第1章 化学反应与能量转化 测试题（含答案） 2022-2023学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章《化学反应与能量转化》测试题
一、单选题（共13题）
1．某原电池构造如图所示。下列有关叙述正确的是
A．在外电路中，电子由银电极流向铜电极
B．取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转
C．外电路中每通过0.1mol电子，铜的质量理论上减小6.4g
D．原电池的总反应式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
2．随着环保整治的逐渐推进，乙醇作为一种燃料逐渐走进人们的视野，如“乙醇汽油”“乙醇电池”等。如图是一种新型的乙醇电池的工作示意图，该电池总反应为：C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O。下列有关该电池的说法正确的是(　　)
A．a极为正极，b极为负极
B．负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+
C．该燃料电池作电镀装置的电源时，连接b极的电极质量逐渐增加
D．反应中转移6mol电子时，正极消耗33.6LO2
3．在25℃时用铜作电极电解饱和Na2SO4溶液，过一段时间后，阴极产生a mol气体，同时有W g Na2SO4·10H2O晶体析出。若电解过程中始终保持温度不变，则原Na2SO4溶液的质量分数浓度为
A． B． C． D．
4．铜锌原电池装置如图所示，有关说法正确的是
A．锌片作正极 B．铜片上产生气泡
C．可将电能转化成化学能 D．电子由铜片经溶液流向锌片
5．某实验小组为了探究电解原理，设计了如图所示装置。通电后，石墨(2)上发生氧化反应，Cu2(OH)2CO3逐渐溶解。下列说法正确的是
已知：电解质溶液足量。
A．在石墨(1)上方放一块湿润的KI淀粉试纸，试纸变蓝
B．石墨(2)上的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑
C．电解过程中，n(K2SO4)增大
D．当0.01molCu2(OH)2CO3完全溶解时，石墨(1)上有0.02mol离子参与反应
6．浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈()合成己二腈［］，装置如图所示(实验前，隔膜两侧溶液均为200 mL，铜电极质量均为100 g)。
下列说法正确的是
A．Cu(1)极为负极，其电极反应为
B．隔膜为阴离子交换膜，C(2)极为阴极
C．上述装置理论上可制备0.6 mol己二腈
D．当电解停止时，Cu(1)极与Cu(2)极质量相差51.2 g
7．工业上常利用合成氨气，下列说法错误的是
A．合成氨是一个放热反应
B．反应过程中涉及到共价键的断裂和形成
C．反应中是氧化剂
D．每生成，转移的电子数目是
8．全钒液流电池的工作原理如下图。下列说法不正确的是
A．放电时负极反应式：
B．充电时阳极的降低
C．电池总反应：
D．放电时正极每消耗2mol，负极区便有2mol通过质子交换膜移向正极区
9．下列措施不能防止或减缓钢铁腐蚀的是（ ）
A．在钢铁制品表面镀一层金属锌
B．将钢铁制品放置在潮湿处
C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构
D．将钢铁制品与直流电源负极相连
10．化学与科技、生产、生活有密切的关系。下列叙述中不正确的是
A．石墨烯液冷散热技术是华为公司首创，石墨烯是一种有机高分子材料
B．我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)应用的氕、氘、氚互为同位素
C．射电望远镜所用的高性能碳化硅属于新型无机非金属材料
D．我国海洋开发走向“深蓝时代”，大型舰船的底部常镶嵌锌块做负极，防止船底腐蚀
11．现有一种甲醇、氧气和强碱溶液组成的新型电池，充满电后可连续使用一个月，其电池反应式为，则下列有关说法正确的是（ ）
A．放电时，参与反应的电极为正极
B．放电时，负极的电极反应式为
C．标准状况下，通入并完全反应后，有电子转移
D．放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低
12．研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示，下列说法正确的是
A．光照强度大小不影响KIO3的制备速率
B．右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
C．电极N处发生电极反应：S-6e-+4H2O=+8H+
D．不考虑损耗，电路中每消耗1 molO2，理论上Q极可制得342.4 g KIO3
13．某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池，并对实验进行了拓展研究，以下实验记录错误的是
A．铜片上有气泡产生，锌片逐渐溶解
B．电流在导线中从Zn电极流向Cu电极
C．把Cu换成Mg，电流计指针发生逆向偏转
D．把稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流计指针依然偏转
二、非选择题（共10题）
14．如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6]溶液，即可观察到铁钉附近的溶液出现蓝色沉淀，表明铁被___________(填“氧化”或“还原”)；向插入石墨的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨附近的溶液变红，该电极反应式为___________。
(2)装置2中的石墨作___________(填“正”或“负”)极，该装置发生的总反应的离子方程式为___________。
(3)装置3为由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池示意图。在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，则Y为___________(填化学式)；石墨II极的电极反应式为：___________；当石墨I极中有1molNO2参加反应时，石墨II极消耗的O2的体积___________(标准状况下)。
15．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为________填“原电池”“电解池”或“电镀池”，通入电极的电极反应式为_______________________________。
(2)乙池中石墨电极的名称为________填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”，总反应式为__________________________________。
(3)当乙池中B极质量增加时，甲池中理论上消耗的体积为________标准状况下
(4)电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________填“增大”“减小”或“不变”；若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，丙中溶液的pH将________填“增大”“减小”或“不变”。
三、实验题
16．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀， 两极材料分别为石墨和铁。
①a电极材料为_______，该电极的电极反应式为________.
②若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是____(填序号，下同)；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是____。
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液D．CuCl2溶液
③液体c为苯，其作用是__________
④要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀， 可以采取的措施是( )
A．改用稀硫酸作电解 B．适当增大电源电压 C．适当降低电解液温度
17．为探究不同价态铜的氧化物对电化学还原CO2产生的影响，某兴趣小组进行以下活动。
Ⅰ．制备过氧化铜(CuO2)
在含有0.5 gPVP(做稳定剂)的5 mL 0.01 mmol·L 1的CuCl2水溶液中，加入5 mL 0.03 mmol·L 1的NaOH溶液反应得到Cu(OH)2。随后在强磁力搅拌和0℃条件下，逐滴加入1 mL 30% H2O2反应0.5h，经一系列操作得到黄褐色的CuO2沉淀。
(1)由Cu(OH)2生成CuO2的化学方程式为___________。
(2)反应控制在0℃，原因是___________。
(3)为了探究CuO2的性质，分别向一定量的KMnO4溶液中缓慢加入(滴入)CuO2样品或H2O2溶液，实验结果如下 (已知：实验4与实验7均恰好反应完全)：
CuO2样品和H2O2与酸性KMnO4溶液反应的用量及现象
编号 m(CuO2)/mg V(H2O2)/ μL V(H2SO4)/mL V(KMnO4)/ μL 实验结束时溶液的颜色
1 - - 2 10 紫色
2 1 - 2 10 浅紫色
3 2 - 2 10 浅紫色
4 4 - 2 10 -
5 - 10 2 10 浅紫色
6 - 20 2 10 浅紫色
7 - 40 2 10 无色
①1mg CuO2样品与___________μL的H2O2溶液还原能力相当
②若CuO2纯度为96%，过氧化氢物质的量浓度约为___________mol·L 1.(1μL = 10 6L)
③“实验4”中，最终溶液的颜色是___________。
Ⅱ．制备CuO
将CuO2置于管式炉中(如下图所示)，在O2气氛下300℃处理2 h，得到黑色的CuO。
已知：a． 加热时试管内会产生少量黄绿色单质气体
b． 高温下有如下反应：4CuO(s) 2Cu2O(s) + O2(g)。
(4)装置D中盛放的试剂为___________。
(5)管式炉中CuO2反应的化学方程式为___________。
(6)通入氧气的目的是___________。
Ⅲ.探究CuO2催化电化学还原CO2的结果
(7)以KHCO3溶液为电解液，在指定的电势区间，利用CuO2催化还原CO2，测得阴极产物组成及电流效率()如下表所示：(=)
阴极产物 CO CH4 C2H4 H2
电流效率/% 5 18 30 15
①该条件下，CO2还原产物有___________种
②CH4与C2H4物质的量之比为___________。
四、计算题
18．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接_______。产生H2的电极反应式是_______。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：_______。
(2)常温下电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图中Ⅰ、Ⅱ所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，根据图中信息进行下列计算：(要求写出计算步骤)
①原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度_______。
②电解至t3时，消耗水的质量_______。
19．按要求书写热化学方程式：
（1）已知稀溶液中，1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式_________________________
（2）在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________
（3）已知下列热化学方程式：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－870.3kJ/mol
②C(s)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ/mol
③H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ/mol
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式________________
（4）已知拆开1molH－H键，1molN－H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________________________
20．已知：，。
试回答下列问题。
(1)的摩尔燃烧焓为__________，的摩尔燃烧焓为__________。
(2)和组成的混合气体完全氧化生成和时放出的热量______。
(3)和的混合气体完全燃烧生成和时放出热量，则在混合气体中和的物质的量之比是_________。
21．短周期主族元素A，B，C，D，E，F的原子序数依次增大，它们的原子核外电子层数之和为13。B的化合物种类繁多，数目庞大；C，D是空气中含量最多的两种元素，D，E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物；F为同周期半径最小的元素。试回答以下问题：
（一）（1）D在周期表中的位置是_______，写出实验室制备单质F的离子方程式__________。
（2）化学组成为BDF2的电子式为：______，A、C、F三种元素形成的化合物CA4F为________化合物(填 “离子”或“共价”)。
（3）化合物甲、乙由A，B，D，E中的三种或四种组成，且甲、乙的水溶液均呈碱性。则甲、乙反应的离子方程式为：______________________________。
（4）由C，D，E，F形成的简单离子的离子半径由大到小的顺序是_________ (用元素离子符号表示)。
（5）元素B和F的非金属性强弱，B的非金属性________于F(填“强”或“弱”)，并用化学方程式证明上述结论___________________________________________________。
（二）以CA3代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。
（1）CA3燃料电池使用的电解质溶液是2mol L﹣1的KOH溶液，电池反应为：4 CA3+3O2=2C2+6H2O．该电池负极的电极反应式为________；每消耗3.4g CA3转移的电子数目为______。
（2）用CA3燃料电池电解CuSO4溶液，如图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为______；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为________L。
（3）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。
图1 图2
0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是____，溶液中的H＋向_____极移动（填“正”或“负”），t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是___________。
22．下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息，请推断后作答：
元素 有关信息
A 元素主要化合价为—2，原子半径为0．074 n m
B 所在主族序数与所在周期序数之差为4
C 原子半径为0．102 n m，其单质在A的单质中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
D 最高价氧化物的水化物，能按1∶1电离出电子数相等的阴、阳离子
E 原子半径为0．075 n m，最高价氧化物的水化物与其氢化物组成一种盐X
(1)画出B的离子结构示意图______；写出D元素最高价氧化物的水化物电子式_________
(2)盐X水溶液显____（填“酸”“碱”“中”）性，用离子方程式解释其原因________________
(3)D2CA3的溶液与B的单质能发生反应，其反应的离子方程式为________
(4)已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同。Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20～30％的KOH溶液。该燃料电池放电时，正极的电极反应式是________________________________
(5)如右图是一个电解过程示意图。
假设使用Y－空气燃料电池作为本过程的电源，铜片质量变化128g，则Y一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气（设空气中氧气的体积含量为20％）_______________L
23．A、B、C、D、E、F为中学化学常见的单质或化合物，其中A为淡黄色固体单质，B为气体，E的浓溶液能使铁、铝钝化，F为非金属单质。其转化关系如图所示(条件已略去)。
完成下列问题：
(1)写出E转化为C的化学方程式________________________。
(2)物质B电子式为________。实验室制取少量B时，可用其对应的盐与稀硫酸加热反应，不能选用浓硫酸制取的原因是________________________。
(3)空气中含有少量B时，能使银器表面失去金属光泽、逐渐变黑，将变黑的银器放入装满食盐水的铝盆中，二者直接接触，银器恢复往日光泽试写出银器恢复光亮的反应________________________________。
(4)设计实验证明C具有氧化性(实验方法及现象)________________________。
参考答案：
1．D 2．B 3．B 4．B 5．B 6．D 7．D 8．D 9．B 10．A 11．B 12．C 13．B
14．(1) 氧化 O2+4e-+2H2O=4OH-
(2) 正 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
(3) N2O5 O2+2N2O5+4e-=4 5.6 L
15． 原电池 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3 减小 增大
16． Fe Fe-2e-=Fe2+ C B 隔绝空气，防止白色沉淀被氧化 B
17．(1)Cu(OH)2 + H2O2 = CuO2 + 2H2O
(2)温度高，Cu(OH)2、H2O2、CuO2易分解
(3) 10 1 蓝色
(4)浓硫酸
(5)2CuO22CuO + O2↑
(6)使4CuO(s)2Cu2O(s) + O2(g)平衡逆向移动，避免生成Cu2O
(7) 3 9：10
18．(1) K1 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用
(2) c(NaCl)=c(CuSO4)=0.1 mol/L 0.72 g
19． H2SO4(aq)＋NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76kJ/mol 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l) △H=－488.3kJ/mol N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92kJ/mol
20． 3：1
21． 第二周期第ⅥA族 MnO2 + 4H+ + 2Cl-Mn2+ +Cl2↑ + 2H2O 离子 OH－＋=＋H2O Cl-＞N3-＞O2-＞Na+ 弱 Na2CO3＋2HClO4=CO2↑＋H2O＋2NaClO4或NaHCO3＋HClO4=CO2↑＋H2O＋NaClO4 2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O 0.6NA 4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O 1.12 2H＋＋＋e－=NO2↑＋H2O 正 常温下铝在浓HNO3中发生钝化，氧化物薄膜阻止了铝的进一步反应
22．(1)
(2) 酸
(3)
(4)O2+2H2O+4e-=4OH-
(5)112
23． C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 浓硫酸具有强氧化性，能氧化具有还原性的硫化氢，而得不到H2S气体 2Al+3Ag2S+6H2O=2Al(OH)3↓+6Ag+3H2S↑ 将SO2通入到盛有H2S溶液的试管中，生成淡黄色的沉淀