《高中化学》考点巩固卷07化学反应与能量（一）（解析版）

考点巩固卷07化学反应与能量（一）——化学反应的热效应原电池、化学电源考点01化学反应的热效应（限时：20min）考法01反应热焓变考法02热化学方程式考法03反应热的测定燃烧热能源考法04盖斯定律及应用考点02原电池、化学电源（限时：25min）考法01原电池的工作原理及应用考法02一次电池考法03二次电池考法04燃料电池考法05新型电源考点01化学反应的热效应考法01反应热焓变1．下列需要吸收热量的是（）①Cl②2③SO④2⑤KOH+CH⑥C+H⑦食物腐败⑧液氨汽化A.①⑥⑧ B.①③⑥⑧ C.③④⑥⑦ D.①⑥⑦⑧【答案】A【解析】Cl2→2Cl需要断键，断键时吸收热量，①符合题意；2F→F2形成化学键，放出热量，②不符合题意；SO3+H2OH22．(2024·黑龙江哈尔滨六中期中)某化学反应X＋Y→Z分两步进行：①X→M；②M＋Y→Z。其能量变化如图所示。下列正确的是()A．M是总反应的催化剂B．反应物(X和Y)的总能量低于产物(Z)的总能量C．反应①②和总反应都是放热反应D．总反应是原子利用率为100%的绿色化学反应【答案】D【解析】根据题中所给信息可知，M是反应过程中先产生又消耗掉的物质，为总反应的中间产物，A错误；总反应为放热反应，反应物(X和Y)的总能量高于产物(Z)的总能量，B错误；反应①是吸热反应，C错误；该反应是化合反应，原子利用率为100%，是理想的绿色化学反应，D正确。3．CO2和CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应历程示意图如下：下列说法不正确的是()A．合成气的主要成分为CO和H2B．①→②既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成C．①→②放出能量D．Ni在该反应中没有参与反应【答案】D【解析】由图示可知CO2和CH4在Ni催化作用下，最终生成CO和H2，故A项正确；化学反应的过程中存在反应物中键的断裂和生成物中键的形成，由图示可知①→②过程中既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成，故B项正确；①的能量总和大于②的能量总和，则①→②的过程放出能量，故C项正确；由图示可知CO2和CH4催化重整生成CO和H2的过程中Ni参与反应，但其质量和化学性质没有发生变化，Ni为催化剂，故D项不正确。4．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，1molH2完全反应放出akJ热量。已知：(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是()A．反应物的总能量高于生成物的总能量B．断开1molH—H键和1molI—I键所需的能量高于断开2molH—I键所需的能量C．断开2molH—I键所需的能量约为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(c＋b＋a))kJD．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应放出的热量小于2akJ【答案】B【解析】已知H2和I2燃烧生成2molHI是一个放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；已知H2和I2燃烧生成2molHI是一个放热反应，断开1molH—H键和1molI—I键所需的能量低于断开2molH—I键所需的能量，B错误；根据反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，则有－akJ＝bkJ＋ckJ－2E(H－I)，则2E(H－I)＝(a＋b＋c)kJ，断开2molH—I键所需的能量约为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(c＋b＋a))kJ，C正确；由于反应是一个可逆反应，向密闭容器中加入2molH2和2molI2，2molH2不能完全反应，故充分反应放出的热量小于2akJ，D正确。5．化学反应的ΔH等于反应物的总键能与生成物的总键能之差。化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C键能/(kJ·mol－1)460360436431176347工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up10(高温))Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝kJ·mol－1。【答案】＋236【解析】ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－2E(Si—Si)－4E(H—Cl)＝(4×360＋2×436－2×176－4×431)kJ·mol－1＝＋236kJ·mol－1。考法02热化学方程式6．通常人们把气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量看成该化学键的键能。键能可以用于估算化学反应的反应热ΔH，化学反应的化学键H—HCl—ClH—Cl生成1mol436kJ243kJ431kJ根据上表中给出的数据判断，下列热化学方程式不正确的是（）A.1B.HC.HClD.2【答案】C【解析】根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和。A项，12H2g+12Cl2gHClg的ΔH=12×7．(2024·齐齐哈尔高级中学模拟)已知：298K时，相关物质的相对能量如下图所示。下列说法错误的是()A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)⇌2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1B．H2的标准燃烧热ΔH＝－242kJ·mol－1C．C2H6比C2H4稳定D．CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)是放热反应【答案】B【解析】A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)⇌2CO2(g)ΔH＝[(－393×2)－(－110×2＋0)]kJ·mol－1＝－566kJ·mol－1，A正确；B．表示H2标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝[(－286)－(0＋eq\f(1,2)×0)]kJ·mol－1＝－286kJ·mol－1，B错误；C．C2H6的相对能量为－84kJ·mol－1，C2H4的相对能量为52kJ·mol－1，物质具有的能量越低，稳定性越强，因此C2H6比C2H4稳定，C正确；D．CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)ΔH＝[(－393＋0)－(－110－242)]kJ·mol－1＝－41kJ·mol－1，是放热反应，D正确。8．(2024·浙江杭州学军中学适应考)下列关于反应能量的说法正确的是()A．若反应A(g)=B(g)ΔH<0，说明物质A(g)比物质B(g)稳定，分子内共价键键能A比B大B．若Mg(s)＋CuSO4(aq)=MgSO4(aq)＋Cu(s)ΔH＝akJ·mol－1，则a<0C．101kPa时，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－QkJ·mol－1，则H2的燃烧热为eq\f(1,2)QkJ·mol－1D．H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则相同条件下含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量【答案】B【解析】反应A(g)=B(g)ΔH<0，焓变ΔH＝生成物B(g)的能量－反应物A(g)的能量<0，所以物质A(g)的能量比物质B(g)高，B(g)更稳定，分子内共价键键能A比B小，A错误；金属和盐发生的置换反应是放热反应，ΔH<0，则a<0，B正确；在燃烧热的定义中，H元素的指定产物为液态水，C错误；浓硫酸溶于水放热，二者混合放出的总热量大于57.3kJ，D错误。9．几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是()A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－965.1kJ·mol－1B．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝＋221.2kJ·mol－1C．由图可知，甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1D．通常由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓，由图可知，CH4(g)的标准生成焓为＋74.8kJ·mol－1【答案】C【解析】根据能量关系，无法计算出C和O2生成CO2的焓变，故A错误；根据能量关系，CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝(854.5－965.1)kJ·mol－1＝－110.6kJ·mol－1，故B错误；根据图可知，甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1，故C正确；该反应为化合反应，属于放热反应，即CH4(g)的标准生成焓为(890.3－965.1)kJ·mol－1＝－74.8kJ·mol－1，故D错误。10．根据信息书写热化学方程式。(1)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为____________________________。(2)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是____________________________。(3)如图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________。【答案】(1)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(2)NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216kJ·mol－1(3)NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1【解析】(1)根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100gCaCO3沉淀，则乙醇为0.5mol，据此可写出反应的热化学方程式。(2)消耗1molNaBH4(s)放热eq\f(21.6,3.8)×38kJ＝216kJ。(3)ΔH＝(134－368)kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。考法03反应热的测定燃烧热能源11．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是()A．实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响D．实验(c)中若用NaOH固体测定，则测定数值偏高【答案】D【解析】金属与酸的反应为放热反应，氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应，中和反应为放热反应，A错误；等质量的铝片和铝粉与盐酸反应放出的热量相同，B错误；铁的导热性良好，换用铁质搅拌棒后会有热量损失，导致测定的数值偏低，C错误；氢氧化钠固体溶于水时放热，会使测定的数值偏高，D正确。12．“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放方式正在被现代科学技术所改变。下面有关生物质能的说法，不正确的是()A．利用生物质能就是间接利用太阳能B．生物质能是可再生的能源C．生物质能是解决农村能源的重要途径D．生物质能的缺点是严重污染环境【答案】D【解析】生物质能具有的能量是植物光合作用形成的，故A正确；生物质能，能源取之不尽、用之不竭，是可再生能源，故B正确；农村有丰富的生物质能，生物质能是解决农村能源的重要途径，故C正确；生物质能是一种优良的可再生能源，可代替一部分煤、天然气等燃料，有利于改善环境、节约能源、减少污染，故D错误。13．下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是()A．CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1C．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－285.8kJ·mol－1D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1【答案】A【解析】A项，符合燃烧热的概念，正确；B、C项，生成物中的水是气体，属于不稳定氧化物，错误；D项，HCl不是指定产物，不符合燃烧热的概念要求，错误。14．一些烷烃的燃烧热如下表：化合物燃烧热Δ化合物燃烧热Δ甲烷−890.3正丁烷−2乙烷−1异丁烷−2丙烷−22−−3下列表达正确的是（）A.乙烷燃烧的热化学方程式为2B.稳定性：正丁烷>异丁烷C.正戊烷的燃烧热ΔD.相同质量的烷烃，碳元素的质量分数越大，燃烧放出的热量越多【答案】C【解析】乙烷的燃烧热ΔH=−1559.8kJ⋅mol−1，说明1mol乙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时会放出1559.8kJ的热量，所以正确的热化学方程式为2C2H6g+15．下列说法正确的是()A．葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1，则eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1400kJ·mol－1B．在一定条件下将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－158.4kJ·mol－1C．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水时放出的热量为57.3kJ【答案】A【解析】燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧放出的热量，故eq\f(1,2)mol葡萄糖燃烧放出热量1400kJ，A正确；该反应为可逆反应，1molSO2和0.5molO2反应生成的SO3小于1mol，故2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<－158.4kJ·mol－1，B错误；一水合氨为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀氨水与稀盐酸反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ，C错误；氢氧化钠固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ，D错误。考法04盖斯定律及应用16．盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现有如下3个热化学方程式：①Fe②3③Fe则CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式为（A.FeO+COB.FeOC.FeOD.FeO【答案】C【解析】根据盖斯定律，①×3−②−③×26得17．(2024·北师大附中一模)制备CrCl3过程中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是()A．ΔH2<ΔH4，ΔH3>ΔH5B．CCl4中共价键的键能约为eq\f(1,6)ΔH3C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0D．ΔH5很小，说明COCl2沸点很高【答案】B【解析】ΔH2是化学键断裂的吸热过程，ΔH4是化学键形成的放热过程，故ΔH2>ΔH4，A项错误；CCl4中的4个C—Cl键的键能是不相同的，但通常取平均值。因ΔH3表示6个C—Cl键断裂时吸收的能量，所以CCl4中共价键的键能约为eq\f(1,6)ΔH3，B项正确；根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，C项错误；COCl2是分子晶体，沸腾时克服范德华力，而ΔH5表示共价键形成时的能量变化，D项错误。18．(2024·湖南株洲检测)已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H＋(aq)=HCOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH1HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=H2CO3(aq)ΔH2H2CO3(aq)H2O(l)＋CO2(g)ΔH3CO2(g)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H2O(l)=2HCOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH4下列关于ΔH的判断正确的是()A．ΔH1<0，ΔH2>0B．ΔH2＋ΔH3>0C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3>0D．ΔH1<ΔH4【答案】B【解析】COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H＋(aq)=HCOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH1和HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=H2CO3(aq)ΔH2均只存在化学键的形成，形成化学键时会释放能量，所以ΔH1<0、ΔH2<0，A项错误；根据盖斯定律，将HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=H2CO3(aq)ΔH2与H2CO3(aq)H2O(l)＋CO2(g)ΔH3相加可得：HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)＋CO2(g)ΔH＝ΔH2＋ΔH3，由题意可知，该反应属于吸热反应，则ΔH2＋ΔH3>0，B项正确；根据盖斯定律，将题给前三个反应相加得到：COeq\o\al(2－,3)(aq)＋2H＋(aq)=H2O(l)＋CO2(g)ΔH′＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，由题意可知，该反应属于放热反应，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3<0，C项错误；根据盖斯定律知，HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)＋CO2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH4>0，所以ΔH1>ΔH4，D项错误。19．在好氧菌和厌氧菌作用下，废液中NHeq\o\al(＋,4)能转化为N2(g)和H2O(l)，总反应为4NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋3O2(g)=2N2(g)＋4H＋(aq)＋6H2O(l)ΔH＝akJ·mol－1，示意图如下：已知：反应Ⅰ为NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)=NOeq\o\al(－,3)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)ΔH1＝bkJ·mol－1下列说法正确的是()A．两池发生的反应中氮元素的化合价均升高B．两池中投放的废液体积相等时，NHeq\o\al(＋,4)能完全转化为N2C．常温常压下，反应Ⅱ中生成22.4LN2转移的电子数为3.75NAD．反应Ⅱ为5NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋3NOeq\o\al(－,3)(aq)=4N2(g)＋9H2O(l)＋2H＋(aq)ΔH＝(2a－3b)kJ·mol－1【答案】D【解析】反应Ⅱ在厌氧菌池中进行，则无氧气参加反应，根据盖斯定律，由总反应×2－反应Ⅰ×3可得5NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋3NOeq\o\al(－,3)(aq)=4N2(g)＋9H2O(l)＋2H＋(aq)ΔH＝(2a－3b)kJ·mol－1，所以在反应Ⅰ中氮元素的化合价升高，在反应Ⅱ中氮元素的化合价既有升高又有降低，A项错误、D项正确；反应Ⅱ中的NOeq\o\al(－,3)是反应Ⅰ的产物，好氧菌池和厌氧菌池的废液体积比符合3∶5时，NHeq\o\al(＋,4)能够恰好完全转化为N2，B项错误；常温常压下，气体的摩尔体积不是22.4L·mol－1，22.4L氮气的物质的量不为1mol，所以转移的电子数不为3.75NA，C项错误。20．1，3−环己二烯常用作有机合成中间体，已知：。几种物质之间的能量关系如图所示，则上述反应中的a为（）A.+28.7 B.+88.8 C.−88.8【答案】A【解析】①；②；由盖斯定律可得目标方程式等于①+②，则ΔH=ΔH1+Δ考点02原电池、化学电源考法01原电池的工作原理及应用1．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是()A．Fe作正极，发生氧化反应B．负极反应：2H＋＋2e－=H2↑C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大【答案】D【解析】负极是铁发生氧化反应，A错误；正极是石墨，H＋在此发生还原反应，B错误；工作一段时间后，右池中H＋在石墨棒上被还原为H2，溶液的pH增大，C错误；盐桥中的Cl－移向负极，NaCl溶液中c(Cl－)增大，D正确。2．(2024·上海育才中学月考)有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c【答案】C【解析】把四个实验从左到右分别编号为①②③④，则由实验①现象可知，a为负极，b为正极，金属活动性a>b；由实验②现象可知，b可与稀硫酸反应产生H2，c不与稀硫酸反应，则金属活动性b>c；由实验③现象可知，d为负极，c为正极，则金属活动性d>c；由实验④现象可知，d为负极，a为正极，则金属活动性d>a。综上所述可知金属活动性d>a>b>c。3．理论上能用于设计原电池的化学反应，必须是能自发进行的氧化还原反应。下列不能用于设计原电池的化学反应是（）A.HClB.2C.ZnD.2【答案】A【解析】理论上能用于设计原电池的化学反应，必须是能自发进行的氧化还原反应。HClaq+NaOHaqNaClaq4．(2024·广东广州一模)下列有关电化学知识的描述正确的是()A．锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，电解质溶液的pH保持不变B．用足量锌粒与稀硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，可以滴入几滴CuSO4溶液C．将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋D．燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源【答案】B【解析】锌、铜与稀硫酸组成的原电池，在工作过程中，H＋在正极上放电生成H2，电解质溶液的pH增大，A错误；用足量锌粒与稀硫酸反应制取H2，滴入几滴CuSO4溶液，Zn与Cu2＋发生置换反应，锌粒表面有Cu生成，在稀硫酸形成原电池，能增大反应速率，B正确；将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，常温下铁遇浓硝酸发生钝化，因此铜作负极，铁作正极，其负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，C错误；燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为电能的化学电源，D错误。5．镁、海水、溶解氧（石墨）可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，其原理如图所示。但该电池负极存在析氢副反应和负极活性衰减等问题。下列说法不正确的是（）A.由于溶解氧浓度低，故需增大电极与海水的接触面积B.该电池正极的电极反应式为OC.负极活性衰减的原因可能是生成的MgOHD.析氢副反应可以表示为Mg+【答案】B【解析】溶解氧浓度低，反应速率低，故可用增大电极与海水的接触面积的方法来提高反应速率，故A正确；正极的电极反应式为O2+2H2O+4e−4OH考法02一次电池6．微型银－锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2，下列说法正确的是()A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低B．电池工作过程中，电解液中OH－向正极迁移C．负极发生反应Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2D．正极发生反应Ag2O＋2H＋＋2e－=Ag＋H2O【答案】C【解析】根据电池反应式知，Zn失电子发生氧化反应而作负极，氧化银作正极，放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动。根据电池工作原理可知，在电池工作过程中，KOH的物质的量不变，但反应消耗水，使c(KOH)增大，A错误；电池工作过程中，电解液中OH－向负极迁移，B错误；负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2，C正确；正极上Ag2O获得电子，发生还原反应，由于电解质溶液为碱性，不可能大量存在H＋，电极反应式为Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－，D错误。7．(2024·新疆乌鲁木齐一模)水动力盐水灯为无电或少电的地方带来了光明，也可以在抗震救灾或者极限情况下用于应急使用。工作时，只需要将盐水倒入灯中，就可以持续发光。该电池的工作原理如图所示，下列叙述错误的是()A．合金片接LED灯的正极B．盐水中的NaCl不参与反应C．用铁片代替镁片，发光效果更好D．反应一段时间后，盐水的pH增大【答案】C【解析】Mg是活泼金属，为负极，合金为正极，A项正确；该原电池发生的是吸氧腐蚀，正极上是O2参与反应生成OH－离子，氯化钠不参与反应，B项正确；铁的活泼性比镁弱，用铁作负极发光效果差，C项错误；反应一段时间后，正极上发生O2＋4e－＋2H2O=4OH－，因此pH增大，D项正确。8．纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，某种碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池的说法不合理的是()A．Zn为负极，发生氧化反应B．电池工作时，电子由MnO2流向ZnC．正极反应：MnO2＋e－＋H2O=MnO(OH)＋OH－D．电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnO(OH)【答案】B【解析】类似于碱性锌锰电池，MnO2在正极上得电子被还原生成MnO(OH)，则正极的电极反应式为MnO2＋H2O＋e－=MnO(OH)＋OH－，C正确；负极反应式为Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2，结合正、负极反应式及得失电子守恒可知，该电池的总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnO(OH)，D正确。9．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂−海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是（）A.海水起电解质溶液作用B.N极仅发生的电极反应：2C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D.该锂−海水电池属于一次电池【答案】B【解析】锂-海水电池的总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑，M极上Li失去电子发生氧化反应，则M极为负极，电极反应式为Li−e−Li+，N极为正极，电极反应式为2H2O+2e10．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl­KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法不正确的是()A．负极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2B．放电过程中，Li＋向正极移动C．每转移0.2mol电子，理论上生成20.7gPbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针偏转【答案】D【解析】Ca为原电池的负极，电极反应式为Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2，故A正确；原电池中阳离子向正极移动，所以放电过程中，Li＋向正极移动，故B正确；根据电极反应式PbSO4＋2Li＋＋2e－===Li2SO4＋Pb，可知每转移0.2mol电子，理论上生成0.1molPb，质量为20.7g，故C正确；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此连接电流表或检流计，指针不偏转，故D错误。考法03二次电池11．(2024·湖北武汉武昌区质检)Li－O2电池比能量高，可用于汽车、航天等领域。电池反应为2Li＋O2eq\o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))Li2O2，放电时，下列说法不正确的是()A．Li在负极失去电子B．O2在正极发生还原反应C．阳离子由正极移向负极D．化学能转化成电能【答案】C【解析】放电时为原电池，负极Li失去电子，发生氧化反应，A项正确；氧气在正极得到电子，发生还原反应，B项正确；原电池工作时，阳离子向正极移动，即阳离子由负极移向正极，C项错误；原电池工作时化学能转化成电能，D项正确。12．近日，华中科技大学某课题组开发了一种可充电锌－空气/碘化物混合电池，该电池的放电过程如图所示：下列叙述错误的是()A．放电时，电极B发生氧化反应B．充电时，电极A接直流电源的正极C．放电时，理论上每消耗65gZn，消耗标准状况下氧气的体积为11.2LD．充电时，阳极发生的电极反应之一为I－－6e－＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋3H2O【答案】C【解析】锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应，故B为负极，A极氧气、碘酸根离子得到电子发生还原反应，A为正极。由以上分析可知，放电时，电极B为负极，发生氧化反应，A项正确；充电时，电极A为阳极，接直流电源的正极，B项正确；放电时，理论上每消耗65gZn，由于正极上碘酸根离子也会参与反应，故消耗标准状况下氧气的体积小于11.2L，C项错误；充电时，阳极发生的电极反应之一为碘离子失去电子发生氧化反应生成碘酸根离子，反应为I－－6e－＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋3H2O，D正确。13．某科研团队发明了一种新型的锌离子热充电电池，可以利用人体产生的低热量充电。该电池以Zn和VO2­PC为电极材料，实现了低热量发电。放电时，VO2结合Zn2＋生成ZnxVO2·yH2O，原理如图。下列说法正确的是()A．分离器可以为阴离子交换膜B．充电时，阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O＋2xe－=VO2＋xZn2＋＋yH2OC．放电时，电流从Zn极流向VO2­PC极D．充电时，锌离子从较高温一侧移至低温一侧【答案】D【解析】由分析可知，分离器为阳离子交换膜，A错误；充电时，阳极电极反应式为ZnxVO2·yH2O－2xe－=VO2＋xZn2＋＋yH2O，B错误；放电时，Zn为负极，VO2­PC极为正极，电流从VO2­PC极流向Zn极，C错误；充电时，阳离子由阳极区移向阴极区，则锌离子从较高温一侧移至低温一侧，D正确。14．LiFePO4二次电池具有安全性能高、热稳定性好等优点，应用于新能源汽车。电池反应：Li1－xFePO4＋LixC6eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiFePO4＋6C，石墨层和过渡金属氧化物为电极，离子导体由锂盐掺杂在液态的有机溶剂中形成(原理如图)。下列说法错误的是()A．放电时，电流由石墨层经外电路流向过渡金属氧化物B．放电时，正极电极反应式：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4C．充电时，阴极电极反应式：xLi＋＋6C＋xe－=LixC6D．充电时，Li＋向石墨层电极移动，若电路中通过1mol电子，质量增加7g【答案】A【解析】由原理图和电池反应可知，石墨层为电池放电时的负极，过渡金属氧化物为正极，故放电时，电流由正极流向负极，应由过渡金属氧化物流向石墨层，A错误；放电时，正极Li1－xFePO4得电子生成LiFePO4，B正确；充电时，阴极Li＋得电子生成LixC6，电极反应式为xLi＋＋6C＋xe－=LixC6，C正确；充电时，Li＋向石墨层电极移动，若电路中通过1mol电子，石墨层电极质量增加1molLi的质量，为7g，D正确。15．我国科学家使用更为稳定且不生长枝晶的KSn合金作负极，结合羧酸根官能化的碳纳米管(MWCNTs­COOH)作正极，实现了高循环稳定性、低过电位的钾二氧化碳二次电池，装置如图所示，电池的总反应为4KSn＋3CO2eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2K2CO3＋C＋4Sn。下列说法错误的是()A．放电时吸收CO2，充电时释放CO2B．充电时，K＋向负极移动C．放电时，正极反应为4K＋＋3CO2＋4e－===2K2CO3＋CD．充电时，阳极反应为K＋＋Sn＋e－===KSn【答案】D【解析】由电池总反应知，电池放电时吸收二氧化碳，充电时释放二氧化碳，A正确。充电时，为电解池，钾离子(阳离子)向阴极(负极)移动，B正确。放电时，电池总反应中二氧化碳是氧化剂，正极反应为“氧化剂得到电子生成还原产物”：4K＋＋3CO2＋4e－===2K2CO3＋C，C正确。充电时，阳极反应是放电时正极反应的逆过程：2K2CO3＋C－4e－===4K＋＋3CO2↑，D错误。考法04燃料电池16．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是()A．电池内的O2－由电极甲移向电极乙B．电池总反应为N2H4＋2O2=2NO＋2H2OC．当甲电极上有1molN2H4消耗时，标准状况下乙电极上有22.4LO2参与反应D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲【答案】C【解析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，为N2H4＋2O2－－4e－=N2＋2H2O，故电极甲作负极，电极乙作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，电池总反应为N2H4＋O2=N2＋2H2O。17．设计出燃料电池使汽油(主要成分为C5H12)氧化直接产生电流是21世纪富有挑战性的课题。有人设计了一种固体燃料电池，以固体氧化铝­氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2－在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断不正确的是()A．有O2放电的a极为电池的负极B．b极对应的电极反应式为C5H12＋16O2－－32e－=5CO2↑＋6H2OC．该电池的总反应方程式为C5H12＋8O2=5CO2＋6H2OD．汽油燃料电池的技术障碍是氧化反应不完全，产生碳单质堵塞电极的气体通道，从而使输电效能减弱【答案】A【解析】根据题图可知，O2在a极获得电子，发生还原反应，a极为电池的正极，A错误；b电极上C5H12失去电子，发生氧化反应，电极反应式为C5H12＋16O2－－32e－=5CO2↑＋6H2O，B正确；正极反应式为8O2＋32e－=16O2－，将正、负极反应式相加，可得电池的总反应方程式为C5H12＋8O2=5CO2＋6H2O，C正确；燃料电池相对于汽油直接燃烧，能量利用率高，技术障碍是氧化反应不完全，产生碳单质堵塞电极的气体通道，从而使输电效能减弱，D正确。18．利用微生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应：H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】由题图和题意知，电池总反应是3H2＋N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，条件温和，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应：MV＋－e－=MV2＋，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H＋通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。19．为了强化安全管理，某油库引进一台测空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法不正确的是()A．石墨电极作正极，发生还原反应B．铂电极的电极反应式：C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋C．H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移D．每消耗5.6LO2，电路中通过1mol电子【答案】D【解析】在石墨电极，O2＋4e－＋4H＋===2H2O，作正极，发生还原反应，A正确；铂电极为负极，C8H18失电子生成CO2等，B正确；依据原电池原理，阳离子向正极移动，则H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移，C正确；依据正极反应式，电路中通过1mol电子时，需消耗0.25molO2，但未指明温度与压强，O2体积不一定是5.6L，D不正确。20．一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理如图所示，其中YSZ为6～10%Y2O3掺杂的ZrO2固体电解质，下列有关叙述正确的是()A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．电路中每转移0.1mol电子，消耗0.28L的CH4D．O2－由正极通过固体电解质YSZ迁移到负极【答案】D【解析】该燃料电池中，通入甲烷的电极是负极、通入氧气的电极是正极，电子从a极沿导线流向b极，故A错误；b电极上氧气得电子生成O2－，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，故B错误；温度和压强未知，所以无法计算甲烷体积，故C错误；电解质中阴离子向负极移动，则O2－由正极通过固体电解质YSZ迁移到负极，故D正确。考法05新型电源21．以硝酸盐为离子导体的Na—O2电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图所示。下列说法正确的是()A．镍电极上发生氧化反应B．NOeq\o\al(－,3)是该电池的氧化剂C．固体电解质只起到离子导体的作用D．M的电极反应为2Na＋＋O2＋2e－=Na2O2【答案】D【解析】金属钠为活泼金属，作负极，镍电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，A项错误；根据反应机理可知，NOeq\o\al(－,3)为该电池的催化剂，B项错误；固体电解质还能防止钠直接与氧气反应，能起到隔绝空气的作用，C项错误；根据原理图可知，M电极的电极反应式为2Na＋＋N