2026-2027学年高二上学期化学同步教学单元测试卷（能力提升）选择性必修一《第四章化学反应与电能》

2026-2027年高二年级同步教学单元测试卷（能力提升）全解全析 选择性必修一第四章化学反应与电能 （考试时间：75分钟 试卷满分：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：选择性必修一第四章 5．难度系数：0.65 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Co-59 第Ⅰ卷（选择题 共45分） 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45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．中国传统文化对人类文明贡献巨大，下列对古籍中涉及的化学知识认识错误的是 A．《易经》中“泽中有火”“上火下泽”，甲烷燃烧过程中存在化学能与热能的转化 B．《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”，石灰石高温分解，该反应、，可在高温下自发进行 C．《竹居》中“土蚀铜樽绿，苔滋粉壁斑”，铜生铜绿过程中发生了析氢腐蚀 D．《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”，利用了盐类的水解 【答案】C 【详解】A．“泽中有火”描述的是沼泽区域甲烷燃烧的现象，燃烧为放热反应，过程中存在化学能与热能的转化，A正确； B．“凡石灰，经火焚炼为用”指石灰石高温分解生成氧化钙与二氧化碳，该反应为吸热反应，故；反应生成气态产物，体系混乱度增大，故；根据吉布斯自由能判据反应自发可知，该反应在高温下可自发进行，B正确； C．铜生铜绿是Cu与空气中的、、反应生成碱式碳酸铜的过程，铜的金属活动性排在之后，无法与非氧化性酸反应置换出，该过程属于吸氧腐蚀，不存在析氢腐蚀，C错误； D．薪柴之灰的主要成分为，碳酸根离子水解使溶液呈碱性，可促进油脂水解实现浣衣效果，利用了盐类的水解原理，D正确； 故选C。 2．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．粗铜精炼时，阴极每生成，电路中转移的电子数为 B．与充分反应生成的分子数为 C．酸和碱反应生成个水分子放出的热量为 D．铅蓄电池工作时，每转移个电子，降低 【答案】A 【详解】A．粗铜精炼时阴极的主反应为，的物质的量为，生成时，对应生成过程转移的电子为，即电路中转移电子数为，A正确； B．与生成的反应为可逆反应，与充分反应时反应物无法完全转化，因此生成的分子数小于，B错误； C．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成液态水时放出的热量为，若酸、碱为弱酸或弱碱，其电离过程吸热，反应生成个水分子时放出的热量小于；若反应伴随沉淀生成等其他热效应过程，放出的热量也会偏离，C错误； D．铅蓄电池工作时的总离子反应为，每转移个电子时消耗，但题目未给出电解质溶液的体积，无法计算的变化量，D错误； 故选A。 3．用石墨作电极，电解盛放在U形管中足量的饱和 溶液（滴有酚酞溶液），装置如下图。下列叙述正确的是 A．b极附近溶液先变红 B．电解时在b极得到氢气，a极得到氯气 C．当阳极生成 气体时，整个电路中转移了 D．电解一段时间后，将电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【答案】C 【详解】A．b极连接电源正极，为阳极，发生反应，生成的与水反应生成和，溶液呈酸性且具有漂白性，附近溶液不会变红；a极为阴极，反应生成，a极附近溶液先变红，A错误； B．b极为阳极，发生氧化反应得到，a极为阴极，水溶液中得电子能力强于，a极发生还原反应得到，选项中两极产物描述颠倒，B错误； C．阳极反应为，每生成（阳极气体），电路中转移电子，因此生成阳极气体时，电路中转移电子的物质的量为，C正确； D．电解总反应为，反应生成强碱，充分搅拌后溶液呈碱性，并非中性，D错误； 故选C。 4．某小组同学设计如下实验能证实2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应。 实验装置 实验序号 实验操作和现象 注：a、b均为石墨电极 ① ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ.待指针归零，向U形管左管中加入1 mol·L−1KI溶液，…… ② ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ待指针归零，向U形管左管中滴加0.01 mol·L−1 AgNO3溶液，指针向左偏转 下列说法正确的是 A．可用pH约为1的0.01 mol·L−1Fe(NO3)3溶液代替Fe2(SO4)3溶液 B．电流表指针归零，说明上述反应进行完全 C．①中加入KI溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向左偏转 D．②中加入AgNO3溶液后，导致I- 还原性减弱，上述平衡向逆反应方向移动 【答案】D 【详解】A．pH约为1的溶液中，酸性条件下具有强氧化性，可直接氧化，会干扰与反应的验证，不能代替原溶液，A错误； B．电流表指针归零，说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，该反应为可逆反应，不能进行完全，并非反应进行完全，B错误； C．①中加入溶液后，增大，平衡向正反应方向移动，此时a电极仍为负极（发生的氧化反应），b电极为正极，电流方向与初始状态一致，电流表指针应向右偏转，而非向左偏转，C错误； D．②中加入溶液后，与生成沉淀，降低，的还原性随浓度降低而减弱，使得逆反应速率大于正反应速率，上述平衡向逆反应方向移动，D正确； 故选D。 5．下列化学反应表示正确的是 A．铅蓄电池放电时的正极反应：Pb-2e-+SO=PbSO4 B．甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1，其热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-890.3kJ·mol-1 C．在稀溶液中，H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH= -57.3kJ/mol，若将含0.5mol硫酸的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ D．惰性电极电解氯化镁溶液反应：2Cl-＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH- 【答案】C 【详解】A．给出的反应为铅蓄电池放电时的负极失电子反应，正极发生得电子的还原反应，反应式书写错误，正确的为，A错误； B．燃烧热定义中要求生成稳定氧化物，H元素对应的稳定氧化物为液态，该反应中为气态，数值不符合燃烧热要求，B错误； C．浓硫酸稀释过程会放出额外热量，因此反应生成1mol 时，放出的总热量为中和热加上浓硫酸稀释放热，大于，C正确； D．电解氯化镁溶液时，生成的会与溶液中的反应生成沉淀，反应式未体现该产物，书写错误，正确的为， D错误； 故答案选C。 6．转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收后的溶液加入如图所示装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚()-空气燃料电池，甲、乙装置中的电解质溶液都足量。下列推断不正确的是 A．X极充入二甲醚 B．燃料电池的负极反应式： C．电解后，乙装置左池中溶液的减小 D．当有电子转移时，乙装置交换膜两侧的溶液质量差变化 【答案】B 【分析】结合题意可知，甲为二甲醚-空气燃料电池，乙为电解池，电解池右侧有H2产生，则W极为阴极，连接的X极为原电池的负极，发生氧化反应，Z极作阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y极应充入氧气，X极应充入二甲醚，以此解答。 【详解】A．结合分析可知，X极充入二甲醚，A正确； B．结合分析可知，X极充入二甲醚，电解质环境为碱性，则负极反应式为：，B错误； C．结合分析可知，乙装置左池为阳极区，电极反应为：S2--2e-=S，硫离子浓度减小，硫离子水解产生的氢氧根离子浓度减小，则减小，C正确； D．转移0.1 mol e- ：阳极（左）： ↓，消耗0.05 mol ，同时有0.1 mol （质量 ）穿过阳离子交换膜移向右池。 左池质量变化：失去0.05 mol S ( ) + 迁出0.1 mol (2.3 g)，左池一共减少1.6g + 2.3g = 3.9 g。 阴极（右）： ，析出 （ ），同时迁入 （2.3 g）。右池质量变化： ；两侧质量差变化： ，D正确； 故选B。 7．有一种可穿戴电池，其结构如图所示，该电池的总反应为关于此电池，下列说法错误的是 A．Zn为负极，生成的Zn2＋向正极移动 B．正极反应式为 C．当0.1molZn溶解时，有0.2mol电子由负极经凝胶电解质流向正极 D．凝胶电解质可提高电池的安全性和稳定性 【答案】C 【分析】根据总反应中元素化合价变化，Zn化合价由0价升高到+2价，发生氧化反应，为负极，中V元素化合价降低，发生还原反应，为正极。负极反应式为，总反应减去负极反应得正极反应式为。原电池中阳离子向正极移动，电子仅在外电路中迁移，电解质中为离子定向移动。 【详解】A．Zn为负极，失电子生成，原电池中阳离子向正极移动，A正确； B．总反应减去负极反应，可得正极反应式为，B正确； C．电子仅能在外电路中迁移，无法进入凝胶电解质，电子由负极经外电路流向正极，并非经凝胶电解质流动，C错误； D．凝胶电解质无漏液问题，抗形变性能优异，可提高电池的安全性和稳定性，D正确； 故选C。 8．下列情景中对应电极上的电极反应式书写错误的是 情景 A．钢铁发生析氢腐蚀，正极反应为： B．常温下，铁片和铜片在浓硝酸中组成原电池，负极反应为： 电极反应 ↑ 情景 C．铁片连电源正极，碳棒连电源负极，电解溶液，阳极电极反应为： D．常温下，镁、铝在氢氧化钠中组成原电池，负极反应为： 电极反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．钢铁发生析氢腐蚀，正极得到电子生成氢气，正极反应式为↑，A正确； B．常温下，铁片和铜片在浓硝酸中组成原电池，由于铁发生钝化，所以负极是铜，负极反应为：，B错误； C．铁片连电源正极，碳棒连电源负极，电解溶液，阳极失去电子结合生成沉淀，电极反应式为：，C正确； D．常温下，镁、铝在氢氧化钠中组成原电池，由于铝能和氢氧化钠溶液反应，铝是负极，负极反应式为，D正确； 故选B。 9．的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 【答案】A 【分析】由图可知，左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中酸性水溶液随着浓度的增大会转化为，反应方程式为，因此阳极生成的H+不能通过离子交换膜，据此回答。 【详解】A．由以上分析知，电解时阳极生成的H+不能通过离子交换膜，故离子交换膜不能是质子交换膜，通过离子交换膜的是，A错误； B．根据各电极上转移电子数相同，可知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B正确； C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C正确； D．电解过程中阳极区浓度增大，会转化为，反应方程式为，D正确； 故答案选A。 10．利用下列装置和试剂进行实验，能达到实验目的的是 A．图1可验证反应的吸放热 B．图2可验证铁的析氢腐蚀 C．图3可验证外加电流的阴极保护法 D．图4可验证浓度对化学反应速率的影响 【答案】A 【详解】A．图1中反应的热量变化会使集气瓶内空气热胀冷缩，进而引起U形管液面出现高度差，可验证反应的吸放热，A正确； B．食盐水呈中性，铁发生吸氧腐蚀消耗使试管内压强减小，导管液面上升；析氢腐蚀需在酸性条件下进行，反应生成会使试管内压强增大、导管液面不会上升，因此该实验不能验证铁的析氢腐蚀，B错误； C．该装置没有外接电源，是利用原电池原理，作负极被消耗保护正极，不是外加电流的阴极保护法，C错误； D．与反应生成和，无明显实验现象，无法判断反应速率快慢，不能验证浓度对化学反应速率的影响，D错误； 故选A。 11．离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如下。以下说法不正确的是 A．阴极发生的电极反应为 B．精制饱和食盐水从c口补充，溶液从b口流出 C．离子交换膜既能防止与反应，又能防止与接触 D．每当有穿过阳离子交换膜，阳极区便会逸出 【答案】D 【分析】根据装置中物质转化，左侧电极失电子生成，发生氧化反应，为阳极，右侧电极得电子生成，发生还原反应，为阴极，离子交换膜为阳离子交换膜，仅允许阳离子通过，阳极电极反应式为，阴极电极反应式为，从阳极室向阴极室移动，可据此分析各进出口溶液组成与电子守恒关系。 【详解】A．阴极上得电子生成和，电极反应为，A正确； B．阳极室中放电生成，阳极室移向阴极室，阳极室氯化钠浓度减小，所以需从c口补充精制饱和食盐水，阴极室生成，与从阳极室移入的，形成浓溶液从b口流出，B正确； C．阳离子交换膜仅允许阳离子通过，可阻止进入阴极室与、接触，C正确； D．每当有穿过阳离子交换膜，电路中转移电子，阳极理论上生成，但可溶于阳极区溶液，实际逸出的小于，D错误； 故选 D。 12．可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如下图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法不正确的是 A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，b极的电极反应为 C．充电时，若电路中通过1mol，则有0.5mol的生成 D．充电时，双极膜中水电离出的向b极移动，向a极移动 【答案】D 【分析】放电时a极转化为，元素化合价升高，失电子发生氧化反应，a为负极；b极转化为，元素化合价降低：+4→+2，得电子发生还原反应，b为正极。充电时a极对应电解池阴极，b极对应电解池阳极，双极膜中水电离的氢离子向阴极移动，氢氧根离子向阳极移动，结合电子守恒可进行定量计算。 【详解】A．放电时电极a为负极，失电子生成，发生氧化反应，A正确； B．放电时b极为正极，酸性环境下得电子生成，电极反应为，B正确； C．充电时b极为阳极，电极反应为，根据电子守恒，电路中通过时，生成的物质的量为，C正确； D．充电时a为阴极、b为阳极，双极膜中水电离出的向阴极a极移动，向阳极b极移动，D错误； 故选D。 13．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示（G-CHO代表葡萄糖）。说法不正确的是 A．电池工作时，向电极Ⅰ移动，电极Ⅰ附近的pH减小 B．电极Ⅱ作负极 C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极Ⅱ的电极反应式为： 【答案】A 【分析】燃料电池通入氧化剂氧气的电极I为正极，氧气得到电子发生还原反应生成水，电极Ⅱ为负极，G-CHO被氧化为G-COOH。 【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，故向正极电极Ⅰ移动，电极Ⅰ为正极，发生反应，消耗，电极Ⅰ附近升高，A错误； B．根据分析，电极Ⅱ上葡萄糖（）失电子被氧化为，作负极，B正确； C．血糖水平越接近正常值，反应物葡萄糖浓度越低，电池反应进行程度越小，两极的电势差越小，C正确； D．电极Ⅱ为负极，被氧化为，电极反应式为，D正确； 故答案选A。 14．某沉积物微生物电池可以回收处理含硫废渣主要成分为，其工作原理如图。已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低。下列说法正确的是 A．外电路的电流方向：碳棒碳棒 B．碳棒存在电极反应： C．工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率升高 D．每处理，理论上需要光合菌生产标准状况下 【答案】B 【分析】由图可知，碳棒a为原电池的正极，光合菌、光照条件下，二氧化碳转化为氧气，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水；碳棒b为负极，硫氧化菌作用下二硫化亚铁在负极失去电子发生氧化反应生成硫单质，而后硫氧化菌作催化剂，硫失去电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，则电池工作一段时间后，溶液酸性增强。 【详解】A．根据分析，碳棒a为原电池的正极，碳棒b为负极，则外电路的电流方向：碳棒a→碳棒b，A错误； B．根据分析，碳棒b为负极，在硫氧化菌的催化作用下，硫失去电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极方程式为：，B正确； C．由题给信息可知，随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低，电池工作一段时间后，溶液酸性增强，则硫氧化菌活性降低，导致电池效率也降低，C错误； D．根据分析，该电池正极电极方程式为：，，由图可知，二硫化亚铁最终转化为硫酸亚铁，在转化过程中失去电子的物质的量为14mol，则由得失电子守恒可知，理论上需要光合菌生产氧气的物质的量为：，标准状况下氧气的体积为：，D错误。 故答案选B。 15．科学家使用研制了一种可充电电池(如下图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到MnOOH和少量。下列叙述正确的是 A．充电时，Zn电极接外电源负极，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，电极生成 【答案】C 【分析】由题可知，放电时为原电池，电极上，发生还原反应生成MnOOH和少量，则电极为正极，Zn电极为负极；充电时为电解池，原电池的负极接电源的负极作阴极，原电池的正极接电源的正极作阳极，据此分析。 【详解】A．充电时该装置为电解池，电极作阴极接外电源负极，电解池中阳离子向阴极迁移，故向阴极方向迁移，A错误； B．给出的反应中元素化合价升高，为放电时的反应，充电时反应为放电反应的逆过程，元素化合价应降低，B错误； C．放电时电极为正极，元素化合价降低，且电极上检测到，故存在该正极反应，C正确； D．电极质量减少（物质的量为），电路中转移电子，但正极同时生成少量，部分电子用于生成该物质，故生成的物质的量小于，D错误； 故选C。 第II卷（非选择题 共55分） 16．（14分）按要求填空： (1)下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是________。 ①溶液中加入固体KSCN后颜色变深  ②500℃时比室温更有利于合成氨的反应 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气  ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应  ⑥将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 ⑦向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 (2)下列物质中，属于非电解质的是_______________，属于强电解质的是______________。 ①液氨；②氯化钠；③氯气；④氢氧化钾；⑤冰醋酸；⑥二氧化碳；⑦醋酸铵 (3)已知25℃时和HCN电离平衡常数数据(的 ，HCN )，写出向NaCN溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：__________________________。 (4)已知时，溶液的，的HA溶液中。 ①该温度下，水的离子积________，此时温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)25℃。 ②该温度下，的HA溶液中水电离出________。 (5)利用下图装置将酸性废水中的，转化为，同时除去。 ①电极a的电极反应式为_________________________。 ②关于上述电化学反应过程，描述正确的是________。 A．该装置实现电能转化为化学能 B．电极b是负极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移4 mol电子 【答案】(1) ②⑤⑦ (2) ①⑥ ②④⑦ (3) (4) 高于 (5) B 【详解】（1）勒夏特列原理仅适用于可逆反应的平衡移动过程。②中选择500℃是为了提高合成氨催化剂活性、加快反应速率，与平衡移动无关；⑤中催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡；⑦中HCl为强电解质，完全电离，不存在电离平衡，加水稀释氢离子浓度降低与平衡移动无关，三者均不能用勒夏特列原理解释。 （2）非电解质是在水溶液和熔融状态下均不能自身电离的化合物，液氨、本身不电离，属于非电解质；强电解质是在水溶液中完全电离的电解质，氯化钠、氢氧化钾、醋酸铵均符合；氯气为单质，既不属于电解质也不属于非电解质，冰醋酸为弱电解质。 （3）由电离常数可知酸性：，根据强酸制弱酸规律，少量通入溶液只能生成和，不能生成，离子方程式：。 （4）①水的离子积，0.01mol/L 溶液中，代入得；水的电离为吸热过程，该温度下大于25℃的，故温度高于25℃。②联立和，解得溶液中，酸溶液中全部由水电离，故水电离出的。 （5）①该装置为原电池，电极a上转化为，N元素化合价降低得电子，为正极，酸性条件下配平得到电极反应式：。 ②A．原电池是将化学能转化为电能，A错误； B．电极b上转化为，C元素化合价升高失电子，为负极，B正确； C．电子只能在导线中移动，不能经过电解质溶液，C错误； D．1 mol 参与反应时，共转移 mol电子，D错误； 故选B。 17．（14分）某研究性学习小组分别进行如下实践： (1)理论上不能设计为原电池的化学反应是__________。 a． b． c． (2)第一组同学对、、稀硫酸组成的原电池进行了探究，其中甲同学利用如图1所示装置进行探究，乙同学经过查阅资料后设计了如图2装置进行探究。 ①实验表明，图1中锌电极为________极(填写“正”或“负”)。 ②图2中X溶液为_________________________。 (3)盐桥中除添加琼脂外，还要添加饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的、的移动方向描述正确的是_________。 A．盐桥中的向左侧烧杯移动、向右侧烧杯移动 B．盐桥中的、都向右侧烧杯移动 C．盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动 D．盐桥中的、几乎都不移动 (4)第二组同学认为任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，于是想利用反应设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，该电池的负极材料是_________，电解质溶液是_________。 (5)第三组同学则查阅资料，了解了一些新型化学电源： ①高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电的总反应式为：，该电池放电时，负极的电极反应式为___________________。(已知高铁酸钾为紫色固体，易溶于水) ②空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如下图所示，写出放电过程中正极的电极反应式：____________，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为________L。 【答案】(1)a (2) 负 溶液 (3)C (4) 溶液 (5) 【详解】（1）原电池的反应必须是自发的氧化还原反应。 a．，反应中各元素化合价没有变化，属于复分解反应，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，a符合题意； b．是自发的氧化还原反应，可以设计成燃料电池，b不符合题意； c．是自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，c不符合题意； 故选a； （2）①、、稀硫酸构成原电池，锌金属活动性更强，容易失去电子，发生氧化反应，在原电池中作负极；铜电极上得电子生成氢气，作正极； ②图2是带盐桥的双液原电池，负极电极要浸泡在含的溶液中，避免锌直接和接触反应，所以X溶液为溶液（硫酸锌溶液）；右侧Y为硫酸铜溶液； （3）原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。此装置左侧是负极（），右侧是正极（），盐桥里是阳离子，移向右侧正极烧杯，是阴离子，移向左侧负极烧杯，故选C； （4）反应，元素化合价升高，失去电子，所以负极材料为Cu（铜）；正极用碳棒，电解质溶液需要含有，选择溶液； （5）①放电时为原电池，负极失电子发生氧化反应，总反应生成，介质为碱性，负极电极反应式：； ②正极是得电子，质子交换膜允许通过，环境为酸性，结合生成水，正极电极反应式；负极转化为，从+2价升高到+5价，每生成1 mol 失去3 mol电子，生成2 mol 共失去6 mol电子；每1 mol得到4 mol电子，根据电子守恒：，解得，标准状况体积。 18．（14分）研究化学反应过程与能量变化的关系具有重要意义。请回答下列问题： (1)下列属于吸热反应的是________。 A．冰融化成水 B．CaCO3受热分解 C．钠与水反应 D．铝和氧化铁反应 (2)设计某种电化学装置，要求实现反应 ，且反应后的溶液中不含其他溶质。选择合适的试剂和用品的序号填在下面电化学装置图的相应位置：①_____、②_____、③_____。 A．稀硫酸         B．溶液         C．阳离子交换膜         D．阴离子交换膜 (3)一种以二甲醚 燃料电池为电源，进行、的电解转化装置如图所示。 ①装置Ⅰ放电时的负极反应式为______________________________________________。 ②装置Ⅱ电极B处生成的电极反应式为_______________________________________。 ③装置Ⅱ电极A处有沉淀X生成，X为________(填化学式)。装置Ⅰ消耗标准状况下22.4L，装置Ⅱ电极B处共生成标准状况下16.8L与，则的物质的量为________mol。 ④实验发现，电极B处生成的气体种类与电压有关。若电压较小，不发生转化，装置Ⅱ出口处收集到和Y的混合气体，则Y为________(填化学式)。 【答案】(1)B (2) B D A (3) CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O S 0.5 H2 【分析】（3）先判断装置Ⅰ为燃料电池，通入二甲醚的电极发生氧化反应为负极，通入O2的电极发生还原反应是正极；装置Ⅱ为电解池，电极B连接通入二甲醚的电极（负极），所以电极B为阴极，电极A为阳极。 【详解】（1）A．冰融化成水，属于物理变化，不属于吸热反应，A不符合题意。 B．CaCO3受热分解，属于分解反应，且需要持续吸热，所以符合吸热反应的特征，B符合题意； C．钠与水反应，属于置换反应，反应过程中放出大量的热，是常见的放热反应，C不符合题意； D．铝和氧化铁反应为铝热反应，属于置换反应，反应过程中放出大量的热，是常见的放热反应，D不符合题意； 故选B。 （2）因为反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑不能自发发生，所以需设计电解池装置实现；因为Cu需要发生氧化反应生成Cu2+，所以Cu电极作阳极，连接电源正极；C电极作阴极，连接电源负极。因为反应后CuSO4溶液中不含其他溶质，所以阳极区（Cu电极所在区域即①）需要盛放CuSO4溶液，选B；阴极区（C电极所在区域即③）盛放稀硫酸；选A；为防止阳极生成的Cu2+移向阴极放电且避免引入其他杂质，选用阴离子交换膜分隔两极区，即②选D； （3）①装置Ⅰ为碱性二甲醚燃料电池，负极上二甲醚失电子，在碱性环境下生成​，配平电荷和原子得到装置Ⅰ放电时的负极反应式； ②由分析知，电极B为电解池阴极，CO2得电子，结合质子交换膜迁移来的H+，还原生成C2H4，配平得到电极反应式为； ③电极A为电解池阳极，H2S失电子发生氧化反应，生成不溶于酸的S单质沉淀；标准状况下22.4L​ O2的物质的量为1 mol，燃料电池正极反应为，消耗1 mol O2共转移4 mol电子；电极B生成标准状况下16.8L（0.75mol）C2H4与CO ​，设C2H4为x mol，CO为y mol：则x+y=0.75、12x+2y=4（生成1 mol C2H4转移12e⁻、CO2​→CO 每个C得2e⁻），解得y=0.5mol，即CO的物质的量为0.5mol； ④当电压不足以把CO2还原时，溶液中大量存在的H+（来自阳极迁移）会在阴极得电子生成H2，故混合气体Y为H2。 19．（13分）“神光二号”是我国研制的巨型激光器，其中使用了一种大型非线性光学晶体磷酸二氢钾(KH2PO4)。 Ⅰ．用废磷酸(含有机杂质)制取。 请回答： (1)冷凝水从___________(“X”或“Y”)通入。 (2)步骤a把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒，步骤a的操作为___________。步骤b除去溶液中的炭颗粒得到粗磷酸，步骤b的操作为___________。 (3)下列操作正确的是___________。 A．若浓磷酸不慎沾到手上，先用大量水冲洗，然后涂上NaOH溶液 B．加入活性炭的目的是除去不易炭化的有机杂质 C．加入KOH过多，可向溶液中加入HCl来调节pH D．可用乙醇洗涤反应得到的晶体 (4)产品中，K的质量分数为29.01%，则产品中可能混有的杂质___________。 Ⅱ．电解制备KH2PO4装置示意图如图2所示。 (5)①膜a为___________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 ②阴极电极反应式为___________；电路中每通过1mol电子，产品室中理论上生成产品的质量为___________g。 Ⅲ． (6)工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃制得白磷，同时逸出和CO，该反应的化学方程式为___________。 【答案】(1)X (2) 加热(高温) 过滤 (3)BD (4) (5) 阴离子 136 (6) 【详解】（1）冷凝水下进上出，从X通入； （2）步骤a把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒，因此步骤a的操作为加热（高温）； 步骤b除去溶液中的炭颗粒得到粗磷酸，因此步骤b的操作为过滤； （3）A．NaOH强碱腐蚀性强，不能涂手上，A错误； B．活性炭吸附不易炭化的有机杂质，B正确； C．加HCl引入Cl-杂质，C错误； D．乙醇洗涤，减少晶体溶解损失、易干燥，D正确； 故答案为BD； （4），样品K的质量分数为29.01%，钾含量更高；混有时产品中K的质量分数高于，所以杂质为； （5）①电解池中阴极发生的反应是，通过膜a（阴离子交换膜）进入产品室；阳极发生的反应是，通过膜b（阳离子交换膜）进入产品室，产品室，因此膜a为阴离子交换膜； ②阴极电极反应式为，每转移2mol，生成2mol；因此电路中每通过1mol，生成1mol，其质量为； （6）反应物为氟磷灰石、C和，高温下生成，反应方程式。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027年高二年级同步教学单元测试卷（能力提升） 选择性必修一第四章化学反应与电能 （考试时间：75分钟 试卷满分：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：选择性必修一第四章 5．难度系数：0.65 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Co-59 第Ⅰ卷（选择题 共45分） 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45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．中国传统文化对人类文明贡献巨大，下列对古籍中涉及的化学知识认识错误的是 A．《易经》中“泽中有火”“上火下泽”，甲烷燃烧过程中存在化学能与热能的转化 B．《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”，石灰石高温分解，该反应、，可在高温下自发进行 C．《竹居》中“土蚀铜樽绿，苔滋粉壁斑”，铜生铜绿过程中发生了析氢腐蚀 D．《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”，利用了盐类的水解 2．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．粗铜精炼时，阴极每生成，电路中转移的电子数为 B．与充分反应生成的分子数为 C．酸和碱反应生成个水分子放出的热量为 D．铅蓄电池工作时，每转移个电子，降低 3．用石墨作电极，电解盛放在U形管中足量的饱和 溶液（滴有酚酞溶液），装置如下图。下列叙述正确的是 A．b极附近溶液先变红 B．电解时在b极得到氢气，a极得到氯气 C．当阳极生成 气体时，整个电路中转移了 D．电解一段时间后，将电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 4．某小组同学设计如下实验能证实2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应。 实验装置 实验序号 实验操作和现象 注：a、b均为石墨电极 ① ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ.待指针归零，向U形管左管中加入1 mol·L−1KI溶液，…… ② ⅰ.闭合K，指针向右偏转 ⅱ待指针归零，向U形管左管中滴加0.01 mol·L−1 AgNO3溶液，指针向左偏转 下列说法正确的是 A．可用pH约为1的0.01 mol·L−1Fe(NO3)3溶液代替Fe2(SO4)3溶液 B．电流表指针归零，说明上述反应进行完全 C．①中加入KI溶液后，上述平衡向正反应方向移动，电流表指针向左偏转 D．②中加入AgNO3溶液后，导致I- 还原性减弱，上述平衡向逆反应方向移动 5．下列化学反应表示正确的是 A．铅蓄电池放电时的正极反应：Pb-2e-+SO=PbSO4 B．甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1，其热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-890.3kJ·mol-1 C．在稀溶液中，H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH= -57.3kJ/mol，若将含0.5mol硫酸的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ D．惰性电极电解氯化镁溶液反应：2Cl-＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH- 6．转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收后的溶液加入如图所示装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚()-空气燃料电池，甲、乙装置中的电解质溶液都足量。下列推断不正确的是 A．X极充入二甲醚 B．燃料电池的负极反应式： C．电解后，乙装置左池中溶液的减小 D．当有电子转移时，乙装置交换膜两侧的溶液质量差变化 7．有一种可穿戴电池，其结构如图所示，该电池的总反应为关于此电池，下列说法错误的是 A．Zn为负极，生成的Zn2＋向正极移动 B．正极反应式为 C．当0.1molZn溶解时，有0.2mol电子由负极经凝胶电解质流向正极 D．凝胶电解质可提高电池的安全性和稳定性 8．下列情景中对应电极上的电极反应式书写错误的是 情景 A．钢铁发生析氢腐蚀，正极反应为： B．常温下，铁片和铜片在浓硝酸中组成原电池，负极反应为： 电极反应 ↑ 情景 C．铁片连电源正极，碳棒连电源负极，电解溶液，阳极电极反应为： D．常温下，镁、铝在氢氧化钠中组成原电池，负极反应为： 电极反应 A．A B．B C．C D．D 9．的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 10．利用下列装置和试剂进行实验，能达到实验目的的是 A．图1可验证反应的吸放热 B．图2可验证铁的析氢腐蚀 C．图3可验证外加电流的阴极保护法 D．图4可验证浓度对化学反应速率的影响 11．离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如下。以下说法不正确的是 A．阴极发生的电极反应为 B．精制饱和食盐水从c口补充，溶液从b口流出 C．离子交换膜既能防止与反应，又能防止与接触 D．每当有穿过阳离子交换膜，阳极区便会逸出 12．可充电水系电池用锌和催化剂材料作两极，电池工作示意图如下图所示，其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法不正确的是 A．放电时，电极a为负极，发生氧化反应 B．放电时，b极的电极反应为 C．充电时，若电路中通过1mol，则有0.5mol的生成 D．充电时，双极膜中水电离出的向b极移动，向a极移动 13．科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖过高时会激活电池产生电流，通过传感器刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖。电池工作时的原理如下图所示（G-CHO代表葡萄糖）。说法不正确的是 A．电池工作时，向电极Ⅰ移动，电极Ⅰ附近的pH减小 B．电极Ⅱ作负极 C．人体内的血糖水平越接近正常值，两极的电势差越小 D．电极Ⅱ的电极反应式为： 14．某沉积物微生物电池可以回收处理含硫废渣主要成分为，其工作原理如图。已知：随酸性增强，硫氧化菌的活性逐渐降低。下列说法正确的是 A．外电路的电流方向：碳棒碳棒 B．碳棒存在电极反应： C．工作一段时间后，硫氧化菌活性降低，电池效率升高 D．每处理，理论上需要光合菌生产标准状况下 15．科学家使用研制了一种可充电电池(如下图所示)。电池工作一段时间后，电极上检测到MnOOH和少量。下列叙述正确的是 A．充电时，Zn电极接外电源负极，向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应 C．放电时，正极反应有 D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，电极生成 第II卷（非选择题 共55分） 16．（14分）按要求填空： (1)下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是________。 ①溶液中加入固体KSCN后颜色变深  ②500℃时比室温更有利于合成氨的反应 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气  ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应  ⑥将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 ⑦向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 (2)下列物质中，属于非电解质的是_______________，属于强电解质的是______________。 ①液氨；②氯化钠；③氯气；④氢氧化钾；⑤冰醋酸；⑥二氧化碳；⑦醋酸铵 (3)已知25℃时和HCN电离平衡常数数据(的 ，HCN )，写出向NaCN溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：__________________________。 (4)已知时，溶液的，的HA溶液中。 ①该温度下，水的离子积________，此时温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)25℃。 ②该温度下，的HA溶液中水电离出________。 (5)利用下图装置将酸性废水中的，转化为，同时除去。 ①电极a的电极反应式为_________________________。 ②关于上述电化学反应过程，描述正确的是________。 A． 该装置实现电能转化为化学能 B．电极b是负极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每参与反应时，转移4 mol电子 17．（14分）某研究性学习小组分别进行如下实践： (1)理论上不能设计为原电池的化学反应是__________。 a． b． c． (2)第一组同学对、、稀硫酸组成的原电池进行了探究，其中甲同学利用如图1所示装置进行探究，乙同学经过查阅资料后设计了如图2装置进行探究。 ①实验表明，图1中锌电极为________极(填写“正”或“负”)。 ②图2中X溶液为_________________________。 (3)盐桥中除添加琼脂外，还要添加饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的、的移动方向描述正确的是_________。 A．盐桥中的向左侧烧杯移动、向右侧烧杯移动 B．盐桥中的、都向右侧烧杯移动 C．盐桥中的向右侧烧杯移动、向左侧烧杯移动 D．盐桥中的、几乎都不移动 (4)第二组同学认为任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，于是想利用反应设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，该电池的负极材料是_________，电解质溶液是_________。 (5)第三组同学则查阅资料，了解了一些新型化学电源： ①高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池放电的总反应式为：，该电池放电时，负极的电极反应式为___________________。(已知高铁酸钾为紫色固体，易溶于水) ②空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如下图所示，写出放电过程中正极的电极反应式：____________，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为________L。 18．（14分）研究化学反应过程与能量变化的关系具有重要意义。请回答下列问题： (1)下列属于吸热反应的是________。 A．冰融化成水 B．CaCO3受热分解 C．钠与水反应 D．铝和氧化铁反应 (2)设计某种电化学装置，要求实现反应 ，且反应后的溶液中不含其他溶质。选择合适的试剂和用品的序号填在下面电化学装置图的相应位置：①_____、②_____、③_____。 A．稀硫酸         B．溶液         C．阳离子交换膜         D．阴离子交换膜 (3)一种以二甲醚 燃料电池为电源，进行、的电解转化装置如图所示。 ①装置Ⅰ放电时的负极反应式为______________________________________________。 ②装置Ⅱ电极B处生成的电极反应式为_______________________________________。 ③装置Ⅱ电极A处有沉淀X生成，X为________(填化学式)。装置Ⅰ消耗标准状况下22.4L，装置Ⅱ电极B处共生成标准状况下16.8L与，则的物质的量为________mol。 ④实验发现，电极B处生成的气体种类与电压有关。若电压较小，不发生转化，装置Ⅱ出口处收集到和Y的混合气体，则Y为________(填化学式)。 19．（13分）“神光二号”是我国研制的巨型激光器，其中使用了一种大型非线性光学晶体磷酸二氢钾(KH2PO4)。 Ⅰ．用废磷酸(含有机杂质)制取。 请回答： (1)冷凝水从___________(“X”或“Y”)通入。 (2)步骤a把易炭化的有机杂质转化为炭颗粒，步骤a的操作为___________。步骤b除去溶液中的炭颗粒得到粗磷酸，步骤b的操作为___________。 (3)下列操作正确的是___________。 A．若浓磷酸不慎沾到手上，先用大量水冲洗，然后涂上NaOH溶液 B．加入活性炭的目的是除去不易炭化的有机杂质 C．加入KOH过多，可向溶液中加入HCl来调节pH D．可用乙醇洗涤反应得到的晶体 (4)产品中，K的质量分数为29.01%，则产品中可能混有的杂质___________。 Ⅱ．电解制备KH2PO4装置示意图如图2所示。 (5)①膜a为___________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 ②阴极电极反应式为___________；电路中每通过1mol电子，产品室中理论上生成产品的质量为___________g。 Ⅲ． (6)工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃制得白磷，同时逸出和CO，该反应的化学方程式为___________。 1 学科网（北京）股份有限公司 $