鲁科版 高中化学 选修四第1章 化学反应与能量转化寒假复习题含答案.docx

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鲁科版高中化学选修四第1章化学反应与能量转化寒假复习题含答案

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鲁科版高中化学选修四第1章化学反应与能量转化寒假复习题

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷

一、单选题（共10小题,每小题4.0分,共40分）

1.按如图所示的装置进行电解实验。

A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质溶液为硫酸铜溶液（足量）。

通电一段时间后，A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则A合金中铜、锌原子个数比为（　　）

A．4∶1

B．3∶1

C．2∶1

D．任意比

2.化学在环境保护中起着十分重要作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，化学降解

的原理如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．A为电源负极

B．阳极区冒出氧气

C．若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液质量变化差（Δm左—Δm右）为10.4g

D．阴极反应式为2

＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O

3.下列装置中，属于原电池的是（　　）

A．

B．

C．

D．

4.如下图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入装有稀硫酸溶液的烧杯中构成原电池。

下列叙述正确的是（　　）

A．Zn是负极，发生还原反应

B．电流从锌片流向铜片

C．一段时间后，铜片质量减轻

D．该装置将化学能转变为电能

5.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（　　）

A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl

B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl

D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

6.如图是有关的能量循环示意图，下列有关说法正确的是（　　）

A．图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3

B．如果H—H的键能为akJ·mol－1，O===O的键能为bkJ·mol－1，则断开1molH—O键所需要的太阳能为（ΔH1＋a＋b）kJ

C．1molH2燃烧生成液态水放出|ΔH3|kJ的热量

D．水蒸气所具有的能量比液态水多ΔH2kJ

7.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。

下列有关描述错误的是（　　）

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

8.如图所示的电化学装置中，电极I为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是（　　）

A．盐桥中电子从右侧流向左侧

B．电极Ⅲ的电极反应：

2H2O－4e－===4H＋＋O2↑

C．电极Ⅱ的质量减少，电极Ⅲ的质量增加

D．三个烧杯中的

浓度都始终保持不变

9.有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。

电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（　　）

①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole－

②负极上CH4失去电子，电极反应式：

CH4＋10OH－－8e－===

＋7H2O

③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

④电池放电后，溶液pH不断升高

A．①②

B．①③

C．①④

D．③④

10.按下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（　　）

A．Cu电极上发生还原反应

B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动

C．片刻后甲池中c（

）增大

D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

二、双选题（共4小题,每小题5.0分,共20分）

11.不久前，美国一个海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O。

则下列推断正确的是（　　）

A．正极反应为4OH－===O2＋2H2O＋4e－

B．负极反应为H2＋

－2e－===H2O＋CO2

C．放电时

向负极移动

D．电池供应1mol水蒸气，转移的电子数为4mol

12.（双选）原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中正确的是（　　）

A．

（1）

（2）中Mg作负极，（3）（4）中Fe作负极

B．

（2）中Mg作正极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑

C．（3）中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

D．（4）中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

13.（双选）下列有关钢铁制品防腐的说法中正确的是（　　）

A．在铁门、铁窗表面上涂上油漆

B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在遮雨的地方

C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处

D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减小铁闸门的腐蚀速率

14.（双选）将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中都有氢气生成。

若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀，B未被腐蚀，关于A、B的叙述正确的是（　　）

A．金属活动性A＞B

B．还原性B＞A

C．在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应

D．金属B的表面有明显的气泡产生

第Ⅱ卷

三、填空题（共4小题,每小题10.0分,共40分）

15.某研究性学习小组在探究化学反应中的能量变化时设计了如图所示的实验装置。

在小试管里加入2g新制备的无水硫酸铜，把小试管套在具支试管内。

在U形管内加入少量红墨水。

打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面。

再夹紧螺旋夹，把水滴入小试管内，使白色的无水硫酸铜完全变成蓝色的五水硫酸铜晶体，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升。

写出上述反应的化学方程式：

_______________________，该反应是____________（填“吸热”或“放热”）反应，反应中的硫酸铜和水具有的总能量________（填“大于”或“小于”）硫酸铜晶体的总能量。

16.工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，两者的体积比约为1∶1。

已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量；1molH2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量；1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。

（1）写出H2完全燃烧生成液态水的热化学方程式：

______________________________，若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量________（填“>”、“<”或“＝”）890kJ。

（2）忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为__________；燃烧生成的CO2的质量比约为__________。

17.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。

利用反应A，可实现氯的循环利用。

反应A：

4HCl＋O2

2Cl2＋2H2O

已知：

Ⅰ.反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量。

Ⅱ.

（1）反应A的热化学方程式是_______________________________________________________

________________________________________________________________________________。

（2）断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键________（填“强”或“弱”）。

18.铅蓄电池是可充电电池，放电时电池总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4

2PbSO4＋2H2O，回答下列问题：

（1）铅蓄电池的正极电极反应式是___________________________，蓄电池的负极材料是______，负极电极反应为________________________________________________________；

（2）铅蓄电池放电时，电解质溶液的pH________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g，消耗H2SO4物质的量为________mol；

（3）铅蓄电池放电时，若负极质量增加96g，则外电路通过电子数目是___________________________；

（4）铅蓄电池充电时，阳极电极反应式为________________________________，电池中溶液的pH________。

答案解析

1.【答案】B

【解析】由图可知A是阳极，B是阴极。

B极上共析出0.12molCu。

由电子守恒知，阴极上析出的铜的物质的量跟阳极上溶解掉的Cu、Zn的物质的量之和相等，

所以合金中铜、锌原子个数比：

＝

。

2.【答案】B

【解析】A项，由图知，电解槽右边部分N元素化合价由＋5价变为0价，

发生还原反应，则AgPt电极为阴极、Pt电极为阳极，A是正极、B是负极，错误；B项，阳极电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，B项正确；C项，转移2mol电子时，阳极消耗1mol水，产生2molH＋进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极的电极反应式为2

＋6H＋＋10e－===N2↑＋6OH－，转移2mol电子，阴极室中放出0.2molN2，即5.6g，同时有2molH＋，即2g进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差（Δm左—Δm右）＝18g－3.6g＝14.4g，错误；D项，阴极上

得电子发生还原反应，H＋通过质子交换膜进入右侧，电极反应式为2

＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，错误。

3.【答案】D

【解析】A项两电极相同；B项酒精为非电解质；C项缺少盐桥不能构成电流回路；只有D项既能反应，又有两个不同电极，且构成电流回路，能组成原电池。

4.【答案】D

【解析】该装置可构成原电池，是将化学能转变为电能的装置，D项正确；较活泼金属锌作负极，Zn－2e－===Zn2＋，发生氧化反应，A项错误；较不活泼金属铜做正极，2H＋＋2e－===H2↑，发生还原反应，C项错误；电子从负极经导线流向正极，电流方向与之相反，B项错误。

5.【答案】B

【解析】电解食盐水的反应有：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分反应，Cl2应在下端产生，推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。

6.【答案】C

【解析】根据盖斯定律，－ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，A项错误；

根据ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可得：

ΔH1＝（a＋

）－2×E（H—O），E（H—O）＝

（a＋

－ΔH1），B项错误；没有指明水蒸气的物质的量，D项错误。

7.【答案】B

【解析】a管溶液为中性，Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：

2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：

Fe－2e－===Fe2＋，由于吸收O2，气压降低，b管溶液酸性较强，发生析氢腐蚀，正极：

2H＋＋2e－===H2↑，负极：

Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U形管中的红墨水应是左高右低。

只有B项错误。

8.【答案】D

【解析】电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，Al易失电子作负极，所以Ⅰ是负极、Ⅳ是阴极，Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极。

A项，盐桥中无电子通过，错误；B项，电极Ⅲ为阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，错误；C项，电极Ⅱ是正极，正极上发生反应为Cu2＋＋2e－===Cu，电极Ⅱ质量逐渐增大，电极Ⅲ的质量应减小，错误；D项，

不参加反应，且溶液体积不变，则

浓度不变，正确。

9.【答案】A

【解析】CH4中的C为－4价，在O2中燃烧失去电子，在负极反应生成＋4价CO2，CO2与碱性溶液反应形成

，负极反应为CH4＋10OH－－8e－===

＋7H2O,1molCH4～8mole－，消耗碱，pH降低，A项正确。

10.【答案】A

【解析】图示Zn—CuSO4－Cu原电池中，Zn作负极，Zn－2e－===Zn2＋，发生氧化反应，Cu作正极，Cu2＋＋2e－===Cu，发生还原反应，A项正确；电子只能在电极和导线间流动，不能在溶液中移动，Zn→a，b→Cu，B项错误；与负极相连的a为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，可使酚酞变红，D项错误；为保持电荷守恒，盐桥中的Cl－会移向甲池，

浓度不变，C项错误。

11.【答案】BC

【解析】由总反应知，O2得电子发生还原反应，通O2的电极作正极，电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2

，A项错误；H2发生氧化反应，通H2的电极作负极，被氧化形成H＋，H＋和电解质溶液中

反应生成CO2，电极反应为H2＋

－2e－===H2O＋CO2，B项正确；

参与负极反应，阴离子向负极移动，C项正确；由总反应可知，供应1mol水蒸气，转移的电子数为2mol，D项错误。

12.【答案】BD

【解析】

（1）中Mg比Al活泼，Mg与硫酸反应，Mg作负极；

（2）中Mg不与NaOH溶液反应，作正极：

2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，Al与NaOH溶液反应，负极：

2Al－6e－＋8OH－===2AlO

＋4H2O，B项正确；（3）中常温下Fe被浓硝酸钝化，Cu失去电子，作负极，Cu－2e－===Cu2＋，A、C项错误；（4）中铁与稀硫酸反应，作负极：

Fe－2e－===Fe2＋，铜为正极：

2H＋＋2e－===H2↑，D项正确。

13.【答案】AC

【解析】涂上油漆是形成保护层隔绝外界的腐蚀介质，起到保护作用，A项正确；应尽量放在干燥处，防止镀层破损处形成电化学腐蚀，B项错误，C项正确；保护金属还可以将金属连接在外接电源的负极，D项错误。

14.【答案】AD

【解析】金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中，构成了原电池，负极腐蚀而损耗，正极被保护，即金属A为负极，金属B为正极，活动性强的金属为负极，A项正确；还原性A>B，B项错误；A腐蚀失电子，发生氧化反应，C项错误；B极电极反应式：

2H＋＋2e－===H2↑，D项正确。

15.【答案】CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O　放热　大于

【解析】硫酸铜与水反应生成无水硫酸铜，化学方程式为CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O；把水滴入小试管内，使白色的无水硫酸铜完全变成蓝色的五水硫酸铜晶体，可观察到U形管右侧的液面立即下降，左侧的液面上升，说明试管中温度升高，硫酸铜与水的反应为放热反应；该反应为放热反应，则反应中的硫酸铜和水具有的总能量大于硫酸铜晶体的总能量。

16.【答案】

（1）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－572kJ·mol－1　<

（2）3∶1　3∶2

【解析】

17.【答案】

（1）4HCl（g）＋O2（g）

2Cl2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－115.6kJ·mol－1

（2）31.9　强

【解析】

（1）反应Ⅰ中水为气态；

（2）4E（H—Cl）＋E（O===O）－4E（H—O）－2E（Cl—Cl）＝－115.6kJ·mol－1，故E（H—O）－E（H—Cl）＝31.9kJ·mol－1，H—O键比H—Cl键强。

18.【答案】

（1）PbO2＋4H＋＋

＋2e－===PbSO4＋2H2O　Pb　Pb＋

－2e－===PbSO4

（2）增大　48g

（3）2NA

（4）PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋

＋4H＋　减小

【解析】

（1）铅蓄电池放电时作原电池，由电池反应式知，PbO2发生还原反应生成PbSO4，正极电极反应为PbO2＋4H＋＋

＋2e－===PbSO4＋2H2O，Pb发生氧化反应生成PbSO4，蓄电池的负极材料是Pb，负极电极反应式为Pb＋

－2e－===PbSO4；

（2）铅蓄电池放电时，H2SO4参加反应，溶液中c（H＋）降低，当外电路通过1mol电子时，依据电子守恒知负极板的质量增加0.5mol×303g·mol－1－0.5mol×207g·mol－1＝48g，根据电池反应式知，有2mol硫酸参加反应时，转移电子的物质的量是2mol，当外电路通过1mol电子时，消耗硫酸的物质的量是1mol；

（3）由负极电极反应式可知，负极增重质量为负极生成PbSO4中

的质量，负极参加反应的

为

＝1mol，则外电路通过电子数目是2NA；

（4）铅蓄电池充电时，作电解池，阳极发生氧化反应，由电解池总反应式知，阳极上PbSO4发生氧化反应生成PbO2，电极反应式为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋

，生成H＋，所以溶液pH减小。