2023届高考化学总复习（老高考旧教材）六化学反应与能量

专题六化学反应与能量

A组基础巩固练

1.（2022四川凉山检测）下图是CO和O在钉催化剂的表面形成化学键的过程。下列说

法正确的是（）

状态I状态口状态出

•表示cO表示o”〃〃〃表示催化剂

A.CO2和CO都能与碱反应生成盐和水

B.该过程中,CO先断键成C和O

C.CO与O形成化学键的过程中放出能量

D.钉催化剂降低了该反应的熔变

2.（2022湖北省名校联盟联考）某Li-CuO二次电池以含Li+的有机溶液为电解质溶液，放

电时的工作原理为2Li+CuO—=Li2O+Cu。下列说法正确的是（）

聚丙烯多孔膜（只容许Li*通过）

A.放电时电子的流向:Li—电解质溶液—CuO

B.放电时，正极的电极反应式为CuO-2e=—Cu+O2-

C.充电时,Li与直流电源正极相连

D.充电时，阳极的质量减轻

3.（2022陕西渭南二模）如图分别代表澳甲烷与（CH3）3CBr发生水解反应的过程。下列说

法不正确的是（）

I,CH3Br+NaOH―>CHsOH+NaBr

II.（CH3）3CBr+NaOH—*（CH3）3COH+NaBr

《史纥型1[（CH3%&6H]

-

/（CH3）3C*+Br+OH

s（CyH）CBr\I

33

____________（CH；）；C西

°i的反应过程一°U的反应过程,

A.反应I的△“<（）

B.反应I有一个过渡态，反应II有两个过渡态

C.反应I中C—Br键未断裂，反应II有C—Br键的断裂和C—O键的形成

D.增加NaOH的浓度，反应I速率增大，反应II速率不变

4.（2022四川凉山检测）以下是中学化学常见的四个装置，下列关于这些装置说法正确的

是（）

A.装置甲在使用过程中，电池内部电子从Ag2O极通过隔板移向锌粉

B.装置乙在使用过程中，电池外壳会逐渐变薄,容易出现漏液

C.装置丙在使用过程中，电解质溶液的pH不会发生变化

D.装置丁电极b上发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-

5.（2022新疆乌鲁木齐第一次诊断）已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为:

>1

CH3cH2cH2cH3(g)吟02(g)—4CO2(g)+5H2O(l)AW=-2878kJ-mol-

1

（CH3）2CHCH3（g）+yO2（g）—MCO2（g）+5H2O（l）AH=-2869kJ-mol-

下列说法不正确的是（）

A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子

B.正丁烷的稳定性大于异丁烷

C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程

D.异丁烷和正丁烷互为同分异构体

6.（2022贵州贵阳一模）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪的结构简图如图

所示。下列说法正确的是（）

A.呼出气体的流速越快检测结果越准确

B.内电路中电流方向:Pt2T质子交换膜—Pti

C.电路中流过2moi电子时，有11.2L02被氧化

D.负极的电极反应为CH3cH2OH-4e+H2O^=CH3co0H+4H+

7.（2022广东广州一模）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na-CCh电池，示意图如图

所示。放电时,Na2co3与C均沉积在碳纳米管中，下列说法错误的是（）

ar——--------ib

r——负载/电源一

|总Na*C（hC/Na2C0

钠箔有机电解质碳纳一版］

____________________米管I

A.充电时，阴极的电极反应式:Na++e^=Na

B.充电时，电源b极为正极,Na+向钠箔电极移动

C.放电时，转移0.4mol电子，碳纳米管电极增重21.2g

D.放电时，电池的总反应为3co2+4Na^2Na2co3+C

8.（2022浙江6月选考卷）通过电解废旧锂电池中的LiMmd可获得难溶性的Li2co3和

MnCh,电解示意图

如图（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化

忽略不计）。下列说法不正确的是（）

A.电极A为阴极，发生还原反应

B.电极B的电极反应:2H2O+Mn2+-2e-MnO2+4H+

C.电解一段时间后溶液中Md+浓度保持不变

D.电解结束，可通过调节pH除去Mi?、再加入Na2co3溶液以获得Li2co3

9.（2022福建泉州二模泼展碳捕集与利用的技术，将CO2转化为高附加值的化学品，实现

C02资源化利用,是一项重要的碳减排技术。

⑴C02电还原反应机理如图1所示，由图可知，催化剂选择纳米AU55（纳米AU55指的是含

55个原子的Au纳米颗粒）,理由是o表示物种从催化剂表面解吸的

是过程（填“I”“1【”或“HI”）。

A5注：*一催化剂

之

*+co2+z-

崛2H++/.______

S.5O

K2e-Au"

E

.5O

4^工COOH*+H*+e工C0*+H,0^*+C0+H,0

.O反应过程

图1

（2）电催化C02还原制甲酸（HCOOH）

图2为电催化CO2还原生产HCOOH的示意图，阳极的电极反应式

为。标准状况下,每处理22.4L的CO2气体,可生成HCOOH

的物质的量为____________

B组能力提升练

1.（2022新疆昌吉第一次诊断）下列说法正确的是（）

A.反应1实现了氮的固定

B.反应2没有发生电子的转移

C.催化剂a表面只发生了非极性共价键的断裂和形成

D.在催化剂b表面形成氮氧键的过程是吸热过程

2.（2022新疆二模）天津大学研制了一种纳米Cu-SiO2反应器用于催化草酸二甲酯（DMO）

和氢气反应获得EG,反应过程示意图如下，下列说法正确的是（）

A.DMO分子中所有原子可能在同一平面上

B.EG的分子式为C2H6。2

C.反应过程中H2分子中的极性键发生了断裂

D.反应前后DMO分子中只有碳氧单键发生了断裂

3.（2022贵州遵义二模）镇镉电池是一种新型的封闭式体积小的充电电池。其工作原理

如图所示，下列说法错误的是（）

e-

CdNiO(OH)

KOH溶液

Cd(OH)2Ni(OH)2

ab

A.放电时b极为正极

B.放电时a极的反应为Cd+2e+2OH-Cd（OH）2

C.充电时电流的方向:外电源正极—b极—电解质溶液-a极—外电源负极

D.用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2mole;阴极生成0.2gH2

4.（2022河南许昌阶段性测试）高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列

说法错误的是（）

阳膜、/阴膜

中

性

酸

碱

电

性

2性

[Zn(OH)J-解FQH

电

2电

*：质

解

解

质

质

泵

泵:♦Na

一5

LZnFQ「

A.充电时，中性电解质NaCl的浓度增大

B.放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH1­[Zn（0H）4p-

C.充电时/molFQH2转化为FQ转移2mol电子

D.放电时，正极区溶液的pH增大

5.双极膜（BP）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H20解离成H+

和OH:作为离子源。利用双极膜电渗析法处理含NaA的废水，工作原理如图，图中“一”

和“一”表示离子通过交换膜的方向。下列说法错误的是（）

XY

tt

极室I料室产品室I产品室n极室n

QNa。一OHNAC1

।溶液”0-H溶液

一Na*

交换膜11交换膜nBP交换膜ni

含NaA废水

+

A.R电极与电源正极相连，发生的电极反应为2H2O-4e-^=O2T+4H

B.交换膜I、in为阳离子交换膜,交换膜n为阴离子交换膜

C.“双极膜”电渗析法可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)

D.若去掉双极膜(BP),电路中每转移1mol电子，两极共得到0.5mol气体

6.(2022陕西咸阳检测)自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由

基与氧气的反应一直是科研人员的关注点。HNO自由基与02反应历程的能量变化如

图所示，下列说法正确的是()

100

过渡态I

5

HNO+O2/H4过渡态IV

0-18.92

中俞物X：

--12.16

-100

过渡态II

-153.58整\£个产物Pi.。)

-200

中间产物Y中间产物Z

-201.34-205.11

-300

\___O

产物P?（H—O-N《）

-320.40、O

A.反应物的键能总和大于生成物的键能总和

B.产物P与P2的分子式、氧元素的化合价均相同

C.该历程中最大正反应的活化能E.,=186.19kJ

D.相同条件下,Z转化为产物的速率:u(Pi)>v(P2)

7.(2022湖北武汉二模)甲酸脱氢可以生成二氧化碳，甲酸在催化剂Pd表面脱氢的反应历

程与相对能量的变化关系如图所示。下列说法正确的是()

7

O

E

-

2

W

S

耀

玄

运

A.在I~IV中,IH生成IV的反应为决速步

B.用HCOOD代替HCOOH反应,产物可能含有HD、D2和H2

C.如将催化剂换成Rh,反应的焰变及平衡产率增大

D.HCOOH在催化剂Pd表面脱氢反应的焙变为14.1akJmol-'

8.（2022四川遂宁第二次诊断）太阳能发电和阳光分解水是清洁能源研究的主攻方向。

染料敏化的TiCh纳米晶薄膜半导体光解水的基本原理如图，下列对该装置的相关说法错

误的是（）

TiO?半导体电极（甲）对电极（乙）

Na£O,溶液

%、e-

*SO；、

\2HJ

、S20g-

H2O、OZ+SO；+H*

---------（Z>

A.SO宁由甲电极向乙电极定向移动

B.甲电极反应为2SOi--2e-S201-

光解

C.电池总反应为2H20-2比廿02T

D.实现了光能一电能一化学能的转换

产电

9.（2022四川宜宾二模）“容和一号”铁一格液流电池的总反应为Fe3++ca+兔而

Fe2++Cr3+o闭合Ki,断开R时,工作原理如下图所示，其中a电极上涂有固态氢化钿

（BiHx）。下列说法错误的是（）

.与电源

A.充电时,a电极连接电源的负极

B.放电时，正极反应式为Fe3++e~=Fe2+

C.放电时,H+从a极区移向b极区

D.充电时,BiH,只起导电的作用

10.（2022四川绵阳第三次诊断）某课题组利用盐度梯度和氧化还原工艺，成功地设计了下

图所示的电池装置,将酸性废水中存在的高毒性CnO歹转化为低毒性Cr3+o下列说法错

误的是（）

A.该电池利用溶液盐度梯度产生电动势,C2表示身浓度盐溶液

B.根据图中所示,AM为阴离子交换膜,CM为阳离子交换膜

C.电池正极的电极反应式为CnO自+6U+14H+-2CN++7H2O

D.负极产生标准状况下6.72L氧气时，理论上转化0.2molCnO名

11.(2022福建泉州三模)CO2加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CO2加

氢反应的热化学方程式如下：

反应ICChlgHfhgL'HCOOHlg)△”i=+35.2kJmol-1

反应II:CO2(g)+3H2(g)=^CH30H(g)+H20(g)△“2=24.7kJmoF1

反应ni:CO2(g)+H2(g)"^CO(g)+H2O(g)△为

反应IV:CO2(g)+3H2(g)^^CH30cH3(g)+|H2O(g)

回答下列问题：

1

(I)已知:2H2(g)+Ch(g)^=2H2O(g)AH5=-483.6kJmol0

CH30H(g)+O2(g)^^HCOOH(g)+H2O(g)

△”6=kJmor1o

⑵我国科学家以Bi为电极在酸性水溶液中可实现电催化还原C02,两种途径的反应机

理如下图所示，其中,TS表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。

1.10eV0.31eV

①途径一,82电还原经两步反应生成HCOOH:第一步为C02+e-+H+^HC00*(*表示

微粒与Bi的接触位点);第二步为o

②CO2电还原的选择性以途径一为主,理由是。

(3)目前，科研人员在研究C02光电催化还原为甲醇的领域也取得了一定的进展，其原理

如图所示,则生成甲醇的电极反应式为。

参考答案

专题六化学反应与能量

A组基础巩固练

1.C解析CO为不成盐氧化物,不能与碱发生反应,A错误;根据形成化学键的过程图示可

知，该过程中CO未断键,B错误;形成化学键时会释放能量,C正确;催化剂只是降低了反应的活化

能，不会改变反应的蛤变,D错误。

2.D解析放电时,Li为负极,CuO为正极，电子的流向:Li—负载一CuO,A错误;放电时，正极

+

的电极反应式为CuO+2e+2Li—Cu+Li2O,B错误;放电时,Li为负极，充电时,Li与直流电源负极

相连，为阴极,C错误;充电时，阳极的电极反应式为Cu-2e-+Li2。=CuO+2Li+,Li*向阴极移动，阳极

质量减轻,D正确。

3.C解析反应I中反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应,△〃<(),A不符合题

意;反应I有一个过渡态，反应H有两个过渡态,B不符合题意;反应I中有C—Br键的断裂，由

CH.a转化成CH3OH,反应II也有C—Br键的断裂，还有C一O键的形成，由(CFh^CBr转化成

(CH3)3COH,C符合题意;反应H卤代姓先自身转变为过渡态，然后氢氧根与过渡态结合，氢氧化钠

不直接与卤代煌一起转化到活化态，所以增加氢氧化钠的浓度不能使反应II速率增大,D不符合

题意。

4.B解析装置甲为银锌原电池，电子只在外电路中移动，不会在电池内部移动,A错误;装置

乙中锌筒为负极,Zn失去电子变成Z/'Zn不断反应，即外壳会逐渐变薄，容易出现漏液,B正确；

装置丙在使用过程中，反应生成了水,KOH溶液的浓度降低，碱性减弱,pH变小,C错误;装置丁电

极b上Ch得到电子，与H+结合生成水,电极反应式为O2+4e+4H+—2H20,D错误。

5.B解析设题给热化学方程式依次为①②,由①-②可得CH3cH2cH2cH3(g)一

(CH3)2CHCH3(g)A/7=-2878kJ-mol'+2869kJmol'=-9kJ-mo「，则正丁烷转化成异丁烷是放热

过程，说明正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子,A不符合题意;CH3CH2cH2cH3(g)一

(CH3)2CHCH3(g)△”<(),能量越低物质越稳定，因此异丁烷比正丁烷稳定,B符合题意;正丁烷转

化成异丁烷是放热过程,则异丁烷转化为正丁烷是一个吸热过程,C不符合题意;异丁烷和正丁烷

互为同分异构体,D不符合题意。

6.D解析由酒精检测仪的结构简图可知，乙醇发生氧化反应生成CH3coOH,即Pt1为负极,

负极反应为CH3cH2OH-4e+H2O——CH3co0H+4H+,则Pt2为正极，正极上02发生得电子的还原

反应,正极反应式为O2+4e-+4H+—2H2。,酒精检测仪工作时，阳离子移向正极、阴离子移向负

极。呼出气体的流速过快,反应不能充分进行，检测结果不一定准确,A错误;检测仪工作时，阳离

子移向正极、阴离子移向负极，内电路中电流方向与阳离子移动方向相同,与阴离子移动方向相

反，即内电路中电流方向:Pl一质子交换膜—Pt2,B错误;由于02的存在状况未知，则不能计算

的体积,C错误;检测仪工作时，乙醇在负极发生失电子的氧化反应生成CH3coOH,负极反应为

+

CH3CH2OH-4e+H2O—CH3COOH+4H,D正确。

7.C解析根据题图中变化可知，充电时，钠离子转化为钠单质，化合价降低，钠箔为阴极，阴极

的电极反应式:Na++e-^=Na,A正确;充电时，碳纳米管为阳极，与之相连的电极b为正极，钠离子向

钠箔电极移动,B正确;放电时，碳纳米管发生的电极反应式:3CCh+4e-+4Na+——2Na2co3+C,转移

0.4mol电子时，在碳纳米管电极会生成0.2mol的Na2c。3和0.1mol的C,增重质量为

m=nM=0.2molxl()6g-mol'+O.lmolxl2g-mo「=22.4g,C错误;放电时，根据题图中实线箭头变化

可知，电池的总反应为3CO2+4Na—2Na2CO3+C,D正确。

8.C解析电极B上Mr?+转化为MnCh,镒元素化合价升高，失电子,则电极B为阳极，电极A

为阴极，得电子，发生还原反应,A正确;电极B上Mr?+失电子转化为MnCh,电极反应式为

2++

2H2O+Mn-2e-MnO2+4H,B正确;电极A为阴极,LiMmCU得电子，电极反应式为

2LiMn2O4+6e+16H+-2Li++4Mi?++8H2O,依据得失电子守恒，电解池总反应为2LiMn2C)4+4H+

—2Li++Mn2++3MnO2+2H2。,反应生成了MntMr?+浓度增大,C错误;电解池总反应为

++2+

2LiMn2O4+4H—2Li+Mn+3MnO2+2H2O,电解结束后，可通过调节溶液pH将Mi?+转化为沉

淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂,D正确。

9.答案(1)纳米AU55活化能降低更多，催化效果更好,反应速率更快Ill

+

(2)CH3OH-4e+H2O—HC00H+4H1.5

解析(1)纳米AU55活化能降低更多,催化效果更好，反应速率更快;表示物种从催化剂表面解

吸的是过程III。

(2)催化C02还原生产HCOOH阴极的电极反应式为CO2+2e-+2H+——HCOOH,阳极的电极

反应式为CH3OH-4e-+H2O——HCOOH+4H+,标准状况下,每处理22.4L的CO2气体，阴极生成1

molHCOOH,阳极产生0.5molHCOOH,故标准状况下，每处理22.4L的CO2气体,共产生1.5mol

HCOOH»

B组能力提升练

1.A解析氮的固定是指氮由游离态到化合态的过程，反应1中Nz转化成NH3,属于氮的固

定,A正确;反应2为氨气转化为一氧化氮，该反应是氧化还原反应,所以涉及电子转移,B错误;催

化剂a表面是氢气和氮气反应生成氨气,催化剂a表面发生了非极性共价键的断裂和极性共价

键的形成,C错误;形成化学键的过程放出热量，则在催化剂b表面形成氮氧键的过程是放热过

程,D错误。

2.B解析根据题意并结合图示可知，草酸二甲酯(DMO)和氢气发生氧化还原反应生成MG

和甲醇,MG再进一步转化成EG,EG是乙二醇。甲基碳是饱和碳原子，所连原子呈四面体结构，所

以DMO分子中所有原子不可能在同一平面上,A错误;EG是乙二醇，其分子式为C2H6O2,B正确；

反应过程中H?参与反应，且H2分子中是非极性键,C错误;DMO分子中不只有碳氧单键发生了断

裂，碳氧双键也发生了断裂,D错误。

3.B解析根据图中信息，外电路中电子从左边转移到右边，因此放电时a极为负极,b极为

正极,A正确;根据图中负极Cd生成Cd(0H)2,则放电时a极的反应为Cd-2e+2OH'-Cd(OH)2,B

错误;充电时电流的方向:外电源正极—阳极(b极)一电解质溶液一阴极(a极)-外电源负极,C正

确;用该电池提供的电能电解饱和食盐水，阴极反应式为H2O+2e——H2f+2OH,电路中通过0.2

mole：则阴极生成氨气物质的量为0.1mol,其质量为0.2g,D正确。

4.A解析根据题意，充电时,FQH2生成FQ,被氧化，所以充电时右侧为阳极，左侧为阴

极,[Zn(0H)4广被还原为Zn;则放电时左侧为负极,Zn被氧化为[Zn(0H)4/-,右侧为正极,FQ被还原

为FQH2O充电时，左侧阴极的电极反应为[Zn(OH)4]”+2e--Zn+4OH,阴离子增多，为平衡电荷，

中性电解质溶液中的Na+经阳膜迁移至左侧,Cr经阴膜迁移至右侧,NaCl的浓度减小,A错误;放

2

电时,左侧为负极,Zn被氧化为[Zn(OH)4/，电极反应为Zn-2e+4OH—[Zn(OH)4]',B正确;充电

时，右侧FQH?被氧化为FQ,电极反应为FQH2-2e-——FQ+2H+,所以1molFQH2转化为FQ转移2

mol电子,C正确;放电时右侧为正极，电极反应为FQ+2H++2b——FQH2,氢离子被消耗,pH增大,D

正确。

5.A解析极室II加入NaCl溶液，钠离子通过交换膜IH进入产品室H,故交换膜HI为阳离子

交换膜,R电极应与电源正极相连,发生的反应为2C「-2e--CkT，依此可推出交换膜U为阴离子

交换膜。根据图中阳离子(Na+、H+)移动方向可知,R为阳极,Q为阴极。R电极与电源正极相连，

电极反应为2Cr-2e--CbT，A错误;根据上述分析可知,交换膜I、HI为阳离子交换膜,交换膜II

为阴离子交换膜,B正确;“双极膜”电渗析法利用阴、阳离子的定向移动，可应用于从盐溶液(MX)

制备相应的酸(HX)和碱(MOH),C正确;若去掉双极膜(BP),电路中每转移1mol电子，两极可产生

0.5mol氯气和0.5mol氢气,共得到1mol气体,D正确。

6.D解析反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，则参与反应的反应物的总

键能小于生成物的总键能,A错误;产物Pi与P2的分子式均为HNO3,但产物Pi结构中存在“一

O—0—”,则产物Pi中部分氧元素的化合价为-1价,而产物P?中氧元素的化合价为-2价,两者氧

元素的化合价不同,B错误;最大的正反应的活化能出现在由中间产物Z到过渡态IV时，即最大正

反应的活化能E正=-18.92kJ-morL(-205.11kJmo「)=186.19kJ-mo-,C错误;相同条件下,反应所

需的活化能越小，则反应的速率越快，由于到产物P所需活化能更小，故反应速率更快，即

V(PI)>V(P2),D正确。

7.B解析由题干反应历程图可知，I转化为n,II转化为HI,in转化为IV的活化能分别

:44.7akJ-mol-1,14.2akJ-mo「和27.8akJ-mo『,活化能越大反应速率越慢，故在I~IV中，I生成

II的反应为决速步,A错误;根据HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应历程图可知HCOOH中的

两个H原子被解离出来形成H2,则用HCOOD代替HCOOH,得到的产物为HD,也可能是两个

HCOOD分子一起被解离出来H和D重新结合为H?和D?,故还可能含有D?和H2,B正确;催化

剂只能改变反应的活化能，从而改变反应速率，不影响化学平衡，即如将催化剂换成Rh,反应的始

变及平衡产率不变,C错误;由题干反应历程图可知,HCOOH在催化剂Pd表面脱氢反应的焙变为

-14.1akJmor',D错误。

8.A解析SO彳没有从甲电极向乙电极定向移动，在甲电极发生的反应为2SON-2e-——

S2OM，然后发生反应2s2。/+2H2。=€>2T+4H++4SO?,A错误,B正确;根据题意可知，电池总反应

为2H2。型O2T+2H2f,C正确;题给装置实现了太阳能一电能一化学能的转化,D正确。

9.D解析铁-络液流电池总反应为Fe3++CF+藕FeZ+fCr3：放电时,C产发生氧化反应生成

Cr3+,a电极为负极，电极反应为CEe-C产,Fe3+发生得电子的还原反应生成Fe2+,b电极为正

极,电极反应为Fe3++U——Fe2+,放电时，阳离子移向正极，阴离子移向负极;充电和放电过程互为逆

反应，即b电极为阳极,a电极为阴极，充电时在阳极上Fe?+失去电子发生氧化反应生成Fe?+,电极

反应为Fe2+€——Fe3+,阴极上C片发生得电子的还原反应生成C/+,电极反应为Cr3++e—Cr2%

充电时为电解池,C,+发生得电子的还原反应生成Cl'a电极为阴极,阴极连接电源的负极,A正