第四章 化学反应与电能 达标练习题 2023-2024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 达标练习题2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、选择题。（18题） 1、用铜片、银片设计成如图所示的原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是（ ） A.电子通过盐桥从乙池流向甲池 B.去掉盐桥，原电池仍继续工作 C.开始时，银片上发生的反应是 D.将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同 2、如图所示为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(　　) A．该燃料电池中镁为负极，发生还原反应 B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－ C．放电过程中OH－移向负极 D．酸性电解质的镁—过氧化氢燃料电池正极反应为：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 3、某锌铜原电池装置如图所示，下列说法错误的是(   ) A. 锌片作负极 B. 该装置实现了氧化反应和还原反应分开进行 C. 盐桥的作用是传导离子 D. 电子从铜片流向锌片 4、用惰性电极电解Na2CO3稀溶液一段时间，若保持温度不变，则下列说法错误的是（　　） A．溶液的pH变大 B．c（Na+）与 c（CO32﹣）的比值变小 C．溶液浓度变大，可能有晶体析出 D．阳极产物与阴极产物的体积比为2：1 5、工业上仅以食盐和水为原料，不能得到的产品是（ ） A.烧碱 B.NaClO溶液 C.盐酸 D.氮肥 6、用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时，发生的电极反应完全相同的是(   ) A. NaOH、H2SO4            B. CuCl2、Cu(NO3)2  C. Na2SO4、NaCl            D. KNO3、AgNO3 7、下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( ) A.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀 B.在如图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ C.铁制品应保存在温度较高的地方 D.钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是 8、电解精炼铜和电镀，阳极分别是(   ) A. 粗铜、镀层        B. 粗铜、镀件 C. 精铜、镀层               D. 精铜、镀件 9、最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（　　） A．氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e－=2Ag＋O2－ B．石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e－=6CO2↑＋24H＋ C．转移4mol电子，氧化银电极产生22.4L CO2气体（标准状况） D．30g C6H12O6参与反应，有4mol H＋经质子交换膜进入正极区 10、某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁皮放入试剂瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按图装置进行实验。数分钟后观察，下列现象不可能出现的是（   ） A．B中导管里形成一段水柱 B．锌被腐蚀 C．金属片剪口处溶液变红 D．B中导管产生气泡 11、微生物燃料电池(MFC)为可再生能源的开发和难降解废弃物的处理提供了一 条新途径。某微生物燃料电池示意图如图所示(假设废弃物为乙酸盐)。下列说法错误的是(    ) A. 甲室菌为好氧菌，乙室菌为厌氧菌 B. 甲室的电极反应式为 C. 该微生物燃料电池(MFC)电流的流向：由b经导线到a D. 电池总反应式为 12、下列过程中，由电能转化为化学能的是（   ） A. 打手机          B. 光合作用          C. 手机电池充电          D. 点燃氢气 13、支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如 图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( ) A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 14、铝—空气燃料电池具有原料易得、能量密度高等优点，装置如图所示，电池的电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是（ ） A．放电时，消耗氧气22.4 L(标准状况)，有4 mol OH-从左往右通过阴离子交换膜 B．充电时，电解池阳极区的电解质溶液中c(OH-)逐渐增大 C．放电过程的负极反应式：Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓ D．充电时，铝电极上发生还原反应 15、如图为锌铜原电池示意图，下列说法错误的是（    ） A. 锌片为负极，且锌片逐渐溶解 B. 电子由锌片通过导线流向铜片 C. 铜为正极，铜不易失电子而受到保护 D. 溶液中阳离子向 极移动，且 极上发生的是氧化反应 16、用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，正确的一组是(   ) X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuO C C C H2SO4 H2SO4 D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 A. A               B. B                C. C            D. D 17、如图所示，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色。该金属条可能是( ) A.镁 B.锡 C.铝 D.锌 18、化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法正确的是（ ） ①以上反应是可逆反应  ②以上反应不是可逆反应  ③Cd为电池的正极  ④放电时化学能转变为电能． A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 二、填空题。（2题） 19、（1）.如图所示，若C为浓硝酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe ,A电极材料为Cu，则B电极的电极反应式为       ， A电极的电极反应式为       ；反应进行一段时间后溶液C的pH将       (填“升高”“降低”或“基本不变”)。 （2）.我国首创以铝­空气­海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是       ， 负极反应为       ；正极反应为       。 （3）.熔盐电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。负极反应式为2CO＋2CO32-－4e－=4CO2，正极反应式为       ， 电池总反应式为       。 20、（1）在含有AlO2﹣溶液中通入足量CO2，写出反应的离子方程式　 　 （2）Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X （X中Al与O的质量比为6.75：2）则X的化学式为　 　。 （3）三氟化氮（NF3）是一种无色、无臭的气体。三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，反应产物中生成酸M、酸N和一种无色气体（遇空气变成红棕色），其中酸M是一种弱酸，酸N为常见的含氧强酸。 ①写出该反应的化学方程式　 　。 ②酸M是弱酸（难电离）的原因是　 　 ③一旦NF3泄漏，可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO3、NaF等盐外，还可以生成的盐是 　 　（填化学式）。 ④在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图所示。写出a电极的电极反应式　 　。 三、实验题。 21、氨是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、制药、合成纤维等领域。回答下列问题： (1)研究工业合成氨N2(g)＋3H2(g) === 2NH3(g) △H＜0反应原理。在2L密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3 mol H2，在不同条件下进行实验。实验I、II、III中c(N2)随时间(t)的变化如图所示。 ①下列叙述能证明合成氨反应达到化学平衡状态的是_____(填字母)。 a N2和NH3浓度相等 b NH3百分含量保持不变 c 容器中混合气体的密度保持不变 d 2v正(H2)＝3v逆(NH3) ②从开始到达到平衡状态的过程中，实验I用H2表示的平均反应速率为______；实验II N2的平衡转化率为______。 ③与实验II相比，实验III所采用的实验条件可能为_______(填字母)。 a 使用催化剂 b 升高温度 c 降低温度 d 增大压强 e 减小压强 (2)科研工作者成功实现利用太阳能合成氨，其简易装置如图所示。 ①写出装置阴极的电极反应式_______________。 ②装置工作时电解质溶液中的H＋向___ (填写“a”或“b”)极区移动；工作一段时间后，a极区与b极区产生气体的物质的量之比为_______ 。 四、综合解答题。 22、戴口罩是防控新型冠状病毒的重要手段，口罩生产的主要原料聚丙烯由丙烯聚合而来。丙烷脱氢是丙烯工业生产的重要途径。反应的热化学方程式为C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）     △H＞0。回答下列问题： （1）从工业生产的角度来看。制备丙烯所用的丙烷可以从下面工业气体中获得的是___ 。 A．液化石油气        B．炼铁高炉尾气          C．水煤气        D．焦炉气 （2）104Pa、105Pa时由一定量丙烷脱氢制丙烯，反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷、丙烯的物质的量分数变化关系如图1所示。 ①104Pa时丙烷及丙烯的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是___、___。 ②丙烷脱氢制丙烯反应在___ （选“高温”或“低温”）时更加容易自发进行。 ③起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数KP=___ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 （3）一种丙烷脱氢制丙烯工艺生产中增加了氧化脱氢部分，O2被引入到脱氢反应体系中，这样做的好处是___ 。 （4）利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。其反应机理如图2所示。 已知：CO和C3H4、C3H6的燃烧热△H分别为-283•0kJ•mol-1、-2217.8kJ•mol-1、-2049.0kJ•mol-1。 ②298K时，该工艺总反应的热化学方程式为___ 。 ②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是： ___ 。 第四章 化学反应与电能 达标练习题2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、选择题。（18题） 1、用铜片、银片设计成如图所示的原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是（ ） A.电子通过盐桥从乙池流向甲池 B.去掉盐桥，原电池仍继续工作 C.开始时，银片上发生的反应是 D.将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同 【答案】D 2、如图所示为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(　　) A．该燃料电池中镁为负极，发生还原反应 B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－ C．放电过程中OH－移向负极 D．酸性电解质的镁—过氧化氢燃料电池正极反应为：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 【答案】A 3、某锌铜原电池装置如图所示，下列说法错误的是(   ) A. 锌片作负极 B. 该装置实现了氧化反应和还原反应分开进行 C. 盐桥的作用是传导离子 D. 电子从铜片流向锌片 【答案】D 4、用惰性电极电解Na2CO3稀溶液一段时间，若保持温度不变，则下列说法错误的是（　　） A．溶液的pH变大 B．c（Na+）与 c（CO32﹣）的比值变小 C．溶液浓度变大，可能有晶体析出 D．阳极产物与阴极产物的体积比为2：1 【答案】D 5、工业上仅以食盐和水为原料，不能得到的产品是（ ） A.烧碱 B.NaClO溶液 C.盐酸 D.氮肥 【答案】D 6、用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时，发生的电极反应完全相同的是(   ) A. NaOH、H2SO4            B. CuCl2、Cu(NO3)2  C. Na2SO4、NaCl            D. KNO3、AgNO3 【答案】A 7、下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( ) A.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀 B.在如图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ C.铁制品应保存在温度较高的地方 D.钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是 【答案】B 8、电解精炼铜和电镀，阳极分别是(   ) A. 粗铜、镀层        B. 粗铜、镀件 C. 精铜、镀层               D. 精铜、镀件 【答案】A 9、最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（　　） A．氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e－=2Ag＋O2－ B．石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e－=6CO2↑＋24H＋ C．转移4mol电子，氧化银电极产生22.4L CO2气体（标准状况） D．30g C6H12O6参与反应，有4mol H＋经质子交换膜进入正极区 【答案】D 10、某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁皮放入试剂瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按图装置进行实验。数分钟后观察，下列现象不可能出现的是（   ） A．B中导管里形成一段水柱 B．锌被腐蚀 C．金属片剪口处溶液变红 D．B中导管产生气泡 【答案】D 11、微生物燃料电池(MFC)为可再生能源的开发和难降解废弃物的处理提供了一条新途径。某微生物燃料电池示意图如图所示(假设废弃物为乙酸盐)。下列说法错误的是(    ) A. 甲室菌为好氧菌，乙室菌为厌氧菌 B. 甲室的电极反应式为 C. 该微生物燃料电池(MFC)电流的流向：由b经导线到a D. 电池总反应式为 【答案】A 12、下列过程中，由电能转化为化学能的是（   ） A. 打手机          B. 光合作用          C. 手机电池充电          D. 点燃氢气 【答案】C 13、支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如 图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( ) A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 【答案】C 14、铝—空气燃料电池具有原料易得、能量密度高等优点，装置如图所示，电池的电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是（ ） A．放电时，消耗氧气22.4 L(标准状况)，有4 mol OH-从左往右通过阴离子交换膜 B．充电时，电解池阳极区的电解质溶液中c(OH-)逐渐增大 C．放电过程的负极反应式：Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓ D．充电时，铝电极上发生还原反应 【答案】D 15、如图为锌铜原电池示意图，下列说法错误的是（    ） A. 锌片为负极，且锌片逐渐溶解 B. 电子由锌片通过导线流向铜片 C. 铜为正极，铜不易失电子而受到保护 D. 溶液中阳离子向 极移动，且 极上发生的是氧化反应 【答案】D 16、用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，正确的一组是(   ) X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuO C C C H2SO4 H2SO4 D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 A. A               B. B                C. C            D. D 【答案】B 17、如图所示，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色。该金属条可能是( ) A.镁 B.锡 C.铝 D.锌 【答案】B 18、化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法正确的是（ ） ①以上反应是可逆反应  ②以上反应不是可逆反应  ③Cd为电池的正极  ④放电时化学能转变为电能． A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【答案】B 二、填空题。（2题） 19、（1）.如图所示，若C为浓硝酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe ,A电极材料为Cu，则B电极的电极反应式为       ， A电极的电极反应式为       ；反应进行一段时间后溶液C的pH将       (填“升高”“降低”或“基本不变”)。 （2）.我国首创以铝­空气­海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是       ， 负极反应为       ；正极反应为       。 （3）.熔盐电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。负极反应式为2CO＋2CO32-－4e－=4CO2，正极反应式为       ， 电池总反应式为       。 【答案】（1）4H++ 2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O；Cu-2e-=Cu2+；升高 （2）铝；4Al－12e－=4Al3＋；3O2＋6H2O＋12e－=12OH－ （3）O2＋2CO2＋4e－=2CO；2CO＋O2=2CO2 20、（1）在含有AlO2﹣溶液中通入足量CO2，写出反应的离子方程式　 　 （2）Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X （X中Al与O的质量比为6.75：2）则X的化学式为　 　。 （3）三氟化氮（NF3）是一种无色、无臭的气体。三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，反应产物中生成酸M、酸N和一种无色气体（遇空气变成红棕色），其中酸M是一种弱酸，酸N为常见的含氧强酸。 ①写出该反应的化学方程式　 　。 ②酸M是弱酸（难电离）的原因是　 　 ③一旦NF3泄漏，可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染，其产物除NaNO3、NaF等盐外，还可以生成的盐是 　 　（填化学式）。 ④在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图所示。写出a电极的电极反应式　 　。 【答案】（1）AlO2﹣+CO2+2H2O＝Al（OH）3+HCO3﹣； （2）Al2O； （3）①3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF； ②H﹣F键键能大，结合能力强； HF与HF有氢键； ③NaNO2； ④NH4++3F﹣﹣6e﹣═NF3↑+4H+。 三、实验题。 21、氨是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、制药、合成纤维等领域。回答下列问题： (1)研究工业合成氨N2(g)＋3H2(g) === 2NH3(g) △H＜0反应原理。在2L密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3 mol H2，在不同条件下进行实验。实验I、II、III中c(N2)随时间(t)的变化如图所示。 ①下列叙述能证明合成氨反应达到化学平衡状态的是_____(填字母)。 a N2和NH3浓度相等 b NH3百分含量保持不变 c 容器中混合气体的密度保持不变 d 2v正(H2)＝3v逆(NH3) ②从开始到达到平衡状态的过程中，实验I用H2表示的平均反应速率为______；实验II N2的平衡转化率为______。 ③与实验II相比，实验III所采用的实验条件可能为_______(填字母)。 a 使用催化剂 b 升高温度 c 降低温度 d 增大压强 e 减小压强 (2)科研工作者成功实现利用太阳能合成氨，其简易装置如图所示。 ①写出装置阴极的电极反应式_______________。 ②装置工作时电解质溶液中的H＋向___ (填写“a”或“b”)极区移动；工作一段时间后，a极区与b极区产生气体的物质的量之比为_______ 。 【答案】（1）bd 0.024mol∙L-1∙min-1 40% b （2）N2+6e-+6H+=2NH3 b 3:4 四、综合解答题。 22、戴口罩是防控新型冠状病毒的重要手段，口罩生产的主要原料聚丙烯由丙烯聚合而来。丙烷脱氢是丙烯工业生产的重要途径。反应的热化学方程式为C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）     △H＞0。回答下列问题： （1）从工业生产的角度来看。制备丙烯所用的丙烷可以从下面工业气体中获得的是___ 。 A．液化石油气        B．炼铁高炉尾气          C．水煤气        D．焦炉气 （2）104Pa、105Pa时由一定量丙烷脱氢制丙烯，反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷、丙烯的物质的量分数变化关系如图1所示。 ①104Pa时丙烷及丙烯的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是___、___。 ②丙烷脱氢制丙烯反应在___ （选“高温”或“低温”）时更加容易自发进行。 ③起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数KP=___ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 （3）一种丙烷脱氢制丙烯工艺生产中增加了氧化脱氢部分，O2被引入到脱氢反应体系中，这样做的好处是___ 。 （4）利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。其反应机理如图2所示。 已知：CO和C3H4、C3H6的燃烧热△H分别为-283•0kJ•mol-1、-2217.8kJ•mol-1、-2049.0kJ•mol-1。 ②298K时，该工艺总反应的热化学方程式为___ 。 ②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是： ___ 。 【答案】（1）A     （2）c     b     高温     12500Pa     （3）O2与H2反应生成H2O，使脱氢反应平衡正向移动，提高丙烷转化率；丙烷脱氢反应为吸热反应，O2与H2反应放热，为脱氢反应提供热量     （4）CO2（g）+C3H8（g）=C3H6（g）+CO（g）+H2O（l）     △H=+114.2kJ•mol-1     碳和二氧化碳生成一氧化碳气体，脱离催化剂 学科网（北京）股份有限公司 $$