高一化學(xué)反應(yīng)與能量變化素質(zhì)能力提高競賽綜合測試（原卷版）

高一化學(xué)反應(yīng)與能量變化素質(zhì)能力提高競賽綜合測試第I卷（選擇題）一、單選題1．SO2可形成酸雨，是大氣污染物，用如圖所示裝置既可以吸收工廠排放的廢氣中的SO2，又可以生成一定量的硫酸溶液，下列說法正確的是A．a(chǎn)極為正極，b極為負(fù)極B．生產(chǎn)過程中H+由右向左移動C．從左下口流出的硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定大于50%D．負(fù)極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=SO+4H+2．a(chǎn)、b、c、d四種金屬，已知：①a+b2+=b+a2+；②將金屬片a、c插入稀硫酸中，用導(dǎo)線將它們與電流表相連，a表面有大量氣泡逸出；③b、d用導(dǎo)線連接放入d的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為d2++2e-=d，b-2e-=b2+。則這四種金屬的活動性由強到弱的順序是A．c>a>b>d B．d>b>a>c C．c>b>a>d D．d>c>a>b3．下列敘述正確的是A．反應(yīng)可以設(shè)計成原電池B．Zn和稀硫酸反應(yīng)時，加入少量溶液能加快產(chǎn)生的速率C．Fe、Cu、原電池中，Cu片上產(chǎn)生大量氣泡，說明Cu與能發(fā)生反應(yīng)而Fe被鈍化D．Zn—Cu原電池工作過程中，溶液中向負(fù)極作定向移動4．25℃時，將兩個鉑電極插入一定量的Na2SO4飽和溶液中進(jìn)行電解(電解Na2SO4溶液即電解水)。通電一段時間后，在陰極逸出H22ag，陽極逸出相應(yīng)質(zhì)量的O2，同時又有WgNa2SO4·10H2O晶體析出。若溫度保持不變，剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A．×100% B．×100%C．×100% D．×100%5．鹵代烴在有機合成中發(fā)揮著重要橋梁作用，研究鹵代烴的反應(yīng)歷程十分有意義。發(fā)生水解反應(yīng)的歷程如圖所示：說明：①E表示方框中物質(zhì)的總能量（單位：kJ/mol），TS表示過渡態(tài)。②相關(guān)化學(xué)鍵鍵能：為351kJ/mol。下列說法錯誤的是A．水解反應(yīng)過程中中心碳原子的雜化軌道類型發(fā)生變化B．水解總反應(yīng)的可表示為C．若，則決定速率步驟的化學(xué)方程式為D．若，C—Br鍵能為426kJ/mol6．如圖將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接插入一定濃度的硫酸銅溶液中，組成一個原電池模型，觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，且鋅片和銅片表面均有紅色物質(zhì)析出，待實驗結(jié)束時，測得鋅片質(zhì)量減少了3.92g，銅片質(zhì)量增加了3.84g，則該原電池工作效率η的值為(用參加原電池反應(yīng)的鋅占反應(yīng)總量的百分率表示)A．40% B．60% C．75% D．80%7．中科院科學(xué)家研究開發(fā)了一種柔性手機電池，示意圖如圖所示[其中多硫化鋰()中x=2、4、6、8]。下列說法不正確的是A．添加碳納米層可以提高負(fù)極的導(dǎo)電性B．放電時，移向膜C．電池工作時，正極可能發(fā)生：D．電池充電時間越長，電池中的量越多8．我國化學(xué)工作者提出一種利用有機電極(PTO/HQ)和無機電極(MnO2/石墨氈)，在酸性環(huán)境中可充電的電池其放電時的工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是A．放電時，MnO2/石墨氈為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時，有機電極和外接電源的負(fù)極相連C．放電時，MnO2/石墨氈電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．充電時，有機電極的電極反應(yīng)式為PTO+4e-+4H2O=HQ+4OH-9．向如圖所示電池中加入稀H2SO4酸化，若充電時m側(cè)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)辄S色，則下列敘述正確的是A．放電時，裝置中n電極做正極B．充電過程中，m極附近pH增大C．充電過程中，n極發(fā)生的電極反應(yīng)式為V3+＋e-=V2＋D．放電時，H＋從左槽遷移進(jìn)入右槽10．我國某科研機構(gòu)研究表明，利用K2Cr2O7可實現(xiàn)含苯酚廢水的有效處理，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．該電池不可以在高溫下使用B．Na+通過陽離子交換膜移向M電極，Cl-通過陰離子交換膜移向N電極C．一段時間后，中間室中NaCl溶液的濃度減小D．M的電極反應(yīng)式為C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+11．Garnet型固態(tài)電解質(zhì)被認(rèn)為是鋰離子電池最佳性能固態(tài)電解質(zhì)。LiLaZrTaO材料是目前能達(dá)到最高電導(dǎo)率的Garmet型電解質(zhì)。某Garnet型可充電鋰離子電池放電時工作原理如圖所示，反應(yīng)方程式為：LixC6+Li1-xLaZrTaOLiLaZrTaO+6C下列說法不正確的是（

）A．放電時a極為負(fù)極B．充電時，每轉(zhuǎn)移xmol電子，a極增重7gC．LiLaZrTaO固體電解質(zhì)起到傳導(dǎo)Li+的作用D．充電時，b極反應(yīng)為：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO12．水系鈉離子電池安全性能好、價格低廉、對環(huán)境友好，有著巨大的市場前景。下圖為某鈉離子二次電池工作原理示意圖，電池反應(yīng)為2NaFePO4F+Na3Ti2（PO4）32Na2FePO4F+NaTi2（PO4）2。下列說法錯誤的是A．充電時，a為電源正極B．放電時，溶液中的Na+在NaFePO4F電極上得電子被還原C．放電時，Na3Ti2（PO4）3電極上的反應(yīng)為Na3Ti2（PO4）3-2e-=NaTi2（PO4）3+2Na+D．理論上，該電池在充放電過程中溶液中的c（Na+）不變13．微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。如圖為MFC碳氮聯(lián)合同時去除的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。下列說法不正確的是A．好氧微生物反應(yīng)器中反應(yīng)為NH+2O2=NO+2H++H2OB．電子由A極沿導(dǎo)線流向B極C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，B極上每生成3.36L氣體時，理論上電路中有1mol電子通過D．A極的電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+14．我國科學(xué)家在太陽能可規(guī)?；纸馑茪浞矫嫒〉眯逻M(jìn)展——率先提出并驗證了一種全新的基于粉末納米顆粒光催化劑太陽能分解水制氫的“氫農(nóng)場”策略，其太陽能光催化全分解水制氫的效率創(chuàng)國際最高記錄(示意圖如圖所示，M1、M2為含鐵元素的離子)。下列說法正確的是A．制O2裝置中，太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．制H2裝置中，交換膜為陰離子交換膜C．系統(tǒng)制得1molH2的同時可制得1molO2D．制H2時陽極可發(fā)生反應(yīng)：[Fe(CN)6]4––e-=[Fe(CN)6]3–15．摩拜單車可利用車籃處的太陽能電池板向智能鎖中的鋰離子電池充電，電池反應(yīng)原理為：LiCoO2＋6CLi1－xCoO2＋LixC6，結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法錯誤的是A．充電時，陰極質(zhì)量增加，發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時，電路中每有1mol電子轉(zhuǎn)移，則有1molLi+由左向右通過聚合物電解質(zhì)膜C．該鋰離子電池工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．放電時，正極的電極反應(yīng)式為:LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+第II卷（非選擇題）二、實驗題16．為探究Ag+與Fe3+氧化性的相關(guān)問題，某小組同學(xué)進(jìn)行如下實驗：已知：相關(guān)物質(zhì)的溶解度(20℃)AgCl：1.5×10-4g

Ag2SO4：0.796g(1)甲同學(xué)的實驗如下：序號操作現(xiàn)象實驗Ⅰ將2mL1mol/LAgNO3溶液加入到1mL1mol/LFeSO4溶液中產(chǎn)生白色沉淀，隨后有黑色固體產(chǎn)生取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅注：經(jīng)檢驗黑色固體為Ag①白色沉淀的化學(xué)式是___________。②甲同學(xué)得出Ag+氧化了Fe2+的依據(jù)是___________。(2)乙同學(xué)為探究Ag+和Fe2+反應(yīng)的程度，進(jìn)行實驗Ⅱ。a.按如圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移。偏移的方向表明：電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀。放置一段時間后，指針偏移減小。2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為：

偏移減小→回到零點→逆向偏移。①a中甲燒杯里的電極反應(yīng)式是___________。②b中電壓表指針逆向偏移后，銀為___________極(填“正”或“負(fù)”)。③由實驗得出Ag+和Fe2+反應(yīng)的離子方程式是___________。(3)為進(jìn)一步驗證乙同學(xué)的結(jié)論，丙同學(xué)又進(jìn)行了如下實驗：序號操作現(xiàn)象實驗Ⅲ將2mL2mol/LFe(NO3)3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失實驗Ⅳ將2mL1mol/LFe2(SO4)3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡減少，未消失實驗Ⅴ將2mL2mol/LFeCl3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失①實驗Ⅲ___________(填“能”或“不能”)證明Fe3+氧化了Ag，理由是___________。17．為了探究原電池和電解池的工作原理，某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗，回答下列問題。Ⅰ.用甲裝置進(jìn)行第一組實驗：(1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下，下列材料不能代替左側(cè)Cu電極的是_______(填序號)。A．石墨

B．鎂

C．銀

D．鉑(2)實驗過程中，SO_____(填“從左向右”“從右向左”或“不”)移動；濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有_______。Ⅱ.該小組同學(xué)用乙裝置進(jìn)行第二組實驗時發(fā)現(xiàn)，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極溶液逐漸變成紫紅色，停止實驗后觀察到鐵電極明顯變細(xì)，電解液仍澄清。查閱資料知，高鐵酸根離子(FeO)在溶液中呈紫紅色。請根據(jù)實驗現(xiàn)象及所查信息，填寫下列空白：(3)電解過程中，X極溶液的pH_______(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為_______和_______。(5)已知K2FeO4和Zn可以構(gòu)成堿性電池，其中K2FeO4在電池中作正極材料，電池總反應(yīng)為2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，則該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：_______。18．相同條件下，草酸根(C2O)的還原性強于Fe2+。為檢驗這一結(jié)論，進(jìn)行以下實驗：資料：i.工業(yè)上，向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵。3[Fe(C2O4)3]?3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2OK=6.3×10-21(實驗1)用以下裝置制取無水氯化亞鐵(1)儀器a的名稱為___________，B的作用為___________。(2)欲制得純凈的FeCl2，實驗過程中點燃A、C酒精燈的先后順序是___________。(3)D中用NaOH溶液進(jìn)行尾氣處理，存在的問題是___________、___________。(實驗2)通過Fe3+和C2O在溶液中的反應(yīng)比較Fe2+和C2O的還原性強弱。操作現(xiàn)象在避光處，向10mL0.5mol·L-1FeCl3溶液中緩慢加入0.5mol·L-1K2C2O4溶液至過量，攪拌，充分反應(yīng)后，冰水浴冷卻，過濾得到亮綠色溶液和亮綠色晶體(4)取實驗2中少量晶體洗凈，配成溶液，滴加KSCN溶液，不變紅。繼續(xù)加入硫酸，溶液變紅，說明晶體中含有+3價的鐵元素。加硫酸后溶液變紅的原因是___________。(5)經(jīng)檢驗，亮綠色晶體為K3Fe(C2O4)3?3H2O。設(shè)計實驗，確認(rèn)實驗2中沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的操作和現(xiàn)象是___________。(6)取實驗2中的亮綠色溶液光照一段時間，產(chǎn)生黃色渾濁且有氣泡產(chǎn)生。補全反應(yīng)的離子方程式：___________[Fe(C2O4)3]3-___________FeC2O4↓+___________↑+___________(實驗3)又設(shè)計以下裝置直接比較Fe2+和C2O的還原性強弱，并達(dá)到了預(yù)期的目的。(7)描述達(dá)到預(yù)期目的可能產(chǎn)生的現(xiàn)象：___________。19．Ⅰ：某學(xué)習(xí)小組為了探究硝酸鐵的熱穩(wěn)定性，設(shè)計如下實驗：利用如圖所示裝置進(jìn)行實驗。加熱A中Fe(NO3)3固體，裝置B中均能看到紅棕色氣體，裝置A中試管內(nèi)剩余紅棕色粉末狀固體。（1）裝置B的作用是______；（2）甲同學(xué)認(rèn)為裝置A中試管內(nèi)剩余的紅棕色粉末固體為Fe2O3。乙同學(xué)為了驗證甲的觀點，設(shè)計了下列實驗①取該固體少量于潔凈試管內(nèi)加入鹽酸，固體溶解成棕黃色溶液，該反應(yīng)的離子方程式為：______。②向該棕黃色溶液中滴入__________（填化學(xué)式）溶液，溶液變?yōu)檠t色。（3）經(jīng)過檢驗發(fā)現(xiàn)C裝置中生成了NaNO3和NaNO2。請寫出生成這兩種鹽的化學(xué)反應(yīng)方程式______，最后用排水法收集到少量無色氣體，關(guān)于該無色氣體，下列說法正確的是_______（選填編號）A．該氣體是NO

B．主要是O2，還有少量N2C．NO和O2（4）通過以上實驗，寫出Fe(NO3)3受熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________。Ⅱ：CH4燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一，這種燃料電池由CH44。20．文獻(xiàn)表明：相同條件下，草酸根（C2O42?）的還原性強于Fe2+。為檢驗這一結(jié)論，完成如下實驗。資料：ⅰ．草酸（H2C2O4）為二元弱酸。ⅱ．三水三草酸合鐵酸鉀[K3Fe(C2O4)3?3H2O]為翠綠色晶體，光照易分解。其水溶液中存在：[Fe(C2O4)3]3?Fe3++3C2O42?

K＝6.3×10?21ⅲ．FeC2O4?2H2O為黃色固體，微溶于水，可溶于強酸?！緦嶒?】通過Fe3+和C2O42?在溶液中的反應(yīng)比較Fe2+和C2O42?的還原性強弱。操作現(xiàn)象在避光處，向10mL0.5mol·L?1FeCl3溶液中緩慢加入0.5mol·L?1K2C2O4溶液至過量，攪拌，充分反應(yīng)后，冰水浴冷卻，過濾得到翠綠色溶液和翠綠色晶體（1）C2O42?中碳元素的化合價是______。（2）取實驗1中少量晶體洗凈，配成溶液，滴加KSCN溶液，不變紅。繼續(xù)加入硫酸，溶液變紅，說明晶體中含有+3價的鐵元素。加硫酸后溶液變紅的原因是______。（3）經(jīng)檢驗，翠綠色晶體為K3Fe(C2O4)3?3H2O。設(shè)計實驗，確認(rèn)實驗1中沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的操作和現(xiàn)象是______。實驗1中未發(fā)生氧化還原反應(yīng)的原因是______。（4）取實驗1中的翠綠色溶液光照一段時間，產(chǎn)生黃色渾濁且有氣泡產(chǎn)生。補全反應(yīng)的離子方程式：[Fe(C2O4)3]3?+H2OFeC2O4?2H2O↓+______+______。_________【實驗2】通過比較H2O2與Fe2+、C2O42?反應(yīng)的難易，判斷二者還原性的強弱。步驟操作現(xiàn)象Ⅰ向1mL0.5mol·L?1FeSO4溶液中加入1mL0.5mol·L?1K2C2O4溶液，過濾立即產(chǎn)生黃色沉淀Ⅱ洗滌Ⅰ中的黃色沉淀，向其中加入過量的6%H2O2溶液，振蕩，靜置劇烈放熱，產(chǎn)生大量的紅褐色沉淀和無色氣體Ⅲ待充分反應(yīng)后，向其中加入稀硫酸，調(diào)節(jié)pH約為4得到翠綠色溶液（5）證明Fe2+被氧化的實驗現(xiàn)象是______。（6）以上現(xiàn)象能否說明C2O42?沒有被氧化。請判斷并說明理由：______?！緦嶒?】通過其他實驗方案