第07周  專題突破測(cè)二  反應(yīng)中能量變化的計(jì)算和新型電池分析（限時(shí)：75分鐘  滿分100分）一、選擇題：本題共8個(gè)小題，每小題3分，共24分。1．如圖為反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量變化示意圖。下列說(shuō)法正確的是A．拆開(kāi)2molH2(g)和1molO2(g)中的化學(xué)鍵成為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)反應(yīng)生成2molH2O(l)，共放出484kJ能量D．2molH2(g)和1molO2(g)反應(yīng)生成2molH2O(g)，共放出484kJ能量2．中國(guó)研究人員研制出一種新型復(fù)合光催化劑，利用太陽(yáng)光在催化劑表面實(shí)現(xiàn)高效分解水，其主要過(guò)程如圖所示。已知：幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵的鍵能如表所示。化學(xué)鍵H2O中H-O鍵O2中O=O 鍵H2中H-H鍵H2O2中O-O鍵H2O2中O-H鍵鍵能kJ/mol463496436138463若反應(yīng)過(guò)程中分解了2 mol水，則下列說(shuō)法不正確的是(  )A．總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑ B．過(guò)程I吸收了926 kJ能量C．過(guò)程II放出了574 kJ能量 D．過(guò)程Ⅲ屬于放熱反應(yīng)3．如圖是氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是(    )A．a極是負(fù)極B．正極的電極反應(yīng)式是C．電子由a通過(guò)燈泡流向bD．氫氧燃料電池是環(huán)保電池4．航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、Pt—Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中(    )①鋁合金是負(fù)極     ②海水是電解質(zhì)溶液    ③鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)A．①② B．②③C．①③ D．①②③5．“鹽水動(dòng)力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極，向極板上滴加食鹽水后電池便可工作，電池反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (    )A．鎂片作為正極B．食鹽水作為電解質(zhì)溶液C．電池工作時(shí)鎂片逐漸被消耗D．電池工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化6．甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液作電解質(zhì)的手機(jī)電池中存在反應(yīng)，有關(guān)說(shuō)法正確的是(    )A．放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式：B．放電時(shí)，參與反應(yīng)的電極為正極C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，通入11.2L完全反應(yīng)有1電子轉(zhuǎn)移D．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液的酸性逐漸增強(qiáng)7．Mg－H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．Mg電極是該電池的正極 B．H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．石墨電極附近溶液的堿性增強(qiáng) D．溶液中Cl－向正極移動(dòng)8．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。一種銀鋅紐扣電池的電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為Zn+2OH—2e-=ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．在使用過(guò)程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的堿性減弱B．使用過(guò)程中，電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極C．電池總反應(yīng)為Ag2O+Zn=2Ag+ZnOD．Zn是負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O是正極發(fā)生氧化反應(yīng)二、非選擇題：共76分。9．（8分）某化學(xué)反應(yīng)中，設(shè)反應(yīng)物的總能量為E1，生成物的總能量為E2，I.若E1>E2，則該反應(yīng)為_____(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。該反應(yīng)可用圖____(填“A”或“B”)表示。II.若E1＜E2，則該反應(yīng)為______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。該反應(yīng)可用圖_____(填“A”或“B”)表示III.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的最小能量：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2鍵能(kJ/mol)243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：（1）下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是___________。A．H2        B．Cl2         C．Br2      D．I2（2）下列氫化物中最穩(wěn)定的是___________。A．HCl       B．HBr    C．HI（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？_______。（4）相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收的熱量最多的是___________（填寫化學(xué)式）。10．（10分）化學(xué)反應(yīng)中不僅有物質(zhì)變化而且伴隨著能量變化。(1)以下實(shí)驗(yàn)中屬于吸熱反應(yīng)的是________(填序號(hào))。(2)下圖中，表示放熱反應(yīng)能量變化的是_______(填字母)。(3)從微觀角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因：圖中①和②分別為_____________、_____________(填“吸收”或“釋放”)。氫氣與氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣時(shí)，釋放________kJ能量。(4)當(dāng)前，很多地區(qū)倡導(dǎo)用天然氣替代煤作為家用燃料，根據(jù)下表從盡可能多的角度分析其原因是______________________________________。燃料燃燒釋放的能量(每1千克)天然氣55812kJ煤20908kJ11．（6分）用CH4和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖：(1)電極c的電極反應(yīng)式為_________________________。(2)若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則該燃料電池理論上消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_______。12．（10分）下圖是將SO2 轉(zhuǎn)化為重要的化工原料H2SO4的原理示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該裝置將________能轉(zhuǎn)化為________能，電流方向?yàn)?/span>________(填“b→a”或“a→b”)。(2)催化劑b表面O2發(fā)生___________反應(yīng)，其附近酸性________(填“增強(qiáng)”、“不變”或“減弱”)。(3)催化劑a表面的電極反應(yīng)式：_________________________________________。(4)若得到的硫酸濃度仍為49%，則理論上參加反應(yīng)的SO2與加入的H2O的質(zhì)量比為________。13．（10分）（2022·北京石景山·高一期末）閱讀下列短文并填空。化學(xué)電源的反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)，燃料電池是燃料和氧化劑通過(guò)特定裝置發(fā)生反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)電源。氫氧燃料電池在工作時(shí)，負(fù)極通入H2，正極通入O2，氧化劑和還原劑不接觸即可在電池內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)生成H2O，同時(shí)產(chǎn)生電能。若負(fù)極通入CH4、C2H5OH等燃料，正極通入O2，二者與電池內(nèi)部的KOH或H2SO4等物質(zhì)的溶液發(fā)生反應(yīng)生成H2O、CO2或K2CO3等。燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率超過(guò)80%，遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)化率僅為30%多的火力發(fā)電。與常規(guī)發(fā)電廠相比，燃料電池CO2排放量明顯降低。目前已研制成功Al－空氣燃料電池，它可以代替汽油為汽車提供動(dòng)力，也可以用做照明電源。(1)KOH的電子式為_________________。(2)上述用化學(xué)式表示的物質(zhì)中，屬于酸性氧化物的是___________，屬于堿的是___________。(3)足量H2SO4溶液滴加到K2CO3中的離子方程式為_____________________________。(4)下列關(guān)于燃料電池的說(shuō)法，正確的是___________。a．燃料電池的負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)b．燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)c．燃料電池屬于化學(xué)電源，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>(5)氫氧燃料電池中，當(dāng)負(fù)極消耗1molH2時(shí)，則正極消耗O2的體積為___________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。14．（12分）燃料電池是利用燃料與氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(1)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。①A為生物燃料電池的________（填“正”或“負(fù)”）極。②正極反應(yīng)式為_____________________________________。③放電過(guò)程中，H＋由________極區(qū)向________極區(qū)遷移（填“正”或“負(fù)”）。④在電池反應(yīng)中，每消耗1 mol氧氣，理論上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳的體積是________。(2)一氧化碳無(wú)色無(wú)味有毒，世界各國(guó)每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一種一氧化碳分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化釔—氧化鈉，其中O2－可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)。傳感器中通過(guò)的電流越大，尾氣中一氧化碳的含量越高。請(qǐng)回答：①a極電極反應(yīng)式為__________________________；②工作時(shí)，O2－由電極________向電極________移動(dòng)（填“a”或“b”）；③電子由電極________通過(guò)傳感器流向電極________（填“a”或“b”）。15．（10分）（2021·甘肅省會(huì)寧縣第一中學(xué)高一期末）十九大報(bào)告提出要對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行全面、系統(tǒng)的可持續(xù)治理?；卮鹣铝袉?wèn)題：Ⅰ.電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中NH3的含量，其工作原理示意圖如圖。(1)Pt電極(a)為_______極(填“正”或“負(fù)”) ；Pt電極(b)上的電極反應(yīng)式為：_________________________。(2)該過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________________，反應(yīng)一段時(shí)間后，KOH溶液的濃度將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。當(dāng)消耗0.1 mol O2時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為_______；Ⅱ. 以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為溫室氣體減排提供了一個(gè)新途徑，該反應(yīng)的機(jī)理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時(shí)的能量變化如圖所示。(1)上述過(guò)程中，能量的變化形式是由_____________轉(zhuǎn)化為_____________。(2)根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算，分解1molCO2需_______(填“吸收”或“放出”) _______kJ的能量。16．（10分）探究原電池原理并應(yīng)用原電池原理制作多種電池，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活具有重要的意義。(1)某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用時(shí)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①甲、乙兩裝置工作時(shí)，電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向是否相同？_____________。乙裝置中負(fù)極的電極反應(yīng)式是_______________________________。②根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，下列說(shuō)法正確的是__________。a.構(gòu)成原電池負(fù)極的金屬總是比正極活潑b.鎂的金屬活潑性不一定比鋁的強(qiáng)c.金屬在原電池中作正極還是負(fù)極，既與金屬活潑性有關(guān)，還與電解質(zhì)溶液的成分有關(guān)(2)鉛酸蓄電池是常見(jiàn)的二次電池，放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。該電池的負(fù)極材料為_____________；該電池充電時(shí)，其能量轉(zhuǎn)化形式為_________________________。(3)氫氧燃料電池具有清潔、安全、高效的特點(diǎn)，其簡(jiǎn)易裝置如圖所示：鉑電極b上的電極反應(yīng)式為____________________________，室溫下，若該電池消耗1molH2時(shí)可提供電能257.4kJ的能量，則該燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率為_____________。(已知：室溫下，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)，釋放286.0kJ的能量。)

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