高一化学2.2《化学能与电能》课时作业新能源电池和能源利用课件新人教版必修2

欢迎进入化学课堂 第二章化学反应与能量 第二节化学能与电能 课时作业2 新能源电池和能源利用 1 一次能源和二次能源 1 一次能源 的能源 如流水 风力 原煤 石油 天然气 天然铀矿等 2 二次能源 的能源 称为二次能源 如电力 蒸汽等 直接从自然界取得 一次能源经过加工 转换得到 Zn 2e Zn2 2NH 2e 2NH3 H2 3 蓄电池蓄电池可放电亦可充电 具有双重功能 它是用橡胶或透明塑料制成的长方形外壳 正极板上有一层棕褐色的PbO2 负极板是海绵状金属铅 两极均浸在密度为1 25g cm3 1 28g cm3的硫酸溶液中 且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开 4 燃料电池 1 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池 主要用于航天领域 它的电极材料一般为活化电极 具有很强的催化活性 如铂电极 活泼炭电极等 电解质溶液一般为40 的KOH溶液 负极 正极 电池总反应式 2H2 4OH 4e 4H2O O2 2H2O 4e 4OH 2H2 O2 2H2O 2O2 4H2O 8e 8OH CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 5 人类对能源的利用人类利用能源的三个阶段 1 时期 火的发现至18世纪产业革命 以树枝杂草为主要能源 柴草 主要贡献 推动了人类文明的进步 钻木取火使人类告别了 茹毛饮血 的生活 熟食促进了人的进化 陶瓷 炼铜 冶铁等化学工艺在烈火中诞生 促进物质文明 2 能源时期 18世纪中期至近代 以煤 石油 天然气为主要能源 主要贡献 促进了冶金工业的发展和蒸汽机的推广 推动了近代产业革命 推动了汽车 飞机等工业的发展 加速了现代工业化的进程 化石 3 时期可再生资源和清洁能源 绿色能源 将成为新能源的主力军 太阳能 氢能 核能 生物能 地壳地表能将成为能源家庭的主要成员 主要贡献 满足人们生产 生活所需的能源 提高了能源的利用率 最大限度地减少对环境的污染 多能源结构 1 氢氧燃料电池 电极为多孔镍 电解质溶液为30 的KOH溶液 电池总反应为2H2 O2 2H2O 该电池工作时 下列说法正确的是 负极质量减轻 负极反应为O2 2H2O 4e 4OH 负极反应为2H2 4OH 4e 4H2O 正极区pH升高 而负极区pH降低 溶液中阴离子移向负极A B C D 解析 氢氧燃料电池中H2在负极上发生氧化反应 由于是碱性条件 所以电极反应为 2H2 4e 4OH 4H2O 负极区OH 浓度降低 正极上O2发生还原反应 得电子转化为OH 电极反应为 O2 4e 2H2O 4OH 正极区OH 浓度增大 而且溶液中阴离子向负极移动 故 说法正确 答案 C 解析 发生原电池反应即放电反应时 一定是较活泼的金属作负极 发生氧化反应 故Cd是负极材料 答案 A 3 电子表和电子计算器的电源常用微型银锌电池 其电极分别为氧化银和锌 电解质溶液为氢氧化钾溶液 电极反应 Zn 2OH 2e ZnO H2O Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 总反应 Ag2O Zn 2Ag ZnO 据此判断下列叙述正确的是 A Zn是正极 Ag2O是负极B 工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C 工作时电极负极区溶液的pH值减小D Zn是负极 Ag2O是正极 解析 由两个电极反应看Zn失去电子 Ag2O得到电子故Zn为负极 失去电子同时 消耗OH 使得负极区c OH 变小 即pH减小 Ag2O为正极 故选C D 答案 CD 4 将两个电极放置在氢氧化钾溶液中 然后向两极分别通入甲烷和氧气即可产生电流 该装置称为燃料电池 下列叙述正确的是 通入甲烷的电极为正极 正极的电极反应式是 O2 2H2O 4e 4OH 通入甲烷一极的电极反应式是 CH4 2O2 4e CO2 2H2O 解析 考试大纲 要求同学们能够理解原电池的原理 初步了解化学电源 对原电池的考查特别是新型燃料电池的考查 近几年在高考中出现频率较高 体现了高考的时代性 本题以新型甲烷 氧气燃料电池简单模型为例 考查了同学们对原电池原理的理解 CH4 O2燃料电池中 CH4中碳的化合价从 4升高到 4 即CO2 O2中氧的化合价从0降到 2 即OH 所以通入CH4的电极为负极 通入O2的电极为正极 又因为在KOH溶液中 CO2和KOH反应生成K2CO3和H2O 则有 答案 B 5 关于能源 以下说法不正确的是 A 煤 石油 天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能B 柴草燃烧时释放的能量是生物能C 核能和地热能来自地球自身D 潮汐能来源于月球引力做功 解析 柴草燃烧是剧烈的氧化反应 燃烧时释放的化学能将转化为产生的气体及周围所增加的内能 而柴草具有的化学能的最初来源也可追溯到太阳能 水和二氧化碳制成淀粉 从能的转化观点来看 在这一过程中太阳能转化成化学能贮存在植物中 通过燃烧 化学能又转化成内能 答案 B 6 关于能源开发 利用和节约 你认为以下哪些观点是不正确的 A 能源是有限的 无节制地利用常规能源 是一种盲目的短期行为B 根据能量守恒定律 担心能源枯竭是杞人忧天 C 在能源的开发 利用中必须同时考虑对环境的影响D 通过核聚变和平利用核能的核心问题在于有效地控制反应规模 解析 我们目前使用得最多的燃料是煤 石油 天然气等 其被称为化石燃料 这些燃料在地球上的蕴藏量是有限的 最终会枯竭 故节约能源与开发新能源是当今各国研究的课题 答案 B 7 有人预言 H2是21世纪最理想的能源 其根据不正确的是 A 生产H2的原料来源广阔B 在等质量的可燃气体中 H2燃料时放出的热量多C H2易液化 携带方便D 燃烧时无污染 解析 H2难以液化 故运输 贮存极不方便 答案 C A Zn为负极 碳为正极B Zn为正极 碳为负极C 工作时电子由Zn极经外电路流向碳极D 长时间连续使用该电池时 内装糊状物可能流出腐蚀家用电器 解析 根据原电池形成的条件 相对活泼的一极为负极 相对不活泼的一极为正极 故A正确 B错误 电池工作时电子由负极经外电路流向正极 故C正确 长时间连续使用该电池 由于锌皮慢慢溶解而破损 且MnO2不断吸收H2生成H2O 糊状物也越来越稀 故其很可能流出腐蚀家用电器 D正确 答案 B 9 燃料电池是目前正在探索的一种新型电池 它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能 目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是 x极 O2 气 2H2O 液 4e 4OH y极 H2 气 2OH 2H2O 液 2e 回答下列问题 1 x是 发生 反应 氧化 还原 2 y是负极 发生 反应 总反应方程式为 3 若反应后得到5 4g液态水 此时氢氧燃料电池转移的电子数为 mol 解析 1 x极 O2得电子发生还原反应 所以为正极 2 y极 H2失电子发生氧化反应 所以为负极 x极 y极得失电子应相同 故x极电极方程式与y极电极方程式乘以2相加得总方程式为2H2 O2 2H2O 3 4mole 2H2O4mol2 18n e 5 4gn e 0 6mol 答案 1 正极还原 2 氧化2H2 O2 2H2O 3 0 6 理论上氧化还原反应都可设计原电池 但燃料电池电极仅起导电作用而不直接参与反应 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全