第1頁(yè)/共1頁(yè)2020-2024北京重點(diǎn)校高一（下）期末化學(xué)匯編化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能—電池（魯科版）一、單選題1．（2020北京第十二中學(xué)高一下期末）自熱食品不用火電，將水倒在發(fā)熱包上，發(fā)熱包遇水自動(dòng)升溫，從而加熱食物。發(fā)熱包的主要成分是：生石灰、鐵粉、焦炭粉、活性炭、碳酸鈉、焙燒硅藻土等，下列說(shuō)法不正確的是A．生石灰和水反應(yīng)生成熟石灰放出熱量B．熟石灰和碳酸鈉反應(yīng)：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOHC．過(guò)程中形成許多微小的鐵碳原電池，其中碳做正極D．鐵碳原電池的正極反應(yīng)為：O2+4e－+4H+=2H2O2．（2024北京北師大附中高一下期末）燃料電池法可以處理高濃度氨氮廢水，原理的示意圖如下(忽略溶液體積的變化)。注：質(zhì)子交換膜只允許通過(guò)。下列說(shuō)法不正確的是A．通過(guò)質(zhì)子交換膜向a極室遷移B．工作一段時(shí)間后，a極室中減小C．電極b的電極反應(yīng)：D．電池的總反應(yīng)：二、填空題3．（2020北京第十二中學(xué)高一下期末）化學(xué)物質(zhì)在汽車(chē)的動(dòng)力、安全等方面有著極為重要的作用。(1)汽油是以C8H18為主要成分的混合烴類(lèi)。C8H18燃燒的化學(xué)方程式是。(2)汽車(chē)尾氣中含有NO，CO等污染物。其中NO生成過(guò)程的能量變化示意圖如圖。由該圖形數(shù)據(jù)計(jì)算可得，該反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車(chē)尾氣中NO的含量，其工作原理如圖所示：①NiO電極上發(fā)生的是反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)②外電路中，電子流動(dòng)方向是從電極流向電極(填“NiO”或“Pt”)。③Pt電極上的電極反應(yīng)式為。(4)電動(dòng)汽車(chē)普遍使用鋰離子電池。某鋰離子電池反應(yīng)：FePO4+LiLiFePO4。①放電時(shí)，Li做電池的極。②Na也可以做電池的電極，但Li做電極更有優(yōu)勢(shì)。試解釋原因。(5)安全性是汽車(chē)發(fā)展需要解決的重要問(wèn)題.汽車(chē)受到強(qiáng)烈撞擊時(shí)，預(yù)置在安全氣囊內(nèi)的化學(xué)藥劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，氣囊迅速?gòu)棾觥Ｄ撤N產(chǎn)氣藥劑主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3，已知NaN3在猛烈撞擊時(shí)分解產(chǎn)生兩種單質(zhì)，并放出大量的熱。①推測(cè)Fe2O3的作用是。②結(jié)合化學(xué)方程式解釋NaHCO3的作用。③結(jié)合上述例子，在設(shè)計(jì)氣囊中所運(yùn)用的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，需要考慮的角度有(填代號(hào)，可多選)。a.反應(yīng)速率b.

反應(yīng)限度

c．氣體的量d.

氣體毒性e.反應(yīng)的能量變化三、解答題4．（2020北京人大附中高一下期末）NOx是汽車(chē)尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，寫(xiě)出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：。(2)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。(3)在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中，安裝催化轉(zhuǎn)化器可有效降低NOx的排放。①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫(xiě)出NO被CO還原的化學(xué)方程式：。②當(dāng)尾氣中空氣過(guò)量時(shí)，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬氧化物對(duì)NOx的吸收能力逐漸增強(qiáng)。(4)通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下：①NiO電極上發(fā)生的反應(yīng)是(填氧化或還原)。②寫(xiě)出Pt電極的電極反應(yīng)式：。5．（2024北京清華附中高一下期末）神舟十八號(hào)載人飛船發(fā)射取得成功，標(biāo)志著我國(guó)航天事業(yè)的飛速發(fā)展。(1)氫氧燃料電池是短壽命載人航天器電源的一個(gè)合適的選擇。下圖是一種堿性氫氧燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖。①電池的正極是(填“a”或“b”)，該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是。②電池工作時(shí)產(chǎn)生的水會(huì)以水蒸氣的形式被氣體物質(zhì)帶出，在出口加裝冷凝器可以將水回收，冷凝器應(yīng)裝在出口(填“c”或“d”)處。③電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液會(huì)因稀釋及吸收CO2而變質(zhì)，此時(shí)電解質(zhì)溶液的pH將(填“升高”或“降低”)。(2)火箭推進(jìn)器內(nèi)氫氧燃燒的簡(jiǎn)化反應(yīng)歷程如圖所示，分析其反應(yīng)機(jī)理：該歷程分i-iv步進(jìn)行，由第步變化中0(填“>”、“=”、“<”)可推斷H—O鍵能大于H—H鍵能。(3)載人航天器中氧氣的再生是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在金屬鎳的催化作用下，利用反應(yīng)A可將人呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷和水，配合太陽(yáng)能電解水可以實(shí)現(xiàn)氧氣的再生(大體流程如圖)①反應(yīng)A為已知：

反應(yīng)A的②用代替反應(yīng)A，可實(shí)現(xiàn)氫、氧元素完全循環(huán)利用，缺點(diǎn)是使用一段時(shí)間后金屬鎳催化劑的催化效果會(huì)明顯下降，其原因是。

參考答案1．D【詳解】A.生石灰和水反應(yīng)生成熟石灰屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中放出熱量，A正確；B.熟石灰和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH，B正確；C.過(guò)程中形成許多微小的鐵碳原電池，鐵屬于活潑的金屬，鐵是負(fù)極，其中碳做正極，C正確；D.溶液顯堿性，鐵碳原電池的正極反應(yīng)為：O2+4e－+2H2O＝4OH－，D錯(cuò)誤；答案選D。2．B【分析】由圖可知，b電極銨根離子生成氮?dú)?，說(shuō)明銨根離子被氧化，為原電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為；，則a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O2+4e－+4H+＝2H2O，據(jù)此進(jìn)行解答。【詳解】A．原電池中，陽(yáng)離子移向正極，即H+通過(guò)質(zhì)子交換膜向a極室遷移，故A正確；B．a(chǎn)為正極，電極反應(yīng)為：O2+4e－+4H+＝2H2O，轉(zhuǎn)移4mol電子的同時(shí)有4molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜向a極室遷移，但是由于有水生成，故工作一段時(shí)間后，a極室中稀硫酸的濃度減小，但a極室中不變，故B錯(cuò)誤；C．由上述分析可知，b的電極反應(yīng)式為；，故C正確；D．b的電極反應(yīng)式為；，a極反應(yīng)為：O2+4e－+4H+＝2H2O，故總反應(yīng)為：，故D正確；故選B。3．2C8H18+25O216CO2+18H2O吸熱氧化NiOPtO2+4e?=2O2?負(fù)極單位質(zhì)量的Li提供的電子比Na的多Fe2O3氧化金屬Na2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O吸收熱量，同時(shí)釋放CO2abcde【詳解】(1)C8H18燃燒生成二氧化碳和水，化學(xué)方程式為2C8H18+25O216CO2+18H2O；(2)該反應(yīng)的反應(yīng)熱=反應(yīng)物斷鍵吸收的能量-生成物形成釋放出的能量=(946+498)kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol，說(shuō)明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；(3)①根據(jù)O2-的移動(dòng)方向可知Pt電極為正極，O2得電子被還原生成O2-，所以NiO電極為負(fù)極，NO失電子被氧化結(jié)合O2-生成NO2。②原電池外電路中電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向正極，即從NiO電極流向Pt電極；③Pt電極上O2得電子被還原生成O2-，電極反應(yīng)式為O2+4e?=2O2?；(4)①放電時(shí)Li被氧化，所以L(fǎng)i做電池的負(fù)極；②Li的相對(duì)原子質(zhì)量小于Na，且二者被氧化均生成+1價(jià)陽(yáng)離子，單位質(zhì)量的Li提供的電子比Na的多，所以L(fǎng)i做電極更有優(yōu)勢(shì)；(5)①NaN3在猛烈撞擊時(shí)分解產(chǎn)生兩種單質(zhì)，應(yīng)為Na和N2，金屬Na活潑性很強(qiáng)，為防止發(fā)生危險(xiǎn)，添加Fe2O3將金屬Na氧化；②已知NaN3在猛烈撞擊時(shí)分解并放出大量的熱，碳酸氫鈉受熱易分解：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O，該反應(yīng)可吸收熱量，作冷卻劑，同時(shí)釋放CO2，使產(chǎn)生的氣體更多；③結(jié)合上述例子可知在設(shè)計(jì)氣囊中所運(yùn)用的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，汽車(chē)受到強(qiáng)烈氣囊要迅速?gòu)棾鏊孕枰紤]反應(yīng)速率；為了達(dá)到保護(hù)作用，產(chǎn)生的氣體要足量，所以需要考慮反應(yīng)限度氣體的量，而且產(chǎn)生的氣體不能有毒；同時(shí)還要考慮反應(yīng)過(guò)程中的能量變化，防止反應(yīng)引起溫度的驟變，造成傷害，故選abcde?！军c(diǎn)睛】原電池中負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；陽(yáng)離子流向正極，陰離子流向負(fù)極；電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向正極。4．(1)(2)(3)根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為IIA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大(4)氧化【詳解】（1）NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式；（2）根據(jù)能量變化示意圖，氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮的反應(yīng)熱，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為；（3）NO被CO還原的化學(xué)方程式為；尾氣中空氣過(guò)量時(shí)，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽，其吸收能力順序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO，原因是根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為IIA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬氧化物對(duì)NOx的吸收能力逐漸增強(qiáng)；（4）此裝置為原電池，正極為Pt電極，Pt電極的電極反應(yīng)式為，負(fù)極為NiO電極，由Pt電極向NiO電極遷移，則NiO電極上發(fā)生的反應(yīng)是，為氧化反應(yīng)。5．(1)bc降低(2)iii<(3)-164.9生成物碳顆粒會(huì)附著在催化劑表面，影響催化劑效果【詳解】（1）①由圖可知，電極b通入氧氣，氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則電極b為正極；電極反應(yīng)為：；②由圖可知，在電極a出通入氫氣，電極反應(yīng)為：H2+2e-+2OH-=2H2O；則水從c口回收；③電解質(zhì)溶液