第4章 化学反应与电能 单元自测 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 单元自测2024-2025学年化学人教版（2019）选择性必修一 一、选择题。（18题） 1、十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极 B．Pt1电极附近发生的反应为 C．Pt2电极附近发生的反应为 D．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为2：1 2、某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是(　　) A．能将电能转换成化学能 B．碳棒发生氧化反应 C．该装置中发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ D．电子从碳棒经外电路流向铜棒 3、铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2OFe（OH）2+2Ni（OH）2 下列有关该电池的说法不正确的是（　　） A．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH﹣﹣2e﹣═Fe（OH）2 C．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH﹣﹣2e﹣═Ni2O3+3H2O 4、用惰性电极实现下列电解实验，其说法正确的是（　　） A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH﹣，故溶液的pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1 5、电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是（ ） A. B. C. D. 6、用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是（ ） A. 27mg            B. 54mg                C. 108mg            D. 216mg 7、一定条件下，有关金属腐蚀的下列说法不正确的是（　　） A．钢铁表面水膜酸性较强时发生析氢腐蚀 B．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶上锌块 C．白铁皮（镀锌）镀层受损后，相比锌露出的铁更易受腐蚀 D．在金属物件表面涂上机油可防止金属生锈从而使金属保持光泽 8、某种光电池的工作原理为：AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl－(aq)。图为该光电池发电装置电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图，下列不正确的是（ ） A．制氢装置溶液中K+移向A极 B．制氢装置工作时，A极的电极反应式为：CO(NH2)2+8OH－－6e－= CO+N2↑+6H2O C．光电池工作时，Cl－从左侧透过膜进入右侧 D．光电池工作时，Ag电极发生还原反应，电极反应为：AgCl(s)+e－═Ag(s)+Cl－(aq) 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、如图所示是锌-铜原电池的示意图，下列说法错误的是（　　） A．作原电池的负极 B．电极上有气泡冒出 C．溶液中的向电极方向移动 D．每生成就有电子从经导线流向再经溶液流回 11、某兴趣小组如图实验装置设计成了原电池，电流表指针偏转。下列说法错误的是（    ） A. 该装置中铝箔为负极  B. 电子从铝箔流出，经电流表、活性炭、滤纸回到铝箔 C. 活性炭表面有气泡产生  D. 该原电池的总反应是2Al+6H+=2Al3++3H2↑ 12、用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是（    ） A. CuCl2[CuSO4]          B. NaOH[H2O]  C. NaCl[H2O]                 D. CuSO4[Cu(OH)2] 13、下列有关说法正确的是（　　） A．镀锌铁皮制品，锌镀层可减缓制品的腐蚀 B．向纯水中加酸或加碱均能使水的电离平衡逆向移动，水的离子积减小 C．已知2NO2（g）⇌N2O4（g）△H＜0，在测定NO2的相对分子质量时，高温高压下的测定结果误差最小 D．精炼粗镍：Ni（s）+4CO（g）⇌Ni（CO）4（g），该反应能自发进行的原因是△H＞0 14、下列各组材料中，能够组成原电池的是 　 A B C D 两极材料 石墨、石墨 Zn片、Cu片 石墨、Cu片 Zn片、Cu片 插入溶液 H2SO4溶液 酒精 稀盐酸 CuSO4溶液 A．A B．B C．C D．D 15、锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O=2Zn(OH)42-。下列说法正确的是（      ） A. 充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B. 充电时，电解质溶液中c(OH－) 逐渐减小 C. 放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42－ D. 放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况） 16、近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取.以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：KI+3H2O KIO3+3H2↑.下列有关说法正确的是(    ) A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极   B. 电解时阳极反应是：I﹣﹣6e﹣+3H2O=IO3﹣+6H+ C. 溶液调节至强酸性，对生产有利  D. 电解后溶液的pH增大 17、青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法正确的是（　　） A．腐蚀过程中，青铜基体是正极 B．若有64g Cu腐蚀，理论上耗氧体积为22.4L（标准状况） C．多孔催化层加速了青铜器的腐蚀，因为改变了反应的焓变 D．为防止腐蚀，可通过导线将铜器与直流电源负极相连 18、某电解装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．模拟工业制氢氧化钠，可以用铁棒替代a电极 B．模拟铁制品镀铜，可以用纯铜替代b电极 C．模拟精炼铜，精炼过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小 D．用惰性电极电解CuCl2溶液，一段时间后可以通入HCl气体使溶液恢复到电解前的浓度 二、填空题。 19、据图回答下列问题： （1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是________，电流表指针________(填“偏转”或“不偏转”)，两极反应式为：正极________；负极________。 （2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为________(填Mg或Al)，总反应方程式为________。 （3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如下图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应式为： ________。 . 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： 　 　 。 21、如图1是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。 (1)该电池工作一段时间后，断开K，此时C电极质量减小3.2g。 ①甲中负极的电极反应式为_______。 ②此时乙中溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_______。 (2)连接K，继续电解一段时间，当A、B两极上产生的气体体积相同时，断开K。 ①此时乙中A极析出的气体在标准状态下的体积为_______。 ②该过程中丙中溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图2所示，则图中曲线②表示的是_____(填离子符号)的变化；此时要使丙中溶液中金属阳离子恰好完全沉淀，需要______mL 5.0溶液。 三、综合解答题。 22、I、研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义。某化学小组查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步： ①2NO(g)N2O2(g)(快)     ΔH1<0       V1正=K1正c2(NO)       V1逆=K1逆c(N2O2) ②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)       ΔH2<0       V2正=K2正c(N2O2)       V2逆=K2逆c2(NO2) 请回答下列问题： (1)写出反应2NO+O2=2NO2的热化学方程式___ 。 【焓变用含ΔH1和ΔH2的式子表示】 (2)一定温度下，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用K1正、K1逆、K2正、K2逆表示的平衡常数表达式K=__ 。 (3)工业上可用氨水作为NO2的吸收剂，NO2通入氨水发生的反应：2NO2+2NH3H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色，则反应后溶液中c(NO)+c(NO)___ c(NH)(填“>”、“<”或“=”)。 II、在一定温度、压强下，向密闭容器中投入一定量N2和H2，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       ΔH<0 (4)下列措施中能加快反应速率并提高氢气的转化率的是___ (填字母)。 a.其他条件不变时，压缩容器体积 b.其他条件不变时，升高反应体系温度 c.使用合适的催化剂 d.保持容器体积不变，充入一定量的氮气 (5)实际生产中往往需要将温度控制在一个合适的范围，分析温度不宜过高也不宜过低的原因：____ 。 第4章 化学反应与电能 单元自测2024-2025学年化学人教版（2019）选择性必修一 一、选择题。（18题） 1、十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极 B．Pt1电极附近发生的反应为 C．Pt2电极附近发生的反应为 D．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为2：1 【答案】D 2、某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是(　　) A．能将电能转换成化学能 B．碳棒发生氧化反应 C．该装置中发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ D．电子从碳棒经外电路流向铜棒 【答案】C 3、铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2OFe（OH）2+2Ni（OH）2 下列有关该电池的说法不正确的是（　　） A．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH﹣﹣2e﹣═Fe（OH）2 C．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH﹣﹣2e﹣═Ni2O3+3H2O 【答案】A。 4、用惰性电极实现下列电解实验，其说法正确的是（　　） A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH﹣，故溶液的pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1 【答案】D 5、电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 6、用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是（ ） A. 27mg            B. 54mg                C. 108mg            D. 216mg 【答案】B 7、一定条件下，有关金属腐蚀的下列说法不正确的是（　　） A．钢铁表面水膜酸性较强时发生析氢腐蚀 B．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶上锌块 C．白铁皮（镀锌）镀层受损后，相比锌露出的铁更易受腐蚀 D．在金属物件表面涂上机油可防止金属生锈从而使金属保持光泽 【答案】C 8、某种光电池的工作原理为：AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl－(aq)。图为该光电池发电装置电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图，下列不正确的是（ ） A．制氢装置溶液中K+移向A极 B．制氢装置工作时，A极的电极反应式为：CO(NH2)2+8OH－－6e－= CO+N2↑+6H2O C．光电池工作时，Cl－从左侧透过膜进入右侧 D．光电池工作时，Ag电极发生还原反应，电极反应为：AgCl(s)+e－═Ag(s)+Cl－(aq) 【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、如图所示是锌-铜原电池的示意图，下列说法错误的是（　　） A．作原电池的负极 B．电极上有气泡冒出 C．溶液中的向电极方向移动 D．每生成就有电子从经导线流向再经溶液流回 【答案】D 11、某兴趣小组如图实验装置设计成了原电池，电流表指针偏转。下列说法错误的是（    ） A. 该装置中铝箔为负极  B. 电子从铝箔流出，经电流表、活性炭、滤纸回到铝箔 C. 活性炭表面有气泡产生  D. 该原电池的总反应是2Al+6H+=2Al3++3H2↑ 【答案】B 12、用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是（    ） A. CuCl2[CuSO4]          B. NaOH[H2O]  C. NaCl[H2O]                 D. CuSO4[Cu(OH)2] 【答案】B 13、下列有关说法正确的是（　　） A．镀锌铁皮制品，锌镀层可减缓制品的腐蚀 B．向纯水中加酸或加碱均能使水的电离平衡逆向移动，水的离子积减小 C．已知2NO2（g）⇌N2O4（g）△H＜0，在测定NO2的相对分子质量时，高温高压下的测定结果误差最小 D．精炼粗镍：Ni（s）+4CO（g）⇌Ni（CO）4（g），该反应能自发进行的原因是△H＞0 【答案】A 14、下列各组材料中，能够组成原电池的是 　 A B C D 两极材料 石墨、石墨 Zn片、Cu片 石墨、Cu片 Zn片、Cu片 插入溶液 H2SO4溶液 酒精 稀盐酸 CuSO4溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 15、锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O=2Zn(OH)42-。下列说法正确的是（      ） A. 充电时，电解质溶液中K+向阳极移动 B. 充电时，电解质溶液中c(OH－) 逐渐减小 C. 放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42－ D. 放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况） 【答案】C 16、近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取.以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：KI+3H2O KIO3+3H2↑.下列有关说法正确的是(    ) A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极   B. 电解时阳极反应是：I﹣﹣6e﹣+3H2O=IO3﹣+6H+ C. 溶液调节至强酸性，对生产有利  D. 电解后溶液的pH增大 【答案】B 17、青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法正确的是（　　） A．腐蚀过程中，青铜基体是正极 B．若有64g Cu腐蚀，理论上耗氧体积为22.4L（标准状况） C．多孔催化层加速了青铜器的腐蚀，因为改变了反应的焓变 D．为防止腐蚀，可通过导线将铜器与直流电源负极相连 【答案】D 18、某电解装置如图所示，下列说法正确的是（　　） A．模拟工业制氢氧化钠，可以用铁棒替代a电极 B．模拟铁制品镀铜，可以用纯铜替代b电极 C．模拟精炼铜，精炼过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小 D．用惰性电极电解CuCl2溶液，一段时间后可以通入HCl气体使溶液恢复到电解前的浓度 【答案】C 二、填空题。 19、据图回答下列问题： （1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是________，电流表指针________(填“偏转”或“不偏转”)，两极反应式为：正极________；负极________。 （2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为________(填Mg或Al)，总反应方程式为________。 （3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如下图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应式为： ________。 . 【答案】（1）镁逐渐溶解，铝上有气泡冒出；偏转；2H＋＋2e－=H2↑； Mg－2e－=Mg2＋ （2）Al；2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ （3）O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 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）3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF； H﹣F键键能大，结合能力强；HF与HF有氢键； NaNO2； NH4++3F﹣﹣6e﹣═NF3↑+4H+。 21、如图1是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。 (1)该电池工作一段时间后，断开K，此时C电极质量减小3.2g。 ①甲中负极的电极反应式为_______。 ②此时乙中溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_______。 (2)连接K，继续电解一段时间，当A、B两极上产生的气体体积相同时，断开K。 ①此时乙中A极析出的气体在标准状态下的体积为_______。 ②该过程中丙中溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图2所示，则图中曲线②表示的是_____(填离子符号)的变化；此时要使丙中溶液中金属阳离子恰好完全沉淀，需要______mL 5.0溶液。 【答案】（1）CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O c(H+)＞c(SO)＞c(Cu2+)＞c(OH-) （2）2.24L Fe2+ 280 三、综合解答题。 22、I、研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义。某化学小组查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步： ①2NO(g)N2O2(g)(快)     ΔH1<0       V1正=K1正c2(NO)       V1逆=K1逆c(N2O2) ②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)       ΔH2<0       V2正=K2正c(N2O2)       V2逆=K2逆c2(NO2) 请回答下列问题： (1)写出反应2NO+O2=2NO2的热化学方程式___ 。 【焓变用含ΔH1和ΔH2的式子表示】 (2)一定温度下，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用K1正、K1逆、K2正、K2逆表示的平衡常数表达式K=__ 。 (3)工业上可用氨水作为NO2的吸收剂，NO2通入氨水发生的反应：2NO2+2NH3H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色，则反应后溶液中c(NO)+c(NO)___ c(NH)(填“>”、“<”或“=”)。 II、在一定温度、压强下，向密闭容器中投入一定量N2和H2，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       ΔH<0 (4)下列措施中能加快反应速率并提高氢气的转化率的是___ (填字母)。 a.其他条件不变时，压缩容器体积 b.其他条件不变时，升高反应体系温度 c.使用合适的催化剂 d.保持容器体积不变，充入一定量的氮气 (5)实际生产中往往需要将温度控制在一个合适的范围，分析温度不宜过高也不宜过低的原因：____ 。 【答案】(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)       ΔH=ΔH1+ΔH2kJ/mol (2) (3)> (4)ad (5)该反应是放热反应，温度过高，反应物的转化率下降，温度过低，反应速率过慢；且催化剂在一定温度范围内活性最强 学科网（北京）股份有限公司 $$