
第二課時 化學(xué)反應(yīng)與電能
基礎(chǔ)達標(biāo)
1.下列關(guān)于原電池的敘述正確的是 ( )
A.構(gòu)成原電池的正極和負極的材料必須是兩種不同的金屬
B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
C.在原電池中,電子流出的一極是正極
D.原電池工作時,電路中的電流是從負極到正極
【答案】B
【解析】A.構(gòu)成原電池的電極可以是金屬與金屬,也可以是金屬與非金屬,A項錯誤;B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,B項正確;C.原電池中電子流出的一極是負極,C項錯誤;D.原電池工作時,電流是從正極到負極,D項錯誤。故選:B。
2.下列說法不正確的是( )
A.電能屬于一次能源
B.太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化方式為光能→電能
C.植物及其加工品所儲存的能量為生物質(zhì)能
D.芒硝晶體(Na2SO4·10H2O)白天在陽光下曝曬后失水、溶解吸熱,夜里重新結(jié)晶放熱,實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能繼而轉(zhuǎn)化為熱能
【答案】A
【解析】A. 電能是用風(fēng)能、水能、太陽能等制取的能源,屬于二次能源,故A錯誤;B. 太陽能電池直接把太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故B正確;C. 生物質(zhì)能是綠色植物將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量,故C正確;D. Na2SO4?10H2O結(jié)晶屬于化學(xué)變化,能量轉(zhuǎn)換形式為化學(xué)能和熱能的轉(zhuǎn)化,白天在陽光下曝曬后失水,轉(zhuǎn)換形式為太陽能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,故D正確;選A。
3.原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因是( )
A.原電池中,電解質(zhì)溶液能電離出自由移動的離子
B.有兩個活潑性不同的電極
C.導(dǎo)線將電極、電解質(zhì)溶液連接,形成了閉合回路
D.原電池中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
【答案】D
【解析】原電池中,外電路中,負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電子從負極沿導(dǎo)線流向正極;內(nèi)電路中,電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極移動,陽離子向正極移動,所以形成了閉合回路,產(chǎn)生了電流,所以在原電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)是原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因。故選:D。
4.鋼鐵不是純凈的鐵,通常含有少量的碳,在潮濕的空氣中易形成原電池而腐蝕,下列說法正確的是 ( )
A.鐵為正極,發(fā)生還原反應(yīng)B.鐵為負極,發(fā)生氧化反應(yīng)
C.碳為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)D.碳為負極,發(fā)生還原反應(yīng)
【答案】B
【解析】鋼鐵在潮濕的空氣中易形成原電池而發(fā)生吸氧腐蝕。在鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,鐵作負極發(fā)生氧化反應(yīng),碳作正極,氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)。A.鐵為負極,發(fā)生氧化反應(yīng),故A錯誤;B.鐵為負極,發(fā)生氧化反應(yīng),故B正確;C.碳為正極,發(fā)生還原反應(yīng),故C錯誤;D.碳為負極,發(fā)生還原反應(yīng),故D錯誤;故答案為:B。
5.如圖所示,為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時緩解能源危機,有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法不正確的是( )
A.過程①將太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能
B.電能屬于一次能源
C.能量利用率:燃料電池比H2直接燃燒高
D.過程②將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能
【答案】B
【解析】A.化學(xué)物質(zhì)中存在化學(xué)能,過程①是水在太陽能的作用下轉(zhuǎn)化為氫氣和氧氣,是太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能,故A正確;B.電能是經(jīng)過人為加工獲得的,為二次能源,故B錯誤;C.燃料電池的能量利用率要比燃料直接燃燒的能量利用率高,故C正確;D.過程②是燃料電池,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,故D正確;
故選B。
6.下列有關(guān)裝置的說法正確的是( )
A.裝置Ⅰ中為原電池的負極 B.裝置Ⅱ為一次電池
C.裝置Ⅲ可構(gòu)成原電池 D.裝置Ⅳ工作時,電子由鋅通過導(dǎo)線流向碳棒
【答案】D
【解析】A.鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng),鋁能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng),裝置Ⅰ中鋁為負極,鎂為正極,故A錯誤;B.鉛蓄電池是二次電池,可以放電充電,故B錯誤;C.裝置Ⅲ中的兩個材料相同、都是Zn,不能構(gòu)成原電池,故C錯誤;D.裝置Ⅳ為干電池,鋅為負極,碳棒為正極,工作時,原電池中電子由負極沿導(dǎo)線流向正極,因此電子由鋅通過導(dǎo)線流向碳棒,故D正確;故選D。
7.一種鋰水電池以鋰和鋼板為電極,LIOH為電解質(zhì),使用時加入水即可放電,總反應(yīng)為:2Li+2H2O==2LiOH+H2↑。下列有關(guān)該電池的說法錯誤的是( )
A.鋰極為負極B.OH-移向正極
C.H2為正極產(chǎn)物D.電子由鋰經(jīng)導(dǎo)線流向鋼板
【答案】B
【解析】A.由方程式可知,Li失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),做負極,則鋼板做正極,A項正確;B.負極上的電極方程式為:Li-e-+OH-==LiOH,可知OH-移向負極,B項錯誤;C.正極上的電極方程式為:2Li+2H2O==2LiOH+H2↑,可知氫氣為正極產(chǎn)物,C項正確;D.電子會從負極流向正極,即電子由鋰經(jīng)導(dǎo)線流向鋼板,D項正確;答案選B。
8.下列四個常用電化學(xué)裝置的敘述錯誤的是( )
A.圖Ⅰ所示電池中,電子從鋅片流出
B.圖Ⅱ所示干電池中鋅作負極
C.圖Ⅲ所示電池為二次電池,放電時正極的電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO42-==PbSO4
D.圖Ⅳ所示電池中通入氧氣的電極是正極
【答案】C
【解析】A.圖I構(gòu)成原電池,鋅比銅活潑,鋅作負極,電子由鋅片流出,故A正確;B.圖II為鋅錳干電池,其中鋅作負極,故B正確;C.圖III為鉛蓄電池,放電時正極二氧化鉛得電子生成硫酸鉛,電極反應(yīng)式為:PbO2+2e- +SO42-+4H+==PbSO4+2H2O,故C錯誤;D.圖Ⅳ為氫氧燃料電池,氫氣失電子,a為負極;氧氣在b電極得電子,b電極為正極,故D正確;故選:C。
9.堿性鋅錳電池獲得了廣泛的應(yīng)用,根據(jù)電池的電極反應(yīng),下列判斷正確的是( )
A.堿性鋅錳電池是二次電池
B.Zn為負極,MnO2為正極
C.工作時電子由MnO2經(jīng)外電路流向Zn極
D.Zn電極發(fā)生還原反應(yīng),MnO2電極發(fā)生氧化反應(yīng)
【答案】B
【解析】A. 堿性鋅錳電池是一次電池,不可重復(fù)使用,故A錯誤;B. Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng),為負極,MnO2為正極,故B正確;C. 工作時電子由經(jīng)Zn極外電路流向MnO2,故C錯誤;D. Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng),MnO2電極發(fā)生還原反應(yīng),故D錯誤;故選B。
10.氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上,其反應(yīng)原理如圖。下列說法正確的是( )
A.該電池的總反應(yīng):2H2+O2==2H2O
B.該電池工作時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.外電路中電子由電極b通過導(dǎo)線流向電極a
D.該電池的離子導(dǎo)體可以選擇稀硫酸,也可選擇酒精溶液
【答案】A
【解析】A.由分析可知,電池的總反應(yīng)為2H2+O2==2H2O,故A正確;B.燃料電池工作時,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯誤;C.燃料電池工作時,外電路中電子由負極電極a通過導(dǎo)線流向正極電極b,故C錯誤;D.若離子導(dǎo)體選擇酒精溶液,酒精是非電解質(zhì),不能形成閉合回路,不能構(gòu)成原電池,故D錯誤;故選A。
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11.X、Y、Z、M、N代表五種金屬,有以下反應(yīng):
①Y與M用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中,M上冒氣泡;
②M、N為電極,與N的鹽溶液組成原電池,電子從M極流出,經(jīng)過外電路,流入N極;
③Z+2H2O(冷水)=Z(OH)2+H2↑;
④水溶液中,X+Y2+=X2++Y。
則這五種金屬的活動性由強到弱的順序為( )
A.Z>X>Y>M>NB.Z>Y>X>M>N
C.Z>X>Y>N>MD.X>Y>M>N>Z
【答案】A
【解析】①Y與M用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中,M上冒氣泡,說明M作為原電池的正極,活潑性MN;③Z+2H2O(冷水)=Z(OH)2+H2↑,Z的化學(xué)性質(zhì)非常活潑;④水溶液中,X+Y2+=X2++Y,X可以置換出Y的鹽溶液中的Y,所以活潑性X>Y,所以五種金屬活動性由強到弱的順序為:Z>X>Y>M>N,答案選A。
12.2018 年 5 月美國研究人員成功實現(xiàn)在常溫常壓下用氮氣和水生產(chǎn)氨,原理如下圖所示:
下列說法正確的是( )
A.圖中能量轉(zhuǎn)化方式只有 2 種
B.b 極發(fā)生的電極反應(yīng)為:N2+6H++6e-= 2NH3
C.H+向 a 極區(qū)移動
D.a(chǎn) 極上每產(chǎn)生 22.4L O2 流過電極的電子數(shù)為 2NA
【答案】B
【解析】A. 圖中能量轉(zhuǎn)化方式有風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、太陽能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能等,所以能量轉(zhuǎn)化方式不只是2種,故A錯誤;B. b極氮氣轉(zhuǎn)化為氨氣,氮元素化合價降低被還原為原電池的正極,b 極發(fā)生的電極反應(yīng)為:N2+6H++6e-= 2NH3,故B正確;C. b極氮氣轉(zhuǎn)化為氨氣,氮元素化合價降低被還原為原電池的正極,故H+向 b極區(qū)移動,故C錯誤;D. a極為負極,電極反應(yīng)為2H2O-4e-==O2↑+4H+,每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下 22.4L O2 流過電極的電子數(shù)為4NA,但題干沒說明標(biāo)準(zhǔn)狀況,故D錯誤;答案選B。
13.一種微生物燃料電池如圖所示,下列關(guān)于該電池說法正確的是( )
A.a(chǎn)電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng)
B.H+由右室通過質(zhì)子交換膜進入左室
C.當(dāng)b電極上產(chǎn)生lmlN2時,溶液中將有l(wèi)0mle—通過
D.b電極反應(yīng)式為:2NO+10e—+12H+=N2↑+6H2O
【答案】D
【解析】A.由分析可知,電極a為燃料電池的負極,故A錯誤;B.燃料電池工作時,氫離子向正極移動,由左室通過質(zhì)子交換膜進入右室,故B錯誤;C.由分析可知,電極b為正極,硝酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮氣和水,則當(dāng)b電極上產(chǎn)生lmlN2時,導(dǎo)線中將有l(wèi)ml×5×2=l0mle—通過,故C錯誤;D.由分析可知,電極b為正極,硝酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮氣和水,電極反應(yīng)式為2NO+10e—+12H+=N2↑+6H2O,故D正確;故選D。
14.高一臺山市華僑中學(xué)??计谥校┰姵卦淼陌l(fā)現(xiàn)是儲能和供能技術(shù)的巨大進步,是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。
(1)現(xiàn)有如下兩個反應(yīng):
A.NaOH+HCl==NaCl+H2O; B.Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。
判斷能否設(shè)計成原電池A,B(填“能”或“不能”)。
(2)將純鋅片和純銅片按圖中方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間,回答下列問題:
①下列說法正確的是。
A.甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 B.乙中銅片上沒有明顯變化
C.甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少 D.兩燒杯中溶液的均增大
②在相同時間內(nèi),兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度:甲乙(填“>”“ Zn-2e-==Zn2+ 負 不變 1ml/L
(3)0.1NA
【解析】(1)原電池的構(gòu)成條件之一為自發(fā)的氧化還原反應(yīng),A.NaOH+HCl═NaCl+H2O不是氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計成原電池;B.Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑是氧化還原反應(yīng),能設(shè)計成原電池;
(2)①A.甲構(gòu)成原電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,乙中銅鋅沒有用導(dǎo)線連接,乙沒有形成原電池,乙不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽蔄錯誤;B.乙沒有形成原電池,乙裝置中銅片不反應(yīng),所以銅片上沒有明顯變化,故B正確;C.甲、乙中都是鋅失電子生成鋅離子,銅片不反應(yīng),鋅片質(zhì)量都減少、銅片質(zhì)量不變,故C錯誤;D.兩個燒杯中都產(chǎn)生氫氣,氫離子濃度都降低,所以溶液的pH均增大,故D正確;選BD;
②甲構(gòu)成原電池,所以甲的腐蝕速度>乙的腐蝕的速度;
③甲構(gòu)成原電池,負極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:Zn-2e-=Zn2+;原電池的電池工作時陰離子移向負極,則溶液中SOeq \\al(2-,4)向負極移動,該原電池的總反應(yīng)式為:Zn+2H+=Zn2++H2↑,SOeq \\al(2-,4)不參與反應(yīng),電池工作完成后,溶液中SOeq \\al(2-,4)濃度不變;
④稀釋后氫離子的物質(zhì)的量為1L×0.1ml?L-1=0.1ml,生成氫氣的氫離子的物質(zhì)的量為1.12L/22.4L/ml×2=0.1ml,所以原溶液中氫離子的物質(zhì)的量為0.2ml,硫酸的物質(zhì)的量為0.1ml,原溶液中硫酸的濃度為0.1ml/0.1L=1ml/L;
(3)甲中正極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,產(chǎn)生1ml氫氣時轉(zhuǎn)移2ml電子,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況1.12L氣體即物質(zhì)的量為1.12L/22.4L/ml=0.05ml時轉(zhuǎn)移0.1ml電子,理論上通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為0.1NA。
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15.尿素燃料電池既能去除城市廢水中的尿素,又能發(fā)電。尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如下圖所示,甲電極上發(fā)生如下反應(yīng):CO(NH2)2+H2O-6e-==CO2+N2+6H+,則下列說法正確的是( )
A.甲電極是正極 B.每1.5mlO2理論上可凈化1mlCO(NH2)2
C.H+從乙電極附近向甲電極附近遷移 D.電解質(zhì)溶液可以是NaOH溶液
【答案】B
【解析】A.甲電極電極反應(yīng)式為:CO(NH2)2+H2O-6e-==CO2+N2+6H+,是氧化反應(yīng),甲電極是負極,A錯誤;B.由電荷守恒知:2CO(NH2)2~12e-~3O2,則每1.5mlO2理論上可凈化1mlCO(NH2)2,B正確;C.陽離子移向正極,甲電極為負極、乙電極為正極,則H+從甲電極附近向乙電極附近遷移,C錯誤;D. 從甲電極電極反應(yīng)式CO(NH2)2+H2O-6e-==CO2+N2+6H+知,電解質(zhì)溶液不可以是NaOH溶液,D錯誤;答案選B。
16.現(xiàn)代生產(chǎn)、生活和國防中大量使用電池,各種電池應(yīng)運而生。請回答下列問題。
(1)堿性鋅錦干電池是應(yīng)用廣泛的一次電池??偡磻?yīng)Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+
Zn(OH)2該電池的負極材料是__________,負極電極反應(yīng)式是_________________________。
(2)鉛蓄電池工作時的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,電池在工作時,PbO2電極附近溶液的酸性將__________(填“增強”、“減弱,'或“不變”);若該電池反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.2ml電子,則正極電極理論上增重_______g。
(3)氫氧燃料電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。該電池的構(gòu)造如圖所示,請回答:
電極a為該電池_______(填“正極”或“負極”),電極b的電極反應(yīng)為___________________。
(4)某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng):_______(用離子方程式表示)設(shè)計的原電池裝置如圖,反應(yīng)前,兩電極質(zhì)量相等,一段時間后,兩電極質(zhì)盤相差12g,導(dǎo)線中通過_______ml電子。
【答案】(1)Zn Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
(2)減弱 6.4 g
(3)負極 O2+4e-+2H2O=4OH-
(4)Fe+Cu2+=Fe2++Cu 0.2
【解析】(1)堿性鋅錦干電池總反應(yīng)Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,反應(yīng)中還原劑是鋅,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),該電池的負極材料是Zn,負極電極反應(yīng)式是Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。故答案為:Zn;Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;
(2)鉛蓄電池工作時的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,電池在工作時,正極反應(yīng)式為PbO2+SOeq \\al(2-,4)+4H++2e-=PbSO4+2H2O,消耗氫離子,PbO2電極附近溶液的酸性將減弱(填“增強”、“減弱,'或“不變”);由電池反應(yīng)可知消耗2ml酸轉(zhuǎn)移2ml電子,正極電極理論上增重64g,若該電池反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.2ml電子,則正極電極理論上增重6.4g。故答案為:減弱;6.4;
(3)電極a上氫氣失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),為該電池負極(填“正極”或“負極”),電極b氧氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。故答案為:負極;O2+4e-+2H2O=4OH-;
(4)Fe為負極,發(fā)生:Fe-2e-=Fe2-,石墨為正極,發(fā)生Cu2++2e-=Cu,總反應(yīng)式為Fe+Cu2+═Fe2++Cu;一段時間后,兩電極質(zhì)量相差12g,
導(dǎo)線中通過0.2ml電子。故答案為:Fe+Cu2+=Fe2++Cu;0.2。
這是一份高中人教版 (2019)第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計,共17頁。教案主要包含了課后鞏固等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)必修 第二冊第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度公開課教案及反思,共17頁。教案主要包含了課后鞏固等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份必修 第二冊第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化教案,共5頁。教案主要包含了教材分析,課標(biāo)要求,教學(xué)目標(biāo)及重難點,教學(xué)方法,教學(xué)過程,教學(xué)反思等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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