第4章 化学反应与电能 限时达标作业 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第4章 化学反应与电能 限时达标作业2024-2025学年化学人教20019选择性必修一 一、选择题。（18题） 1、全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池．其电池总反应为：V3++VO2++H2OVO2++2H++V2+．下列说法正确的是（　　） A．放电时正极反应为：VO2++2H++e﹣=VO2++H2O B．放电时每转移2mol电子时，消耗1mol氧化剂 C．放电过程中电子由负极经外电路移向正极，再由正极经电解质溶液移向负极D．放电过程中，H+由正极移向负极 2、氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，而备受关注。某氢燃料电池汽车的结构如图所示： 下列说法错误的是（ ） A．电极A、B采用多孔电极材料的优点是能增大反应物接触面积 B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来 C．电极B的电极反应式为O2+4e−=2O2− D．质子通过电解质溶液向电极B迁移 3、(双选)原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　) A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ B．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ 4、最近复旦大学的研究人员设计出一种以有机负极(PTO/HQ)和无机正极(MnO2/石墨毡)的水合氢离子电池，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是（   ） A. 充电时，电能转化为化学能 B. 放电时，H3O+向MnO2@石墨毡极迁移 C. 放电时，正极上发生: MnO2 +2e- +4H3O+= Mn2+ +6H2O D. 充电时，阴极上发生: PTO+4e- + 2H2O= HQ + 4OH- 5、用指定的阳极和阴极电解一定组成的P溶液，然后加入一定量物质Q，能使溶液恢复到原来组成的P溶液的正确组合是（　　） 组别 阳极 阴极 P溶液 物质Q A Ag Cu AgNO3溶液 AgNO3固体 B C（石墨） Cu CuSO4溶液 CuSO4固体 C Pt Pt NaOH溶液 H2O D C（石墨） Fe NaCl溶液 NaCl固体 A．A B．B C．C D．D 6、下列有关说法不正确的是（ ） A.钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是： B.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 C.向含的废水中滴加硫化钠溶液至时，完全沉淀（的） D.精炼铜时粗铜作阳极，纯铜作阴极，各离子浓度保持不变 7、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 8、a、b、c、d均大于0，下列表示物质燃烧热的热化学方程式的是（　　） A．4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=－a kJ·mol-1 B．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=－b kJ·mol-1 C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　ΔH=－c kJ·mol-1 D．2CH3CH2OH(l)+O2(g)=2CH3CHO(l)+2H2O(l)　ΔH=－d kJ·mol-1 9、下列叙述不正确的是（ ） A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．工业上常用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝 C．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色；将氨气通入酚酞溶液中，变色后加热也能恢复原色 D．实验室可用稀HNO3与金属Al反应制氢气 10、在金属Pt、Cu和Ir(铱)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮()以达到消除污染的目的，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A．Ir表面反应的反应物是H2和N2O气体 B．导电基体中Pt上既发生氧化反应又发生还原反应 C．若导电基体上只有Cu，难以消除含氮污染物 D．若导电基体上的Cu颗粒增多，能提高硝态氮()的平衡转化率 11、以石墨为电极电解KI溶液(含少量淀粉)的装置如图。下列说法错误的是（ ） A．a为阴极，b为阳极 B．b极逸出气体 C．a极附近溶液呈蓝色 D．a极发生氧化反应 12、a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时，电流由a经导线流向b，c、d相连时，电子由d到c；a、c相连时，a极上产生大量气泡，b、d相连时，H+移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为（   ） A. a>b>c>d         B. a>c>d>b       C. c>a>b>d            D. b>d>c>a 13、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 14、某多孔材料孔径大小和形状恰好将固定，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。 下列说法正确的是 A．由转化为的反应是一个熵增的反应 B．若反应能自发，则说明该反应为放热反应 C．催化剂能加快反应速率，且能提高的平衡转化率 D．每获得时，消耗的的体积为 15、二氧化碳甲烷化技术被认为是二氧化碳循环再利用最有效的技术之一、电解二氧化碳制备甲烷的原理如图所示，温度控制在10℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中物质的量基本保持不变。下列说法正确的是（ ） A．a为电源的负极 B．电解池的阳极逸出的气体中只含有O2 C．升高温度有利于二氧化碳甲烷化 D．电解池的阴极反应式为9CO2+8e−+6H2O=CH4+8 【答案】D 16、下列说法中，错误的是(　　) A. 化学电池是将化学能转变成电能的装置 B. 化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等 C. 化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护 D. 废旧电池可以随意丢弃 17、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 18、催化生成的过程由以下三步基元反应构成： 第1步： ； 第2步： ； 第3步： 。 下列说法正确的是（　　） A．三步基元反应都是放热反应 B．第1步是总反应的决速步 C．该过程共有三种中间产物 D．总反应的焓变为 二、填空题。 19、燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4、CH3OH等)与O2反应从而将化学能转化为电能的装置。 (1)甲烷燃料电池(NaOH作电解质溶液)的负极反应式为_____________________________________________________________， 正极电极反应式为______________________________________________， 放电过程中溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇­氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高，请回答： 　①a极电极反应式为______________________________________________。 ②工作时，O2－由电极________向电极________移动(填“a”或“b”，下同)，电子由电极________通过传感器流向电极________。 20、（1）用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式和总反应式以及溶液复原需加入的物质： ①NaCl溶液 阴极：　 　；阳极：　 　；总反应式　 　。 ②CuSO4溶液 阴极：　 　；阳极：　 　；总反应式：　 　。 （2）写出下列原电池电极反应式和总反应式 ①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液） 负极反应：　 　；正极反应：　 　；总反应：　 　。 ②甲烷燃料电池。碱性介质（如KOH） 负极：　 　；正极：　 　；总反应式：　 　。 21、铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途。请回答下列问题： （1）钢铁锈蚀是目前难以解决的现实问题，电化学腐蚀最为普遍。写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时发生还原反应的电极反应式：___ 。 （2）爱迪生蓄电池的反应式为Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。 ①此装置中爱迪生蓄电池的负极是___(填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成NiO2的反应类型是___。 ②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式___。 三、实验题。 22、某实验小组欲探究牺牲阳极保护法的原理，设计了如图所示实验装置： 实验I：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。 （1）锌棒上发生的电极反应为___，铁棒上发生的电极反应为___。 （2）向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无___产生。 实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流计连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞试液。 （3）实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验I___ （填“相同”或“相反”） （4）在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是__ 、___ 。 （5）上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对__ （填“活泼”或“不活泼”）的金属被保护。 第4章 化学反应与电能 限时达标作业2024-2025学年化学人教20019选择性必修一 一、选择题。（18题） 1、全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池．其电池总反应为：V3++VO2++H2OVO2++2H++V2+．下列说法正确的是（　　） A．放电时正极反应为：VO2++2H++e﹣=VO2++H2O B．放电时每转移2mol电子时，消耗1mol氧化剂 C．放电过程中电子由负极经外电路移向正极，再由正极经电解质溶液移向负极D．放电过程中，H+由正极移向负极 【答案】A。 2、氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，而备受关注。某氢燃料电池汽车的结构如图所示： 下列说法错误的是（ ） A．电极A、B采用多孔电极材料的优点是能增大反应物接触面积 B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来 C．电极B的电极反应式为O2+4e−=2O2− D．质子通过电解质溶液向电极B迁移 【答案】C 3、(双选)原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　) A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ B．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ 【答案】AD 4、最近复旦大学的研究人员设计出一种以有机负极(PTO/HQ)和无机正极(MnO2/石墨毡)的水合氢离子电池，其装置示意图如图所示。下列说法错误的是（   ） A. 充电时，电能转化为化学能 B. 放电时，H3O+向MnO2@石墨毡极迁移 C. 放电时，正极上发生: MnO2 +2e- +4H3O+= Mn2+ +6H2O D. 充电时，阴极上发生: PTO+4e- + 2H2O= HQ + 4OH- 【答案】D 5、用指定的阳极和阴极电解一定组成的P溶液，然后加入一定量物质Q，能使溶液恢复到原来组成的P溶液的正确组合是（　　） 组别 阳极 阴极 P溶液 物质Q A Ag Cu AgNO3溶液 AgNO3固体 B C（石墨） Cu CuSO4溶液 CuSO4固体 C Pt Pt NaOH溶液 H2O D C（石墨） Fe NaCl溶液 NaCl固体 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 6、下列有关说法不正确的是（ ） A.钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是： B.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 C.向含的废水中滴加硫化钠溶液至时，完全沉淀（的） D.精炼铜时粗铜作阳极，纯铜作阴极，各离子浓度保持不变 【答案】D 7、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 8、a、b、c、d均大于0，下列表示物质燃烧热的热化学方程式的是（　　） A．4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=－a kJ·mol-1 B．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=－b kJ·mol-1 C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　ΔH=－c kJ·mol-1 D．2CH3CH2OH(l)+O2(g)=2CH3CHO(l)+2H2O(l)　ΔH=－d kJ·mol-1 【答案】B 9、下列叙述不正确的是（ ） A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．工业上常用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝 C．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色；将氨气通入酚酞溶液中，变色后加热也能恢复原色 D．实验室可用稀HNO3与金属Al反应制氢气 【答案】D 10、在金属Pt、Cu和Ir(铱)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮()以达到消除污染的目的，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ） A．Ir表面反应的反应物是H2和N2O气体 B．导电基体中Pt上既发生氧化反应又发生还原反应 C．若导电基体上只有Cu，难以消除含氮污染物 D．若导电基体上的Cu颗粒增多，能提高硝态氮()的平衡转化率 【答案】D 11、以石墨为电极电解KI溶液(含少量淀粉)的装置如图。下列说法错误的是（ ） A．a为阴极，b为阳极 B．b极逸出气体 C．a极附近溶液呈蓝色 D．a极发生氧化反应 【答案】A 12、a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时，电流由a经导线流向b，c、d相连时，电子由d到c；a、c相连时，a极上产生大量气泡，b、d相连时，H+移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为（   ） A. a>b>c>d         B. a>c>d>b       C. c>a>b>d            D. b>d>c>a 【答案】D 13、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 14、某多孔材料孔径大小和形状恰好将固定，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。 下列说法正确的是 A．由转化为的反应是一个熵增的反应 B．若反应能自发，则说明该反应为放热反应 C．催化剂能加快反应速率，且能提高的平衡转化率 D．每获得时，消耗的的体积为 【答案】B 15、二氧化碳甲烷化技术被认为是二氧化碳循环再利用最有效的技术之一、电解二氧化碳制备甲烷的原理如图所示，温度控制在10℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中物质的量基本保持不变。下列说法正确的是（ ） A．a为电源的负极 B．电解池的阳极逸出的气体中只含有O2 C．升高温度有利于二氧化碳甲烷化 D．电解池的阴极反应式为9CO2+8e−+6H2O=CH4+8 【答案】D 16、下列说法中，错误的是(　　) A. 化学电池是将化学能转变成电能的装置 B. 化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等 C. 化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护 D. 废旧电池可以随意丢弃 【答案】D 17、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 18、催化生成的过程由以下三步基元反应构成： 第1步： ； 第2步： ； 第3步： 。 下列说法正确的是（　　） A．三步基元反应都是放热反应 B．第1步是总反应的决速步 C．该过程共有三种中间产物 D．总反应的焓变为 【答案】B 二、填空题。 19、燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4、CH3OH等)与O2反应从而将化学能转化为电能的装置。 (1)甲烷燃料电池(NaOH作电解质溶液)的负极反应式为_____________________________________________________________， 正极电极反应式为______________________________________________， 放电过程中溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇­氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高，请回答： 　①a极电极反应式为______________________________________________。 ②工作时，O2－由电极________向电极________移动(填“a”或“b”，下同)，电子由电极________通过传感器流向电极________。 【答案】(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－　减小 (2)①CO＋O2－－2e－===CO2 ②b　a　a　b 20、（1）用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式和总反应式以及溶液复原需加入的物质： ①NaCl溶液 阴极：　 　；阳极：　 　；总反应式　 　。 ②CuSO4溶液 阴极：　 　；阳极：　 　；总反应式：　 　。 （2）写出下列原电池电极反应式和总反应式 ①氢氧燃料电池（电解质是KOH溶液） 负极反应：　 　；正极反应：　 　；总反应：　 　。 ②甲烷燃料电池。碱性介质（如KOH） 负极：　 　；正极：　 　；总反应式：　 　。 【答案】（1）①2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣；2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；HCl； ②Cu2++2e﹣＝Cu；2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+； CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；CuO； （2）①H2+2OH﹣﹣2e﹣＝2H2O；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；2H2+O2═2H2O； ②：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O；2O2+8e﹣+4H2O═8OH﹣； CH4+2O2+2OH﹣═CO32﹣+3H2O。 21、铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途。请回答下列问题： （1）钢铁锈蚀是目前难以解决的现实问题，电化学腐蚀最为普遍。写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时发生还原反应的电极反应式：___ 。 （2）爱迪生蓄电池的反应式为Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。 ①此装置中爱迪生蓄电池的负极是___(填“a”或“b”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成NiO2的反应类型是___。 ②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式___。 【答案】O2+4e-+2H2O=4OH- a 氧化反应 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 三、实验题。 22、某实验小组欲探究牺牲阳极保护法的原理，设计了如图所示实验装置： 实验I：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。 （1）锌棒上发生的电极反应为___，铁棒上发生的电极反应为___。 （2）向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无___产生。 实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流计连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞试液。 （3）实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验I___ （填“相同”或“相反”） （4）在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是__ 、___ 。 （5）上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对__ （填“活泼”或“不活泼”）的金属被保护。 【答案】Zn-2e-=Zn2+ 2H2O+O2+4e-=4OH- Fe2+ 相反 产生蓝色沉淀 溶液变红色 不活泼 学科网（北京）股份有限公司 $$