2025届高考化学一轮复习基础知识专练 化学能与电能的转化

这是一份2025届高考化学一轮复习基础知识专练 化学能与电能的转化，共18页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．盐酸羟胺（NH2OH·HCl）可用作合成抗癌药，其化学性质类似。工业上制备盐酸羟胺的装置及含Fe的催化电极反应机理如图。下列说法正确的是( )
A.电子从含Fe的催化电极流出沿导线流入Pt电极
B.电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小
C.电池工作时，当有标准状况下3.36L参与反应，左室溶液质量增加3.3g
D.A为和，B为
2．Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理示意图如图，刻蚀溶液有一定浓度的HF和混合而成，刻蚀时间为，由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉，剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是( )
A.Ag薄膜附近随着反应的进行，pH逐渐减小
B.Si极发生的反应为，
C.该刻蚀的总反应可表示为
D.该刻蚀过程的是由微小的Si、Ag、HF和的原电池组成
3．中国科学家设计出如图装置实现了转化为，总反应为。下列说法错误的是( )
A.该装置工作时，至少实现了三种能量形式的转化
B.电极X上的反应：
C.通电一段时间，阳极区溶液减小
D.b为太阳能电池的负极
4．如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是( )
A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B.正极为C，发生的反应为氧化反应
C.在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D.正极反应为
5．为了使反应能顺利进行，某同学设计了下列四个实验，你认为可行的是( )
A.B.
C.D.
6．电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如下列说法错误的是( )
A.在电极a极上失去电子，发生氧化反应
B.溶液中向电极b移动
C.反应消耗的与的物质的量之比为4：5
D.正极的电极反应式为
7．下列装置能构成原电池的是( )
A.B.
C.D.
8．下列装置能构成原电池的是( )
A.B.
C.D.
9．某同学根据化学反应，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
10．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.装置甲中W作原电池负极B.装置乙中Y电极上的反应式为
C.装置丙中电流由Z流向WD.四种金属的活动性强弱顺序为
11．某同学根据化学反应，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
12．如图所示的原电池装置，两电极分别为Zn和石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A.电流流动方向为：X→外电路→Y→溶液→X
B.若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C.移向X电极，Y电极上有氢气产生
D.若Zn电极消耗6.5g，外电路转移0.1ml
13．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，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：
14．下列图示的装置不能形成原电池的是( )
A.B.
C.D.
15．类比法是常见的研究物质性质的方法之一，可用来预测很多物质的性质，但类比是相对的，必须遵循客观实际，下列说法中正确的是( )
A.通入溶液中没有现象，通入溶液中也无明显现象
B.为直线型分子，因此也为直线型分子
C.Mg、Al与浓盐酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极，故Mg、Al与氢氧化钠溶液构成的原电池中也是Mg作负极
D.向中加入少量水，伴随放热现象，则向中加入少量水，也伴随放热现象
二、填空题
16．人类利用二氧化碳合成淀粉对社会的发展起着重要作用，合成过程首先是利用二氧化碳制备甲醇，合成甲醇的反应为。回答下列问题：
（1）已知：
①；
②；
③a、b均为大于零的数，且a>b。
_______（用含a、b的式子表示）。某研究小组设计合成的路线及的部分应用如图所示，图中熔融碳酸盐燃料电池的正极电极反应式为_______。
（2）研究合成甲醇的催化剂时，在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下，对反应器出口产品进行成分解题思路，结果如图所示。在以上催化剂中，该反应应选择的最佳催化剂为_______。
（3）在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，我国学者利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响（如图所示，吸附在催化剂表面的物种用*标注）。
①依反应历程图所示，写出有水参与时反应的化学方程式：_______。
②结合图3及学过的知识推测，有水参与的历程，反应速率加快的原因是_______。
（4）在T℃时，将6ml（g）和12ml（g）充入容积为10L的恒容容器中，只发生，初始压强为kPa，测得体系中剩余（g）的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。
①T℃时，0～1min内甲醇的反应速率_______，该反应的平衡常数_______。（用平衡分压代替平衡浓度计算，列出计算式）
②保持投料量不变，仅改变某一个条件后，测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示，与状态Ⅰ相比，状态Ⅲ改变的条件可能是_______。
17．高铁电池作为新型可充电电池，具有放电曲线平坦，高能高容量，原料丰富，绿色无污染等优点。
I.下图为简易的高铁电池的工作装置。已知：放电后，两极都产生红褐色悬浮物。
请回答下列问题：
（1）该电池放电时的总反应为_________。
（2）放电时，此盐桥中阴离子的运动方向是_________（填“从左向右”或“从右向左”）。
（3）该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为_________。
II.现用蓄电池为电源，制取少量高铁酸钾。反应装置如下图所示：
（1）电解时，石墨电极连接的a极上放电的物质为________（填“Fe”或“NiO2”）。
（2）写出电解池中铁电极发生的电极反应式________。
（3）当消耗掉0.1mlNiO2时，生成高铁酸钾________g。
（4）Mg和Fe都是生产生活中的常用金属。加热锅炉时，水中的可以先转化为，然后转化为，求在80℃时的平衡常数________。（已知：80℃时的）。
18．丙烷作为奥运火炬的燃料，价格低廉，燃烧后只生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染。丙烷燃烧产生的火焰呈亮黄色，比较醒目。
已知：①某些常见化学键的键能数据如下。
②。
（1）写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_______；该反应中反应物的总能量_______（填“>”、“X；乙中X作负极，Y作正极，则X>Y，丙中Z作负极，W作正极，则Z>W，四种金属的活动性强弱顺序为，故D正确；故选：C。
11．答案：C
解析：A.由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为负极，Fe为正极，A不符合题意；B.由于电极活动性：Fe>石墨，则Fe为负极，石墨为正极，B不符合题意；C.由于电极活动性：Fe>石墨，则Fe为负极，石墨为正极，为电解质溶液，能够发生原电池反应，C符合题意；D.由于电极活动性：Fe>Cu，则Fe为负极，Cu为正极，D不符合题意；故合理选项是C。
12．答案：C
解析：A.电流方向与电子流动方向相反，且电流不能经过溶液，则电流方向为：Y→外电路→X，A不正确；B.由解题思路可知，两电极分别为Zn和石墨棒，则X为Zn，Y为石墨棒，B不正确；C.在原电池中，阴离子向负极移动，则移向X电极，Y电极为正极，得电子生成氢气，C正确；D.由反应可得下列关系式：Zn—2，若Zn电极消耗6.5g（0.1ml），外电路转移0.2ml，D不正确；故选C。
13．答案：D
解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置；氢氧燃料电池工作时，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为；通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为；正负极电极反应式相加得电池反应式，电子由负极经外电路流向正极，据此解答即可。
14．答案：D
解析：构成原电池一般要满足以下条件：（1）有能自发进行的氧化还原反应：（2）有两个活泼性不同的电极；（3）有电解质溶液；（4）形成闭合回路。D项两个电极材料相同，不能构成原电池。
15．答案：B
解析：
16．答案：（1）；
（2）
（3）；有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快
（4）0.2；；升高温度
解析：（1）根据方程式可知其等于已知反应①加上反应②，由盖斯定律可求得；图中燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，氧气进入正极，正极电极反应式为；
（2）根据解题思路，催化剂为得到的甲醇最多且CO少，该反应应选择的最佳催化剂为；
（3）依反应历程图所示，有水参与时反应的化学方程式为：有水参与的历程，反应速率加快的原因是有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快；
（4）从图中可知，1min时的物质的量为6ml，起始的的物质的量为12ml，变化的的物质的量为6ml，故变化的甲醇的物质的量为2ml，0～1min内甲醇的反应速率根据图示，8min后的物质的量保持不变，体系达到平衡状态，的物质的量为2ml，根据题意有，
平衡时候总的物质的量，，，该反应的平衡常数==；状态Ⅲ与状态Ⅰ相比，的物质的量增加，参与反应的氢气的物质的量减少，平衡逆向移动，同时从图中可知达到平衡的时间变短，该反应是一个放热反应，综合可知改变的条件可能是升高温度。
17．答案：（1）
（2）从右向左
（3）
（1）Fe
（2）
（3）6.6
（4）
解析：I.（1）由装置图可知，左侧铁作负极，右侧石墨为正极，高铁酸钾为正极反应物，放电后，两极都产生红褐色悬浮物可知，两电极产物均为氢氧化铁，则总反应为，故答案为：；
（2）原电池电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的阴离子向负极铁移动，即由右向左移动，故答案为：由右向左；
（3）充电时阳极为原电池正极的逆过程，电极方程式为：，故答案为：；
II.（1）由题意可知，通过电解制备高铁酸钾，铁应作电解池的阳极失电子，产生高铁酸根离子，则石墨作阴极，石墨所连电极为原电池的负极，结合原理反应可知，负极Fe失电子，故答案为：Fe；
（2）由题意可知铁电极失电子应得到高铁酸根，电极反应为：，故答案为：；
（3）当消耗掉0.1ml时，转移电子物质的量为0.2ml，结合阳极反应，转移0.2ml电子时，产生的高铁酸根离子为，产生的高铁酸钾的质量为：，故答案为：6.6g；
（4）在80℃时的平衡常数K==，故答案为：。
18．答案：（1）；>
（2）负；氧化；；30；不变
解析：（1）焓变=反应物总键能-生成物总键能，①，，根据盖斯定律①+②×4得丙烷燃烧热的热化学方程式该反应放热，反应物的总能量>生成物的总能量。
（2）①电池工作时，负极发生氧化反应、正极发生还原反应，丙烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为。
19．答案：(1)；B；减小
(2)Cu；
解析：（1）铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，B电极材料为Fe且作负极，负极失电子，电极反应式为，阴离子移向负极即移向B极，溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小；
（2）将设计成如上图所示的原电池装置，根据反应中元素化合价的变化判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有，如溶液等，B极为正极，得电子，电极反应式为。
选项
A
B
C
D
正极
石墨棒
铁棒
铁棒
铜棒
负极
铁棒
铜棒
石墨棒
铁棒
电解质溶液
溶液
溶液
溶液
稀硫酸
装置
现象
金属W不断溶解
Y的质量增加
W上有气体产生
选项
A
B
C
D
正极
锌棒
铁棒
石墨棒
铁棒
负极
铁棒
石墨棒
铁棒
铜棒
电解质溶液
溶液
溶液
溶液
溶液
化学键
键能
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