2024届高三新高考化学大一轮专题练习—原电池(有答案)

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习—原电池(有答案)，共23页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习—原电池
一、单选题
1．（2023春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示，下列有关微生物电池的说法错误的是
  
A．a极为负极，可选择导电性高、易于附着微生物的石墨
B．b极的电极反应式为
C．在b极涂覆的催化剂有利于氧气的还原
D．该电池在任何温度下均可发电
2．（2023春·河南新乡·高三延津县第一高级中学校考期中）用表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．标准状况下，的体积为
B．氢氧燃料电池正极消耗(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为
C．碘蒸气和氢气在密闭容器中充分反应，生成的碘化氢分子数小于
D．浓硫酸与足量加热充分反应，生成的数目为
3．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）下列实验操作现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
相同温度下，测定同物质的量浓度的溶液、溶液的pH，前者较高

B
在溶液中滴几滴NaCl溶液，再滴加KI溶液，先生成白色沉淀，后产生黄色沉淀

C
测定相同浓度的HF溶液在20℃、30℃时的pH，前者pH较低
HF在水中电离的过程放热
D
金属M、N在稀硫酸中构成原电池，在N极表面产生气泡且电流表偏转
金属N比M活泼

A．A B．B C．C D．D
4．（2023·辽宁辽阳·统考一模）染料敏化电池展现出广阔的应用前景，某染料敏化电池如图所示。下列说法错误的是
已知：1个光子理论上可以转化为一个电子。

A．电极为该电池的正极
B．该电池实现了太阳能转化为电能
C．该电池工作一段时间后需补充
D．若用该电池电解水，当光电转化效率为5%时，每分钟该电池接受光子，电解效率为80%，则10分钟后消耗的水的质量为
5．（2023·湖南郴州·统考三模）化学与生产、生活密切相关。下列有关说法正确的是
A．燃煤脱硫有利于实现“碳达峰、碳中和”
B．核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核酸属于天然高分子化合物
C．“半江瑟瑟(碧绿色)半江红”描述的是丁达尔效应
D．天然气、水煤气、沼气等不可再生能源，均可设计成燃料电池实现能量转化
6．（2023春·四川南充·高三校考期中）下列四个常用电化学装置的叙述错误的是




图I水果电池
图II干电池
图III铅蓄电池
图IV氢氧燃料电池
A．图I所示电池中，电子从锌片流出
B．图II所示干电池中锌作负极
C．图III所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为Pb-2e-＋=PbSO4
D．图IV所示电池中正极反应为：
7．（2023·北京·高三专题练习）某小组研究SCN-分别与Cu2+和Fe3+的反应：
编号
1
2
3
实验



现象
溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(白色沉淀为CuSCN)
溶液变红，向反应后的溶液中加⼊K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多
接通电路后，电压表指针不偏转。⼀段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，没有观察到蓝色沉淀
下列说法不正确的是
A．实验1中发生了氧化还原反应，KSCN为还原剂
B．实验2中“溶液变红”是Fe3+与SCN-结合形成了配合物
C．若将实验3中Fe2(SO4)3溶液替换为0.25 mol/LCuSO4溶液，接通电路后，可推测出电压表指针会发生偏转
D．综合实验1～3，微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关
8．（2023秋·安徽亳州·高三统考期末）甘汞电极是用来测定单个电极电势的标准电极，甘汞电极由汞和甘汞在KCl饱和溶液中接触而成，其装置原理如图。将甘汞电极、Zn片连接后同时插入，溶液中构成原电池。下列说法错误的是

A．电子从Zn极流出，进入Hg极
B．KCl饱和溶液充当盐桥的作用
C．通过测定该电池的电动势可得出的电动势
D．正极反应式：
9．（2023春·江苏宿迁·高三校考阶段练习）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说法正确的是

A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：
10．（2023·湖北·高三专题练习）某高温熔融盐“热电池”，采用、等合金作电极，具有比纯锂电池更高的安全性，其工作原理如图所示。放电时，1mol 完全反应转移电子。下列说法错误的是

A．该电池工作时电流方向为：极→用电器→LiAl极
B．热电池的正极材料需要具备高温下的热稳定性和物理稳定性
C．正极的电极反应式为
D．若1mol 转化为，则消耗 49.2g
11．（2023秋·安徽亳州·高三统考期末）下列根据实验操作、现象得出的解释或结论正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向碘水中加入溶液，振荡静置后，向上层清液中滴加淀粉溶液
溶液变蓝
与的反应为可逆反应
B
常温下，用pH传感器测量溶液的pH
pH读数为2.31
是氧化性酸
C
将甲、乙金属条插入浓硝酸中，用导线将甲、乙分别接电流表正、负极
电流表指针向负极偏转
金属活泼性：甲＜乙
D
常温下，将浓度均为的NaCl和溶液等体积混合，静置，再滴加少量KI溶液
先出现白色沉淀，后生成黄色沉淀
常温下，

A．A B．B C．C D．D
12．（2023·高三课时练习）下列关于如图所示电池的说法中不正确的是

A．乙烧杯溶液颜色逐渐变深
B．电池工作一段时间，乙烧杯成了混合溶液
C．装置中发生的总反应是
D．若换成阴离子交换膜，从乙烧杯移向甲烧杯
13．（2023·上海·高三专题练习）按如图装置所示，将镁条和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中。下列说法正确的是

A．镁电极发生反应为Mg-2e-=Mg2+
B．Al片做负极
C．电子由镁电极经导线流入铝电极
D．将NaOH溶液换成稀H2SO4，灵敏电流计指针偏转方向不变
14．（2023·全国·高三专题练习）我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：，已知甲池中发生的反应为

下列说法不正确的是
A．甲池中碳棒上发生的电极反应式为
B．乙池溶液中发生的反应为
C．该装置将电能转化为光能
D．从乙池移向甲池

二、原理综合题
15．（2021春·湖北恩施·高三巴东一中校考阶段练习）将CO2与H2反应转化为甲醇(CH3OH)是变废为宝的好方法，其原理为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。一定温度下，在2L的密闭容器中CO2转化为甲醇过程中浓度随时间的变化曲线如图所示(已知反应物和生成物在此条件下均为气体)。

(1)在0～3min内用CO2表示该反应的速率是_____。(保留2位有效数字)。该反应达到最大限度时H2的转化率_____，此时CH3OH在平衡混合物中的体积分数为_____(均用百分数表示，且保留3位有效数字)。
(2)10min后，反应处于化学平衡状态，下列说法中能作为该反应处于平衡状态的依据的是_____。
a.3v正(H2)=v逆(CO2)
b.混合气体的密度不再发生变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
d.体系的温度不再发生改变
e.混合气体的颜色不再发生改变
f.CO2与H2的物质的量之比不再发生改变
g.甲醇的质量分数不再发生改变
h.体系压强不再发生改变
(3)若上述反应在甲、乙、丙三个相同容器内同时进行，测得甲中v(CO2)=0.1mol•L-1•min-1，乙中v(H2)=0.2mol•L-1•min-1，丙中v(CH3OH)=0.3mol•L-1•s-1，则反应速率最快的是_____。
(4)甲醇(CH3OH)是一种有毒物质，常温下检测甲醇含量的测试仪工作原理示意图如图：

a电极发生的电极反应式为_____。
16．（2023春·江苏淮安·高三马坝高中校考期中）自上世纪初，德国化学家哈伯开始研究“合成氨”起至今，许多科学家的研究一直在进行，也取得了许多成果。请按要求回答下列题目。
现已知N2(g)和H2(g)反应每生成1molNH3(g)放出46kJ的热量。
(1)根据下列键能数据计算N-H键键能为___________ kJ∙mol-1。
化学键
H-H
N≡N
键能(kJ∙mol-1)
436
946
(2)①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___________，A是___________(填名称)。

②利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2-的移动方向___________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应为___________。

17．（2023春·河南周口·高三校联考阶段练习）甲醇燃料电池具有广泛的应用前景，以二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于降低温室效应。
已知：①
②
③
回答下列问题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的反应的___________。
(2)在恒温恒容密闭容器中，能够说明已达到化学平衡状态的是___________(填序号)
A．混合气体的密度不随时间的变化而变化
B．反应容器内压强保持不变
C．浓度与浓度的比值不再发生变化
D．(3)在时，将和通入恒容密闭容器中制备甲醇，后达到化学平衡，平衡后测得的体积分数为0.3.则内___________，的转化率为___________，化学平衡常数为___________(平衡常数的计算结果保留三位有效数字)。
(4)工业上用和也可以合成甲醇，反应为，若将合成气以通入恒容密闭反应器中，其中的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，则反应的焓变___________0(填“>”“=”或“”“=”或“乙，C错误；
D．等浓度等体积的NaCl和溶液混合，二者恰好完全反应生成白色AgCl沉淀，静置后再滴加少量KI溶液，生成黄色AgI沉淀，说明难溶的AgCl转化为更难溶的AgI，则，D正确；
故选D。
12．A
【分析】Zn的金属性比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，据此分析。
【详解】A．Zn的金属性比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，Cu电极反应式为，乙烧杯溶液颜色逐渐变浅，故A说法不正确；
B．为平衡电荷，甲烧杯中的阳离子，即向乙烧杯移动，故乙烧杯成了混合溶液，故B说法正确；
C．根据B选项分析，装置中发生的总反应是，故C说法正确；
D．乙烧杯放电，从乙烧杯移向甲烧杯，故D说法正确。
故选A。
13．B
【分析】Mg、Al以氢氧化钠溶液为电解质溶液构成原电池，Mg不能与氢氧化钠反应，Al能和氢氧化钠反应，因此Al做负极，Mg做正极。
【详解】A．由分析可知Mg做正极，正极反应为2H++2e-=H2↑，A错误；
B．由分析可知，Al为负极，B正确；
C．原电池外电路电子由负极经导线流入正极，即电子由铝经导线流入镁电极，C错误；
D．将氢氧化钠换成稀硫酸，二者都能与稀硫酸反应，镁的活泼性高于铝，则镁做负极，原电池电极发生转换，电流计指针偏转方向随之发生变化，D错误；
故选B。
14．C
【分析】根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳棒是正极，乙池中N型半导体是负极。
【详解】A．根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即，A正确；
B．在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，得电子生成，发生的反应为，B正确；
C．根据题图中信息可知该装置将光能转化为电能，C错误；
D．该装置是原电池装置，阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以从乙池移向甲池，D正确。
故选C。
15．(1) 0.17mol•L-1•min-1 75% 21.4%
(2)cfgh
(3)丙
(4)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+

【详解】（1）由图知，0~3min内，CO2浓度变化值为0.5 mol/L，在0～3min内用CO2表示该反应的速率是=0.17mol•L-1•min-1。(保留2位有效数字)。该反应达到最大限度时H2的转化率，由图及化学方程式可知，平衡时，CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为1.25 mol/L、0.75 mol/L、0.75 mol/L、0.75 mol/L，则此时CH3OH在平衡混合物中的体积分数为。
（2）对于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)：
a． v正(H2)= 3v正(CO2)始终成立，若3v正(H2)=v逆(CO2)，则正反应速率和逆反应速率不相等，反应未平衡，错误；
b． 气体质量始终不变，容积体积的不变，故气体密度始终不变，不能说明已平衡，错误；
c． 气体质量不变，气体的总的物质的量、气体的平均相对分子质量随反应变化，故气体的平均相对分子质量不再发生改变，说明已平衡，正确；
d．没有说明是在绝热容器中反应，该反应在一定温度下进行，则体系的温度不再发生改变，不能说明已平衡，错误；
e．由于反应相关气体都是无色的，故混合气体的颜色始终不变，则颜色不变，不能说明已平衡，错误；
f．由图知，CO2与H2的物质的量之比随反应而变，CO2与H2的物质的量之比不再发生改变，能说明已平衡，正确；
g．甲醇的质量分数不再发生改变，符合平衡特征，能说明已平衡，正确；
h．一定温度下容积不变时，体系压强与物质的量成正比，该反应气体分子总数会随着反应而改变、故压强也会改变，当体系压强不随时间变化时，则能说明已平衡，正确；
选cfgh。
（3）根据速率之比等于化学计量数之比，都换算为同一单位，都用氢气来表示的速率为：甲：v(H2)=0.3mol·L-1·min-1，乙：v(H2)=0. 2mol·L-1·min-1，丙：v(H2)=0.9mol·L-1·s-1=5. 4mol·L-1·min-1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为丙>甲>乙；
则反应速率最快的是丙。
（4）该燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，a电极上甲醇失去电子被氧化，则发生的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
16．(1)391
(2) 氯化铵 从b到a

【详解】（1）已知N2(g)和H2(g)反应每生成1molNH3(g)放出46kJ的热量，则946 kJ∙mol-1+3×436 kJ∙mol-1-6×E(N-H)=-92 kJ∙mol-1，从而得出E(N-H)= 391 kJ∙mol-1。答案为：391；
（2）①从图中可以看出，通入N2的电极为正极，通入H2的电极为负极，反应生成的NH3能与HCl反应生成NH4Cl。则电池工作时，正极N2得电子产物与电解质反应生成，电极反应式是，A是氯化铵。
②此电池为CO、O2燃料电池，电池工作时，通CO的电极a作负极，通空气的电极b为正极，阴离子从正极向负极移动，则O2-的移动方向从b到a；在负极，CO失电子产物与电解质反应生成CO2，则发生的电极反应为。答案为：；氯化铵；从b到a；。
【点睛】燃料电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
17．(1)
(2)BC
(3) 0.045 75%
(4) <