高考化学考前热点专练化学能与电能

2021届高考化学考前热点专练化学能与电能

一、选择题

1.下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢过程中能量变化的示意图是

()

42H+2C1

反应if程

Ek2HC1

THACIZ；\

II:J

I2H+2C1r

反应过程

2.下列过程中，发生吸热反应的是（）

A.碘的升华B.生石灰溶于水

C.Ba（OH）,-8H2O与NHQD.盐酸和氢氧化钠溶液混合

3.用如图所示的密闭实验装置，能使;G面a比液面b高，过一段时间又回

到持平的一组固体和液体可以是（）

.|r4液体

固体

A.食盐和水B.锌和硫酸C.固体氢氧化钠和水D.硝酸筱和水

4.下列关于能量变化的说法，正确的是（）

A.物质发生化学反应时不一定伴随着能量变化

B.反应2Na+2Hq=2NaOH+H2T中，生成物的总能量高于反应物的总能量

C.放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量

D.有化学键断裂的是吸热过程，并且一定发生了化学变化

5.理论上不能设计为原电池的化学反应是()

点燃

A.CH4(g)+2O2(g)—C02(g)+2H2O(l)\H<0

B.HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO,(aq)+H2O(aq)△，<0

点燃

C.2H2(g)+C)2(g)注W2H2。(1)A/7<0

D.2FeCl3(l)+Fe(s)=3FeCl,(1)A//<0

6.如图所示的原电池装置,X、丫为两电极,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()

5®1Y

A.外电路的电流方向为X—外电路一丫

B.若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，丫为Zn

C.若两电极都是金属，则它们的活动性为X>丫

D.X极上发生的是还原反应，丫极上发生的是氧化反应

7.有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下:

br€ha

bca

f1ne__lnlil

实验装置

CuSO灌液稀硫酸稀硫酸稀硫酸

电流计指示

a极质量减b极有气体d极溶解，c

部分实验现在导线中电

小，b极质产生，c极极有气体产

象流从a极流

量增加无变化生

向d极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是()

A.d>a>c>b

B.b>c>d>a

C.d>a>b>c

D.a>b>d>c

8.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为AgQ和Zn,电解

质溶液为KOH溶液，总反应式为AgzO+Zn+Hq-2Ag+Zn(OH)2，下列说法

中不正确的是()

A.原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn

B.负极发生的反应是Zn+2OH-2e-==Zn(OH)2

C.工作时，负极区溶液中c(OH-)减小

D.溶液中OH-向正极移动，K\H+向负极移动

9.某固体酸燃料电池以NaHSO,固体作电解质传递H*,其基本结构如图，电

池总反应可表示为2H2凡0,下列有关说法正确的是()

A.电子通过外电路从b极流向a极

B.每转移O.lmol电子,消耗1J2L的场

C.b极上的电极反应式为O2+2HQ+4e-=4OH

D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极

10.下列选项描述的过程能实现化学能转化为电能的是()

A.太阳能发电

B.电池充电

C.风力发电

D.氢氧燃料电池放电

KOH溶液

11.DBFC燃料电池的结构如图所示，该电池的总反应为

NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2Oo下列关于电池工作时的相关分析不正确的是

NaBH/aq)+NaOH(aq)

HjO/aoJ+NaOHfaql

钠离子交换膜

A.电流从丫极经过用电器流向X极

B.X极上发生的电极反应为：BH；+8OH--8e-=BO2+6H2O

C.Y极区溶液的pH逐渐减小

D.外电路转移1mol电子，消耗0.50mol达。2

12.一种高性价比的液流电池，其工作原理：在充放电过程中，电解液

[KOH、K2Zn(OH)4]在液泵推动下不断流动，发生以下反应：

Zn+2NiOOH+2H?0+20H-目螂JZn(OH)：+2Ni(OH),

下列说法不正确的是()

A.电极A发生还原反应时，电极B的质量增加

B.充电时，阴离子迁移：电极A—电极B

C.放电时，电极A的反应式：

Zn-2e'+4OH~=Zn(OH)：

D.储液罐中的KOH浓度减少时，能量转化形式：化学能f电能

13.南京工业大学IAM团队将蚕茧炭化形成氮掺杂的高导电炭材料，该材

料作为微生物燃料电池的电极具有较好的生物相容性，提升了电子传递效

率。利用该材料制备的微生物电池可降解污水中的有机物(以C/CHO为

例)，其装置原理如图所示。下列判断错误的是()

炭

a化

茧

A.该微生物电池在处理废水时还能输出电能

B.该微生物电池工作时，电子由a极经负载流到b极

c.该微生物电池原理图中的离子交换膜为阴离子交换膜

+

D.该微生物电池的负极反应式为CH3CHO+3H2。-10e-=2CO2T+10H

14.锂一铜空气燃料电池容量高、成本低，电池反应为

2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH\工作原理如图所示。下列说法正确的是

()

《机错板锌锂周水溶液

电解质体电解质电解质

A.电极上的电势：Li电极＜Cu电极

B.通空气时铜被氧化生成CuO

C.正极的电极反应式为加0+2H++2e-=2Cu+H2O

+

D.每有0.1molLi通过固体电解质向铜极移动时有0.56LO2反应

6微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机

废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以Na。溶液模拟海水，采用情性

电极，用下图装置处理有机废水（以含C&COO的溶液为例）。下列说法错误

的是（）

A.负极反应为CH3co0+2也0-8^-2cO?T+7H

B.b极为正极，发生氧化反应

C.当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g

D.电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1

16.铜锌原电池(如图)工作时，以下说法正确的是()

①电子流动方向从Zn一灯泡一Cu一盐桥；

②Zn电极的质量减轻,Cu电极的质量强增重；

③盐桥中的K，移向CuSO4溶液；

④将锌片浸入硫酸铜溶液发生的化学反应与该电池反应相同

为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu(g)

⑤Zn电极失电子发生还原反应

A.①②③B.②④⑤C.②③④D.③④⑤

17.高铁电池是一种新型电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保

持稳定的放电电压。高铁电池的总反应方程式为

3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4K0H,下列叙述正确的是()

A.放电时正极反应式为Zn-2e-+20H-=Zn(0H),

B.该原电池中Zn作正极，可用石墨等作负极

C.放电时每转移3mol电子，正极有ImolK^FeOa被氧化

D.放电时正极附近溶液的碱性增强

二、非选择题

18也与。2、F,均能发生反应，如图为凡与F2发生反应生成HF过程中的能

量变化示意图。请回答下列问题：

反应物生成物

(1)完成转化I、II(填“吸收”或“放出”，下同)能

量，完成转化in能量。

(2)也和B反应的能量变化图可用(填“A”或

“B”)表示。

(3)也在③中燃烧的过程主要是能转化为能的过

程。

19.原电池是将化学能转化为电能的装置。

I：a为铜片，b为铁片，烧杯中是稀硫酸溶液

(1)当开关K断开时产生的现象为；当开关K闭合时，产生

的现象为。

A.a不断溶解

B.b不断溶解

C.a上产生气泡

D.b上产生气泡

E.溶液逐渐变蓝

（2）闭合开关K,反应一段时间后断开开关K,经过一段时间后，下列

叙述不正确的是。

A.溶液中H,浓度减小B.正极附近so：浓度逐渐增大

C.溶液中含有FeSO,D.溶液中SO：浓度基本不变

II：Feci,常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为

，若将此反应设计成原电池，请写出该原电池负极电极反应为

,正极电极反应为0

20.化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：

（1）根据构成原电池的本质判断，下列化学方程式正确且能设计成原电

池的是（填序号，下同）。

A.KOH+HC1=KC1+H20

B.Cu+Fe"Fe2++Cu2+

C.Na2O+H2O^2NaOH

D.Fe+H2SO4=FeSO4+H2T

（2）为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验（如

图）。有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是

A.图I中温度计的示数高于图II的示数

B.图I和图n中温度计的示数相等，且均高于室温

c.图I和图n的气泡均产生于锌棒表面

D.图II中产生气体的速率比I慢

(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的

充满二氧化铅的铅板组成，用凡so/乍电解质溶液。放电时总反应为

Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2HQo

①写出放电时正极的电极反应式：;

②铅酸蓄电池放电时，负极质量将(填“增大”“减

小”或“不变”)。当外电路上有2moi电子通过时，溶液中消耗凡so」的

物质的量为0

21.原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理,

设计了如图所示装置。

ab

JT0

(l)a和b不连接时,烧杯中现象是o

(2)a和b用导线连接,Cu极为原电池(“正”或“负”)极,电极反应式为

；溶液中H+移向(填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式

为o

(3)若电解质溶液改为AgNCh溶液,当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质

量变化为o

参考答案

1.答案：B

2.答案：C

解析：A.碘的升华吸热，为物理变化，故A不选；

B.生石灰溶于水，为放热反应，故B不选；

C.Ba(OH)2-8H2O与NH4cl为吸热反应，故C选；

D.盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，为放热反应，故D不选。

故选：Co

3.答案：C

解析：A.氯化钠溶于水时吸热或放热不明显，温度变化不大，液面a、b

不会出现高度差，A错误；B.锌和硫酸反应生成氢气，瓶内压强增大，会

出现液面a比液面b高的现象，但过一段时间不能回到持平，B错误；C.

氢氧化钠溶于水放热，瓶内温度升高，气体体积膨胀，会出现液面a比液

面b高的现象，冷却到室温后又恢复到原状，C正确；D.硝酸镂溶于水吸

热，瓶内温度降低，气体体积膨胀，会出现液面b比液面a高的现象，冷

却到室温后又恢复到原状，D错误。

4.答案:C

解析：物质发生化学反应是旧键断裂和新键形成的过程，旧键断裂吸热，

新键形成放热，所以化学反应一定伴随着能量变化，A错误；

2Na+2Hq==2NaOH+H2t是放热反应，该反应生成物的总能量低于反应物的

总能量，B错误；放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，C

正确；氯化钠熔化，离子键断裂，没有新物质产生，故有化学键断裂的是

吸热过程，但不一定发生了化学变化，D错误。

5.答案：B

解析：非氧化还原反应不能设计为原电池。

6.答案：C

解析：由图可知，电子的流动方向是X一外电路一Y,A项错误;X为锌、丫

为石墨,B项错误;X为原电池的负极，丫为正极，活动性:X>Y,C项正确;X极

发生氧化反应，丫极发生还原反应,D项错误。

7.答案:C

解析：原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应，正极得

到电子，发生还原反应。a极质量减小，b极质量增加，说明a极是负

极，失去电子，b极是正极，溶液中的铜离子得到电子，则金属性：a>b；

b极有气体产生，c极无变化，则金属性：b>c；d极溶解，c极有气体产

生，说明d极是负极，c极是正极，则金属性：d>c；原电池中电流从正极

经导线流向负极，电流计指示在导线中电流从a极流向d极，说明d极是

负极，a极是正极，则金属性：d>a,所以这四种金属的活动性顺序是

d>a>b>c,C正确。

8.答案：D

解析：根据电池总反应式可知，Zn失电子发生氧化反应，故Zn作负极，

AgzO作正极，故A正确；负极发生反应：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,故B正

确；负极发生反应：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2,消耗OT,负极区溶液中

《OH)减小，正极上发生反应：Ag,0+H2O+2e-=2Ag+2OH',正极区溶液中

c(0H)增大，故C正确；放电时，电解质溶液中OH向负极移动，K\H+

向正极移动，故D错误。

9.答案：D

解析：根据电池总反应2凡+5——2小。可知，通入氢气的一极为电池的负

极，发生氧化反应：H「2e-2H，，通入氧气的一极为电池的正极，发生

还原反应：Oz+4e-+4H+—2HQ。通入氢气的一极为电池的负极，则a极为

负极，b极为正极，电子由负极经外电路流向正极，即由a极经外电路流

向b极，A错误;每转移O.lmol电子，消耗0.05mol的凡，标准状况下的

体积为1.12L,但选项中没有说明是否为标准状况，则气体的体积不一定

为L12L,B错误；中间为固体酸膜，可以传递田，结合图示可知，b极

上的电极反应式为C）2+4e+4H2HQ,C错误；a极上氢气失电子生成

阳离子向正极移动，所以H,由a极通过固体酸电解质传递到b极，D

正确。

10.答案：D

解析：太阳能发电是将太阳能转化为电能，A不符合题意；电池充电是将

电能转化为化学能，B不符合题意；风力发电是将风能转化为电能，C不

符合题意；氢氧燃料电池放电是将化学能转化为电能，D符合题意。

11.答案：C

解析：由工作原理装置图可知，X极上发生氧化反应，电极反应式为

BH；+8OH--8e-=BO；+6H2O,丫极上发生还原反应，吃。?得到电子被还

原，生成OHl电极反应式为“。2+2--2OH"故X极为负极，丫极为正

极。电池工作时，电流从正极（丫极）流向负极（X极），A正确；X极为负

极，发生氧化反应，电极反应式为B%+8OH--8e--BOW+6H2。，B正确；Y

极上发生还原反应Ha+2e-——2OH-,OT不能通过钠离子交换膜，cfOH"）

增大，故丫极区溶液的pH逐渐增大，C错误；由电极反应式

%O2+2e--2OH-知,外电路中每转移1mol电子消耗。50mol出。2,D正

确。

12.答案：A

13.答案：C

解析：本题考查原电池的工作原理、电极反应等电化学知识。题图中a电

极处CH3cHO失电子转化为CO?和H+,b电极处。2得电子转化为H?。，由此

可判断，a电极是负极，b电极是正极。该微生物电池为原电池，电池在

处理废水时，将化学能转化为电能，能输出电能，A正确；电池工作时，

电子由负极（a极）经负载流到正极（b极），B正确；分析a极、b极电极反应

式知，负极上乙醛放电生成的氢离子经质子交换膜移向正极，C错误；酸

性条件下，乙醛在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，D正确。

14.答案：A

解析：据图知，Li电极是负极，正极上cu?。得电子发生还原反应，而Cu

和氧气不断生成C%。。选项A,负极上的电势低于正极上的，即Li电极

<Cu电极，A正确。选项B,由图知，通空气时铜被氧化生成CjO,B错

误。选项C,正极生成Cu2。，则水溶液不是酸性，故正极的电极反应式为

Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-,C错误。选项D,根据电子守恒，每有

0.1molLi+通过固体电解质向铜极移动时，电路中转移0.1mol电子，理论上

有标准状况下。56LO2参与反应，但选项中未指明标准状况，D错误。

15.答案：B

解析：结合图示可知放电时负极的电极反应式为

+

CH,COO+2H2O-8e=2CO2T+7H,A项正确；b极为正极，发生还原反应，

B项错误；电路中转移1mol电子时，向a极和b极分别移动1molc「和

lmolNa+，则模拟海水理论上可除盐58.5g,C项正确；电池工作时负极

产生co?,正极产生耳，结合正、负极的电极反应知，一段时间后，正极

和负极产生气体的物质的量之比为2:1,D项正确。

16.答案:C

解析：

①从负极沿导线流向正极，电子流动方向从Zn-灯泡-Cu,电子不能经过

溶液，故错误；

②锌失电子，则Zn电极的质量减轻，Cu电极上铜离子得电子生成Cu,

则Cu电极的质量增重，故正确；

③溶液中阳离子向正极移动，则盐桥中的K+移向CuSO,溶液，故正确；

④将锌片浸入硫酸铜溶液,Zn与铜离子发生置换反应,发生的化学反应与该

电池反应相同为：Zn+Cu2+=Zn2t+Cu(g),故正确；

⑤Zn电极失电子发生氧化反应，故错误。

故选C.

17.答案：D

解析：1＜号04为电池的正极，发生还原反应，生成Fe(OH)3，电极反应式为

2FeO;-+6e-+8H2O=2Fe(OH),+100H-,故A错误；Zn被氧化生成Zn(OH)2,Zn

作负极，故B错误；放电时，Fe元素的化合价由+6价降低为+3价，则放

电时每转移3moi电子，正极有ImolKzFeO」被还原，故C错误；放电时，正

极生成OH、溶液碱性增强，故D正确。

18.答案：(1)吸收；放出

(2)A

(3)化学；热

解析：(1)断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量。转化I、II是

断开化学键的过程，吸收能量；转化III是形成化学键的过程，放出能量。

(2)如图可知，也和F?生成HF的反应能量变化为

154kJ-mof1+436kJ-moP1-2x565kJ-mor'=-540kJ-mof1,是放热反应，则反应物的

总能量大于生成物的总能量，A正确。

(3)氢气在氧气中燃烧是放热反应，主要是化学能转化为热能的过程。

19.答案：(1)BD；BC

(2)B;2Fe3t+Cu=2Fe2++Cu2+;Cu-2e=Cu2+;2Fe3++2e=2Fe2+

20.答案：(1)D

(2)A

(3)①PbO2+2e-+SO：+4H*-PbSO4+2H2O;②增大；2moi

解析：(1)自发进行的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池。

K0H+HCI-KC1+HQ是复分解反应，不是氧化还原反应，