2019_2020学年高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能第2课时发展中的化学电源课后限时作业含解析新人教版必修2.doc

第2课时 发展中的化学电源考点对应题号基本目标发展目标1.化学电源及能源划分1,22.新型电池原理及应用3,5,7133.燃料电池4,612,14,154.综合应用8,910,11基本目标1下列说法不正确的是()A根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源B电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C原电池是将化学能转化为电能的一种装置D水力发电是将化学能转化为电能的过程D解析水力发电是将机械能转化为电能的过程。2电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是()A化学电源有一次性电池、充电电池和燃料电池等，一次性电池只能放电，不能充电B铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位质量的电极材料释放的电能大C燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，单位质量能量比高B解析铅蓄电池中每转移2 mol e需要207 g Pb，单位质量的电极材料释放的电能小。3有一种新型的碱性锌锰电池，它是在酸性锌锰电池的基础上改进的。下列对碱性锌锰电池的叙述中不正确的是()A碱性锌锰电池工作时，电子由Zn极经外电路流向石墨极B这种电池比酸性锌锰电池使用寿命长C碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化D这种电池的电解质由传统的NH4Cl换成湿的KOH答案C4某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法不正确的是()Aa极为负极Bb极的电极反应式为O24e2H2O=4OHC电解质溶液中的OH移向a极D该传感器工作一段时间后，电解质溶液的pH将变大D解析A项，a极反应物为NH3，由NH3生成N2时化合价升高，失去电子，故a为负极，正确；B项，b极反应物为氧气，放电时电极反应式为O24e2H2O=4OH，正确；C项，原电池内部，阴离子移向负极，即电解质溶液中的OH移向a极，正确；D项，由于负极氨气放电，电极反应为2NH36OH6e=N26H2O，OH消耗，且有水生成，pH减小，错误。5iPhone手机使用的锂电池以质量轻、能量高而备受关注，目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池的总反应是LiMnO2=LiMnO2。下列说法正确的是()AMnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnOB电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极C电池内部产生的MnO向锂电极移动D钠比锂更活泼，相同质量的钠作电极比锂提供的电能更多C解析原电池中，失电子的电极为负极，电池工作时电子由负极Li通过外电路移向正极MnO2，A、B项错误；在原电池内部，阳离子移向正极区，而阴离子移向负极区，C项正确；由于M(Na)M(Li)，相同质量时n(Li)n(Na)，故Li作电极提供的电能更多。6金属(M)空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A金属M作电池负极B电解质是熔融的MOC正极的电极反应：O24e2H2O=4OHD电池反应：2MO22H2O=2M(OH)2B解析A项，金属M失去电子， 作电池的负极，正确；B项，电解质是盐溶液，错误；C项，由题中信息可知正极反应物是O2和水，且在碱性条件下反应，故正极反应式为O24e2H2O=4OH，正确；D项，正负极反应式相加可得电池反应，正确。7“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()A该装置将电能转变为化学能B正极的电极反应为C2O2e=2CO2C每得到1 mol草酸铝，电路中转移3 mol电子D利用该技术可捕捉大气中的CO2D解析A项，原电池是将化学能转变为电能的装置，错误；B项，正极得电子，发生还原反应，电极反应式为2CO22e=C2O，错误；C项，1 mol Al2(C2O4)3中含2 mol Al3 , 2 mol Al变为2 mol Al3，失去6 mol电子，错误；D项，该装置可将CO2转化为草酸盐，可利用此技术来捕捉大气中的CO2，正确。8汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O。根据此反应判断下列叙述中正确的是()APbO2是电池的负极BPb是负极CPbO2得电子，被氧化D电池放电时，溶液酸性增强B解析根据电池反应知放电过程中铅失去电子，因此它是原电池的负极，其电极反应式为PbSO2e=PbSO4，B项正确；PbO2 在放电过程中得到电子被还原，所以它是原电池的正极，A、C项错误；由于原电池放电的过程中消耗硫酸，所以溶液的酸性减弱，D项错误。9(1)今有H2、O2和KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池，则负极通入的是_，负极反应为_，正极反应为_，总反应式为_。(2)如把KOH溶液改为稀硫酸作电解质溶液，则负极反应为_，正极反应为_。(3)如把H2改为甲烷，KOH溶液作导电物质，则负极反应式反应为_，正极反应为_。解析电池的总反应式为2H2O2=2H2O，可知H2在反应中被氧化，O2被还原，H2应在负极上发生反应，O2应在正极上发生反应。(1)中用KOH作电解质溶液，负极生成的H与OH反应，或者说在碱性溶液中不应有H生成，应写为：H22e2OH=2H2O。(2)中电解质溶液是稀硫酸，正极生成的OH要与H反应生成水，或者说在酸性溶液中也不应有OH生成，故应写为：O24e4H=2H2O。(3)生成的CO2要与OH反应生成CO。答案(1)H22H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O(2)2H24e=4HO24e4H=2H2O(3)CH48e10OH=CO7H2O2O28e4H2O=8OH基本目标10美国麻省理工学院某科研团队研发的“人造树叶”可以与燃料电池共同构成一种新的发电装置太阳能燃料电池，它们的工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是()甲乙A“人造树叶”的工作原理：6CO26H2O=C6H12O66O2B图甲中塑料薄膜上部的反应为2H2e=H2C图乙中燃料电池工作时的负极反应物为O2D太阳能燃料电池能实现对环境的“零排放”D解析根据图甲的工作原理示意图可知，“人造树叶”的工作原理是水分子在太阳光子作用下，分解生成H2和O2，A项错误；图甲中薄膜下H得电子生成H2，而上部为OH失电子生成O2，B项错误；图乙中负极为H2反应，C项错误。11镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在放电过程中的总反应方程式是NiOOHMH=Ni(OH)2M。下列说法错误的是()A放电过程中负极的电极反应式：MHOHe=H2OMB放电过程中OH从正极向负极迁移C放电时若有1 mol M生成，则转移的电子数目为NA(NA为阿伏加德罗常数的值)DNiMH电池中不能用KOH溶液作电解质溶液D解析NiMH电池可以用KOH溶液作电解质溶液，D项错误。12液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab电极上发生氧化反应Ba电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从a电极经过负载流向b电极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜B解析A项，b电极上发生还原反应，错误；C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，电流方向则相反，错误；D项，正极上生成氢氧根离子，所以离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。13被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在另一边镀二氧化锰。在纸内是离子“流过”水合氧化锌组成的电解液。电池的总反应方程式为Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。下列说法正确的是()A该电池的正极为锌B该电池的反应中二氧化锰起催化作用C当0.1 mol Zn完全消耗时，流经电解液的电子个数约为1.2041023D电池的正极反应式为2MnO22H2O2e=2MnO(OH)2OHD解析该装置中，锌元素化合价由0变为2，所以锌作负极，A项错误；该反应中，锰元素化合价由4变为3，所以二氧化锰作正极，B项错误；电子不进入电解质溶液，C项错误；正极上二氧化锰得电子，电极反应式为2MnO22H2O2e=2MnO(OH)2OH，D项正确。14某种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生反应的总化学方程式：_。(2)此电池的正极电极反应式：_。负极电极反应式：_。(3)电解液中H向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4)使用该燃料电池的另一个好处是_。解析(1)燃料电池的总反应为燃料的燃烧反应，在酸性条件下生成的CO2不与H2SO4反应，故电池反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O。(2)电池的正极O2得电子，由于是酸性环境，所以会生成H2O，用电池反应减去正极反应即可得出负极的电极反应式。(3)H移向正极，在正极生成水。(4)产物是CO2和H2O，不会对环境造成污染。答案(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正负极(4)对环境无污染15美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图所示：两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。(1)a极是_极，b极是_极，电极a反应式为_；电极b反应式为_；总的电池反应为_。(2)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。假设电池容积为100 L，电池反应前KOH的物质的量浓度为 5 mol/L，试计算每生成270 g水转移电子的物质的量是_ mol。(3)上述电池反应的电解质是KOH溶液，如果电解质溶液改为硫酸溶液，那么电池中a极的电极反应式：_。电池中b极的电极反应式：_。答案(1)负正2H24OH4e=4H2OO22H2O4e=4OH 2H2 O2=2H2O(2)30(3)2H24e=4HO24H4e=2H2O- 7 -