第1章 化学反应与能量转化 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 同步练习2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1 一、选择题。（18题） 1、已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断下列说法中不正确的是(　　) A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量 C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量 D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多 2、将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见（　　） A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B．该反应中，热能转化为产物内部的能量 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．同种物质的状态不同，具有的能量相同 3、下列有关电池的说法错误的是（ ） A．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从流向 B．无汞环保碱性电池，可以随生活垃圾一起丢弃 C．碱性氢氧燃料电池的总反应是 D．金属—空气电池，金属是电池负极 4、热激活电池(又称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 LiCl−KCl 混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为：PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb。关于该电池的下列说法中，不正确的是（ ） A．负极的电极反应：Ca−2e－ ＝ Ca2+ B．放电时，K+向硫酸铅电极移动 C．硫酸铅作正极材料，LiCl为正极反应物 D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 5、用惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出Cu的质量为(　　) A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g 6、下列有关铜片镀银的说法不正确的是（ ） A．阳极反应式为 B．铜片应与电源正极相连 C．电解液为溶液 D．镀银过程中电能转化为化学能 7、某同学做如下实验，下列说法正确的是（ ） 装置 现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转 A．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片I、铁片II均未被腐蚀 B．铁片IV的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+ C．铁片I、III所处的电解质溶液浓度相同，二者的腐蚀速率相等 D．用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁片III、IV附近溶液，可判断电池的正、负极 8、下图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置，下列有关说法不正确的是(　　) A．关闭K2、打开K1，试管内两极都有气泡产生 B．关闭K2、打开K1，一段时间后，发现左侧试管收集到的气体比右侧略多，则a为负极，b为正极 C．关闭K2，打开K1，一段时间后，用拇指堵住试管移出烧杯，向试管内滴入酚酞，发现左侧试管内溶液变红色，则a为负极，b为正极 D．关闭K2，打开K1，一段时间后，再关闭K1，打开K2，检流计指针不会偏转 9、利用双极膜电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。已知双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为和，并实现其定向通过。下列说法正确的是（ ） A．若用铅酸蓄电池为电源，则X极与电极相连 B．双极膜中a为，b为 C．当电路中通过电子时，电极Y上产生气体 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜 10、下列说法或表示方法正确的是（　　） A．若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．由“C(石墨)=C(金刚石) ΔH＝1.9 kJ·mol”可知，金刚石比石墨稳定 C．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol D．在稀溶液中：H＋＋OH－=H2O ΔH＝－57.3 kJ·mol ，若将含1 mol H2SO4与含2 mol NaOH的溶液混合，放出的热量等于114.6 kJ 11、将两组用导线连接的片和片，一组插入稀硫酸中，一组插入稀溶液中，分别形成原电池，在这两个原电池中，负极分别为（ ） A．片、片 B．片、片 C．片、片 D．片、片 12、高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途，用镍、铁作电极电解浓溶液制备高铁酸盐的装置如图所示。下列说法合理的是（ ） A．镍电极上的电极反应式为 B．铁是阳极，电极反应式为 C．若隔膜为阴离子交换膜，则自右向左移动 D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，最终溶液pH不变 13、下列实验装置或操作设计正确，且能达到目的的是( ) A．实验①，设计铜锌双液原电池 B．实验②，将钢闸门与外接电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀 C．实验③，准确量取一定体积K2CrO7标准溶液 D．实验④，可用于验证酸性:H2SO4>H2CO3>HClO 14、光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示： 已知：电极a在光激发条件下会产生电子()-空穴()。下列说法错误的是（ ） A．电极电势：电极a>电极b B．光激发时，光生电子会与结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合 C．电极b发生的电极反应式为 D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑的溶解) 15、NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图；研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图．下列说法正确的是（　　） A．NH3催化还原NO为吸热反应 B．过程Ⅰ中NH3断裂非极性键 C．过程Ⅱ中NO为氧化剂，Fe2+为还原剂 D．脱硝的总反应为： 4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) 16、利用反应构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，裝置如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．电极A为正极，发生氧化反应 B．电子从电极A流出经电解质溶液流向电极B C．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 D．当有被处理时，转移电子物质的量为 17、电池是种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（ ） A．负极反应式为 B．正极反应式为 C．不能被溶液激活 D．负极会发生副反应： 18、下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ） A．铜铁接触处，在潮湿的空气中直接发生反应： Fe-3e-=Fe3+,继而形成铁锈 B．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法 C．金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程 D．在酸性环境下，钢铁只能发生析氢腐蚀 二、填空题。（2题） 19、电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 ① 电解池中X极上的电极反应式为___________。 ② Y电极上的电极反应式为_________ ③该反应的总反应方程式是：_________ (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 ① X电极的材料是_____________ ② Y电极的材料是_____________。 (3)如要用电镀方法铁上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 ① X电极的材料是_______，电极反应式是__________。 ② Y电极的材料是_______，电极反应式是__________。 20、如图所示在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝。小心地从烧杯中央滴入硫酸铜溶液 （1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）( ) A．铁圈和银圈左右摇摆不定                B．保持平衡状态不变 C．铁圈向下倾斜                      D．银圈向下倾斜 （2）铁圈是___________极，发生的电极反应：__________________ 。    银圈是__________极，发生的电极反应：__________________。 三、综合解答题。 21、丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。回答下列问题： （1）丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g) ΔH=　 　kJ·mol-1。 （2）将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应。经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如下图所示。c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因为　 　(用化学方程式表示)。 （3）已知Arrhenius 经验公式为Rlnk=RlnA-(Ea为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a所示，其活化能为　 　J·mol-1，当其实验数据发生变化如图中b线所示，则可能的原因是　 　。 （4）工业上用丙烯加成法制备1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)，副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为： ①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3 (g) ②CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) 一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。 时间/min 0 60 120 180 240 300 360 压强/kPa 80 74.2 69.2 65.2 61.6 58 58 该温度下，若平衡时HCl的体积分数为10％。此时CH2=CHCH3的转化率为　 　。反应①的压力平衡常数Kp=　 　kPa-1(保留小数点后2位)。 （5）一定条件下，CH3CH=CH2与HCl发生反应有①、②两种可能，反应进程中的能量变化如图所示。 保持其他条件不变，若要提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例，可采用的措施是： ___ _。 A．适当提高反应温度 B．改变催化剂 C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度 四、原理综合题。 22、如图所示，某同学设计了一个燃料电池探究碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜，请按要求回答相关问题： (1)石墨电极(C)作___极，甲中甲烷燃料电池的负极反应式为___。 (2)若消耗2.24（标况）氧气，则乙装置中铁电极上生成的气体体积（标况）为___ L。乙池中总反应的离子方程式___。 (3)若丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是___。 A．a电极为纯铜 B．粗铜接电源正极，发生还原反应 C．CuSO4溶液的浓度保持不变 D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 (4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液，电极材料b为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为___ 。 (5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁和石墨(C)两极上发生的电极反应式分别为：铁电极___ ，石墨(C)电极___ 。 鲁科版（2019）选择性必修1第1章 化学反应与能量转化 一、选择题。（18题） 1、已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断下列说法中不正确的是(　　) A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量 C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量 D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多 【答案】A 2、将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见（　　） A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B．该反应中，热能转化为产物内部的能量 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．同种物质的状态不同，具有的能量相同 【答案】B 3、下列有关电池的说法错误的是（ ） A．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从流向 B．无汞环保碱性电池，可以随生活垃圾一起丢弃 C．碱性氢氧燃料电池的总反应是 D．金属—空气电池，金属是电池负极 【答案】A 4、热激活电池(又称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 LiCl−KCl 混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为：PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb。关于该电池的下列说法中，不正确的是（ ） A．负极的电极反应：Ca−2e－ ＝ Ca2+ B．放电时，K+向硫酸铅电极移动 C．硫酸铅作正极材料，LiCl为正极反应物 D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 【答案】C 5、用惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出Cu的质量为(　　) A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g 【答案】B 6、下列有关铜片镀银的说法不正确的是（ ） A．阳极反应式为 B．铜片应与电源正极相连 C．电解液为溶液 D．镀银过程中电能转化为化学能 【答案】B 7、某同学做如下实验，下列说法正确的是（ ） 装置 现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转 A．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片I、铁片II均未被腐蚀 B．铁片IV的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+ C．铁片I、III所处的电解质溶液浓度相同，二者的腐蚀速率相等 D．用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁片III、IV附近溶液，可判断电池的正、负极 【答案】D 8、下图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置，下列有关说法不正确的是(　　) A．关闭K2、打开K1，试管内两极都有气泡产生 B．关闭K2、打开K1，一段时间后，发现左侧试管收集到的气体比右侧略多，则a为负极，b为正极 C．关闭K2，打开K1，一段时间后，用拇指堵住试管移出烧杯，向试管内滴入酚酞，发现左侧试管内溶液变红色，则a为负极，b为正极 D．关闭K2，打开K1，一段时间后，再关闭K1，打开K2，检流计指针不会偏转 【答案】D 9、利用双极膜电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。已知双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为和，并实现其定向通过。下列说法正确的是（ ） A．若用铅酸蓄电池为电源，则X极与电极相连 B．双极膜中a为，b为 C．当电路中通过电子时，电极Y上产生气体 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜 【答案】D 10、下列说法或表示方法正确的是（　　） A．若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．由“C(石墨)=C(金刚石) ΔH＝1.9 kJ·mol”可知，金刚石比石墨稳定 C．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol D．在稀溶液中：H＋＋OH－=H2O ΔH＝－57.3 kJ·mol ，若将含1 mol H2SO4与含2 mol NaOH的溶液混合，放出的热量等于114.6 kJ 【答案】D 11、将两组用导线连接的片和片，一组插入稀硫酸中，一组插入稀溶液中，分别形成原电池，在这两个原电池中，负极分别为（ ） A．片、片 B．片、片 C．片、片 D．片、片 【答案】C 12、高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途，用镍、铁作电极电解浓溶液制备高铁酸盐的装置如图所示。下列说法合理的是（ ） A．镍电极上的电极反应式为 B．铁是阳极，电极反应式为 C．若隔膜为阴离子交换膜，则自右向左移动 D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，最终溶液pH不变 【答案】A 13、下列实验装置或操作设计正确，且能达到目的的是( ) A．实验①，设计铜锌双液原电池 B．实验②，将钢闸门与外接电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀 C．实验③，准确量取一定体积K2CrO7标准溶液 D．实验④，可用于验证酸性:H2SO4>H2CO3>HClO 【答案】B 14、光催化微生物燃料电池的工作原理如图所示： 已知：电极a在光激发条件下会产生电子()-空穴()。下列说法错误的是（ ） A．电极电势：电极a>电极b B．光激发时，光生电子会与结合，光生空穴会与电极b产生的电子结合 C．电极b发生的电极反应式为 D．电池工作一段时间后，右侧溶液pH保持不变(不考虑的溶解) 【答案】C 15、NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图；研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图．下列说法正确的是（　　） A．NH3催化还原NO为吸热反应 B．过程Ⅰ中NH3断裂非极性键 C．过程Ⅱ中NO为氧化剂，Fe2+为还原剂 D．脱硝的总反应为： 4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) 【答案】D 16、利用反应构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，裝置如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．电极A为正极，发生氧化反应 B．电子从电极A流出经电解质溶液流向电极B C．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 D．当有被处理时，转移电子物质的量为 【答案】C 17、电池是种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（ ） A．负极反应式为 B．正极反应式为 C．不能被溶液激活 D．负极会发生副反应： 【答案】C 18、下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ） A．铜铁接触处，在潮湿的空气中直接发生反应： Fe-3e-=Fe3+,继而形成铁锈 B．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法 C．金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程 D．在酸性环境下，钢铁只能发生析氢腐蚀 【答案】B 二、填空题。（2题） 19、电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 ① 电解池中X极上的电极反应式为___________。 ② Y电极上的电极反应式为_________ ③该反应的总反应方程式是：_________ (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 ① X电极的材料是_____________ ② Y电极的材料是_____________。 (3)如要用电镀方法铁上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 ① X电极的材料是_______，电极反应式是__________。 ② Y电极的材料是_______，电极反应式是__________。 【答案】2H＋＋2e−=H2↑或2H2O+2e- = H2↑ + 2OH- 2Cl−−2e−=Cl2↑ 纯铜 粗铜 铁 Cu2++2e−═Cu 铜 Cu−2e−═Cu2+ 20、如图所示在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝。小心地从烧杯中央滴入硫酸铜溶液 （1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）( ) A．铁圈和银圈左右摇摆不定                B．保持平衡状态不变 C．铁圈向下倾斜                      D．银圈向下倾斜 （2）铁圈是___________极，发生的电极反应：__________________ 。    银圈是__________极，发生的电极反应：__________________。 【答案】D 负 Fe-2e-=Fe2+ 正 Cu2++2e-=Cu 三、综合解答题。 21、丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。回答下列问题： （1）丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g) ΔH=　 　kJ·mol-1。 （2）将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应。经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如下图所示。c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因为　 　(用化学方程式表示)。 （3）已知Arrhenius 经验公式为Rlnk=RlnA-(Ea为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a所示，其活化能为　 　J·mol-1，当其实验数据发生变化如图中b线所示，则可能的原因是　 　。 （4）工业上用丙烯加成法制备1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)，副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为： ①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3 (g) ②CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) 一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。 时间/min 0 60 120 180 240 300 360 压强/kPa 80 74.2 69.2 65.2 61.6 58 58 该温度下，若平衡时HCl的体积分数为10％。此时CH2=CHCH3的转化率为　 　。反应①的压力平衡常数Kp=　 　kPa-1(保留小数点后2位)。 （5）一定条件下，CH3CH=CH2与HCl发生反应有①、②两种可能，反应进程中的能量变化如图所示。 保持其他条件不变，若要提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例，可采用的措施是： ___ _。 A．适当提高反应温度 B．改变催化剂 C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度 【答案】（1）+124.2 （2）CO2+H2CO+H2O （3）；催化剂中毒(答案合理即可) （4）69.5%；0.15 （5）A；B 四、原理综合题。 22、如图所示，某同学设计了一个燃料电池探究碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜，请按要求回答相关问题： (1)石墨电极(C)作___极，甲中甲烷燃料电池的负极反应式为___。 (2)若消耗2.24（标况）氧气，则乙装置中铁电极上生成的气体体积（标况）为___ L。乙池中总反应的离子方程式___。 (3)若丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是___。 A．a电极为纯铜 B．粗铜接电源正极，发生还原反应 C．CuSO4溶液的浓度保持不变 D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 (4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液，电极材料b为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为___ 。 (5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁和石墨(C)两极上发生的电极反应式分别为：铁电极___ ，石墨(C)电极___ 。 【答案】阳 CH4-8e-+10 OH-═+7H2O 4.48 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ AD 2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ Fe-2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 学科网（北京）股份有限公司 $$