2023届高三化学一轮复习+备考强化练习：化学能与电能公开课.pdf

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1、2023年高考化学一轮备考专题强化练习：化学能与电能一、选 择 题（本大题共15小题）1.（2 0 2 2.辽宁朝阳高三期末）如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中正确的是稀盐酸A.M上有气体放出B.N极发生氧化反应C.反应后M极质量减轻D.电子由M极通过稀盐酸向N极移动稀盐酸2.（2 0 2 2北京市第十二中学高三期末）镁、海水、溶解氧可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，结构示意图如下图所示。但该电池负极存在析氢副反应和负极活性衰减等问题。下列说法不生碘的是海水 W L 1（弱碱性）丁”H zA.由于溶解氧浓度低，故需增大电极与海水的接触面

2、积B.该电池使用时，需要定期补充正极反应物C.负极活性衰减的可能原因是生成的Mg（O H）2覆盖了电极D.析氢副反应可以表示为2 H Q +Mg=Mg（O H）2+H 2 T3.（2 0 2 2北京海淀高三期末）液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放。一种非金属有机物液流电池的工作原理如图.多孔碳电极质子交换膜下列说法不正确的是A.放电时，正极反应式为Br2+2e=2BB.放电时，物质a 为 AQDSH2C.充电时，AQDS/AQDSH2储液罐中的pH 减小，通过质子交换膜到达澳极室D.增大储液罐体积，可提高液流电池的储能容量4.(2022.宁夏 银川一中三模)双极膜(CM/AM)

3、在电场作用下能将水解离为H*和OH，用双极膜电解槽电 解 糠 醛 溶 液 制 备 糠 醇(Q OH)和糠酸盐(时，MnO?/MnOOH在电o O极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示。下列说法错误的是A.通电时双极膜将水解离出的H+向 X 电极方向移动B.X 接直流电源负极，糠醛在阴极表面得到电子被氧化为糠醇C.生成糠酸盐的反应为4S|/H+2 M n O 2+O H 0B.步骤反应的 H2=-90kJ-moHC.升高温度，各步骤的正、逆反应速率均增大D.CO2催化加氢制甲醇的总反应速率由步骤决定7 .（2 0 2 2 辽宁朝阳高三期末）利用甲醇（CHQH）燃料电池电解C u S O 溶液、M

4、gJ溶液，装置如图所MgCU溶液丙池已知甲醇电池总反应式为2 c H Q H +3 0?+4 K O H=2 K 2 c o 3 +6HQ。下列说法正确的是A.甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B .反应一段时间后，向乙池中加入一定量C u（OH）2 能使C u S O 溶液恢复到原浓度C.甲池通入CHQH的电极反应式为C H Q H-6 e +8 0 H =C O：+6 H,OD.甲池中消耗2 8 0 m L。2，此时丙池中理论上最多产生1.4 5 g 固体8.（2 0 2 2.河南郑州.高三专题练习）以铜作催化剂的一种铝硫电池的示意图如图所示，电池放电时的反应原

5、理为3 01君+2 加+1 4 川5=3*01+8 械 5+3 8 2-。下列说法错误的是（阳离子交换膜只允许阳离子通过）交换膜A.充电时，C u/C u x S 电极为阳极B.充电时，阳极区的电极反应式为x C u-2 x e +S，=C u*SC.放电时，K+通过阳离子交换膜向C u/C u x S 电极移动D.放电时，每转移I m o l 电子，负极区电解质溶液质量减轻3 0 g9.（2 0 2 2 内蒙古呼和浩特二模）氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，比能量（即电池单位质量或者单位体积所输出电能的多少）高，且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F从乙电极

6、流向甲电极，下列关于该电池的说法正确的是B.放电时，导线上每通过lm o le:乙电极质量增加19gC.放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e-+3F=BiF3D.氟离子电池与锂离子电池的比能量相同10.(2022河南郑州 高三专题练习)我国科学家利用C o的化合物在Fe(OH)2氧化过程中的催化作用，促进了电催化过程中流失的Fe催化活性中心的原位自修复(Fe再沉积的主要反应过程)，反应机理如图所示。下列说法错误的是FeO?(aq)A.反应过程中CoOOH为催化剂B.图中各反应不能在酸性条件下进行C.存在反应 Co(OH)2+OH-e-=CoOOH+H2OD.图中所示物质之间的转化有非极性键的

7、形成和断裂11.(2022 河南郑州高三专题练习)某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景，其工作原理如图所示。下列说法正确的是生物膜电极a电极bB.HS-在硫氧化菌作用下发生反应HS+4H2O-8e=SO;+9H+C.若该电池外电路有0.4 m ol电子转移，则 有0.45molH+迁移到b极。D.该燃料电池在高温下进行效率更高12.（2022黑龙江哈九中模拟预测）下图是CO2电还原制备甲酸溶液的装置，下列说法错误的是HQ 和 O?石墨板A交换介质一B魂A:至R:送tp:至CP:至y-至甲酸溶液H8PI至尸.至，至R:HR:s产HIM-SUW-co.石墨板B排出气体僧A.

8、石墨板A与电源的正极连接B.A EM为阴离子交换膜，未放电的C 6遇OH一 生成HCO；进入到溶液中C.放电产生的H+向阴极移动，在溶液中发生多个反应D.阴极的主要电极反应式：CO2+H+2e-=HCOO13.（2022河南郑州高三专题练习）我国科研团队开发了一种新型铠甲催化剂Ni/Co石墨烯，可以高效去除合成气中的H2s杂质并耦合产氢，其工作原理如图所示。下列说法错误的是1mHM电极H2S铠甲催化C T I电极sxaA.M电极为阴极，电极上发生还原反应B.生成H 2 和 S x 的物质的量之比为1：xC.阳极的电极反应式为XH2S-2x e-=S x +2x H+D.铠甲催化剂表面的石墨烯可

9、以保护内部金属核免受环境的影响1 4.（2022河南郑州高三专题练习）一种可充电锂一空气电池如图所示。当电池放电时，与L i，在多孔碳材料电极处生成口加低力或 1）。非水电解质/高聚物隔膜下列说法不正确的是A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时，外电路电流由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时，电解质溶液中L i,向多孔碳材料区迁移D.充电时，电池总反应为L i a.x=2L i+（iq）02 T1 5.（2022湖南省汨罗市第二中学高三期末）某金属-空气电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是A.金属M 作电池负极，放电时发生氧化反应B.充电时，空气中的氧气得到电子C.电池总反应为 2M+

10、O 2+2H 2O=2M（O H）2D.放电时，外电路电子由碳材料电极流向金属M 电极二、非选择题（本大题共7小题）1 6.（2022浙江 兰溪市第一中学高三期末）与研究物质变化一样，研究化学反应中的能量变化，同样具有重要意义.请回答：（1）已知二甲醛（C H 30c H 3,常温下呈气态），H 2的燃烧热分别为1 4 5 5 k J/m o l、28 6 k J/m o l。请写出表示二甲酸燃烧热的热化学方程式 o利用二甲醛制取H 2,总反应为C H 30c H 3(g)+3H 2O(g)6 H2(g)+2C 02(g)o 已知H 2O(g)=H 2O H=-4 4 k J/m o l,则总

11、反应的A H=。总反应能自发进行的条件是(选填 高温低温 或 任意温度”)。(2)二甲醛制氏 的总反应分两步完成：二甲醛水解：C H 30c H 3(g)+H 2O(g)q=i 2c H 30H(g)活化能 EM甲醇与水蒸气重整：C H 30H(g)+H 2O(g)=i C O 2(g)+3H 2(g)活化能E a 2已知E 远小于E a 2。在恒温恒容容器内，一甲醛与水按1 ：3 投料进行制氢，请在图中画出甲醇(C H 30H)浓度随时间变化的曲线图一。彳甲醇浓度时间(3)二甲醛直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。某二甲醛熔融碳酸钾燃料电池的结构如图所示，Y为氧化物。负极的电极方程式为一1

12、7.(2022.广东广州.高三期末)载人航天器中的物质和能量资源都十分宝贵。利用萨巴蒂尔反应再生氧气的大体流程如下图所示。1（1）从元素转化角度来看，上述流程中萨巴蒂尔反应的缺点是飞行时间较长时可用如下图所示的电化学富集法富集二氧化碳。负载O高浓度CO?-电极电极b除CO界的空气多孔碳教镇多孔碳毂镇气空二（2）电极材料米用多孔碳载银，“多孔”的优点是。电极a 是（填“正极”或“负极”），电极反应式为。（4）电极b发生反应（填“氧化”或还原”），电极反应式为。K+向电极（填 a 或 b ）方向移动。1 8.（20 22河南高三开学考试）某化学兴趣小组设计如图所示装置来研究电化学知识。闭合开关K,

13、丙装置将 能转化为 能。P t 电极的名称（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）极，石墨电极上的电极反应式为 O（2）乙 装 置 锥 形 瓶 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为、；长颈漏斗的作用是（3）若装置气密性良好，乙中反应进行完全，当电路中有O.l m o l 电子发生转移时，理论上乙中生成物质的物质的量浓度为（忽略溶液体积变化）。（4）某小组在反应进行一段时间后断开开关K过一段时间再闭合开关K发现电流表指针偏转的方向与开始时不同，出 现 该 现 象 的 原 因 可 能 是。1 9.（20 22浙江宁波高三期末）化学反应过程既是物质的转化过程，也是能量的转化过程。（1）下 列

14、属 于 吸 热 过 程 的 是（填序号）。a.C O 燃烧 b.铝和稀盐酸反应 c.碳酸氢钠溶于水 d.石灰石分解（2）t 时，关于N 2、N H 3 的两个反应的信息如下表所示：化学反应正反应活化能逆反应活化能时平衡常数N 2(g)+O2(g)=2N O(g)H 0a k J/m o lb k J/m o lK i4N H3(g)+5O2(g)=4N O(g)+6H2O(g)H 0c k J/m o ld k J/m o lK2请写出t 时，N H 3被 NO氧 化 生 成 无 毒 气 体 的 热 化 学 方 程 式（反应热用a、b、c、d代数式表示）。t 时，该 反 应 的 平 衡 常 数

15、（用 K i 和 K 2表示）。（3）二氧化氯（C 1O 2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出如图所示用电解法制取C 1O 2的新工艺。用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取C 1O 2。精制饱和食盐水入口是 口（填 c”或 d”）产生C 1O 2的电极反应式为 o20.（20 22山西晋中 高三期末）化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。如图所示，某同学设计了一个C H/燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:KOH溶液饱和氯化钠溶液硫酸铜溶液甲 乙 丙(1)甲 烷 燃 料

16、电 池 负 极 反 应 式 为,石墨(C)极 的 电 极 反 应 式 为。(2)乙装置所用饱和氯化钠溶液由粗盐水精制而成。精制时为除去食盐水中的Ca”和SO；,要加入的试剂及顺序为：先加,再加。(3)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则理论上通过乙装置中X 交换膜的电量为 C(法拉第常数F=9.65xlOCmo)，一段时间后丙装置中c(Ci F)(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)若以该电池为电源，用石墨作电极电解200mL0.5molL 的CuSO,溶液，电解一段时间后，两极收集到相同体积(相同条件)的气体，则 整 个 电 解 过 程 转 移 电 子 的 数 目 是。21.(20

17、22.湖南永州.高三期末)回答下列问题：(1)某元素基态的正三价离子的3d轨道有3 个电子，该 元 素 的 元 素 符 号 是,其基态原子的电子排布式为 o(2)室温下，在 0.5m olB 的纯碱溶液中加入少量水，由水电离出的c(H+)(填“变大、变小”和“不变”。(3)已知：H2c03：Ki=4.3xl0 K2=5.6xl0 ；HC1O：K=4QxlO3 室温下，向 NaClO 溶液中通入 CO2,该 反 应 的 离 子 方 程 式 为。(4)甲烷燃料电池用于电解的装置如图所示，回答以下问题：B 电极作(填“正极”或“负极”)；A 电极发生的反应式为若乙装置用于铁上镀铜，则 X 的 化 学

18、 式 为。若乙装置用于金属铁的防护，应 将 金 属 铁 置 于(填“M”或 N”)极。22.(2022山东荷泽 高三期末)化学能与电能的相互转化在生产、生活中应用广泛。高铁电池因其具有众多的优点而成为电动汽车首选的动力电池，其工作原理为：3 Z n+2K2F e O 4+8 H2O.3 Z n(O H)2+4 K O H+2F e (O H)3o则 放 电 时 正 极 的 电 极 反 应 式 为,充电时阴极附近溶液的 pH(填“增大”、减小”、不变”)。(2)某公司开发出一种以P t作电极的高效甲醇燃料电池，以该电池电解C u S O 4 溶液的装置如下图所示：KOH溶液 CuSC)4溶液甲池

19、 乙池工作时负极的电极反应式为 O若乙池中F e 电极质量增加1 2.8 g,在相同时间内，甲池中理论上消耗02 L(标准状况下)。通电一段时间后，向所得溶液中加入0.3 m ol C u(O H)2后，恰好恢复到电解前的浓度和p H,则电解过程中 转 移 电 子 的 物 质 的 量 为。(3)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。若电极d为石墨，写 出 此 电 极 的 反 应 式；若电极d为锌块，则铁片不易被腐蚀，该保护法的名称为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _参考答案:1.c2.B3.C4.B5.C6.D7.C8.B9.B1 0.D1 1.B1 2.D1 3.B1 4.A C1 5

20、.B D1 6.（1）C H 3 0c H 3（g）+3 O 2（g）=2C O 2（g）+3 H 2O Q）H=-1 4 55k J/m ol 1 29k J/m ol 高温1 7.(1)有5 0%的氢元素存在于甲烷中而没有得到利用(2)提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触。(3)负极 H2-2e-+C O =H2O+C O2(4)还原 C O 2+8e+6H2O=C H 4+8O H（5）b答案第1页，共2页18.(1)电 化学 阳 2 H q+2e-=2OH-+H2 T(或2H+2e-=HzT)(2)3NO,+H2O=NO+2HNO,2NO+O2=2NO2 平衡

21、气压，充当安全瓶(3)0.5mol-L-(4)断开开关K 后，由于硝酸的浓度变稀，溶解了 A1表面的氧化膜，再闭合开关K,此时A1为原电池的负极19.(l)cdK2(2)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)H=(c-d-5a+5b)kJ/mol(0)(3)d Cr-5e+2H2O=ClO2t+4H+20.(1)CH4-8e-+1 OOH=CO1+7H2O 2Cl-2e=C12 T(2)BaCl2溶液 Na2cCh 溶液(3)3.86X104C 减小 0.4以21.(1)Cr Is22s22P63s23P63d54sl 或Ar3d54sl变小(3)C1O-+CO2+H2O=HCO；+HC10(4)正极 CH4-8e+100H-C03-+7H20 CUSO4 N22.(1)FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-增大(2)CH3OH+8OH-6e=COj+6H2O 2.24 1.2mol(3)O2+2H2O+4e=4OH-牺牲阳极保护法答案第2 页，共 2 页