1、专题课时4新型化学电源(教师用书独具)一、选择题1(2015海淀期末)下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是()A钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化D铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应解析钢铁中含有碳，在潮湿的空气中易形成FeC原电池而被腐蚀，A项正确；金属在酸性较强的环境中发生析氢腐蚀，在酸性极弱或中性环境中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀，B项正确；金属被腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化，C项正确；铝具有很强的抗腐蚀能力是因为铝的表面易形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止了铝进一
2、步被氧化，D项错误。答案D2(2015山东青岛一模，14)以下关于如图说法正确的是()A如图表明催化剂可以改变反应的热效应B如图表示某反应能量的变化与生成物状态无关C如图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化D如图表明化学反应不仅遵循质量守恒定律，也遵循能量守恒解析A项，催化剂不能改变反应的热效应，只能改变反应的活化能，错误；B项，反应能量的变化与生成物状态及量都有关系，错误；C项，图中表示的是放热反应，错误；D项，图中表明化学反应不仅遵循质量守恒定律，也遵循能量守恒，正确。答案D3下列说法正确的是()A右图可表示水分解过程中的能量变化B同温同压下，H2(g)Cl2(g)
3、=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的H不同C需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应D已知：对于反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)Ha kJmol1，：且a、b、c均大于零，则断开1 mol HCl键所需的能量为(abc)kJ解析A项，水分解过程是吸热反应，使用催化剂会降低活化能，正确；B项，H只与反应的始态和终态有关，而与反应条件和路径无关，错误；C项，加热与吸热、放热反应无关，如金属的燃烧多数需要加热，错误；D项，断开1 mol HCl键所需的能量为kJ，错误。答案A4化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。已知某些化学键的键能数据如下：化学键HHC
4、lClHCl键能/(kJmol1)436243431则下列热化学方程式不正确的是()A.H2(g)Cl2(g)=HCl (g)H91.5 kJ mol 1BH2 (g) Cl2 (g) =2HCl (g) H183 kJ mol1C.H2(g)Cl2(g)=HCl (g)H91.5 kJ mol 1D2HCl (g) =H2 (g)Cl2 (g)H183 kJ mol1解析化学反应的焓变H反应物的键能之和生成物的键能之和，反应H2(g)Cl2(g)=HCl (g)的H(436 kJ mol 1 243 kJmol 1)/2431 kJ mol 191.5 kJ mol 1，所以A项正确、C项错
5、误；B项反应的H91.5 kJmol1 2183 kJmol1，正确；D项反应是B项反应的逆反应，生成 HCl 的反应是放热反应；则 HCl 的分解反应是吸热反应，吸收的热量与放出的热量相等，D项正确。答案C5(2015大连双基)下列有关电化学装置的说法正确的是()A用图1装置处理银器表面的黑斑(Ag2S)，银器表面发生的反应为Ag2S2e=2AgS2B用图2装置电解一段时间后，铜电极部分溶解，溶液中铜离子的浓度基本不变C图3装置中若直流电源的X极为负极，则该装置可实现粗铜的电解精炼D图4装置中若M是铜，则该装置能防止铁被腐蚀解析题图1装置中，银器、铝与食盐水构成原电池，银器是正极，银器上的A
6、g2S发生还原反应生成银，A项正确；题图2装置中，铜电极是阴极，铜不参与电极反应，B项错误；题图3装置中若X极为负极，则粗铜是阴极，电解精炼铜时粗铜应作阳极，C项错误；题图4装置中，铁作负极，铁被腐蚀，D项错误。答案A6下列电极反应式与出现的环境相匹配的是()选项电极反应式出现的环境AO22H2O4e=4OH碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应B4OH4e=O22H2O弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀CCu2e=Cu2粗铜精炼的阳极主要发生的反应DH22e=2H用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应 解析所给电极反应式为正极反应式，A项错误；在弱酸性环境下，钢铁主要发生析氢腐蚀，B项错误；用惰性电极电解
7、H2SO4溶液的阳极反应为2H2O4e=4HO2，D项错误。答案C7(2015贵阳期末，6)Na在不同条件下与O2反应生成Na2O和Na2O2。已知：25 、101 kPa时：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJmol12Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H2511 kJmol1下列说法正确的是()A等量的Na充分反应后，反应和生成物的阴阳离子个数比不相等B等量的Na充分反应后，反应和转移电子数不同CNa与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D25 101 kPa下，Na2O2(s)Na(s)=Na2O(s)H158.5 kJmol1解析A项，N
8、a2O由Na和O2构成，Na2O2由Na和O构成，两者所含阳阴离子数目比均为21；B项，两反应中NaNa，所以等量的Na反应时转移的电子数一定相同；C项，常温下Na与O2生成Na2O，而温度升高时，Na与O2生成Na2O2；D项，要求的热化学方程式可由得到，所以H414 kJmol1(511 kJmol1)158.5 kJmol1。答案D8某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他电极均为Cu，则 ()A. 电流方向：电极电极 B. 电极发生还原反应 C. 电极逐渐溶解 D. 电极的电极反应：Cu22e=Cu解析当多个电池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可
9、知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。A项，电子移动方向：电极电极，电流方向与电子移动方向相反，A正确。答案A9如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是附表中的()a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨正极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源的负极，y为电源的正极。A选项中a极板为阴极，b极板为阳极，参考各个选项知，A项符合。答案A10(2015乌鲁木齐二诊)已知平衡：C2H4(g) C2H2(g)H2(g)，2CH4(g)
10、C2H4(g)2H2(g)。当升高温度时，和式均向右移动。aC(s)2H2(g) CH4(g)H1b2C(s)H2(g) C2H2(g)H2c2C(s)2H2(g) C2H4(g)H3下列有关a、b和c中的H1、H2、H3大小顺序排列正确的是()AH1H2H3 BH2H32H1CH2H1H3 DH3H22H1解析升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以、两反应的正反应都是吸热反应，反应热均大于零，根据盖斯定律可知，bc，即H2H30，所以H2H3；c2a，即H32H10，所以H32H1。综上可得：H2H32H1，选B。答案B11(2015杭州二检)含乙酸钠和对氯酚(ClOH)的废水可以利用微生物
11、电池除去，其原理如图所示。下列有关说法不正确的是()AB极是负极B质子从A极移向B极CB极的电极反应式：CH3COO8e4H2O=2HCO9HD处理后的废水pH降低解析两极的变化为：A极，C6H5OClC6H5OHCl，发生还原反应；B极，CH3COOHCO，发生氧化反应；即A极为正极，B极为负极，A项正确；质子应该由B极移向A极，B项错误；B极的转变为CH3COOHCO，对应的电极反应式为CH3COO8e4H2O=2HCO9H，C项正确；正极反应为C6H5OCl2eH=C6H5OHCl，总反应式为CH3COO4C6H5OCl4H2O=2HCO4C6H5OH4Cl5H，所以反应过程中H量增加，
12、溶液酸性增强，D项正确。答案B二、填空题12某化学活动小组利用如图甲装置对原电池进行探究，请回答以下问题：(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)(1)在甲装置中，当电流计中指针发生偏转时，盐桥中的K移向 烧杯(填“A”或“B”)，装置中电子的移动路径和方向为 。该小组同学提出设想：如果将实验中的盐桥换为导线(铜制)，电流表是否也发生偏转呢？带着疑问，该小组利用乙装置进行了实验，发现电流计指针同样发生偏转。回答下列问题：(2)对于实验中产生电流的原因，起初认为该装置仍然为原电池，但老师提醒注意使用的是铜导线，经深入探讨后认为烧杯A实际为原电池，在此问题上，该小组成员的意见发生了很大的分歧。一部分
13、同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性，此时原电池实际是由Zn、Cu作电极，H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确，写出烧杯B中铜片上发生反应的电极反应式 。另一部分同学认为是溶液酸性较弱，由于溶解在溶液中的氧气的作用，使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应式为 。(3)若第(2)小题中观点正确，则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。其具体装置为以金属铝和石墨为电极，以海水为电解质溶液，请写出电池工作时总反应的化学方程式 。解析(1)甲装置中Zn为负极，Cu为正极，电流方向为Cu电流计Zn盐桥Cu，电流的方向为正电荷运动的方向，
14、负电荷运动的反方向，故K移向B烧杯，电子由Zn电极经外电路流向Cu电极。(2)若盐桥改为铜导线，且仍有电流产生，说明A为原电池，而B为电解池。A中Zn为负极，Cu为正极，氧化性微粒可能为Zn2水解产生的H或溶解于溶液中的O2。则B中铜片为阴极，电极反应式为Cu22e=Cu。如所述，A中正极上O2获得电子。(3)Al为负极，石墨为正极，海水为电解质溶液，O2为氧化剂，总反应的化学方程式为4Al3O26H2O=4Al(OH)3。答案(1)B由Zn电极沿导线流向Cu电极(2)Cu22e=CuO22H2O4e=4OH(3)4Al3O26H2O=4Al(OH)313(2015湖北部分重点中学一次联考)已
15、知E1134 kJmol1、E2368 kJmol1，请参考题中图表，按要求填空：(1)图甲是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E1的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，H的变化是 。NO2和CO反应的热化学方程式为 。(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：反应：2NH3(l)H2O(l)CO2(g) (NH4)2CO3(aq)H1反应：NH3(l)H2O(
16、l)CO2(g) NH4HCO3(aq)H2反应：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g) 2NH4HCO3(aq)H3则H3与H1、H2之间的关系是：H3 。(3)下表所示是部分化学键的键能参数：化学键PPPOO=OP=O键能/(kJmol1)abcx已知P4(g)5O2(g)=P4O10(g)Hd kJmol1，P4及P4O10的结构如图乙所示。表中x kJmol1。(用含a、b、c、d的代数式表示)解析(1)加入催化剂，降低反应的活化能，即E1减小；反应的焓变不变，即H不变。由图示知，1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)反应的焓变HE1E2234 kJmol1，由此
17、可写出反应的热化学方程式。(2)利用盖斯定律知，反应2反应反应，故H32H2H1。(3)P4(g)5O2(g)=P4O10(g)Hd kJmol1，利用“反应焓变反应物键能之和生成物键能之和”可得d6a5c(12b4x)，解得x(d6a5c12b)。答案(1)减小不变NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1(2)2H2H1(3)(d6a5c12b)选做题14某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为 (填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH一极的电极反应式为 。
18、(2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，乙池中发生反应的总电极反应式为 。(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)，丙池中 (填“C”或“D”)极析出 g铜。(4)若丙池中电极不变，将其中溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，甲池中溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；丙池中溶液的pH将 。解析(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极发生氧化反应，电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O。(2)乙池为用惰性电极电解AgNO3溶液，总电极反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。(3)根据各电极上转移电子的数目相同得n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，V(O2)22.4 Lmol10.28 L280 mL，m(Cu)64 gmol11.60 g。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据总反应式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，可知电解一段时间后，溶液的pH将增大，而甲池中总反应为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，电解一段时间后，溶液pH将减小。答案(1)原电池CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)阳极4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)280D1.60(4)减小增大
