．Q极电极反应式为N2+2Li++4H++6e–===2LiNH2
D
C(共18张PPT)
微专题4
热练15　反应热　盖斯定律
反应热　电化学
B
2．如图所示，下列有关化学反应和能量变化的说法正确的是
(　　)

A．图a表示的是吸热反应的能量变化
B．图b中反应物比生成物稳定
C．图a可以表示氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生
B
【解析】 图a表示的是放热反应的能量变化，图b表示的是吸热反应的能量变化，A错误；图b中反应物的总能量更低，则反应物更稳定，B正确；氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应为吸热反应，可用图b表示，C错误；反应中能量变化与反应条件无关，放热反应可能需要加热，吸热反应也可能常温下发生，D错误。
3．下列图示与对应的叙述相符的是 (　　)
A．图a可表示实验室制氢气反应的能量变化
B．通过图b可知金刚石比石墨稳定
C．由图c可知，反应生成2 mol SO3(g)放出的热量为(a–b) kJ
D．图d表示的是成键过程吸热的能量变化
【解析】 图a所示反应属于吸热反应，实验室通常用活泼金属与酸反应制氢气，该反应是放热反应，A错误；石墨比金刚石的能量更低，则石墨比金刚石更稳定，B错误；图d表示的是成键过程放出热量的能量变化，D错误。
C
4．下列关于热化学方程式及有关应用的叙述正确的是(　　)
A．H2的燃烧热为285.8 kJ/mol，则H2燃烧热的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=–285.8 kJ/mol
B．某可逆反应的ΔH=+100 kJ/mol，则逆反应活化能比正反应活化能大100 kJ/mol
C．已知25 ℃、101 kPa条件下：
①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) 　ΔH1=–2 834.9 kJ/mol；
②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) 　ΔH2=–3 119.1 kJ/mol，
则O2比O3稳定
D．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成0.5 mol NH3，放热19.3 kJ，其热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=–38.6 kJ/mol
C
5．依据图示关系，下列说法不正确的是 (　　)
A．C(石墨，s)的燃烧热为ΔH=–393.5 kJ/mol
B．C(石墨，s)+CO2(g)===2CO(g)　
ΔH=ΔH1–ΔH2
C．1 mol C(石墨，s)和1 mol CO分别
在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者
放热多
D．化学反应的ΔH只与反应体系的
始态和终态有关，与反应途径无关
B
6．大气中的CO2主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。
已知：25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：
则25 ℃时，6C(石墨，s)+3H2(g)===C6H6(l)的ΔH为 (　　)
A．–30.9 kJ/mol B．+49.1 kJ/mol
C．+104.7 kJ/mol D．–2 588.2 kJ/mol
物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
燃烧热
ΔH(kJ/mol) –285.8 –393.5 –3 267.5
B
7．已知反应NO2(g)+CO(g)===NO(g)+
CO2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的
是 (　　)
A．Ⅰ→Ⅱ为放热过程
B．该反应中NO2是还原剂
C．1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量
低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量
D．1 mol NO2和1 mol CO中的化学键断裂
时吸收的总能量小于1 mol NO和1 mol CO2中的
化学键形成时放出的总能量
D
【解析】 Ⅰ→Ⅱ为吸热过程，A错误；该反应中NO2是氧化剂，B错误；由图可知，1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量，C错误；该反应为放热反应，则1 mol NO2和1 mol CO中的化学键断裂时吸收的总能量小于1 mol NO和1 mol CO2中的化学键形成时放出的总能量，D正确。
8．近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。其过程如图所示：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)　ΔH1=+551 kJ/mol
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH3=–297 kJ/mol
下列说法正确的是 (　　)
A．反应Ⅰ中化学能转化为热能
B．反应Ⅱ是氧化还原反应且只有硫元素化合价发生变化
C．反应Ⅱ的热化学方程式为2SO2(g)+H2O(g)===H2SO4(l)+S(s)　
ΔH2=–254 kJ/mol
D．1 mol S(g)与氧气反应生成1 mol SO2(g)放出的热量小于297 kJ
B
【解析】 反应Ⅰ中热能转化为化学能，A错误；反应Ⅱ为3SO2(g)+2H2O(g) ===2H2SO4(l)+S(s)，该反应属于氧化还原反应，且只有硫元素化合价发生了变化，B正确；由盖斯定律可知，反应Ⅱ=–(反应Ⅰ+反应Ⅲ)，则反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s)　ΔH2=–［551+(–297)］ kJ/mol=–254 kJ/mol，C错误；S(s)+O2(g)===SO2(g) 　ΔH3=–297 kJ/mol，S(s)转化为S(g)需要吸收热量，故
1 mol S(g)与氧气反应生成1 mol SO2(g)放出的热量大于297 kJ，D错误。
9．甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．生成1 mol CO2同时生成2 mol H—O
B．生成水煤气的反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)与该反应的能量变化相同
C．若破坏1 mol O2(g)中的化学键需吸收热量493 kJ，则破坏1 mol C—H平均需吸收热量415 kJ
D．1 mol CH4(g)在O2(g)中完全燃烧生成2 mol H2O(l)向外界释放800 kJ的能量
C
【解析】 生成1 mol CO2同时生成2 mol H2O，即4 mol H—O，A错误；CH4与O2的反应是放热反应，生成水煤气的反应是吸热反应，二者能量变化不同，B错误；若破坏1 mol O2(g)中的化学键需吸收热量493 kJ，设破坏1 mol C—H平均需吸收 x kJ能量，则有4x+2×493=2 646，解得x=415，即破坏1 mol C—H平均需吸收热量415 kJ，C正确；图中生成的是H2O(g)，H2O(g)转化为H2O(l)会继续放热，故1 mol CH4(g)在O2(g)中完全燃烧生成2 mol H2O(l)向外界释放的能量大于800 kJ，D错误。
10．在标准状况下，1 mol离子晶体完全分离成气态阳离子、阴离子所吸收的能量可以用(U)来表示。Li2O是离子晶体，其实验值可通过玻恩-哈伯热力学循环图计算得到。已知：O(g)===O–(g)　ΔH3=–142 kJ/mol；O–(g)===O2–(g)　ΔH4=+845 kJ/mol。下列说法不正确的是 (　　)
A．U(Li2O)=+2 908 kJ/mol
B．O=O键能为498 kJ/mol
C．ΔH2=+703 kJ/mol
D．Li第一电离能I1=1 040 kJ/mol
D
【解析】 2 mol气态锂离子和1 mol气态氧离子生成氧化锂晶体放热2 908 kJ，则U(Li2O)=+2 908 kJ/mol，A正确；氧气分子中含有1个O=O，0.5 mol氧气变成气态氧原子吸收249 kJ的能量，故O=O键能为498 kJ/mol，B正确；根据盖斯定律，ΔH2=ΔH3+ΔH4=–142 kJ/mol+845 kJ/mol=+703 kJ/mol，C正确；根据盖斯定律，–598 kJ/mol=(–2 908+249+703+318) kJ/mol+ΔH1，则ΔH1=1 040 kJ/mol，则锂的第一电离能为520 kJ/mol，D错误。

展开更多......

收起↑