人教版 (2019)必修 第二册实验活动7 化学反应速率的影响因素优秀同步达标检测题

第07周  专题突破测二  反应中能量变化的计算和新型电池分析

（限时：75分钟  满分100分）

一、选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。

1．如图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是

A．拆开2molH2(g)和1molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368kJ能量

B．由H、O原子形成2molH2O(g)，共吸收1852kJ能量

C．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(l)，共放出484kJ能量

D．2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量

2．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。

已知：几种物质中化学键的键能如表所示。

若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是(  )

A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程I吸收了926 kJ能量

C．过程II放出了574 kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应

3．如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列关于该电池的说法不正确的是(    )

A．a极是负极

B．正极的电极反应式是

C．电子由a通过灯泡流向b

D．氢氧燃料电池是环保电池

4．航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt—Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中(    )

①铝合金是负极     ②海水是电解质溶液    ③铝合金电极发生还原反应

A．①② B．②③

C．①③ D．①②③

5．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是 (    )

A．镁片作为正极

B．食盐水作为电解质溶液

C．电池工作时镁片逐渐被消耗

D．电池工作时实现了化学能向电能的转化

6．甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中存在反应，有关说法正确的是(    )

A．放电时，负极电极反应式：

B．放电时，参与反应的电极为正极

C．标准状况下，通入11.2L完全反应有1电子转移

D．充电时，电解质溶液的酸性逐渐增强

7．Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)

A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应

C．石墨电极附近溶液的碱性增强 D．溶液中Cl－向正极移动

8．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。一种银锌纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为Zn+2OH—2e-=ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。下列说法错误的是

A．在使用过程中，电池负极区溶液的碱性减弱

B．使用过程中，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极

C．电池总反应为Ag2O+Zn=2Ag+ZnO

D．Zn是负极发生还原反应，Ag2O是正极发生氧化反应

二、非选择题：共76分。

9．（8分）某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，

I.若E1>E2，则该反应为_____(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图____(填“A”或“B”)表示。

II.若E1＜E2，则该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_____(填“A”或“B”)表示

III.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的最小能量：

根据上述数据回答下列问题：

（1）下列物质本身具有的能量最低的是___________。

A．H2        B．Cl2         C．Br2      D．I2

（2）下列氢化物中最稳定的是___________。

A．HCl       B．HBr    C．HI

（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？_______。

（4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是___________（填写化学式）。

10．（10分）化学反应中不仅有物质变化而且伴随着能量变化。

(1)以下实验中属于吸热反应的是________(填序号)。

(2)下图中，表示放热反应能量变化的是_______(填字母)。

(3)从微观角度分析化学反应中能量变化的原因：

图中①和②分别为_____________、_____________(填“吸收”或“释放”)。氢气与氧气反应生成1mol水蒸气时，释放________kJ能量。

(4)当前，很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料，根据下表从尽可能多的角度分析其原因是______________________________________。

11．（6分）用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图：

(1)电极c的电极反应式为_________________________。

(2)若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为_______。

12．（10分）下图是将SO2 转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。

请回答下列问题：

(1)该装置将________能转化为________能，电流方向为________(填“b→a”或“a→b”)。

(2)催化剂b表面O2发生___________反应，其附近酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。

(3)催化剂a表面的电极反应式：_________________________________________。

(4)若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为________。

13．（10分）（2022·北京石景山·高一期末）阅读下列短文并填空。

化学电源的反应原理是氧化还原反应，燃料电池是燃料和氧化剂通过特定装置发生反应将化学能转变为电能的化学电源。氢氧燃料电池在工作时，负极通入H2，正极通入O2，氧化剂和还原剂不接触即可在电池内部发生反应生成H2O，同时产生电能。若负极通入CH4、C2H5OH等燃料，正极通入O2，二者与电池内部的KOH或H2SO4等物质的溶液发生反应生成H2O、CO2或K2CO3等。燃料电池将化学能转化为电能的转化率超过80%，远高于转化率仅为30%多的火力发电。与常规发电厂相比，燃料电池CO2排放量明显降低。

目前已研制成功Al－空气燃料电池，它可以代替汽油为汽车提供动力，也可以用做照明电源。

(1)KOH的电子式为_________________。

(2)上述用化学式表示的物质中，属于酸性氧化物的是___________，属于碱的是___________。

(3)足量H2SO4溶液滴加到K2CO3中的离子方程式为_____________________________。

(4)下列关于燃料电池的说法，正确的是___________。

a．燃料电池的负极发生还原反应，正极发生氧化反应

b．燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等特点

c．燃料电池属于化学电源，能将化学能转变为电能

(5)氢氧燃料电池中，当负极消耗1molH2时，则正极消耗O2的体积为___________L(标准状况)。

14．（12分）燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。

(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

①A为生物燃料电池的________（填“正”或“负”）极。

②正极反应式为_____________________________________。

③放电过程中，H＋由________极区向________极区迁移（填“正”或“负”）。

④在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是________。

(2)一氧化碳无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中一氧化碳的含量越高。

请回答：

①a极电极反应式为__________________________；

②工作时，O2－由电极________向电极________移动（填“a”或“b”）；

③电子由电极________通过传感器流向电极________（填“a”或“b”）。

15．（10分）（2021·甘肃省会宁县第一中学高一期末）十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题：

Ⅰ.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。

(1)Pt电极(a)为_______极(填“正”或“负”) ；Pt电极(b)上的电极反应式为：_________________________。

(2)该过程总反应的化学反应方程式为_______________________________，反应一段时间后，KOH溶液的浓度将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。当消耗0.1 mol O2时，理论上转移电子个数为_______；

Ⅱ. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。

(1)上述过程中，能量的变化形式是由_____________转化为_____________。

(2)根据数据计算，分解1molCO2需_______(填“吸收”或“放出”) _______kJ的能量。

16．（10分）探究原电池原理并应用原电池原理制作多种电池，对现实生活具有重要的意义。

(1)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用时，设计了如下实验：

①甲、乙两装置工作时，电流计指针的偏转方向是否相同？_____________。乙装置中负极的电极反应式是_______________________________。

②根据上述实验结果分析，下列说法正确的是__________。

a.构成原电池负极的金属总是比正极活泼

b.镁的金属活泼性不一定比铝的强

c.金属在原电池中作正极还是负极，既与金属活泼性有关，还与电解质溶液的成分有关

(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池，放电时发生反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。该电池的负极材料为_____________；该电池充电时，其能量转化形式为_________________________。

(3)氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效的特点，其简易装置如图所示：铂电极b上的电极反应式为____________________________，室温下，若该电池消耗1molH2时可提供电能257.4kJ的能量，则该燃料电池的能量转化率为_____________。(已知：室温下，1molH2完全燃烧生成液态水时，释放286.0kJ的能量。)