第1章化学反应与能量转化单元训练卷-高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1 (1).docx
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1、第1章 化学反应与能量转化 单元训练卷一、单选题1在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料,电解装置如图,下列说法正确的是A石墨电极为阴极,发生氧化反应B电极A的电极反应:C该体系中,石墨优先于参与反应D电解时,阳离子向石墨电极移动2基元反应的反应过程如下图。下列分析不正确的是A该基元反应涉及键断裂和键形成B该基元反应属于吸热反应C使用催化剂,可以改变该反应D增大,该反应单位体积内活化分子数增多3利用氢氧燃料电池,以镍、铁作电极电解NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4,其在浓碱中稳定存在)的装置如图所示。已知固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,在高温下能传导O2-。下列说法正确的是A电
2、极b反应式为H2-2e-=2HB电极d材料是铁电极,电极反应为Fe-2e-2OH-=Fe(OH)3C理论上,固体电解质中每迁移0.3 mol O2-,可以制得16.6g Na2FeO4D为提高Na2FeO4的产率,应使用阳离子交换膜4“中国芯”的主要原料是单晶硅,“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。下列有关描述正确的是A历程、是吸热反应B历程的热化学方程式是:C历程的热化学方程式是:D实际工业生产中,粗硅变为精硅的过程中能量不损耗5神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,两个航天员乘组首次实现“太空会师”。发射火箭的燃料常用联氨、液氢,氧化剂有液氧、液态等。下列叙述错误的是A液氢和液氧燃
3、烧放出大量热量,产物对环境友好B发射场因液态产生大量而呈红棕色C液氢和液氧在气化过程中发生了吸热反应D和反应中产物总能量小于反应物总能量6钛合金耐高温,被称之为“航天金属”。工业上可以在时电解制得钛,装置如图所示,下列叙述不正确的是A的作用之一是降低的熔点B常温下为液体,可直接电解液体制钛C阳极可能会产生有毒的气D石墨电极需要定期更换7羟基自由基是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为、的原电池一电解池组合装置(如图所示),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是Aa为正极,其电极的电极反应式为:B工作一段时间,b极附近减小C系统工作时,电流由b极经III、
4、II、I室流向a极D系统工作时,每转移消耗苯酚8熔融钠-硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为(,难溶于熔融硫),下列说法错误的是A的电子式为B放电时正极反应为C和分别为电池的负极和正极D该电池是以为隔膜的二次电池9电子表和电子计算器的电源通常用微型银锌电池,其电极分别是和,电解质溶液为溶液,总反应式为。下列说法不正确的是A是正极,是负极B工作时,电池负极区溶液减小C工作时,电极上反应式为D工作时,电子由极经外电路流向极10模拟粗铜精炼的装置如图,下列说法不正确的是Ab电极为精铜B可用溶液作电解液C当电路中有2mol电子转移时,同时a电极上溶解64gD精炼一段时间后,电解
5、质溶液需要适当补充11C和在生产、生活、科技中是重要的燃料。下列推断正确的是A的燃烧热为BCD欲分解2mol,至少需要提供的热量二、多选题12某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法正确的是A放电时,金属锂和石墨的复合材料作电池的负极,纳米Fe2O3作电池的正极B放电时,正极的电极反应为Fe2O3+6Li+6e-=2Fe+3Li2OC该电池可以用水溶液作电解质溶液D充电完成后,电池被磁铁吸引13微生物燃料电池和微生物电合成技术具有广阔的发展空间,二者的原理如图所示
6、。假定废弃有机物为,下列有关说法错误的是A二者的能量转化形式恰好相反B图示左侧电极为正极,右侧电极为阴极C左侧电极反应式为D若用该燃料电池供电,理论上合成1mol ,需消耗45g14下图是某碱性氢氧燃料电池的工作原理示意图,下列说法错误的是A气体1是氧气BC1极为电源负极C负极上的电极反应式为H2-2e-=2HD装置中能量转化形式有化学能电能、电能光能三、填空题15氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。.图1为氢氧燃料电池示意图,该电池电极表面镀有一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。(1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要是_。(2)导线中电子流动方向为_(填“ab”或“ba”)
7、。(3)若将负极材料改为,负极的电极反应式为_。.氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气。图2为光伏电池发电装置,图3为电解尿素CO(NH2)2 (C元素为+4价)碱性溶液制氢的示意图。(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)(4)图2中N型半导体为_(填“正”或“负”)极。(5)该系统工作时,A极的电极反应式为_。(6)电解结束后电解液的pH会_(填“增大”或“减小”)。(7)若A极产生7.0g,则此时B极产生_L(标准状况下)。16低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究
8、方向。回答下列问题:(1)用催化加氢可以制取乙烯:,该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的_(用含a、b的式子表示)。相关化学键的键能如下表,实验测得上述反应的,则表中反应过程的_。化学键C=OH-HC=CC-HH-O键能()x436764414464(2)工业上用和反应合成二甲醚。已知:则_。(3)用表示阿伏加德罗常数的值,在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中,每有5个电子转移时,放出650kJ的热量。的热值为_。(4)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由制取C的太阳能工艺如图。工艺过程中的能量转化形式为_。已知“重整系统”发生的反应中,则(y8
9、)的化学式为_,“热分解系统”中每转移2mol电子,需消耗_mol。17原电池反应一般是氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。(1)甲醇燃料电池结构简单、能量转化率高,工作原理如图所示。加入的a是_(填名称),其电极反应式为_,b极电极反应式为_(2)我国科学工作者从环境污染物中分离出一株假单胞菌,该菌株能够在分解有机物的同时产生电能,其原理如图所示。该电池的电流方向:由_(填“
10、左”或“右”,下同)侧电极经过负载流向_侧电极。当1molO2参与电极反应时,从左侧穿过质子交换膜进入右侧的H+数目为_NA。18请回答下列问题:(1)铅酸蓄电池是一种可充电电池,其总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,原电池负极的电极反应式为_,正极附近溶液的pH_(填“增大”、“不变”或“减小”)。(2)为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的的是_,写出正极的电极反应式_。若开始时两极质量相等,当导线中通过0.2mol电子时,两个电极的质量差为_。(3)乙醇燃料电池技术方面获得新突破,乙醇(CH3CH2OH)燃料电池的工作原理如图所示。该电池工
11、作时,c入口处对应的电极为_(填“正”或“负”)极,b处入口的物质为_工作一段时间后,当2.3 g乙醇完全反应生成CO2时,外电路中通过的电子数目为_。19回答下列问题:(1)通过传感器可监测的含量,其工作原理示意图如下:电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)电极反应式_。写出电极的电极反应式:_。(2)用零价铁去除水体中的硝酸盐已成为环境修复研究的热点之一。还原水体中的反应原理如图所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(3)电解制备,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为,需补充物质A,A是_,说明理由:_。四、实验题20将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中,滴
12、入少量酚酞,回答下列问题。(1)一段时间后a处可能出现的现象是_,请结合化学用语解释原因_。(2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀,取少量溶液于试管,分别进行如表实验,能证明铁钉未被腐蚀的实验是_(填序号)。序号滴入试剂AgNO3溶液淀粉KI溶液KSCN溶液K3Fe(CN)6溶液实验现象产生沉淀无蓝色出现无红色出现无蓝色沉淀(3)某同学欲将铁棒镀铜设计电镀铜实验,请依据提供实验用品完成如图所示电镀装置_,并写出电池工作一段时间后的现象。供选择的实验用品:FeCl2溶液,CuSO4溶液,铜棒,锌棒,铁棒实验现象:_。21某小组研究和的氧化性,进行如下实验。已知:是黄色液体,氧化性:。(1)实验过程
13、中与反应的化学方程式是_。(2)实验过程中溶液变红,说明产生了,分析可能原因。假设被氧化。过程发生反应的电极反应式:a.氧化反应:b.还原反应:_。假设和生成,进而使清液中的氧化为。设计实验证实假设。i._。.实验中过程的离子方程式为_。(3)设计实验进一步研究能否氧化。编号实验实验实验及现象实验中溶液的作用是_。实验证实能氧化的实验现象除电流表指针偏转外,还有_(答出2点)。(4)分析实验中能氧化,实验中未能氧化的原因:_。五、工业流程题22硒(Se)是一种新型半导体材料;银是一种物理化学性质优良的贵重金属,需求逐年上升。实验室模拟工业对富硒废料(含、)进行综合处理的一种工艺流程如下:(1)
14、焙烧时应把废料于_中(填仪器名称),为提高焙烧效率可采取的措施_(写一条即可)。(2)应选用_(填“浓”或“稀”)溶液,原因是_。(3)操作1的名称是_。(4)还原过程中产生了对环境友好的气体,其氧化剂为,写出该反应的离子方程式:_。(5)如图装置可以制备一水合肼,其阳极的电极反应式为_。(6)有机溶剂为煤油与硫醚的混合物。对操作1中有机溶剂组成、浸出液酸度对萃取率的影响做如下探究,结果如图1、图2所示,则得出的结论为_。(浸出液)六、原理综合题23下图为相互串联的三个装置,试回答:(1)写出甲池负极的电极反应式:_。(2)若利用乙池在铁片上镀银,则B电极反应式是_。(3)若利用乙池进行粗铜的
15、电解精炼,则_极(填“A”或“B”)是粗铜。(4)向丙池溶液中滴加几滴酚酞试液,_电极(填“石墨”或“Fe”)周围先出现红色,若甲池消耗3.2 gCH3OH气体,则丙池中阳极上产生气体的物质的量为_mol。(5)工业冶炼铝的化学方程式是_。(6)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换法膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出。试卷第15页,共15页学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司参考答案:1C【分析】由图可知,在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生
16、氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,和获得电子产生电池材料,电极反应为。【详解】A在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,选项A错误;B电极A的电极反应为,选项B错误;C根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于参与反应,选项C正确;D电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极电极A移动,选项D错误;答案选C。2C【详解】A由图示可知,该基元反应涉及HI键断裂和HH键形成,A正确;B断键吸收的能量大于成键放出的能量,该反应吸热,B正确;C催化剂只改变活化能,影响反应速率,不影响焓变,C错误;D增大c(HI),该反应单位体积内活化分子数增多,反应速率加快,D正确;故选
17、C。3C【分析】装置图中,左侧装置为氢氧燃料电池,右侧装置为电解池。氢氧燃料电池中,负极反应式为2H2+2O2-4e-=2H2O,正极反应式为O2+4e-=2O2-;电解池中,Fe电极(阳极)反应式为:Fe+8OH-6e-=+4H2O,Ni电极(阴极)反应式为:6H2O+6e-=3H2+6OH-。从图中箭头可知,电极c产生的H2流入电极b中,所以电极c为Ni电极(阴极),电极b为负极;电极a为正极,电极d为Fe电极(阳极)。【详解】A由分析可知,电极b为负极,电极反应式为2H2+2O2-4e-=2H2O,A不正确;B电极d材料是铁电极,电极反应式为Fe+8OH-6e-=+4H2O,B不正确;C
18、理论上,固体电解质中每迁移0.3 molO2-,电路中转移电子的物质的量为0.6mol,可以制得0.1molNa2FeO4,质量为0.1mol166g/mol=16.6g,C正确;D由分析可知,阳极需要消耗OH-,阴极不断生成OH-,为提高Na2FeO4的产率,应使用阴离子交换膜,D不正确;故选C。4C【详解】A从图中可知,历程反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,A错误;B从图中可知,历程反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,H=-28kJ/mol,B错误;C历程反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,H=+238kJ/mol,热化学方程式正确,C正确;D实际工业生产中,粗硅变为精
19、硅的过程中,伴随着能量的损耗,D错误;故答案选C。5C【详解】A液氢和液氧燃烧是放热反应,产物为水,不污染环境,A项正确;B液体气化过程中,部分转化成释放,产生红棕色雾,B项正确;C液氢、液氧气化过程属于物理变化,不属于吸热反应,C项错误;D和反应是放热反应,反应物总能量高于产物总能量,D项正确;故选C。6B【分析】由氧离子的移动方向可知,石墨电极为电解池的阳极,阴离子在阳极上发生氧化反应,二氧化钛是阴极,二氧化钛在阴极发生还原反应生成钛。【详解】A二氧化钛的熔点高,所以电解时加入的熔融氯化钙除起到导电的作用外,还能起到降低二氧化钛熔点的作用,故A正确;B由四氯化钛常温下为液体可知,四氯化钛是
20、液态不能导电的共价化合物,所以不能用电解四氯化钛的方法制备钛,故B错误;C氯离子的放电能力强于氧离子,电解时,氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成有毒的氯气,故C正确;D电解时,氧离子在阳极上放电生成的氧气高温下能与石墨反应生成一氧化碳、二氧化碳,导致石墨电极损耗,所以石墨电极需要定期更换,故D正确;故选B。7D【分析】设计了一种能将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池电解池组合装置;由图可知,左侧为原电池,a极六价铬转化为三价铬发生还原反应,为正极,则b为负极;右侧为电解池,c为阴极、d为阳极;【详解】A a电极为正极,发生还原反应,电极反应式: ,选项A正确;B电池工作时,b为负极,苯酚失电
21、子被氧化为CO2,电极反应式为C6H5OH-28e -+11H2O=6CO2+28H+,生成H+,所以pH减小,选项B正确;C由分析可知,a为正极,b为负极,系统工作时,内电路电流由b极经、II、 I 室流向a极,选项C正确;D苯酚被氧化发生氧化反应生成二氧化碳和水,根据电子守恒可知,C6H5OH-28e-,故系统工作时,每转移28mol e-时,d极、b极各消耗1mol苯酚,共消耗2mol苯酚,选项D错误;答案选D。8C【分析】由总反应可知,钠较活泼,放电时钠失去电子发生氧化反应,故放电时钠为负极、熔融硫为正极;【详解】A中硫原子间以共价键相结合且均达到8电子稳定结构,电子式为,故A正确;B
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