1、第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 第第 2 课时课时 化学反应与化学反应与电能电能 1.下列关于化学电源的说法正确的是 ( ) A.干电池放电之后还能再充电 B.充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能 C.充电电池可以无限制地反复放电、充电 D.氢氧燃料电池是一种环境友好电池 2.(2019 玉溪高一检测)下列各个装置中能组成原电池的是 ( ) 3.下列装置中，不能构成原电池的是 ( ) 4.(2019 聊城高一检测)X、Y、Z 都是金属，把 X 浸入 Z 的硝酸盐溶液中，X 的表面有 Z 析 出，X 和 Y 组成原电池时，Y 为电池的负极。X、Y、Z 三种金属的活动性顺
2、序为 ( ) A.XYZ B.XZY C.YXZ D.YZX 5.图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y 轴表 示 ( ) A.铜棒的质量 B.c(Zn2+) C.c(H+) D.c( 2- 4 SO ) 6.等质量的两份锌粉 a、b，分别加入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且 均过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量 CuSO4溶液，则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系 用图像表示如下，其中正确的是 ( ) 7.实验探究是提高学习效果的有力手段。陈颖同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说 法错误的是 ( ) A.若将图 1 装置
3、的 Zn、Cu 下端接触，Zn 片逐渐溶解，Cu 片上能看到气泡产生 B.图 2 中 H+向 Zn 片移动 C.若将图 2 中的 Zn 片改为 Mg 片，Cu 片上产生气泡的速率加快 D.图 2 与图 3 中，Zn 片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为 132 8.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是 Ag2O 和 Zn，电 解质溶液为 KOH 溶液，总反应为 Ag2O+Zn=ZnO+2Ag，其中一个电极反应为 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。 (1)判断正负极的材料。 (2)写出另一电极的电极反应式，并判断反应类型。 (3)判断电池工作时，电子的流动
4、方向和电解质溶液中离子的流动方向。 (4)在电池使用的过程中，电解质溶液中 KOH 的物质的量怎样变化? (5)当电池工作时通过电路对外提供了 1 mol 电子，计算消耗的负极的质量。 9. (2017 商丘高一检测)由 A、B、C、D 四种金属按表中装置进行实验。 装置 现象 二价金属 A 不断 溶解 C 的质量增加 A 上有气体产生 根据实验现象回答下列问题： (1)装置甲中负极的电极反应式是_。 (2)装置乙中正极的电极反应式是_。 (3)装置丙中溶液的酸性_(填“增强”“减弱”或“不变”)。 (4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。 10.氢气是未来最理想的能源之一，科学家最近研制出利
5、用太阳能产生激光，并在二氧化钛 (TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2+O2。制得的氢气可用于燃 料电池。试回答下列问题： (1)海水分解生成的氢气用于燃料电池时，实现_能转变为_能。水分解时， 断裂的化学键为_键，分解海水的反应属于_反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)氢氧燃料电池已用于航天飞机。 以 30% KOH 溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电 极反应如下：2H2+4OH-4e-=4H2O，O2+2H2O+4e-=4OH-，据此作出判断，下列说法中错 误的是_。 A. 供电时的总反应是 2H2+O2=2H2O B. 产物为无污染的水，属于环境友好型电池
6、C. 燃料电池的能量转化率可达 100% D. H2在负极发生氧化反应 (3)有人以化学反应：2Zn+O2+4H+=2Zn2+2H2O 为基础设计出一种原电池，移入人体内作 为心脏起搏器的能源，它靠人体内血液中溶有一定浓度的 O2、H+进行工作。则原电池的负 极材料是_， 负极上发生反应的电极反应式为_。 【参考答案】 1. 【解析】选 D。A 项，干电池是一次性电池，放电之后不能再充电，A 错误；B 项，充 电电池在放电时化学能转化为电能，充电时将电能转化为化学能，B 错误；C 项，充电电池 不能无限制地反复放电、充电，C 错误；D 项，氢氧燃料电池的生成物是水，是一种环境友 好电池，D 正
7、确。 2.【解析】选 B。A 中两电极材料相同，不符合题意；C 中酒精是非电解质，不符合题意； D 中不能构成闭合回路，不符合题意。 3.【解析】选 B。A、C、D 项都具备两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路和自发 进行的氧化还原反应的条件，都构成了原电池；B 项，蔗糖溶液不是电解质溶液，不能构成 原电池。 4.【解析】选 C。根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知 YX，根据金属活动性顺 序和置换反应原理，可知 XZ，故有 YXZ。 5. 【解析】 选 C。 在正极 Cu 上溶液中的 H+获得电子变为氢气， 铜棒的质量不变， A 项错误； 由于 Zn 是负极，不断发生反应 Zn-
8、2e-=Zn2+，所以溶液中 c(Zn2+)增大，B 项错误；由于反 应不断消耗 H+，所以溶液的 c(H+)逐渐降低，C 项正确； 2- 4 SO 不参加反应，其浓度不变，D 项错误。 6.【解析】选 D。等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同 时向a中加入少量CuSO4溶液， 则a中发生的反应有Zn+Cu2+=Zn2+Cu， Zn+2H+=Zn2+H2， 由于置换出来的 Cu 与 Zn 在稀硫酸中构成原电池， 所以， a 中的反应速率比 b 中的反应速率 大，即反应完成所需的时间短，但 Cu2+消耗了少量的 Zn，a 中产生的 H2比 b 中产生的 H2 少。b
9、中只发生反应：Zn+2H+=Zn2+H2。符合条件的图像是 D。 7.【解析】选 B。Zn、Cu 直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Zn 片逐渐溶解，Cu 片上可看到有气泡产生，A 项正确；H+带正电荷，应该向正极 Cu 片移动，B 项错误；由于 Mg 的失电子能力强于 Zn，所以将 Zn 片改为 Mg 片后，电子转移速率加快，生成 H2的速率 也加快，C 项正确；图 2 中假设负极消耗 65 g Zn，则转移 2 mol 电子，正极产生 2 g H2，而 图 3 中负极消耗 65 g Zn， 也转移 2 mol 电子， 则正极析出 64 g Cu， 正极产物的质量比为 1 32，D 项正
10、确。 8.(1)提示：根据电池总反应可知 Zn 失电子被氧化而溶解，Ag2O 得电子被还原发生还原反 应。因此 Zn 为负极材料，Ag2O 为正极材料。 (2)提示：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O，氧化反应。利用总的电池反应减去一极的电极反应式， 就可以得到另一极的电极反应式。 (3)提示：电池工作时，电子由负极经外电路到正极，即电子从 Zn 极经外电路到 Ag2O 极。 溶液中的阳离子流向电池的正极(Ag2O 极)，阴离子流向负极(Zn 极)。 (4)提示：不变。电池中 KOH 只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中 KOH 的物质的量不变。 (5)提示：32.5 g。根据
11、电极反应式 1 mol Zn 失 2 mol 电子，因此当通过电路 1 mol 电子时， 负极消耗 Zn 的物质的量为 0.5 mol，其质量为 32.5 g。 9.【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中 A 不断溶解，则 A 为负极、 B 为正极，活泼性 AB；乙中 C 极增重，即析出 Cu，则 B 为负极，活泼性 BC；丙中 A 上有气体产生，即 H2产生，则 A 为正极，活泼性 DA，随着 H+的消耗，酸性减弱。 答案：(1)A-2e-=A2+ (2)Cu2+2e-=Cu (3)减弱 (4)DABC 10. 【解析】 (1)海水分解生成的氢气用于燃料电池时， 实现了化学能转变为电能。 水分解时， 断裂的化学键为共价键，分解海水的反应属于吸热反应。 (2)A、两个电极反应式相加，总电极反应式为 2H2+O2=2H2O，故说法正确；B、根据 A 选 项分析，产物是 H2O，对环境无污染，属于环境友好型电池，故说法正确；C、能量转化率 不可能达到 100%，故说法错误；D、氢气在负极被氧化，故说法正确。 (3)负极发生氧化反应，所以该原电池的负极材料是 Zn，电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+。 答案：(1)化学 电 共价 吸热 (2)C (3)Zn Zn-2e-=Zn2+
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