资源简介

微主题2　反应能量与原电池
1．某自热饭盒的热能来源于水与生石灰的反应。下列说法正确的是(　　)
A．该反应为氧化还原反应
B．该过程中化学能转化为热能
C．热能也可由NaHCO3溶于水来提供
D．该反应生成物总能量高于反应物总能量
2．下列能量转化过程是由化学能直接转化为电能的是(　　)
A．燃料电池放电 B．风力发电
C．使用燃气灶煮饭 D．火力发电
3．下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是(　　)
A．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能和光能
D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量
4．某化学兴趣小组设计如图所示装置探究原电池的工作原理，电极材料为锌片和铜片，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．X电极材料为铜，Y电极材料为锌
B．Y电极得电子，发生氧化反应
C．放电过程中，铜片表面有气泡产生
D．铜片的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
5．将a、b、c、d四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连，a为负极；c、d相连，d上有气泡逸出；a、c相连时，a质量减少；b、d相连，b为正极。则这四种金属的活动性顺序由大到小排列为(　　)
A．a>c>d>b B．a>c>b>d
C．b>d>c>a D．a>b>c>d
6．下列装置不能构成原电池的是(　　)
A B
C D
7．为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图所示的两个实验(图中为大小 、形状完全相同的纯 Zn片，稀硫酸浓度与体积也相同) 。 下列说法错误的是(　　)
图1 　图2
A．能量转化形式不同
B．产生气体的速率不同
C．总反应的离子方程式相同
D．图 1和图 2中温度计的示数相等，且均高于室温
8．酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H＋，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O。下列有关说法错误的是(　　)
A．H＋由b极通过固体酸电解质传递到a极
B．b极上的电极反应式为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．每转移0.4 mol电子，生成3.6g水 D．电子通过外电路从a极流向b极
9．一种微生物燃料电池的结构示意图如图所示。下列关于该电池的叙述正确的是(　　)
A．电池工作时，电子由a流向b
B．微生物所在电极区放电时发生还原反应
C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区
D．正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
10．某些化学键的键能(断键吸收的能量或者成键放出的能量)数据如表所示。在一定条件下，N2与H2反应，下列说法正确的是(　　)
化学键 N≡N H—H N—H
键能/(kJ/mol) 946 436 391
A．反应生成1 mol NH3共吸收92 kJ热量
B．反应生成1 mol NH3共放出92 kJ热量
C．反应生成1 mol NH3共吸收46 kJ热量
D．反应生成1 mol NH3共放出46 kJ热量
11．甲烷与水蒸气催化重整的反应为CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)，其能量变化如图所示。已知断裂1 mol O—H所需的能量是460 kJ。则断裂1 mol C—H所需的能量是(　　)
A．414 kJ B．454 kJ
C．517 kJ D．529 kJ
12．利用下列原电池，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
A．电极A为负极，发生氧化反应
B．电流从电极B经导线流向电极A
C．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子物质的量为0.6mol
13．运用原电池原理可研究物质的性质或进行工业生产。
(1) 某兴趣小组设计用锌、铜作电极材料，硫酸铜溶液为电解质溶液的进行原电池实验。如图1所示，负极材料是______(填“锌”或“铜”)；当正极质量增加12.8 g时，转移了_______mol 电子。
图1
(2) 如图2所示，运用原电池原理可将SO2转化成硫酸。其中质子交换膜将该原电池分隔成氧化反应室和还原反应室，能阻止气体通过而允许H＋通过。电极a是________极(填“正”或“负”)，电极b的电极反应式为________________，
生产过程中H＋向________(填“电极a”或“电极b”)区域运动。
图2
微主题2　反应能量与原电池
1．B　解析：水与生石灰的反应不属于氧化还原反应，A错误；水与生石灰的反应属于放热反应，该过程中化学能转化为热能，B正确； NaHCO3溶于水吸收热量，C错误；该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，D错误。
2．A　解析：燃料电池放电的过程是将化学能转化为电能，A正确；风力发电是将风能转化为电能的过程，B错误；使用燃气灶煮饭，是利用燃气燃烧，将化学能转化为热能，C错误；火力发电是将化学能转化为热能，热能转化为机械能，机械能转化为电能，D错误。
3．B
4．C　解析：原电池中，电子从负极流向正极，X电极为负极，电极材料为锌，Y电极为正极，电极材料为铜，A错误；溶液中氢离子在正极(Y电极)得到电子发生还原反应生成氢气，B错误；放电过程中，铜片表面有气泡产生，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C正确、D错误。
5．A　解析：一般来说，在原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极，若a、b相连，a为负极，则金属活动性：a>b；c、d相连，d上有气泡逸出，说明c电极上金属失电子发生氧化反应，则金属活动性：c>d；a、c相连时，a质量减少，则a为负极，金属活动性：a>c；b、d相连，b为正极，则金属活动性：d>b，则四种金属的活动性顺序由大到小排列为a>c>d>b，A正确。
6．A　解析：乙醇不属于电解质溶液，不满足原电池构成条件，A错误。
7．D　解析：图1中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，是放热反应，将化学能转化为热能，图2中形成原电池，将化学能部分转化为电能，部分转化为热能，A正确；图2中形成原电池，能加快反应速率，图2中产生气体的速率比图1快，B正确；总反应均为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C正确；图1中是将化学能转化为热能，图2中将化学能部分转化为电能，部分转化为热能，图1中温度计的示数高于图2的示数，D错误。
8．A　解析：燃料电池为原电池，阳离子向正极移动，故H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极，A错误；该燃料电池为酸性电解质，故正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B正确；每转移0.4 mol电子，生成0.2 mol水，质量是0.2 mol×18 g/mol＝3.6 g，C正确；该电池中，电极a为负极，电极b是正极，则电子应该是通过外电路由电极a流向电极b，D正确。
9．D　解析：左侧MnO2转化为Mn2＋，Mn元素化合价降低，发生还原反应，故a为正极，b为负极，电子由b流向a，A错误；微生物在负极，发生氧化反应，B错误；在原电池中，H＋从负极区移向正极区，C错误；电池左侧的MnO2在H＋条件下发生得电子反应，故正极反应式为MnO2＋4H＋ ＋2e－ ===Mn2＋＋2 H2O，D正确。
10．D　解析：该反应可写为N2＋H2 NH3，则断开旧键吸收的能量为kJ＝1 127 kJ，形成新键释放的能量为3×391 kJ＝1 173 kJ，故反应生成1 mol NH3共释放能量为1 173 kJ－1 127 kJ＝46 kJ，D符合题意。
11．A　解析：1 mol CH4含4 mol C—H，1 mol H2O含2 mol O—H。由图可知，断裂4 mol C—H和2 mol O—H共吸收(2 782－206)kJ＝2 576 kJ的能量， 已知断裂1 mol O—H所需的能量是460 kJ，则断裂1 mol C—H所需的能量为＝414 kJ，故选A。
12．D　解析：电极A上NH3转化为N2，发生氧化反应，则电极A为原电池的负极，A正确；电极A为负极，电极B为正极，则电流从电极B经导线流向电极A，B正确；正极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－，负极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，为使电池持续放电，正极区生成的OH－不断通过阴离子交换膜进入负极区，C正确；当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，0.2 mol NO2发生反应，由反应2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－可知，转移的电子物质的量为0.8 mol，D错误。
13．(1) 锌　0.4
(2) 负　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　电极b
解析：(1) 该装置为原电池，锌为负极，失电子被氧化，铜为正极，铜离子得电子生成铜，被还原。正极质量增加12.8 g时，生成铜的物质的量为＝0.2 mol，转移电子的物质的量为0.4 mol 。(2) 运用原电池原理可将SO2转化成硫酸，故SO2在负极失电子转化为硫酸，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O===S＋4H＋，电极a为负极；电极b为正极，氧气在正极得电子，与氢离子反应生成水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，氢离子由左侧移向右侧，即向电极b区移动。

展开更多......

收起↑