高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础综合与测试练习题

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础综合与测试练习题，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(时间：90分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．(2012·广州调研)全球变暖给我们敲响了警钟，地球正面临巨大的挑战。下列说法不正确的是( )
A．推广“低碳经济”，减少温室气体的排放
B．推进小火力发电站的兴建，缓解地方用电困难，促进地方经济的快速发展
C．推广“绿色自由”计划，吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油
D．利用晶体硅制作的太阳能电池将太阳能直接转化为电能
解析：小火力发电站对煤炭的利用率低，生产单位电力时向大气中排放的CO2气体相对较多，B不正确。
答案：B
2．500 mL 1 ml/L的稀HCl与锌粒反应，不会使反应速率加快的是( )
A．升高温度
B．将500 mL 1 ml/L的HCl改为1000 mL 1 ml/L的HCl
C．用1 ml/L的H2SO4代替1 ml/L的HCl
D．用锌粉代替锌粒
解析：升温、增大反应物浓度均可使反应速率加快；锌粉比锌粒的表面积大，也可加快反应速率，而将等浓度的HCl由500 mL变为1000 mL，只是改变了反应物的用量，并不改变其浓度，所以反应速率不变。
答案：B
3．分析右图中的能量变化情况，下列表示方法中正确的是( )
A．2A＋B===2C ΔH<0
B．2C===2A＋B ΔH<0
C．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH>0
D．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH<0
解析：由图可知，生成物[2C(g)]具有的总能量大于反应物[2A(g)＋B(g)]具有的总能量，故该反应为吸热反应，ΔH>0。ΔH的大小与物质的状态有关，选项A、B错误。
答案：C
4．(2012·衡水高二检测)下列浓度关系正确的是( )
A．氯水中：c(Cl2)＝2[c(ClO－)＋c(Cl－)＋c(HClO)]
B．氯水中：c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)＞c(ClO－)
C．等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：
c(Na＋)＝c(CH3COO－)
D．Na2CO3溶液中：c(Na＋)＞c(COeq \\al(2－,3))＞c(OH－)＞c(HCOeq \\al(－,3))＞c(H＋)
解析：氯水中含有Cl2、HClO、Cl－、H＋、OH－、H2O、ClO－共七种粒子，其中c(Cl2)和其他离子浓度不存在定量关系，因为HClO比H2O的电离程度大，故溶液中c(ClO－)＞
c(OH－)，A和B错误。C项中混合后的溶液是CH3COONa溶液，CH3COO－水解使
c(Na＋)＞c(CH3COO－)。
答案：D
5．将0.1 ml/L CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起( )
A．溶液的pH增大
B．CH3COOH电离度增大
C．溶液的导电能力减弱
D．溶液中c(OH－)减小
解析：本题考查外加物质对电离平衡的影响，CH3COOH溶液中存在着CH3COOH的电离平衡，加水稀释使平衡向正反应方向移动，电离度增大，溶液中的c(H＋)减小，c(OH－)增大，pH增大；加入少量CH3COONa晶体时，平衡向逆反应方向移动，电离度减小，
c(H＋)减小，c(OH－)增大，pH增大。
答案：A
6．(2010·新课标全国卷)已知：HCN( aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·ml－1; HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·ml－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A．－67.7 kJ·ml－1 B．－43.5 kJ·ml－1
C．＋43.5 kJ·ml－1 D．＋67.7 kJ·ml－1
解析：HCN(aq)、HCl(aq)分别与NaOH(aq)反应ΔH的差值即为HCN在溶液中电离所需的能量，HCN属于弱电解质，其电离过程要吸热，即ΔH＞0，综合以上分析，可知ΔH＝＋43.5 kJ·ml－1。
答案：C
7．(2012·宁夏模拟)将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5 ml/L，c(HI)＝4 ml/L，则此温度下反应①的平衡常数为( )
A．9 B．16
C．20 D．25
解析：本题考查平衡常数的计算。由H2和HI平衡时的浓度可推算出反应①生成的HI和NH3的浓度都为0.5×2＋4＝5 ml/L，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 ml/L，而HI的平衡浓度由题意可知为4 ml/L，则①的平衡常数K1＝c(NH3)平·c(HI)平＝ 5×4＝20，C正确。
答案：C
8．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，
B的平均反应速率为0.05 ml/(L·s)
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
解析：各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，即Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝1.2 ml∶0.6 ml∶0.8 ml∶0.4ml＝6∶3∶4∶2，故化学方程式为3B＋4C6A＋2D；无论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，即B、D项错误。
答案：C
9．[双选题]等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(s) ΔH＜0，下列叙述正确的是( )
A．平衡常数K值越大，X的转化率越大
B．达到平衡时，反应速率v正(X)＝2v逆(Z)
C．达到平衡后，降低温度，正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数
D．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动
解析：A项，平衡常数K值越大，反应正向进行的程度越大，故X的转化率越大；B项，达到平衡时，2v正(X)＝v逆(Z)；C项，降温时，v正和v逆均减小，但v正减小的倍数小于v逆减小的倍数，使平衡正向移动；D项，升温平衡逆向移动，加压时平衡不移动。
答案：AC
10．(2012·安新中学高二检测)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速度甲比乙慢
解析：图甲是一原电池装置，负极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋，正极(Cu)：2H＋＋2e－===H2↑，形成的原电池能加快产生氢气的速率；图乙中，Zn直接与稀H2SO4反应生成H2：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，甲、乙两烧杯中H2SO4均被消耗，溶液的pH均增大。
答案：C
11．下列有关热化学方程式的叙述中，正确的是( )
A．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为 NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.4 kJ/ml
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
C．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ/ml，
则H2的燃烧热为241.8 kJ/ml
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2；则ΔH1＜ΔH2
解析：酸碱中和反应是放热反应， ΔH＜0，A项错误；B项，石墨转化为金刚石是吸热反应，说明金刚石所具有的能量高于石墨，则石墨比金刚石稳定，B项错误；燃烧热的定义是1 ml物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，C项错误；碳完全燃烧放出的热量要多，所以D项正确。
答案：D
12．(2012·肇庆高二期末考试)对于可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＜0，下列各图正确的是( )
解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大；而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数不变。
答案：A
13．[双选题](2012·泰州高二调研)常温下，pH＝11的氨水溶液和pH＝1的盐酸溶液等体积混合后(不考虑混合后溶液体积的变化)，恰好完全反应，则下列说法不正确的是( )
A．弱碱的浓度大于强酸的浓度
B．反应完全后的溶液呈碱性
C．原氨水中有1%的含氮微粒为NHeq \\al(＋,4)
D．反应后的溶液中NHeq \\al(＋,4)、NH3·H2O与NH3三种微粒的平衡浓度之和为0.05 ml·L－1
解析：pH＝11的氨水与pH＝1的稀盐酸等体积混合后恰好完全反应后形成NH4Cl溶液，在NH4Cl溶液中，由于NHeq \\al(＋,4)的水解而呈酸性；完全反应还说明氨水和盐酸的物质的量浓度都是0.1 ml·L－1，在氨水中NHeq \\al(＋,4)占含氮粒子的eq \f(10－3ml·L－1,0.1 ml·L－1)×100%＝1%，选项A、B错，C正确；因反应后的体积约为反应前氨水体积的2倍，由物料守恒可知选项D正确。
答案：AB
14．室温时，CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示，已知：25 ℃其溶度积为2.8×10－9 ml2/L2，下列说法不正确的是 ( )
A．x数值为2×10－5
B．c点时有碳酸钙沉淀生成
C．加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点
D．b点与d点对应的溶度积相等
解析：根据溶度积和c(COeq \\al(2－,3))＝1.4×10－4 ml/L，可以计算出x＝2×10－5；c点Qc＞Ksp，故有沉淀生成；加入蒸馏水后d点各离子浓度都减小，不可能变到a点保持c(Ca2＋)不变；溶度积只与温度有关，b点与d点对应的溶度积相等。
答案：C
15．关于各图的说法(其中①③④中均为惰性电极)正确的是( )
A．①装置中阴极产生的气体能够使湿润淀粉KI试纸变蓝
B．②装置中待镀铁制品应与电源正极相连
C．③装置中电子由b极流向a极
D．④装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
解析：装置①用惰性电极电解CuCl2溶液，阴极析出铜，阳极产生氯气，A错；装置②为电镀铜装置，阳极电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋，阴极电极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu，因此待镀铁制品应与电源负极相连，B错；装置③为氢氧燃料电池，b极通入O2，发生还原反应，作电池的正极，是电子流入的一极，C错。
答案：D
16．(2012·合肥模拟)下图甲和乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是( )
A．甲图电池反应的离子方程式为：
Cd(s)＋C2＋(aq)===C(s)＋Cd2＋(aq)
B．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)反应能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．乙图当有1 ml电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出
解析：甲池中Cd为负极，C为正极，反应的离子方程式为：Cd(s)＋C2＋(aq)===C(s)＋Cd2＋(aq)，说明金属性：Cd>C。
乙池中C为负极，Ag为正极，反应离子方程式为：
C(s)＋2Ag＋(aq)===C2＋(aq)＋2Ag(s)
说明金属性C>Ag，
因此金属性Cd>Ag，选项B中的反应不能发生。
答案：B
二、非选择题(本题包括6个小题，共52分)
17．(8分)2011年9月29日我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：
SiO2＋C＋N2eq \(――→,\s\up7(高温),\s\d5( ))Si3N4＋CO
该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。
(1)上述反应中的还原剂是
____________，其还原产物是________。
(2)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)SiO2＋C＋N2eq \(――→,\s\up7(高温),\s\d5( ))Si3N4＋CO，反应中碳元素的化合价由0升高到＋2，氮元素的化合价由0降低到－3。故反应中的还原剂是C，还原产物为Si3N4。
(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH<0。
答案：(1)C Si3N4
(2)放热 <
18．(8分)反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
ΔH＝a kJ/ml1，
平衡常数为K；
(1)若500℃时进行上述反应，CO2起始浓度为2 ml/L，CO的平衡浓度为________。
(2)上述反应中的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)700℃上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有________(填序号)。
A．缩小反应器体积 B．通入CO2
C．升高温度到900℃ D．使用合适的催化剂
解析：(1)设500℃时CO的平衡浓度为x ml/L。
则 Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
eq \a\vs4\al(初始态的物质的,量浓度ml/L：) 2 0
eq \a\vs4\al(转化的物质的,量浓度ml/L：) x x
eq \a\vs4\al(平衡的物质的,量浓度ml/L：) 2－x x
则K＝eq \f(cCO,cCO2)＝eq \f(x,2－x)＝1，解得x＝1。
故CO的平衡浓度为1 ml/L。
(2)由表格中数据可知，温度越高K越大，推知温度升高平衡向正方向移动。故此反应的正反应为吸热反应，即a大于0。
(3)A项缩小反应器体积，平衡不移动，错误；B项通入CO2，平衡向右移动，正确；C项升高温度时，平衡向右移动，正确；D项使用催化剂不会使平衡发生移动，错误。
答案：(1)1 ml·L－1
(2)大于
(3)BC
19．(8分)(2012·潍坊抽样检测)如图甲、乙是电化学实验装置。
若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。
(1)甲中石墨棒上的电极反应式为______________________________。
(2)乙中总反应的离子方程式为___________________________。
(3)将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为__________________________________________________。
解析：(1)甲装置为原电池，石墨棒作正极，O2放电，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===
4OH－。
(2)乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应，Fe电极不参与反应，其实质与用惰性电极电解食盐水相同，离子方程式为：2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－。
(3)Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，生成HCl和HIO3。
答案：(1)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－
(3)5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
20．(8分)常温下，如果取0.1 ml·L－1HA溶液与0.1 ml·L－1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化)，测得混合后溶液的pH＝8，试回答以下问题：
(1)混合溶液的pH＝8的原因是__________________________________________(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H＋)________(填“>”“<”或“＝”)0.1 ml·L－1NaOH溶液中由水电离出的c(H＋)。
(3)求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字)。
c(Na＋)－c(A－)＝________ ml·L－1。
解析：(1)0.1 ml·L－1HA溶液与0.1 ml·L－1NaOH溶液等体积混合，恰好生成NaA，溶液的pH＝8，说明盐水解，即A－＋H2OHA＋OH－。
(2)该混合溶液中由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－6 ml·L－1，而0.1 ml·L－1NaOH溶液中由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13 ml·L－1。
(3)由电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，知c(Na＋)－c(A－)＝c(OH－)－c(H＋)＝10－6 ml·L－1－10－8 ml·L－1＝9.9×10－7 ml·L－1。
答案：)(1)A－＋H2OHA＋OH－
(2)>
(3)9.9×10－7
21．(10分)(2012·海淀模拟)常温下，用0.1000 ml/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1000 ml/L HCl溶液和20.00 mL 0.1000 ml/L CH3COOH溶液，得到2条滴定曲线，如下图所示：
(1)由A、C点判断，滴定HCl溶液的曲线是______(填“图1”或“图2”)；
(2)a＝________ mL；
(3)c(Na＋)＝c(CH3COO－)的点是________；
(4)E点对应离子浓度由大到小的顺序为________________。
解析：(1)A点pH＝1，C点pH>1，而0.1 ml/L HCl溶液的pH＝1,0.1 ml/L的CH3COOH溶液的pH>1，故滴定HCl溶液的曲线为图1。
(2)0.1 ml/L HCl溶液20 mL与0.1 ml/L NaOH溶液20 mL恰好完全中和，此时溶液的pH＝7，故a＝20.00 mL。
(3)用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的过程中存在电荷守恒：
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，
当溶液pH＝7时，c(Na＋)＝c(CH3COO－)，即D点符合这一要求。
(4)E点溶液的pH>7，呈碱性，其离子浓度大小顺序为：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
答案：(1)图1 (2)20.00 (3)D
(4)c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
22．(10分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ/ml，
据此回答以下问题：
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越________。
(2)某温度下，若把10 ml N2与30 ml H2置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20%，则该温度下反应的K＝________(可用分数表示)。
解析：对可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/ml，是一个气体体积减小的放热反应。
(1)①由方程式知K＝eq \f(c2NH3,cN2·c3H2)
②升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，c(NH3)减小，c(N2)、c(H2)增大，故eq \f(c2NH3,cN2·c3H2)减小，K值减小。
(2)设平衡时，N2转化的浓度为x ml/L。
N2 ＋ 3H22NH3
开始时(ml/L) 1 3 0
转化(ml/L) x 3x 2x
平衡时(ml/L) 1－x 3－3x 2x，
所以eq \f(2x,1－x＋3－3x＋2x)＝20%，
解得x＝eq \f(1,3) ml/L。
因此平衡时c(N2)＝eq \f(2,3) ml/L，c(H2)＝2 ml/L，
c(NH3)＝eq \f(2,3) ml/L，
代入平衡常数表达式解得K＝eq \f(1,12)。
答案：(1)①eq \f(c2NH3,cN2·c3H2) ②小 (2)eq \f(1,12)
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40