高中化学-2.2-化学能与电能课时作业

现吨市安达阳光实验学校【红对勾】高中化学2.2化学能与电能课时作业2必修2一、选择题(每小题3分，共42分，每小题有1－2个正确选项)1.根据以下叙述，回答(1)、(2)题。能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以用自然界量存在的水来制取。(1)下列叙述正确的是()A．电能是二级能源B．水力是二级能源C．天然气是一级能源D．焦炉气是一级能源(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是()A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D．寻找特殊化学物质，用于廉价能源，以分解水制氢气解析：很容易判断出第(1)题正确选项为A、C。第(2)问中A的错误有两个：一是构成水分子中的氢不可燃(因为氢为＋1价，不能再被氧化)，二是水不分解时，氢若为能源是一次能源；C中，催化剂可加快反的速率，但不能改变反的热效，水分解是吸热反，因此不能释放能量。故选A、C。答案：(1)AC(2)AC2.下列说法不正确的是()A．当今社会人们所需能量的绝大是由化学反产生的B．人类目前对于能源的利用处于化石能源时代C．人体生命活动所需的能量，是由氧化还原反提供的D．凡是吸热的化学反均不利于造福人类解析：有的吸热反对人类很重要，如氢能源的研究，吸热反或放热反对人类是否有利要看具体反。答案：D3.下列说法不正确的是()A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2有害气体C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低解析：化石燃料只能在适当的温度和氧气充足的情况下才能充分燃烧。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染环境的CO、SO2有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料，不仅能减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，所以A、D选项的说法是错误的。答案：AD4.如图，锌锰干电池在放电时总反方程式可表示为：Zn(s)＋2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Zn2＋＋Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O，在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反的物质是()A.Zn B.碳C.MnO2和NHeq\o\al(＋,4) D.Zn2＋和NH3解析：原电池正极是电子流入的一极，氧化剂在此处得电子被还原。而总反中MnO2所含Mn元素的化合价降低，说明MnO2被还原，为氧化剂。答案：C5.如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是()A．a电极是负极B．b电极的电极反为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．氢氧燃料电池是一种具有用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂储藏在电池内的型发电装置解析：氢氧燃料电池的总化学方程式为2H2＋O2=2H2O，因此a电极上发生电极反是2H2－4e－=4H＋，a电极是负极；b电极上发生反：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，b电极是正极，以上电极反式，适用于电解质溶液为Na2SO4溶液；氢氧燃料电池的能量效率较高，且产物是H2O，是一种无污染物质，是一种具有用前景的绿色能源。氢氧燃料电池通入H2、O2，就能工作，无需将H2、O2储蓄在电池内部。答案：B6.废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是()A．把锌皮取下洗净用于室制氢气B．碳棒取出洗净用作电极C．把铜帽取下洗净回收利用D．电池内部填有NH4Cl化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用解析：废电池的黑色糊状物中含有NH4Cl，还含有MnO2及有毒的重金属。答案：D7.微型纽扣电池在生活中有广泛用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电池总反为Ag2O＋Zn=2Ag＋ZnO，据此判断下列叙述，其中正确的是()A．Ag2O是正极，Zn是负极B．正极反式为：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－C．在使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极D．Zn极发生还原反，Ag2O极发生氧化反解析：本题要求学生将原电池原理用到题目创设的情景中去解决问题。分析电池总反的电子得失情况可知，原电池工作时，Ag2O被还原，Zn被氧化，因此，Ag2O作正极，Zn作负极。Zn被氧化产生ZnO，可看做Zn(OH)2失水的产物，电解质溶液为KOH，则电极反为：正极：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－负极：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O由此判断，A、B正确，C、D不正确。点评：在书写电极反时，要注意电解质溶液对产物存在形式的影响，碱性介质的电极反中不能出现H＋，酸性介质的电极反中不能出现OH－，如：氢氧燃料电池，若碱溶液作电解质溶液，电极反为正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－负极：2H2＋4OH－－4e－=4H2O若酸溶液作电解质溶液，则电极反为：正极：O2＋4H＋＋4e－=2H2O负极：2H2－4e－=4H＋答案：AB8.锂电池是一代型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍，目前已研制多种锂电池。某种锂电池的总反式为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A.Li是正极，电极反为Li－e－=Li＋B.Li是负极，电极反为Li－e－=Li＋C.Li是负极，电极反为MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D.Li是负极，电极反为Li－2e－=Li2＋解析：本题根据总反判断Li被氧化，为负极材料，其失电子成为Li＋，正极放电的为MnO2，若已知电池总反而要写电极反式，这类题的一般处理方法是：根据“负失氧、正得还”的规律容易先判断负极材料，负极材料若是金属，则失电子而变为相阳离子(注意：Fe失电子变为Fe2＋)，负极材料若是其他被氧化的物质(如氢氧燃料电池中的H2、甲烷燃料电池中的CH4)，则失电子变为相氧化产物，然后再推断正极反。答案：B9.有一型燃料电池，是用两根金属做电极插入KOH溶液中，然后向X极通入CH4，向Y极通入O2，关于此燃料电池的说法错误的是()A．通入CH4的X极是负极，通入O2的Y极是正极B.放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量不变C．在状况下，通入5.6LO2，完全反时有1.0mol电子转移D．放电时，通入甲烷一极附近的pH升高 解析：由题意可推知出甲烷－氧气燃料电池的总反为：CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O。在通入甲烷一极需消耗KOH，因此pH必降低，KOH的物质的量必减小；由正极反式O2＋2H2O＋4e－=4OH－可知，当消耗O2：eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.25mol时，转移电子的物质的量为4×0.25mol＝1.0mol。答案：BD10.碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)下列说法错误的是()A．电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g解析：根据总反式中元素化合价的变化，可知电池工作时，锌失电子作电源的负极，在正极上MnO2发生得电子的还原反，因此电池工作时，外电路上电子由电池的负极流向正极，因此A、B两项正确，C项错误。由关系式Zn～2e－可知，D选项正确。答案：C点评：原电池知识是高考的之一，本题以锌－锰碱性电池的有关问题为载体，考查学生熟练用原电池基础知识解决实际问题的能力。解答本题的关键是对原电池基础知识的熟练掌握，并灵活用。11.太平里社区举办“知识竞答活动”。70岁的李奶奶也是参赛选手。她刚上场，就让这样一道题难住了：在下列哪组能源中，都是不可再生的能源。这时，14岁的孙女在她的背后轻声提醒：“奶奶，有些能源是用一点少一点，用完了就没啦，这叫不可再生的，就像您常说的得省着用；有些能源不用白不用，用了还有，这就叫可再生的，就该多使用。”李奶奶听了恍然。于是，她选择了正确的答案。你知道她选择了哪一组吗？()A．太阳能、风能、波浪能B．、煤炭、天然气C．热能、生物能、原子能解析：有了孙女的轻声提醒，奶奶自然会选B。答案：B12.小青、小燕和小亮正在一起讨论能源问题。小青说：“除了有太阳能、风能、核能、潮汐能外，我记得老师说过，生物能也是能源。如现在农村用农作物的秸秆和人畜的粪便作原料生产沼气，用它来做饭、照明。”小燕想了想说：“现在用甘蔗、甜菜、粮食，还有谷壳、锯末、木屑、果壳，可以生产酒精，代替汽油，这是生物能，也算能源吧。”小亮表示了不同的意见，他说：“生物能不都是能源吧？沼气就是老技术了，怎么能算能源呢？”谁的说法是错误的？()A．小青B．小燕C．小亮解析：生物能是一种而且是可再生的能源。例如农作物秸秆可通过太阳光用得到。生物能属于能源。答案：C13.可逆反mA＋nBxC(A、B、C均是气体)，已知v(A)＝amol·L－1·min－1，v(B)＝bmol·L－1·min－1;v(C)＝cmol·L－1·min－1，则X的值为()A.eq\f(bc,n) B.eq\f(ac,n)C.eq\f(nc,b) D.eq\f(mc,b)解析：由反速度之比于方程式前的化学计量数之比得eq\f(vC,vA)＝eq\f(x,m)，则x＝m·eq\f(vC,vA)＝eq\f(m·cmol·L－1·min－1,amol·L－1·min－1)＝eq\f(mc,a)或x＝n·eq\f(vC,vB)＝n·eq\f(c,b)，故C为正确选项。答案：C14.绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源。如一级能源中的水能、地热、天然气，二级能源中的电能、氢能。下列能源属于绿色能源的是()①太阳能②风能③④煤⑤潮汐能⑥木材A.①②③ B.③④⑤C.④⑤⑥ D.①②⑤解析：③、④、⑥会产生大量污染大气的气体，而①、②、⑤是清洁能源。答案：D二、填空题(共48分)15.(12分)能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请回答下列有关问题：(1)人类利用能源分为三个阶段，即________、________、________。(2)矿物能源是人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是()A. B.煤C.天然气 D.生物能请以C、CnH2n＋2、CH4为代表，写出燃烧的化学方程式：________________________；________________________；________________________。并比较分析质量的三种燃料完全燃烧，对环境的负面影响最小的是________。(3)有人对能源提出以下看法：A.化石能源属于不可再生能源，只会越用越少。B.生物能是一种可再生能源，有广泛的前景。C.太阳能、氢能、核能、地壳地表能都属于能源。D.我国人口众多、资源相对缺乏、环境承载能力较弱，因此要节约型社会。对上述看法你认为合理的有________。解析：(1)柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。(2)DC＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2；CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(点燃))nCO2＋(n＋1)H2O；CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O；CH4。(3)A、B、C、D16.(12分)下列是用化学方程式表示的化学变化，请在每小题后的横线上注明能量的转化形式。(1)Zn＋Ag2O＋H2Oeq\o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))Zn(OH)2＋2Ag__________________________________________________________________________________________________________________________________(2)2C2H2＋5O2eq\o(=,\s\up15(点燃))4CO2＋2H2O______________________________________________________________________________________________________________________________________(3)6H2O＋6CO2eq\o(=,\s\up15(光),\s\do15(叶绿体))C6H12O6＋6O2_____________________________________________________________________________________________________________________________________(4)CaCO3eq\o(=,\s\up15(高温))CaO＋CO2↑___________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：能量可以相互转化，能量间的转化形式是多种多样的，根据化学反的条件和反实质可以判断。答案：(1)放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能(2)化学能转化为热能(3)太阳能(光能)转化为化学能(4)热能转化为化学能17.(12分)(1)今有2H2＋O2eq\o(=,\s\up15(KOH))2H2O反，构成燃料电池，则负极通的是________，正极通的是________，电极反式为：________、________。(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反式为________、________，(1)和(2)的电解液不同，反进行后，其溶液的pH各有何变化？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反式为___________________________________________________________。解析：解决此题的关键是弄电池的有关概念，根据电池反式可知H2在反中被氧化，O2被还原；H2在负极上反，O2在正极上反。又因为是碱性溶液不可能有H＋参加或生成，故负极反为：2H2＋4OH－－4e－=4H2O，正极反为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。若将导电物质换成酸性溶液，此时考虑不可能有OH－参加反，也不可能有OH－生成，负极：2H2－4e－=4H＋，正极：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。由于前者在碱性条件反，KOH量不变，但工作时H2O增多，故溶液变稀，pH将变小；而后者为酸溶液，H2SO4不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。如把H2改为甲烷用KOH作导电物质，则负极：CH4＋10OH－－8e－→COeq\o\al(2－,3)＋7H2O，正极：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－，此时不会有CO2放出。答案：(1)H2O2负极：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)负极：2H2－4e－=4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－=2H2O(1)中pH变小，(2)中pH变大。(3)负极：CH4＋10OH－