第四章 化学反应与电能 章节测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 章节测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．化学在生产中有广泛的应用．下列说法正确的是（　　） A．电解冶炼镁、铝通常电解和溶液 B．电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等 C．电镀银时电解质溶液中保持不变 D．用外加电流法对钢铁进行防护时，钢铁应连接电源的正极 2．走进美丽广东，体会文化魅力。下列有关说法不正确的是（　　） A．粤绣所用“金银线”中含有的醋酸纤维素，属于有机高分子材料 B．加热牛奶和蛋清混合物制作双皮奶，该过程涉及蛋白质的变性 C．岭南古建筑采用青砖黛瓦风格，青砖中青色来自氧化铁 D．航海船舶的外壳安装锌块，利用了牺牲阳极法的防腐原理 3．燃料电池是一种常见化学电源，如图是最常见的可以实现“零污染”的氢－氧燃料电池的简易工作示意图。下列说法正确的是 A．总反应是2H2+O22H2O B．通H2的一极是负极，得到电子 C．b电极上发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH- D．该装置可以实现化学能转化为电能 4．如图为氢氧燃料电池构造示意图，下列有关描述正确的是 A．H+向负极移动 B．O2在负极上反应 C．反应最终产物是H2O D．电子由正极通过导线流向负极 5．有机电化学合成是目前公认的绿色可持续合成策略，利用电化学合成1，2－二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl溶液的浓度不变，电解时阴极生成气体的速率为xmol·h－1，下列说法正确的是 A．惰性电极M的电极反应4OH－－4e－=O2↑+2H2O B．离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 C．合成室内发生的反应为CH2=CH2+2CuCl2→CH2ClCH2Cl+2CuCl D．中间室补充NaCl的速率为xmol·h－1 6．下列实验装置能达到实验目的的是 A．用图甲装置观察钠的燃烧 B．用图乙装置测定溶液的 C．用图丙装置验证的还原性 D．用图丁装置通过牺牲阳极法保护钢铁设备 7．以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气(H2)的燃料电池如图。下列说法正确的是（　　） A．A为负极，发生还原反应 B．负极电极反应式为H2+CO -2e-=CO2+H2O C．该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3 D．通入空气的电极反应式为O2-4e-+2CO2=2CO 8．有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的电极(Na0.44MnO2/Na0.44-xMnO2)中的Na+的脱除和嵌入机理，分两步电解得到氯碱工业产品，其原理如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电解时产生的X气体是O2，Y气体是Cl2 B．b是直流电源的正极，c是直流电源的负极 C．钠离子嵌入时的电极反应式为：Na0.44MnO2- xe-= Na0.44-xMnO2+ xNa+ D．第一步电解后，Na0.44MnO2/Na0.44-xMnO2电极不经清洗可直接用于第二步电解 9．近年来钾离子电池的研发受到广泛重视。一种“摇椅式”钾离子电池原理如图所示。电池反应为：K(1-x)FePO4+KxC8 KFePO4+8C，下列叙述错误的是（　　） A．放电时，a极是正极 B．充电时，若x=1/3，则a极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=1：2 C．充电时，b极反应式：xK++xe-+8C=KxC8 D．放、充电时，图中箭头所示为K+的移动方向，形同“摇椅” 10．下列叙述不正确的是（　　） A．NaHCO3、Fe(OH)3、FeCl2均可通过化合反应生成、 B．电解、电离、电镀均需要通电才可进行 C．CO2、N2O5、SO2均为酸性氧化物 D．水玻璃、淀粉溶液、胶体均为混合物 11．一种汽车玻璃采用了电致变色技术，其工作原理如下图所示：在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节，下列有关说法错误的是 已知：和均无色透明；和均为蓝色； A．当A接电源正极时，脱离离子储存层 B．当A接电源负极时，电致变色层发生反应为： C．当B接电源正极时，膜的透射率降低，可以有效阻挡阳光 D．该凝胶电解质聚环氧乙烷的结构简式为，可以与水分子之间形成氢键，为水溶性聚合物 12．下列解释事实的方程式错误的是 A．石墨比金刚石稳定：C(石墨，s)=C (金刚石，s) B．用溶液做导电实验，灯泡发光： C．配制溶液时要加盐酸： D．溶液显酸性： 13．如图所示是两种常见的化学电源示意图，下列说法错误的是（　　） A．化学电源是将化学能转化为电能的实用装置 B．甲、乙分别属于一次电池和二次电池 C．铅蓄电池可以无限制地反复放电、充电 D．甲电池的负极反应式为Zn-2e-=Zn2+ 14．化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是 A．卡塔尔世界杯官方用球：使用新聚氨基酯(PU)材质，具有透气性、热固性 B．工业制粗硅、电镀、制普通玻璃均发生氧化还原反应 C．酿酒工艺中加入的“酒曲”与面包工艺中加入的“发酵粉”作用相同 D．天和核心舱电推进系统腔体的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料 15．我国研究人员采用双极膜将酸性、碱性电解液隔离，实现了和的两个溶解/沉积反应，研制出了新型高比能液流电池，其放电过程原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电过程的正极电极反应式为 B．放电过程中，当1mol Zn参与反应时，理论上有4mol 发生迁移 C．充电过程中，阴极的电极反应式为 D．充电过程中，右侧池中溶液pH逐渐增大 16．华中科技大学池波教授团队研究构建了一种新型的水性锂镍(Li―Ni)电池，通过优化水性电解液的组成，降低了碱性电解液对固态电解质隔膜的腐蚀性，利用一层固态防水渗透锂离子电解质隔膜可实现锂离子的高效传递。电池工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A．放电时，负极反应式：，向镍电极方向移动 B．固态防水渗透锂离子电解质隔膜左侧为水性电解液，右侧为有机电解液 C．充电时，镍电极为阳极，电极反应式为 D．充电时，外电路通过0.2mol电子，锂电极增重1.4g 17．一种酸性“二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池”具有启动快、比能量(即电池单位质量或者单位体积所输出电能的多少)高、效率好等优点，以此二甲醚燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．多孔碳c能增大气固接触面积，提高反应速率，该电极为负极 B．燃料电池工作时，电极d上发生的反应为：CH3OCH3+12e-+3H2O=2CO2+12H+ C．二甲醚直接燃料电池的比能量(kW•h•kg-1)约为甲醇(CH3OH)直接燃料电池比能量的1.4倍 D．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 18．某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法正确的是（　　） A．充电时，集流体B与外接电源的负极相连 B．放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄膜电解质损失amol Li+ C．充电时，A为阴极，电极反应式为LixSi-xe- =xLi++Si D．电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2Si+ LiCoO2 19．用下列实验装置进行实验，能达到相应实验目的的是 A．实验室制取氨气 B．探究温度对化学平衡的影响 C．探究与的大小关系 D．将化学能转化为电能 A．A B．B C．C D．D 20．某同学利用下图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。 下列说法不合理的是（　　） A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液后出现蓝色，Fe被腐蚀 B．②区Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀 C．③区Zn电极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色，Fe被保护 D．④区Zn电极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀 二、综合题 21．将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，并在中间串联一个电流表，装置如图所示。 （1）镁片是该电池的　 　极。 （2）电子在该电池中的移动方向是从　 　片经导线流向　 　片。 （3）铝片上的电极反应式是　 　，该电极上发生了　 　 (填“氧化”或“还原”)反应。 （4）若将此装置中的NaOH溶液换成稀硫酸，则电池的负极材料是　 　 。 22．分子结构稳定，难以给出电子，较容易接受电子，较难活化。采用作为碳源，通过催化加氢方式，不仅可以减少温室气体的排放，还可以将转化为高附加值的化学产品，具有重要的战略意义。 （1）原电池法：我国科学家研究Li―电池，取得重大突破。该电池发生的原电池反应为： 。 ①在Li―电池中，Li为单质锂片，是该原电池的　 　(填“正”或“负”)极。 ②电还原过程依次按以下四个步骤进行，写出步骤I的电极反应式 ⅰ.　 　 ⅱ. ⅲ. iv. （2）电解可用于制备。可实现的高转化率和选择性。该原理示意图如图所示： ①写出还原为的电极反应式：　 　。 ②电解一段时间后，阳极区的溶液浓度　 　(填变大、变小、不变)。 ③装置工作时，阴极主要生成，还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下，当阳极生成的体积为224mL时，测得阴极区生成56mL，则电解效率为　 　。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知：电解效率。 （3）①一种直接加氢的反应机理如图a所示。 写出总反应的化学方程式　 　 ②已知：主反应催化加氢制甲醇的热化学方程式如下： 温度过高或温度过低均不利于该反应的进行，原因是　 　。 ③催化加氢制甲醇过程中主要竞争反应为：。在恒温密闭容器中，维持压强和投料不变，将和按一定流速通过反应器，转化率和选择性随温度变化关系如图b所示，分析236℃以后，图b中曲线下降的原因　 　。 23．CH4、CH3OH是重要的含碳燃料，将CH4设计成零碳排放的燃料电池，原理如图。CH4在电池中除电极反应外还发生的如下重整反应，其反应速率远大于电极反应速率。 ①CH4(g)+ H2O(g)→CO(g) + 3H2(g) ΔH1= + 206.2 kJ/mol ②CH4(g) + CO2(g)→2CO(g) + 2H2(g) ΔH2= + 247.3 kJ/mol （1）负极反应式为CH4- 8e-+ 4O2- =CO2+ 2H2O、　 　、　 　。 （2）可循环使用的含碳物质有　 　(写化学式)。 （3）CO与H2O(g)反应可制得H2，同时产生一种温室效应气体，其热化学方程式为　 　。 （4）甲醇制氢的反应历程如图所示(*表示该物种吸附在固体催化剂表面)，决定该过程总反应速率的步骤是　 　(填标号)。 a．碳氢键的断裂 b．氢氧键的断裂 c．碳氧键的形成 （5）在上述甲醇制氢的反应历程中，如果OH*参与CH3OH*→CH3O*步骤，则该步骤的历程如图所示， OH*起到的作用是　 　。 （6）关于甲醇制氢反应CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) ΔH＞ 0，既可以加快反应速率，又可以提高H2平衡产率的措施有____(填标号) 。 A．升高温度 B．加入催化剂 C．增大H2O(g)浓度 D．增大压强 （7）CH2O*+ * CH2O*+ H*，正反应速率v1= k1c(CH2O*)c(*)，逆反应速率v2= k1c(CHO*)c(H*)，若K≥105反应进行完全，已知k1=2.5×109， k-1= 8.4×103，判断正反应　 　(填“进行完全”或“未进行完全”) 24．实验室中，学生利用下图装置制作一个简单燃料电池。步骤如下： ①检验装置气密性后向U形管中注入适量的6 mol·L-1稀H2SO4溶液，至接近橡胶塞底部。 ②接通学生电源K1，观察实验现象，当一端玻璃导管内的液柱接近溢出时，切断学生电源K1。 ③将石英钟内的干电池取出，用导线与石英钟的正负极相连，接入装置中。接通学生电源K2，观察石英钟指针。 回答下列问题： （1）接通学生电源K1，在右侧石墨棒表面观察到　 　。 （2）观察到左侧的玻璃导管内的液柱先接近溢出，说明左侧石墨棒所连的是学生电源的　 　(填“正极”或“负极”)，该石墨表面的电极方程式是　 　。 （3）用导线与石英钟的正负极相连接入装置时，石英钟的正极应与　 　(填“左”或“右”)侧的石墨棒连接的导线相连。 （4）出现　 　的现象，证明该燃料电池制作成功。燃料电池正极的电极方程式是　 　。 25．以CO2和H2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。 （1）工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH)，过程中发生如下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，△H=-51 kJ/mol 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ/mol ①已知几种化学键的键能如下表所示，则a=　 　kJ/mol。 化学键 C-H C-O H-O H-H C≡O 键能/ 406 351 465 436 a ②若反应Ⅱ逆反应活化能，则该反应的正反应的活化能Ea=　 　kJ/mol。 （2）向2L容器中充入1 mol CO2和2 mol H2，若只发生反应Ⅰ，测得反应在不同压强平衡混合物中甲醇体积分数随温度变化如图1所示，逆反应速率与容器中c(CH3OH)关系如图2所示： ①图1中P1　 　P2(填“＞”、“＜”或“=”)； ②图2中x点平衡体系时升温，反应重新达平衡状态时新平衡点可能是　 　(填字母序号)。 （3）若反应Ⅱ的正、逆反应速率分别可表示为、，k正、k逆分别表示正、逆反应速率常数，只与温度有关。则图3中所示的甲、乙、丙、丁四条直线中，表示lg k正随温度T变化关系的直线是　 　，表示lg k逆随温度T变化关系的直线是　 　。 （4）如图4所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法错误的是____。 A．a极连接外接电源的负极 B．b极的电极反应式为Cl- -2e-+2OH-=ClO-+H2O C．电解过程中Na+ 从左池移向右池 D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标准状况下CO2气体11.2 L 答案解析部分 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】C 6．【答案】C 7．【答案】B 8．【答案】B 9．【答案】B 10．【答案】B 11．【答案】A 12．【答案】B 13．【答案】C 14．【答案】D 15．【答案】C 16．【答案】C 17．【答案】C 18．【答案】D 19．【答案】B 20．【答案】A 21．【答案】（1）正 （2）铝；镁 （3）Al-3e-+4OH-=AlO +2H2O；氧化 （4）镁 22．【答案】（1）负； （2）或；变小；75% （3）(催化剂需要指明是MgO和Pb)；温度过低反应速率太慢；温度过高K减小(或正向程度小)，的转化率低；主反应放热，竞争反应吸热，升温使主反应平衡逆向移动程度大于竞争反应平衡正向移动程度，因而使转化率、甲醇选择性下降；或主反应催化剂随温度升高活性变差 23．【答案】（1）H2-2e- +O2-=H2O；CO- 2e -+O2-=CO2 （2）CO、CO2 （3）CO(g) + H2O(g)=H2(g)+ CO2(g) △H= -41.1 kJ/mol （4）c （5）催化剂(或加快反应速率，或降低反应活化能) （6）A；C （7）进行完全 24．【答案】（1）有无色气泡产生 （2）负极；2H++2e-=H2↑ （3）右 （4）石英钟指针转动；O2+4H++4e-=2H2O 25．【答案】（1）800；165 （2）＞；a （3）甲；乙 （4）C 学科网（北京）股份有限公司 $$