2025-2026年四川省部编版高三化学第7课化学与能源练习题

2025-2026年四川省部编版高三化学第7课化学与能源练习题一、单选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.下列关于化学能与热能相互转化的说法中，正确的是（）A.燃烧反应中化学能一定转化为热能和光能，但热能可能转化为化学能B.原电池工作时，负极发生的反应是化学能转化为电能C.吸热反应在任何条件下都不能自发进行D.放热反应的ΔH一定为负值，吸热反应的ΔH一定为正值参考答案：D解析：化学能与热能的转化遵循能量守恒定律。选项A错误，热能一般不自发转化为化学能；选项B错误，负极发生氧化反应，将化学能转化为电能和活性物质；选项C错误，吸热反应在高温条件下可能自发进行；选项D正确，放热反应释放能量，ΔH为负值，吸热反应吸收能量，ΔH为正值。2.某燃料电池以KOH溶液为电解质，甲烷为燃料，氧气为氧化剂。下列说法正确的是（）A.正极反应式为CH4+2O2→CO2+2H2OB.负极反应式为4OH⁻-4e⁻→2H2O+O2↑C.电池工作时，电子从负极流向正极D.电池总反应与甲烷直接燃烧的化学方程式相同参考答案：C解析：燃料电池中，甲烷在负极失电子被氧化，氧气在正极得电子被还原。选项A错误，正极反应应为O2+2H2O+4e⁻→4OH⁻；选项B错误，负极反应应为CH4+10OH⁻-8e⁻→CO3²⁻+7H2O；选项C正确，电子在外电路中从负极流向正极；选项D错误，电池反应为CH4+2O2+2KOH→K2CO3+3H2O，与燃烧反应不同。3.下列关于太阳能电池的说法中，不正确的是（）A.硅太阳能电池的原理是将光能直接转化为电能B.光伏电池的效率受光照强度、温度和材料纯度的影响C.光伏电池工作时，需要外部电路提供电子D.硅太阳能电池的主要成分是硅单质，其导电性与金属相似参考答案：C解析：光伏电池工作时，光子激发半导体中的电子跃迁，产生电流，无需外部电路提供电子。选项A正确，硅太阳能电池利用PN结的光生伏特效应；选项B正确，光照强度和温度影响光生载流子数量，材料纯度影响光电转换效率；选项C错误，光伏电池自身能产生电流；选项D正确，硅是半导体，导电性介于导体和绝缘体之间，但优于绝缘体。4.某原电池装置如图所示（左侧锌电极，右侧铜电极，中间用盐桥连接），下列说法正确的是（）A.电子从锌电极通过外电路流向铜电极B.盐桥中的阳离子向铜电极移动C.锌电极发生还原反应D.电池工作一段时间后，左侧溶液pH值增大参考答案：B解析：锌为负极，铜为正极。选项A正确，电子从负极锌电极流向正极铜电极；选项B正确，盐桥中阳离子（如K⁺）向正极移动以平衡电荷；选项C错误，锌电极发生氧化反应（Zn→Zn²⁺+2e⁻）；选项D错误，锌电极失电子，左侧溶液中H⁺浓度增大，pH值减小。5.下列关于氢能的说法中，不正确的是（）A.氢气的燃烧热为-285.8kJ/mol，说明1molH2完全燃烧释放285.8kJ热量B.氢燃料电池的产物是水和二氧化碳C.氢气的燃烧热越高，其作为燃料的热值越大D.氢气的燃烧热与碳氢化合物的燃烧热计算方法相同参考答案：B解析：氢燃料电池产物只有水，无二氧化碳。选项A正确，燃烧热定义是1mol物质完全燃烧放出的热量；选项B错误，氢燃料电池产物为H2O；选项C错误，燃烧热越低，单位质量燃料放热越多，热值越大；选项D正确，燃烧热计算均基于化学计量学。6.某化学兴趣小组设计了一个电解水的实验装置，使用惰性电极。下列说法正确的是（）A.通电一段时间后，阳极产生无色气体，阴极产生红棕色气体B.电解饱和食盐水时，阳极产物是氯气，阴极产物是氢气C.电解水的总反应式为2H2O→2H2↑+O2↑D.电解硫酸铜溶液时，阳极产物是铜单质，阴极产物是氧气参考答案：C解析：电解水时，阳极产生氧气（无色），阴极产生氢气（无色）。选项A错误，红棕色气体为NO2，与电解水无关；选项B正确，电解饱和食盐水（氯碱工业）阳极产生Cl2，阴极产生H2；选项C正确，电解水的总反应式为2H2O→2H2↑+O2↑；选项D错误，阳极产生Cu²⁺，阴极产生Cu单质。7.下列关于生物质能的说法中，不正确的是（）A.生物质能是可再生能源，来源于植物的光合作用B.生物质能的利用方式包括直接燃烧、发酵和气化C.生物质能的转化效率高于化石能源D.生物质能的利用可以减少温室气体排放参考答案：C解析：生物质能转化效率通常低于化石能源。选项A正确，生物质能是太阳能的间接转化形式；选项B正确，生物质能利用方式多样；选项C错误，生物质能转化效率受技术限制，一般低于化石能源；选项D正确，生物质能燃烧产物CO2与光合作用吸收的CO2相抵消，且可替代化石能源减少其他温室气体排放。8.某新型电池以铝为负极，石墨为正极，电解质为熔融盐。下列说法正确的是（）A.正极反应式为Al+3OH⁻-3e⁻→AlO2⁻+2H2OB.电池工作时，电子从铝电极通过外电路流向石墨电极C.熔融盐中的阳离子向铝电极移动D.电池总反应式为2Al+3O2→Al2O3参考答案：B解析：铝为负极，石墨为正极。选项A错误，正极反应应为O2+2e⁻→O²⁻（或与Al³⁺结合）；选项B正确，电子从负极铝电极流向正极石墨电极；选项C正确，阳离子（如Na⁺）向负极移动；选项D错误，总反应应为4Al+3O2→2Al2O3（需考虑电子转移平衡）。9.下列关于核能的说法中，不正确的是（）A.核能的利用方式包括核裂变和核聚变B.核裂变过程中释放的能量主要来自质量亏损C.核聚变反应堆目前尚未实现商业化应用D.核能的利用可以完全替代化石能源参考答案：D解析：核能无法完全替代化石能源，存在技术、安全和成本问题。选项A正确，核能利用方式包括核裂变（如核电站）和核聚变（实验阶段）；选项B正确，核能释放基于质能方程E=mc²；选项C正确，核聚变技术尚在发展中；选项D错误，核能需与其他能源协同发展。10.下列关于能源储存的说法中，不正确的是（）A.锂离子电池的储能原理是锂离子在正负极材料中的嵌入和脱出B.钠硫电池的放电过程是Na与S发生氧化还原反应C.液态氢储能的效率高于锂电池储能D.电容储能的功率密度高于锂电池储能参考答案：C解析：锂电池储能效率通常高于液态氢储能。选项A正确，锂离子电池通过Li⁺嵌入/脱出工作；选项B正确，钠硫电池放电时Na与S反应生成Na₂S₂；选项C错误，液态氢储能涉及压缩和液化损耗，效率低于锂电池；选项D正确，电容储能速度快，功率密度高。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.化石能源主要包括______、______和______，其燃烧产物是______和______，会导致______效应。参考答案：煤、石油、天然气；CO2、H2O；温室2.原电池中，电子流出的一极是______极，该极发生______反应，溶液中的______向该极移动。参考答案：负；氧化；阳离子3.氢燃料电池的负极反应式为______，正极反应式为______（以KOH溶液为电解质）。参考答案：H2+2OH⁻-2e⁻→2H2O；O2+2H2O+4e⁻→4OH⁻4.电解饱和食盐水时，阳极产物是______，阴极产物是______，总反应式为______。参考答案：Cl2；H2；2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑5.生物质能的利用方式包括______、______和______，其优点是______和______。参考答案：直接燃烧；发酵；气化；可再生能源；环境友好6.核裂变反应堆中，常用的核燃料是______，其裂变产物可能包括______和______，裂变过程中释放的能量主要来自______。参考答案：U-235；裂变碎片；中子；质量亏损7.锂离子电池的充放电过程，锂离子在______中嵌入和脱出，正极材料常用______，负极材料常用______。参考答案：电解质；LiCoO2；石墨8.太阳能电池的原理是将______能转化为______能，其效率受______、______和______等因素影响。参考答案：光；电；光照强度；温度；材料纯度9.生物质能的化学基础是______作用，其储存的能量来源于______。参考答案：光合；太阳能10.电化学储能的装置包括______、______和______，其优点是______和______。参考答案：锂离子电池；燃料电池；超级电容器；能量密度高；循环寿命长三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.燃料电池是将化学能直接转化为电能的装置，其效率高于热机。（√）2.原电池工作时，电子从正极流向负极。（×）3.电解水时，阳极产生氧气，阴极产生氢气，该过程是化学能转化为电能。（×）4.生物质能是可再生能源，但其转化效率低于化石能源。（√）5.核裂变反应堆中，中子轰击U-235会发生链式反应，释放巨大能量。（√）6.锂离子电池的放电过程是锂离子在正极嵌入，负极脱出。（×）7.太阳能电池的效率受光照强度、温度和材料纯度的影响，但与光照时间无关。（×）8.电解饱和食盐水时，阳极产物是氯气，阴极产物是氢气，该过程是电能转化为化学能。（√）9.生物质能的利用方式包括直接燃烧、发酵和气化，其中发酵产物是沼气。（√）10.电化学储能的装置包括锂离子电池、燃料电池和超级电容器，其优点是能量密度高、循环寿命长。（√）四、简答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）1.简述原电池的工作原理，并举例说明其应用。参考答案：原电池是利用自发的氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。工作原理：（1）负极发生氧化反应，失电子；正极发生还原反应，得电子；（2）电子通过外电路从负极流向正极；（3）电解质溶液中的离子（如阳离子）向正极移动，阴离子向负极移动，以平衡电荷。应用：例如，锌锰干电池（负极Zn，正极MnO₂），用于手电筒、遥控器等。2.解释氢燃料电池的优缺点，并说明其工作原理。参考答案：氢燃料电池优点：（1）能量转化效率高（可达60%以上）；（2）产物是水，无污染；（3）燃料来源广泛（水电解、天然气重整等）。缺点：（1）氢气制取和储存成本高；（2）催化剂（如铂）价格昂贵；工作原理：氢气在负极失电子生成质子，质子通过电解质膜到达正极，与氧气反应生成水，同时电子通过外电路形成电流。3.比较生物质能与化石能源的异同点。参考答案：相同点：（1）均为能源形式，可提供热量或驱动机械；（2）均涉及碳循环（生物质能通过光合作用固定碳）。不同点：（1）来源：生物质能来自生物体，化石能源来自古代生物遗骸；（2）可再生性：生物质能可再生，化石能源不可再生；（3）环境影响：生物质能燃烧产物CO2与光合作用相抵消，化石能源燃烧导致温室效应。4.简述太阳能电池的工作原理，并说明其发展面临的挑战。参考答案：工作原理：（1）半导体材料（如硅）的PN结在光照下产生光生载流子（电子-空穴对）；（2）内建电场将光生电子和空穴分离，电子流向N型区，空穴流向P型区；（3）形成光电流，通过外电路输出电能。挑战：（1）效率有限（目前商业硅电池效率约20%）；（2）制造成本高；（3）材料稳定性（如高温、光照老化）；（4）间歇性供电（依赖太阳光照）。五、应用题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）1.某化学兴趣小组设计了一个电解水的实验装置，使用惰性电极。请写出阳极和阴极的电极反应式，并说明如何检验产物。参考答案：阳极反应式：2H₂O-4e⁻→O₂↑+4H⁺；阴极反应式：4H⁺+4e⁻→2H₂↑。检验方法：（1）阳极产物（O₂）：将带火星的木条靠近阳极，木条复燃，证明是氧气；（2）阴极产物（H₂）：用燃着的木条靠近阴极，产生爆鸣声，证明是氢气。2.某新型电池以铝为负极，石墨为正极，电解质为熔融盐（如Na₃AlF₆）。请写出电池的负极反应式，并说明该电池的潜在应用。参考答案：负极反应式：Al-3e⁻→Al³⁺。潜在应用：该电池具有高能量密度和低温性能，可用于电动汽车、便携式电子设备等。3.某地区计划利用生物质能发电，主要原料为农作物秸秆。请简述生物质能发电的工艺流程，并说明其优点。参考答案：工艺流程：（1）收集和预处理：秸秆粉碎、干燥；（2）气化：在高温缺氧条件下，秸秆转化为合成气（CO、H₂）；（3）燃烧：合成气燃烧产生热量；（4）发电：热能驱动汽轮机发电。优点：（1）可再生能源，减少对化石能源依赖；（2）减少废弃物焚烧污染；（3）促进农业经济发展。4.某城市计划建设氢燃料电池汽车示范项目，请说明氢燃料电池汽车的优缺点，并提出一些建议以提高其推广可行性。参考答案：优点：（1）零排放，环保；（2）能量转化效率高；（3）续航里程长。缺点：（1）氢气制取和储存成本高；（2）基础设施不完善；建议：（1）研发低成本制氢技术（如电解水）；（2）建设氢气加注站网络；（3）政府补贴和政策支持；（4）推广与电池汽车协同发展。【标准答案及解析】一、单选题1.D2.C3.C4.A5.B6.C7.C8.B9.D10.C二、填空题1.煤、石油、天然气；CO2、H2O；温室2.负；氧化；阳离子3.H2+2OH⁻-2e⁻→2H2O；O2+2H2O+4e⁻→4OH⁻4.Cl2；H2；2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑5.直接燃烧；发酵；气化；可再生能源；环境友好6.U-235；裂变碎片；中子；质量亏损7.电解质；LiCoO2；石墨8.光；电；光照强度；温度；材料纯度9.光合；太阳能10.锂离子电池；燃料电池；超级电容器；能量密度高；循环寿命长三、判断题1.√2.×3.×4.√5.√6.×7.×8.√9.√10.√四、简答题1.参考答案：原电池是利用自发的氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。工作原理：（1）负极发生氧化反应，失电子；正极发生还原反应，得电子；（2）电子通过外电路从负极流向正极；（3）电解质溶液中的离子（如阳离子）向正极移动，阴离子向负极移动，以平衡电荷。应用：例如，锌锰干电池（负极Zn，正极MnO₂），用于手电筒、遥控器等。2.参考答案：氢燃料电池优点：（1）能量转化效率高（可达60%以上）；（2）产物是水，无污染；（3）燃料来源广泛（水电解、天然气重整等）。缺点：（1）氢气制取和储存成本高；（2）催化剂（如铂）价格昂贵；工作原理：氢气在负极失电子生成质子，质子通过电解质膜到达正极，与氧气反应生成水，同时电子通过外电路形成电流。3.参考答案：相同点：（1）均为能源形式，可提供热量或驱动机械；（2）均涉及碳循环（生物质能通过光合作用固定碳）。不同点：（1）来源：生物质能来自生物体，化石能源来自古代生物遗骸；（2）可再生性：生物质能可再生，化石能源不可再生；（3）环境影响：生物质能燃烧产物CO2与光合作用相抵消，化石能源燃烧导致温室效应。4.参考答案：工作原理：