高中化学化学反应原理鲁科版本第1章《化学反应与能量转化》测试卷

第1章《化学反应与能量转化》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后发现B上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通K后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是()
A． a为直流电源的负极
B． c极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C． f电极为铜板
D． e极发生还原反应
2.下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH值明显下降的是()
A．答案A
B．答案B
C．答案C
D．答案D
3.三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。

电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。

以下说法不正确的是()
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阴极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D． 1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子
4.用含锌、银杂质的粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液为电解液进行电解，下列有关电解液中Cu2＋物质的量浓度的叙述中，正确的是()
A．c(Cu2＋)增大
B．c(Cu2＋)减小
C．c(Cu2＋)不变
D．无法确定
5.碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。

下列说法中，错误的是()
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量减少6.5 g
6.LiOH是制备锂离子电池的材料，可由电解法制备。

工业上利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

下列说法正确的是()
A． B极区电解液为LiCl溶液
B．电极每产生22.4 L气体，电路中转移2 mol e－
C．电解过程中Li＋迁移入B电极区、OH－迁移入A电极区
D．电解池中总反应方程式为2LiCl＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2LiOH
7.下列对化学反应的认识错误的是()
A．会引起化学键的变化
B．会产生新的物质
C．必然引起物质状态的变化
D．必然伴随着能量的变化
8.如图为实验室电解Na2SO4溶液的装置，下列叙述错误的是()
A．阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．电解一段时间后，阴极区显碱性，阳极区显酸性
C．电解过程中，Na＋、H＋向阴极定向移动，SO42−、OH－向阳极定向移动
D．电解后，撤掉阴离子交换膜充分混合，Na2SO4溶液的浓度比电解前增大
9.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。

下列有关说法正确的是()
A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B．正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O
D．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
10.NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，下列说法不正确的是()
A．石墨Ⅰ附近发生的反应为NO2＋NO3−－e－===N2O5
B．石墨Ⅰ附近反生的反应为O2－4e－===2O2－
C．该电池放电时NO3−从右侧向左侧迁移
D．相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4Ⅰ1
11.用石墨棒作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法中正确的是()
A．石墨周围有大量的Na＋
B．铁棒质量增加
C．电子通过电解质溶液由石墨棒流向铁棒
D．铁棒电极发生氧化反应
12.2015年中美专家研制出可在一分钟内完成充电的超常性能铝离子电池，分别以金属铝和石墨为
电极，用AlCl4−、Al2Cl7−和有机阳离子组成电解质溶液，其放电工作原理如右图所示。

下列说法不正确的是()
A．放电时，铝为负极、石墨为正极
B．充电时的阳极反应：C n＋AlCl4−、－e－===C n AlCl4
C．放电时的负极反应：Al＋7AlCl4−、－3e－===4Al2Cl7−
D．放电时，有机阳离子向铝电极方向移动
13.如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是()
A．电子经导线由Zn极流向Cu极
B．该装置的总反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷
D．取出盐桥，检流计指针不再偏转
14.关于电解池的叙述不正确的是()
A．与电源正极相连的是电解池的阳极
B．电解质溶液中的阳离子向阴极移动
C．在电解池的阳极发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，再经电解质溶液流入电解池的阳极
15.下列说法中正确的是()
A．化学反应的焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0
C．化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同
D．化学反应中，反应物的总焓总是高于反应产物的总焓
二、实验题(共1小题)
16.已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。

设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。

三、填空题(共3小题)
17.某学生设计了如图所示的装置(框内部分未画出)，在装置内起初发生的反应为Cu＋2HCl===H2↑＋CuCl2，该装置的名称是___________，A、B中至少有一种为金属，它是_____，该电极反应式为________________。

18.已知：2N2H4(1)＋N2O4(1)===3N2(g)＋4H2O(1)ΔH＝－1 225 kJ·mol－1，断开1 mol下列化学键吸收的能量分别为N—H：390 kJ N—N：190 kJ N≡N：946 kJ O—H：460 kJ。

则使 1 mol N2O4(1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是________。

19.甲烷经重整催化作用提供反应气的燃料电池如下图(以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质)。

则正极电极反应式为______________________________________________________，
负极电极反应式为_______________________________________________________________。

答案解析
1.【答案】B
【解析】K断开时，接通电路后，B上的c点显红色则证明c极为电解池的阴极，电极反应式为
2H＋＋2e－===H2↑；a为直流电源的正极，C为电镀池，e为阳极，f为阴极，f电极为铁，e电极为铜，且发生氧化反应。

2.【答案】D
【解析】A项，该装置是原电池装置，H＋放电生成氢气，溶液的pH增大，错误；B项，该装置是电解池，Cu＋2H2O Cu(OH)2＋H2↑，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，错误；C项，电解食盐水，生成氢氧化钠使溶液的pH增大，错误；D项，电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜，水中的氢氧根离子放电使溶液中的氢离子浓度增大，溶液的pH减小，正确。

3.【答案】A
【解析】由题意知阳极电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极溶液呈碱性，pH升高，A项错误，B和C项正确；由Ni2＋―→Ni3＋，失去1 mol e－，外电路中转移1 mol e－，即Cl－失去1 mol e－，H＋得到1 mol e－，D项正确。

4.【答案】B
【解析】阳极发生的电极反应有Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋，阴极发生的电极反应是Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒可知进入溶液中的铜离子物质的量小于析出铜的物质的量，所以电解液中Cu2＋物质的量浓度减小。

5.【答案】C
【解析】由电池总反应式可知，锌失电子，A项正确；电池正极发生还原反应，由电池总反应式可知，正极MnO2得电子生成Mn2O3，正极反应式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)，B项正确；电池工作时，电子由负极流向正极，C项错误；由电子守恒知，外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量减少0.1 mol，即6.5 g，D项正确。

6.【答案】D
【解析】由图可知，右侧生成氢气，则B中氢离子放电，可知B为阴极，在B中制备LiOH，Li＋由A经过阳离子交换膜向B移动；A中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气。

A项，通过以上分析知，B极区电解液为LiOH溶液，错误；B项，不知温度和压强，无法计算其物质的量，也无法计算转移电子物质的量，错误；C项，Li＋向阴极移动，由A经过阳离子交换膜向B移动，OH－向阳极移动，阳离子交换膜不允许氢氧根离子移入A电极区，错误；D项，电解池的阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，电解的总反应方程式为2LiCl＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2LiOH，正确。

7.【答案】C
【解析】化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，而化学变化中的反应物和反应产物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故C项错误。

8.【答案】C
【解析】通电时，Na＋、H＋移向阴极，H＋得电子被还原，OH－、SO42−移向阳极，OH－失电子被氧化，A项正确；由于H＋在阴极上放电，阴极区c(OH－)增大，OH－在阳极上放电，阳极区c(H＋)增大，B项正确；Na＋、H＋不能通过阴离子交换膜，C项错误；电解Na2SO4溶液实质是电解水，最终Na2SO4溶液浓度增大，D项正确。

9.【答案】C
【解析】在原电池中，电解质溶液中的阳离子应向正极移动，A项错误；原电池正极发生还原反应，电解质溶液呈酸性，所以正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B项错误；由原电池正极反应式和负极反应式相加可得，电池总反应为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，C项正确；每消耗1 mol O2，转移4 mol电子，若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L O2，D项错误。

10.【答案】B
【解析】燃料电池中，O2得电子，发生还原反应，通O2电极作正极，在熔融NaNO3介质中，电极方程式为O2＋2N2O5＋4e－===4NO3−，B项错误；NO2发生氧化反应，氮元素化合价升高，石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，石墨Ⅰ为电池的负极，且Y只能是N2O5，在熔融NaNO3介质中，石墨I 电极反应式为NO2＋NO－e－===N2O5，A项正确；由正负极电极反应可知，NO3−在正极生成，在负极消耗，NO3−从正极移向负极，C正确；负极和正极电极方程式分别为NO2＋NO3−－e－===N2O5、O2＋2N2O5＋4e－===4NO3−，则放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4Ⅰ1，D项正确。

11.【答案】B
【解析】Na＋移向阴极铁棒，发生还原反应：2Na＋＋2e－===2Na，Cl－移向阳极石墨，发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，石墨周围没有大量Na＋，铁棒质量增加，A、D项错误，B项正确；电子不能通过电解质溶液，熔融的电解质是由于自由移动的离子定向移动而导电，C项错误。

12.【答案】D
【解析】电池放电时作原电池，活泼的金属铝作负极，电极反应为Al－3e－＋7AlCl4−、===4Al2Cl7−，不活泼石墨为正极，A项正确；放电时，有机阳离子向正极石墨电极方向移动，C项正确，D项错误；原电池充电时作电解池，石墨电极连接外加电源的正极充当阳极，阳极发生氧化反应，电极反应为C n＋AlCl4−、－e－===C n AlCl4，B项正确。

13.【答案】C
【解析】Zn作为负极，Zn－2e－===Zn2＋，电子经导线由Zn极流向Cu极，Cu作正极，Cu2＋＋2e－===Cu，电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，A和B项正确；盐桥中阳离子移向B池，阴离子
移向A池，起到平衡电荷的作用，故A池和B池中溶液仍然保持电中性，C项错误；取出盐桥，不能构成闭合回路，不能形成原电池，检流计指针不偏转，D项错误。

14.【答案】D
【解析】与电源正极相连的电极是电解池的阳极，A项正确；电解池中的阳离子移向阴极，B项正确；在电解池阳极发生氧化反应，C项正确；电子由电源负极流向电解池阴极，不能经电解质溶液流向电解池的阳极，D项错误。

15.【答案】C
【解析】化学反应的焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅仅是指1 mol物质参加反应时的能量变化；放热反应的ΔH<0，吸热反应的ΔH>0；在化学反应中，反应物的总焓不一定高于反应产物的总焓。

16.【答案】(答案合理即可)
【解析】因为总反应式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质溶液为稀硫酸，按原电池示意图一般形式画出装置图。

17.【答案】电解池铜Cu－2e－===Cu2＋
【解析】Cu＋2HCl===H2↑＋CuCl2不能自发进行，要是该反应发生，则该装置必须是电解池，且Cu作阳极，该电解池中，Cu作阳极、金属或石墨作阴极，阳极连接电源正极，该装置中，阳极上是金属铜失电子的氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。

18.【答案】1 793 kJ
【解析】利用ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能计算。

设使1 mol N2O4(1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量为x kJ。

ΔH＝8×390 kJ·mol－1＋2×190 kJ·mol－1＋x kJ·mol－1－3×946 kJ·mol－1－8×460 kJ·mol－1＝－1 225 kJ·mol－1，x＝1 793。

19.【答案】O2＋2CO2＋4e－===2CO32−CH4＋4CO32−－8e－===2H2O＋5CO2
【解析】在甲烷燃料电池中，甲烷发生氧化反应，通入甲烷的电极是负极，通入空气的电极为正极，则a是负极、b是正极，在熔融碳酸盐电解质条件下，正极电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO32−；甲烷在负极发生氧化反应，在熔融碳酸盐电解质条件下，负极电极反应为CH4＋4CO32−－8e－===2H2O＋5CO2。