第四章 化学反应与电能 测试卷-2025-2026学年高二化学同步讲义+测试 （人教版2019选择性必修1）

第4章化学反应与电能测试卷 （考试时间：75分钟，分值：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：选择性必修一第4章。 5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 6．难度系数：0.65。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Ti-48 Cr-52 Fe-56 Ni-59 Cu-64 Ba-137 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 一、选择题：本题共14个小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列关于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是 A．海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀 B．可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极法防止金属腐蚀 C．刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀 D．改变金属的内部结构，将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀 【答案】A 【详解】A．有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀为形成原电池的电化学腐蚀，故A错误； B．在船舶外壳装上锌块，锌为负极，负极金属易被腐蚀，正极金属被保护，该保护金属的方法称为牺牲阳极法，故B正确； C．刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀，故C正确； D．通过添加其他金属元素，改变金属的内部结构，将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀，故D正确； 故选A。 2．化学语言是表达化学思想的重要工具。下列示意图与化学用语表述内容不相符的是 A B 电解溶液 HCl在水中电离 C D 在水中电离 与反应能量变化 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．示意图为电解溶液，而化学用语给出的是的电离方程式，应为，A错误； B．HCl为强电解质，在水中完全电离生成H⁺和Cl⁻，电离方程式为，B正确； C．为弱电解质，在水中部分电离，电离方程式用可逆号，，C正确； D．与反应的焓变反应物总键能-生成物总键能，计算得(436+243)-2×431=-183 kJ·mol⁻¹，为放热反应，能量变化示意图与化学用语表述内容相符，D正确； 故选A。 3．下列措施不能加快与反应产生的速率的是 A．再加入溶液 B．用粉代替粒 C．升高温度 D．滴加少量的溶液 【答案】A 【详解】A．加入1mol/LCH3COOH溶液，醋酸为弱酸，稀释硫酸导致H+浓度降低，反应速率减慢，A符合题意； B．用Zn粉代替Zn粒，增大接触面积，加快反应速率，B不符合题意； C．升高温度可以加快反应速率，C不符合题意； D．滴加CuSO4溶液形成Zn-Cu原电池，加快反应速率，D不符合题意； 故选A。 4．两个均装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液琼脂的培养皿，分别将裹有锌皮的铁钉和缠有铜丝的铁钉放置其中，如图所示。下列说法错误的是 A．离子在琼脂内可定向移动 B．图A中会出现两处红色 C．图A中是用外加电流法保护铁钉 D．图B中出现蓝色的反应： 【答案】C 【详解】A．原电池在放电时，化学能转化为电能，带电粒子可定向移动，A正确； B．图A中的锌比铁活泼，铁做正极，发生还原反应，O2+4e-+2H2O=4OH-，氢氧根遇酚酞变红，锌在铁钉的中间，则铁钉的两端会变红，B正确； C．利用原电池原理对金属的腐蚀进行防防护，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，外加电流的阴极保护法利用的是电解池原理，C错误； D．图B中的铁比铜活泼，铁做负极，发生氧化反应，Fe-2e-=Fe2+，生成的亚铁离子与铁氰化钾发生反应生成蓝色沉淀，D正确； 故答案为：C。 5．下列装置能达到对应目的的是 A．铜上镀银 B．粗铜的电解精炼 C． 电解法制金属钠 D．探究铁的析氢腐蚀 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．在铜(镀件)上镀银(镀层)时，需要铜连接电源的负极作为阴极，则银应为阳极，该电镀电极连接错误，不能达到目的，A错误； B．粗铜的电解精炼时，粗铜作阳极连接电源的正极，纯铜作阴极，电极连接正确，能达到目的，B正确； C．电解氯化钠溶液得到的是氢氧化钠、氯气和氢气，无法得到金属钠，不能达到目的，C错误； D．钢铁在强酸性条件下发生析氢腐蚀，在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，该图中环境的铁发生的是吸氧腐蚀，不能达到目的，D错误； 故答案为：B。 6．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为： B．氢氧燃料电池的负极反应式： C．钢铁发生电化腐蚀的正极反应式： D．铅蓄电池放电的正极反应式： 【答案】D 【详解】A．电解过程中阳极上阴离子放电，阳极的电极反应式为：2Cl-－2e-=Cl2↑，A错误； B．氢氧燃料电池的负极（碱性环境）反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，B错误； C．钢铁发生电化腐蚀的正极反应式一般为吸氧腐蚀或析氢腐蚀：O2+2H2O+4e-=4OH－或2H++2e－=H2↑，C错误； D．铅蓄电池放电时，正极为，发生还原反应，其电极反应式为，D正确； 故选D。 7．恒温恒容密闭容器中，一定条件发生下列反应，有关说法正确的是 A．用电解法可以使发生反应 B．反应达平衡后，向该容器中再充入少量，此时正反应速率增大，是因为反应物中活化分子百分数增大 C．在恒容密闭容器中进行反应高温达平衡后，向该容器中充入少量CO2，反应再次达平衡时，保持温度不变，增大 D．在密闭容器中进行可逆反应，当体积分数不变时，标志着达到平衡状态 【答案】A 【详解】A．电解池中若Cu作阳极，则电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，盐酸作电解质溶液，则阴极反应为：2H++2e-=H2↑，电解总反应为：Cu+2H+=Cu2++ H2↑，即用电解法可以使发生反应，A正确； B．反应达平衡后，向该容器中再充入少量，此时正反应速率增大，是因为反应物浓度增大，但反应物中活化分子百分数不变，导致单位体积内的活化分子数增多，有效碰撞次数增多，B错误； C．在恒容密闭容器中进行反应高温达平衡后，该反应的平衡常数K=c(CO2)，向该容器中充入少量CO2，反应再次达平衡时，保持温度不变，平衡常数不变，即不变，C错误； D．在密闭容器中进行可逆反应，反应过程中NH3的体积分数即物质的量分数始终为保持不变，则当体积分数不变时，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故答案为：A。 8．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．电解精炼铜的实验中，阳极质量减少6.4 g，则电路中通过的电子数目是0.2NA B．某纯净铁发生析氢腐蚀时，正极产生标况下67.2 L气体，则被氧化的铁原子数目为2NA C．铅酸蓄电池负极增重96 g时，电路中转移的电子数为2NA D．3 mol H2与足量N2充分反应，生成NH3分子的数目为2NA 【答案】C 【详解】A．电解精炼铜时，阳极溶解的金属可能包含比铜活泼的杂质（如Zn、Fe等），导致实际转移的电子数不等于纯铜溶解时的0.2NA，A错误； B．析氢腐蚀中，正极产生67.2 L H2，即氢气的物质的量==3 mol，其正极反应式为：2H++2e-=H2，则3 mol H2对应6 mol电子转移，而负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，故转移6 mol电子时，被氧化的Fe原子数目为3NA，而非2NA，B错误； C．铅酸蓄电池负极反应为Pb→PbSO4，Pb被氧化为PbSO4，化合价从0价升为+2价，转移2 mol电子，1 mol Pb变为1 mol PbSO4，质量从207 g变为303 g，则每增重96 g对应1 mol Pb反应，转移2 mol电子，即2NA，C正确； D．合成氨为可逆反应，3 mol H2无法完全转化为2 mol NH3，故实际生成量小于2NA，D错误； 综上，答案选择C项。 9．用石墨做电极，电解500 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液的装置如图所示，当电路中通过0.05 mol e-时，下列说法正确的是 A．电解过程中Y区溶液最先变红 B．a试管中的气体体积略小于b试管中的 C．X极的电极反应式为 D．理论上通入标准状况下1.12 L HCl，可使电解质溶液恢复到电解前的状态 【答案】D 【分析】X极与电源负极连接，是阴极，电极反应式是，a试管用排水法收集H2；Y极与电源正极连接，是阳极，电极反应式是，b试管用排饱和食盐水法收集Cl2；电解池的总反应的化学方程式是（转移2e-），当电路中通过0.05 mol e-时，消耗0.05 mol NaCl、0.05 mol H2O，生成0.05 mol NaOH、0.025 mol H2、0.025 mol Cl2，因为500 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液中有0.2 mol NaCl，可见此时NaCl有剩余。 【详解】A．由X、Y的电极反应式可知，OH-产生于X极，故X区溶液最先变红，A错误； B．a试管收集H2，b试管收集Cl2，理论上两者体积（物质的量）相同，但Cl2会与另一电解产物NaOH反应，导致实际a试管中的气体体积略大于b试管中的，B错误； C．X极为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，C错误； D．通入标准状况下1.12 L HCl，即0.05 mol HCl，发生反应，消耗0.05 mol NaOH，生成0.05 mol NaCl、0.05 mol H2O，可使电解质溶液恢复到电解前的状态，D正确； 故选D。 10．下列实验操作能达到相应实验目的的是 选项 实验操作 实验目的或结论 A 25℃下，相同体积的HF和盐酸分别与足量的锌反应 验证HF是弱酸 B 取铁电极附近溶液，向其中滴加溶液 验证铁发生析氢腐蚀 C 将一支盛有2mL0.5mol·L⁻¹溶液的试管水浴加热片刻，取出置于冷水中，加热，溶液变为黄绿色，置于冷水后溶液由黄绿色变为蓝绿色    D 在20℃和40℃下，用pH计分别测定等体积等浓度溶液的pH 探究温度对水解平衡的影响 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．HF和盐酸的浓度没有给出，不能通过与足量的锌反应来证明HF为弱酸，A错误； B．可检验Fe电极上Fe失去电子生成Fe2+，只能证明铁发生了腐蚀，不能判断发生哪种腐蚀，B错误； C．  ，加热平衡正向移动，[CuCl4]2-浓度变大，溶液变黄绿色，降低温度，平衡逆向移动，[Cu(H2O)4]2+浓度增大，溶液变蓝色，C正确； D．醋酸根离子与铵根离子水解程度相同，故溶液为中性，升高温度，促进水的电离，不能探究温度对水解平衡的影响，D错误； 答案选C。 11．某小组探究电解原理的应用，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．甲中Ag极为负极，乙中Fe极为阴极 B．一段时间后，甲中电解质溶液pH升高 C．乙中Fe极反应： D．丙中粗铜减少的质量一定等于纯铜增加的质量 【答案】C 【分析】甲为碱性燃料电池，通入CH3OCH3的Pt极为负极，通入O2的Ag极为正极，乙为电解池，C为阳极、Fe为阴极，丙为电解精炼铜，粗铜为阳极、纯铜为阴极。据此解答： 【详解】A．据分析，甲中Ag极为正极，乙中Fe极为阴极，A错误； B．甲中燃料电池总反应为CH3OCH3+3O2+4OH-=2+5H2O，反应消耗OH-，电解质溶液碱性减弱，pH降低，B错误； C．乙为电解NaCl溶液，Fe极为阴极，阴极上H2O得电子生成H2和OH-，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，C正确； D．丙为电解精炼铜，粗铜中含Fe、Zn等比铜活泼的杂质，阳极（粗铜）溶解的金属除Cu外还有Fe、Zn等比铜活泼的杂质，阴极（纯铜）只析出Cu，故粗铜减少的质量不一定等于纯铜增加的质量，D错误； 故答案为C。 12．电炉烟尘含锌量非常高，其主要成分为ZnO，还有一些等杂质，某研究小组模拟工业回收电炉烟尘中的铜和锌，流程如下： 已知：时，。 下列说法错误的是 A．焙烧步骤中每消耗，转化1 mol金属单质 B．水浸后分离得到浸渣，浸渣中含 C．从浸取液中回收铜，加入的金属单质为Zn D．铜渣精炼铜，可以将铜渣附着于电解槽的阳极 【答案】A 【分析】电炉烟尘与浓硫酸焙烧，生成二氧化碳和二氧化硫气体，金属元素转化为金属的硫酸盐，焙烧渣加入水“水浸”，水解为氢氧化铁沉淀，Fe(OH)3、PbSO4形成浸渣，浸取液中加入金属单质锌，置换出铜，最后获得硫酸锌溶液。 【详解】A．焙烧时ZnO、Fe2O3与硫酸发生复分解反应，金属单质（Pb、Cu）与浓H2SO4发生氧化还原反应：、，消耗的硫酸不是全部用来转化金属单质，每消耗2molH2SO4转化的金属单质小于1mol，A错误； B．Fe2O3与浓H2SO4反应生成Fe2(SO4)3，水浸时，Fe3+水解平衡正向移动（越稀越水解），生成Fe(OH)3沉淀，B正确； C．浸取液含CuSO4，加入Zn可置换Cu：，且不引入杂质，最终得ZnSO4溶液，C正确； D．铜渣为粗铜，电解精炼时粗铜作阳极，纯铜作阴极，D正确； 故选A。 13．我国科技工作者研发了一种新型“酸碱混合硝酸-锌”电池，其工作原理如图所示，图中“双极膜”中间层中的解离为和，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是 A．电池工作时，双极膜中向锌电极迁移 B．电池工作过程中，锌电极附近溶液的升高 C．催化电极的反应式： D．当有电子通过导线时，负极区溶液质量增加 【答案】C 【详解】A．催化电极为正极，锌电极为负极，所以双极膜中应向催化电极迁移，A项错误； B．电极的电极反应式为，消耗，故锌电极附近溶液的降低，B项错误； C．催化电极为正极，在正极得电子发生还原反应生成，电极反应式为，C项正确； D．锌电极反应式为，当有电子通过导线时，溶解(质量为)，同时有进入负极区，负极区溶液质量增加，D项错误； 故C选项正确。 14．神舟十九号成功发射，空间站将首次迎来6个航天器均用锂离子电池供电的新局面。一种镍钴锰三元电极锂离子电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 电池反应： A．放电时，电子由b极经阳离子交换膜流向a极 B．放电时，a极的电极反应式为 C．充电时，b极与电源正极连接 D．充电时，a极净增1.4g，同时转移的电子数约为 【答案】B 【详解】A．放电时电子由负极经外电路流向正极，电子不能通过阳离子交换膜，且a极（镍钴锰酸锂）为正极，b极（石墨烯）为负极，电子应从b极经过外电路流向a极，A错误； B．放电时a极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式正确，B正确； C．充电时原电池正极（a极）作电解池阳极，与电源正极连接，C错误； D．充电时，a极作阳极，电极反应为，a极质量减小。若a极质量减少1.4g，即脱出的，则，解得，转移电子为，数目为。但题干中“a极净增1.4g”与事实不符，D错误； 故选B。 第II卷（非选择题 共58分） 2、 非选择题：本题共4个小题，共58分。 15．（15分）亚氯酸钠(化学式：)是一种高效的氧化剂和漂白剂。一种制备方案如图所示。回答下列问题： (1)中氯的化合价为 。 (2)写出装置Ⅰ中离子方程式 。 (3)装置Ⅱ中化学方程式为 ，双氧水表现的性质是 。 (4)从滤液中提取产品，采取的操作是蒸发浓缩、 、 、洗涤、低温干燥。 (5)装置Ⅲ的工作原理如图所示。 ①膜1是 (填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。 ②通电时，电极d的电极方程式为 。 (6)二氧化氯是绿色消毒剂，广泛应用于饮用水消毒。使用时需要添加稳定剂，其他条件相同，稳定剂类型与保鲜时间的关系如图所示。 实际生产中，宜选择稳定剂 (填“1”或“2”)。 (7)起始投料，其他试剂足量，按上述流程进行转化，转化率为80%，理论上可制备纯度为90%的产品质量为 kg(结果保留1位小数)。 【答案】除备注外，每空2分 (1)（1分） (2) (3) 还原性（1分） (4) 降温结晶（1分） 过滤（1分） (5) 阴离子（1分） (6)2 (7)120.6 【分析】第步氯酸钠和亚硫酸钠反应：，生成的硫酸钠进入离子隔膜电解池，电解生成氢气和氧气，同时生成硫酸和氢氧化钠溶液（A溶液），二氧化氯进入步骤，与双氧水、氢氧化钠反应：，则气体是氧气，是氢气，通过该反应得到溶液，通过一系列操作，得到最终产品。 【详解】（1）根据化合物中元素化合价代数和等于0，计算中氯显价。 （2）氯酸钠作氧化剂，亚硫酸钠作还原剂，硫酸调节酸性，产物有二氧化氯、硫酸钠和水，。 （3）反应物为、双氧水和A溶液，产物为气体a和，方程式为：，又因装置Ⅲ中发生的是电解溶液，产物为氢气和氧气、硫酸和氢氧化钠，所以气体a为氧气，溶液A为氢氧化钠溶液。根据元素化合价，中氯由价降至价，则双氧水中氧由价升至0价，说明双氧水表现的是还原性。 （4）根据“蒸发浓缩”可知，下一步操作就是降温结晶(或冷却结晶)，然后过滤。 （5）通电时，电极c为阳极，电极方程式为；电极d为阴极，电极方程式为。 （6）结合图中数据可知，从等量氯气保鲜时间看，稳定剂2保鲜时间长，利用率较高。 （7）根据氯原子守恒，，则理论上可制备纯度为90%的产品质量为：。 16．（14分）某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验： 装置 分别进行的操作 现象    ⅰ．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞 ⅱ．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 铁片表面产生蓝色沉淀 (1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。实验ⅰ中的现象是 。用化学用语解释实验ⅰ中的现象： 。(写电极反应式) (2)查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。 ①据此有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是 。 ②进行下列实验，几分钟后的记录如下： 实验 滴管 试管 现象 0.5 mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液 ⅲ．蒸馏水 无明显变化 ⅳ．1.0 mol·L-1NaCl溶液 铁片表面产生大量蓝色沉淀 ⅴ．0.5 mol·L-1Na2SO4溶液 无明显变化 A．以上实验表明：在 条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。 B．为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是 。 (3)综合以上实验分析，利用实验ⅱ中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是 。 (4)已知蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6]，写出产生该沉淀的离子方程式： 。 【答案】每空2分 (1) 碳棒附近溶液变红 O2+4e-+2H2O=4OH- (2) K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，会干扰由于电化学腐蚀负极生成的Fe2+的检验 Cl-存在 破坏了铁片表面的氧化膜 (3)连好装置一段时间后，取铁片(负极)附近溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe2+，即发生了电化学腐蚀 (4)K++Fe2++[Fe(CN)6]3-= KFe[Fe(CN)6]↓ 【分析】实验中连好装置，铁片为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，碳棒为正极，由于电解质溶液呈中性，则碳棒上的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，一段时间后，向烧杯中滴加酚酞，碳棒附近溶液变红，证明铁发生了吸氧腐蚀；据此回答。 【详解】（1）实验i中连好装置，铁片为负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，碳棒为正极，由于电解质溶液呈中性，则碳棒上的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，一段时间后，向烧杯中滴加酚酞，证明铁发生了吸氧腐蚀的现象为：碳棒附近溶液变红。 （2）①根据资料“K3[Fe(CN)6]具有氧化性”，故实验ii中铁电极能直接和K3[Fe(CN)6]溶液发生氧化还原反应生成Fe2+，产生的Fe2+再与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，干扰对电化学腐蚀生成的Fe2+的检验。 ②A．根据实验iii知，只有水时K3[Fe(CN)6]溶液和铁片不反应；再对比实验iv和v，阳离子相同、阴离子不同，结合实验现象知，在Cl-存在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以和铁片发生反应。 B．小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀，稀硫酸“酸洗”的目的是除去铁表面的氧化膜，由此补充实验、结合实验iv说明，Cl-的作用是：破坏了铁表面的氧化膜。 （3）利用实验ⅱ中试剂，连好装置一段时间后，取铁片(负极)附近溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe2+，即发生了电化学腐蚀； （4）蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6]，产生该沉淀的离子方程式：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-= KFe[Fe(CN)6]↓。 17．（14分）化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科研中应用广泛。 (1)下列有关化学变化中能量变化的说法中，正确的是______。 A．需要加热才能发生的反应也可能是放热反应 B．化学键断裂时通常放出能量 C．放热反应逆反应的活化能大于正反应的活化能 D．催化剂能降低反应活化能加快反应速率，提高反应物的平衡转化率 (2)甲烷可用于生产合成气，其反应为  kJ·mol-1，已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表： 化学键 （CO分子中） 键能/（kJ·mol-1） 436 a 415 1076 则 ，若加入催化剂改变上述反应历程，上述反应的 （填“变大”、“变小”或“不变”） (3)联氨（又称肼，，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。 ①联氨分子的电子式为 。 ②的化学性质类似于，写出和少量盐酸反应的离子方程式 。 ③已知：         则   （用含、、的式子表示）。 ④如图为联氨燃料电池的装置，该电池具有产物无污染的特点电解质溶液为20%~30%的NaOH溶液。 写出负极的电极反应式 。 【答案】每空2分 (1)AC (2) 465 不变 (3) 【详解】（1）A．需要加热才能发生的反应也可能是放热反应，比如燃烧，A正确； B．化学键断裂时会吸收能量，B错误； C．对于放热反应，正反应的活化能（反应物分子变成活化分子所需的最低能量）比逆反应的活化能小。因为放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，正反应更容易进行，活化能更低；逆反应需要吸收更多能量才能让生成物分子变成活化分子，所以逆反应活化能更大，C正确； D．催化剂能降低反应的活化能，使更多反应物分子成为活化分子，从而加快反应速率。但催化剂只能改变反应达到平衡的时间，不能改变反应物的平衡转化率，D错误； 故正确的选AC； （2）根据反应kJ·mol-1，等于反应物的总键能减去生成物的总键能，所以；催化剂只改变反应速率，不改变化学反应的焓变，所以不变； （3） ①联氨分子的电子式为； ②的化学性质类似于，和少量盐酸反应生成盐和水，离子方程式为：； ③、、对应反应编号为①、②、③，由盖斯定律可知可得，故； ④燃料电池中N2H4为燃料，则a电极为负极，负极发生氧化反应：。 18．电能与化学能之间的相互转化应用十分广泛。 (1)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。 ①电池负极电极反应式为 ；放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。 ②上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。 (2)利用下图电解Na2CO3溶液可获得NaOH溶液、阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 (3)某科研小组设计利用甲醇(CH3OH)燃料电池(酸性溶液作离子导体)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如图。 ①甲装置中A电极的电极反应式 。 ②乙装置用来模拟粗铜的精炼，则粗铜是 (选填“C”或“D”)。 ③丙图装置中，产生淡化海水的出口为 (选填“e”“f”或“j”)。 【答案】除备注外，每空2分 (1) （1分） 或 (2) (3) C e、j 【分析】(1)由图可知，左侧电极上碳元素价态升高失电子，故左侧电极为负极，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O，右侧电极为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，生成的亚铁离子与氧气反应重新生成Fe3+，反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，电子由负极流出经用电器后由正极流入； (2) 电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气； (3)原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，装置甲为酸性甲醇燃料电池，根据溶液中氢离子由A电极区移向B电极区可知，则A为负极、B为正极，a口通入的物质是CH3OH，c口通入的气体是氧气，负极上CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2，负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极上O2发生得电子的还原反应生成H2O，装置乙为电解池，装置丙为海水淡化池，电极C与原电池正极B相接，为电解池的阳极、D电极为阴极，装置丙中甲室为阳极室，戊室为阴极室，甲室中Cl-放电生成Cl2，戊室中阴极上水放电生成H2，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，随着电解过程的进行，OH-与Mg2+、Ca2+、反应生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀，发生的反应为Ca2+++OH-=CaCO3↓+H2O、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，电解池工作时，阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，经过离子交换膜的作用达到淡化海水目的，据此分析解答。 【详解】（1）①由分析可知，电池左侧为负极，该电池负极电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O，正极反应消耗，物质A的作用是补充，应为酸，但题干中正极区是硫酸盐体系，则放电过程中需补充的物质A为H2SO4，故答案为：HCOO-+2OH--2e-=+H2O；H2SO4； ②上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，即将HCOOH与O2反应生成放出的化学能转化为电能，其反应的离子方程式为或，故答案为：或； （2）由图可知，阳极反应为4+2H2O-4e-=4+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2，故答案为：4+2H2O-4e-=4+O2↑；H2； （3）①甲装置是原电池，电解质溶液中H+移动方向：A→B，则A为负极、B为正极，a口通入的物质是CH3OH，c口通入的气体是氧气，负极上CH3OH失电子生成CO2，负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+； ②电解精炼时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，含有铜离子的CuSO4溶液作电解质溶液，即乙装置中C电极为粗铜，D电极为纯铜，故答案为：C； ③海水淡化池工作时，阴、阳离子交换膜的限制，甲室中阳离子总量不变，乙室中阴离子移向甲室，乙室中阳离子移向丙室，乙室内得到淡化海水；丁室中阴离子移向丙室，丙室中阴、阳离子浓度均增大，得到浓海水；丁室中阳离子移向戊室，丁室内得到淡化，所以产生淡水的出水口为e、j，故答案为：e、j。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章化学反应与电能测试卷 （考试时间：75分钟，分值：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：选择性必修一第4章。 5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 6．难度系数：0.65。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Ti-48 Cr-52 Fe-56 Ni-59 Cu-64 Ba-137 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 一、选择题：本题共14个小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列关于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是 A．海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀 B．可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极法防止金属腐蚀 C．刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀 D．改变金属的内部结构，将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀 2．化学语言是表达化学思想的重要工具。下列示意图与化学用语表述内容不相符的是 A B 电解溶液 HCl在水中电离 C D 在水中电离 与反应能量变化 A．A B．B C．C D．D 3．下列措施不能加快与反应产生的速率的是 A．再加入溶液 B．用粉代替粒 C．升高温度 D．滴加少量的溶液 4．两个均装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液琼脂的培养皿，分别将裹有锌皮的铁钉和缠有铜丝的铁钉放置其中，如图所示。下列说法错误的是 A．离子在琼脂内可定向移动 B．图A中会出现两处红色 C．图A中是用外加电流法保护铁钉 D．图B中出现蓝色的反应： 5．下列装置能达到对应目的的是 A．铜上镀银 B．粗铜的电解精炼 C． 电解法制金属钠 D．探究铁的析氢腐蚀 A．A B．B C．C D．D 6．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为： B．氢氧燃料电池的负极反应式： C．钢铁发生电化腐蚀的正极反应式： D．铅蓄电池放电的正极反应式： 7．恒温恒容密闭容器中，一定条件发生下列反应，有关说法正确的是 A．用电解法可以使发生反应 B．反应达平衡后，向该容器中再充入少量，此时正反应速率增大，是因为反应物中活化分子百分数增大 C．在恒容密闭容器中进行反应高温达平衡后，向该容器中充入少量CO2，反应再次达平衡时，保持温度不变，增大 D．在密闭容器中进行可逆反应，当体积分数不变时，标志着达到平衡状态 8．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．电解精炼铜的实验中，阳极质量减少6.4 g，则电路中通过的电子数目是0.2NA B．某纯净铁发生析氢腐蚀时，正极产生标况下67.2 L气体，则被氧化的铁原子数目为2NA C．铅酸蓄电池负极增重96 g时，电路中转移的电子数为2NA D．3 mol H2与足量N2充分反应，生成NH3分子的数目为2NA 9．用石墨做电极，电解500 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液的装置如图所示，当电路中通过0.05 mol e-时，下列说法正确的是 A．电解过程中Y区溶液最先变红 B．a试管中的气体体积略小于b试管中的 C．X极的电极反应式为 D．理论上通入标准状况下1.12 L HCl，可使电解质溶液恢复到电解前的状态 10．下列实验操作能达到相应实验目的的是 选项 实验操作 实验目的或结论 A 25℃下，相同体积的HF和盐酸分别与足量的锌反应 验证HF是弱酸 B 取铁电极附近溶液，向其中滴加溶液 验证铁发生析氢腐蚀 C 将一支盛有2mL0.5mol·L⁻¹溶液的试管水浴加热片刻，取出置于冷水中，加热，溶液变为黄绿色，置于冷水后溶液由黄绿色变为蓝绿色    D 在20℃和40℃下，用pH计分别测定等体积等浓度溶液的pH 探究温度对水解平衡的影响 A．A B．B C．C D．D 11．某小组探究电解原理的应用，装置如图所示。 下列叙述正确的是 A．甲中Ag极为负极，乙中Fe极为阴极 B．一段时间后，甲中电解质溶液pH升高 C．乙中Fe极反应： D．丙中粗铜减少的质量一定等于纯铜增加的质量 12．电炉烟尘含锌量非常高，其主要成分为ZnO，还有一些等杂质，某研究小组模拟工业回收电炉烟尘中的铜和锌，流程如下： 已知：时，。 下列说法错误的是 A．焙烧步骤中每消耗，转化1 mol金属单质 B．水浸后分离得到浸渣，浸渣中含 C．从浸取液中回收铜，加入的金属单质为Zn D．铜渣精炼铜，可以将铜渣附着于电解槽的阳极 13．我国科技工作者研发了一种新型“酸碱混合硝酸-锌”电池，其工作原理如图所示，图中“双极膜”中间层中的解离为和，并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是 A．电池工作时，双极膜中向锌电极迁移 B．电池工作过程中，锌电极附近溶液的升高 C．催化电极的反应式： D．当有电子通过导线时，负极区溶液质量增加 14．神舟十九号成功发射，空间站将首次迎来6个航天器均用锂离子电池供电的新局面。一种镍钴锰三元电极锂离子电池的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 电池反应： A．放电时，电子由b极经阳离子交换膜流向a极 B．放电时，a极的电极反应式为 C．充电时，b极与电源正极连接 D．充电时，a极净增1.4g，同时转移的电子数约为 第II卷（非选择题 共58分） 2、 非选择题：本题共4个小题，共58分。 15．（15分）亚氯酸钠(化学式：)是一种高效的氧化剂和漂白剂。一种制备方案如图所示。回答下列问题： (1)中氯的化合价为 。 (2)写出装置Ⅰ中离子方程式 。 (3)装置Ⅱ中化学方程式为 ，双氧水表现的性质是 。 (4)从滤液中提取产品，采取的操作是蒸发浓缩、 、 、洗涤、低温干燥。 (5)装置Ⅲ的工作原理如图所示。 ①膜1是 (填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。 ②通电时，电极d的电极方程式为 。 (6)二氧化氯是绿色消毒剂，广泛应用于饮用水消毒。使用时需要添加稳定剂，其他条件相同，稳定剂类型与保鲜时间的关系如图所示。 实际生产中，宜选择稳定剂 (填“1”或“2”)。 (7)起始投料，其他试剂足量，按上述流程进行转化，转化率为80%，理论上可制备纯度为90%的产品质量为 kg(结果保留1位小数)。 16．（14分）某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验： 装置 分别进行的操作 现象    ⅰ．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞 ⅱ．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 铁片表面产生蓝色沉淀 (1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。实验ⅰ中的现象是 。用化学用语解释实验ⅰ中的现象： 。(写电极反应式) (2)查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。 ①据此有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是 。 ②进行下列实验，几分钟后的记录如下： 实验 滴管 试管 现象 0.5 mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液 ⅲ．蒸馏水 无明显变化 ⅳ．1.0 mol·L-1NaCl溶液 铁片表面产生大量蓝色沉淀 ⅴ．0.5 mol·L-1Na2SO4溶液 无明显变化 A．以上实验表明：在 条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。 B．为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是 。 (3)综合以上实验分析，利用实验ⅱ中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是 。 (4)已知蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6]，写出产生该沉淀的离子方程式： 。 17．（14分）化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科研中应用广泛。 (1)下列有关化学变化中能量变化的说法中，正确的是______。 A．需要加热才能发生的反应也可能是放热反应 B．化学键断裂时通常放出能量 C．放热反应逆反应的活化能大于正反应的活化能 D．催化剂能降低反应活化能加快反应速率，提高反应物的平衡转化率 (2)甲烷可用于生产合成气，其反应为  kJ·mol-1，已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表： 化学键 （CO分子中） 键能/（kJ·mol-1） 436 a 415 1076 则 ，若加入催化剂改变上述反应历程，上述反应的 （填“变大”、“变小”或“不变”） (3)联氨（又称肼，，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。 ①联氨分子的电子式为 。 ②的化学性质类似于，写出和少量盐酸反应的离子方程式 。 ③已知：         则   （用含、、的式子表示）。 ④如图为联氨燃料电池的装置，该电池具有产物无污染的特点电解质溶液为20%~30%的NaOH溶液。 写出负极的电极反应式 。 18．电能与化学能之间的相互转化应用十分广泛。 (1)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。 ①电池负极电极反应式为 ；放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。 ②上图所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。 (2)利用下图电解Na2CO3溶液可获得NaOH溶液、阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 (3)某科研小组设计利用甲醇(CH3OH)燃料电池(酸性溶液作离子导体)，模拟工业电镀、精炼和海水淡化的装置如图。 ①甲装置中A电极的电极反应式 。 ②乙装置用来模拟粗铜的精炼，则粗铜是 (选填“C”或“D”)。 ③丙图装置中，产生淡化海水的出口为 (选填“e”“f”或“j”)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章化学反应与电能测试卷 参考答案 一、选择题：本题共14个小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A A C B D A C D C 题号 11 12 13 14 答案 C A C B 二、非选择题：本题共4个小题，共58分。 15．（15分） 【答案】除备注外，每空2分 (1)（1分） (2) (3) 还原性（1分） (4) 降温结晶（1分） 过滤（1分） (5) 阴离子（1分） (6)2 (7)120.6 16．（14分） 【答案】每空2分 (1) 碳棒附近溶液变红 O2+4e-+2H2O=4OH- (2) K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，会干扰由于电化学腐蚀负极生成的Fe2+的检验 Cl-存在 破坏了铁片表面的氧化膜 (3)连好装置一段时间后，取铁片(负极)附近溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe2+，即发生了电化学腐蚀 (4)K++Fe2++[Fe(CN)6]3-= KFe[Fe(CN)6]↓ 17．（14分） 【答案】每空2分 (1)AC (2) 465 不变 (3) 18．（15分） 【答案】除备注外，每空2分 (1) （1分） 或 (2) (3) C e、j 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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