老高考适用2023版高考化学二轮复习六化学反应与能量

专题六化学反应与能量

A组基础巩固练

1.（2022北京丰台区一模）依据图示关系,下列说法不正确的是（）

A.AA>0

B.1molS（g）完全燃烧释放的能量小于2968kJ

C.A

D.16gS（s）完全燃烧释放的能量为1484kJ

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+CuOLi20+Cuo下列说法正确的是（）

Li.|CuO

聚丙烯多孔膜（只容许Li*通过）

A.放电时电子的流向:Li-电解质溶液一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广东广州一模）某学生设计了一种家用消毒液发生器,装置如图所示。下列说法错误的是（）

食盐溶液

阴极

阳极

A.该消毒液的有效成分是NaClO

B.通电时C「发生氧化反应

C.通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极

D.该装置的优点是现用现配

4.（2022吉林长春一模）下列关于如图所示转化关系（X代表卤素），说法正确的是（）

A.H2(g)+X2(g)==2H(g)+2X(g)

△冰0

B.生成HX（g）的反应热与途径有关，所以

C.若X分别表示Cl、Br、I,则过程III吸收的热量依次增多

D.Cb（g）、Iz（g）分别发生反应1,同一温度下的平衡常数分别为人也则

5.（2022山东烟台一模）电解法处理含有Cl；N°3的酸性废水,其工作原理及电极b中铁的化合物的催化

机理如图所示,H表示氢原子。下列说法错误的是（)

电解法处理酸性废水铁的化合物的催化机理

A.电极b接电源负极

B.处理1mol四，电路中转移5mole

C.HC10在阳极生成，电极反应式为Cl+H20-2e-HC10+H'

H

D.H与N03反应的离子方程式为8H+N°5+2Pf^=N4+3H20

6.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&反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是（)

100

HNO过渡态I

O坐片”过渡态W-18.92

-or

F.中间产

T

.物X过渡态n过涯、

3OO产物H

-12.16-153.58态DI\

品OO(H—O—O—N=O)

OO\上200.59\-202.00

要-2.中间产物Y南百声物Z\产物pz

妄-3.-201.34-205.11\晨飞

-320.40

A.反应物的键能总和小于生成物的键能总和

02/14

B.产物R与P2的分子式、氧元素的化合价均相同

1

C.该过程中最大正反应的活化能fIE=+186.19kJ-mol

D.相同条件下,Z转化为产物的速率：MP。〉MPJ

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-CO/电池，示意图如图所示。放电

时,N&C03与C均沉积在碳纳米管中，下列说法错误的是（）

ai-------ib

——负载/电源I——1

4a,cd7c/Na2CO,l

、"’1—充电

钠箔有机电解质碳纳一放电

__________________米管I

A.充电时，阴极的电极反应式:Na'+e一=^=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3C02+4Na^=2Na2C0；!+C

8.（2022浙江6月选考卷）通过电解废旧锂电池中的LiMnQ”可获得难溶性的Li£0,和MnO〃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（）

滤布

A.电极A为阴极,发生还原反应

B.电极B的电极反应:2HQ+MnJ2e==MnO2+4H'

C.电解一段时间后溶液中Mn?+浓度保持不变

2

D.电解结束,可通过调节pH除去Mn；再加入Na£Q,溶液以获得Li2CO3

9.（2022福建泉州二模）发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CO?资源化利用,

是一项重要的碳减排技术。

(1)CO2电还原反应机理如图1所示，由图可知I,催化剂选择纳米Au.55(纳米AU55指的是含55个原子的Au纳

米颗粒)，理由是2o?

表示物种从催化剂表面解吸的是过程(填“I”“II”或“HI”)o?

注：*―催化剂

1.5*+co+

1.02

2IT+/

0.52e-/

AU55

0.0

-0.5COOH*+H*+e-立8*+昆0&*+8+%0

-1.0

反应过程

图1

(2)电催化CO?还原制甲酸(HCOOH)

图2为电催化CO?还原生产HC001I的示意图,阳极的电极反应式为。标准状况

下,每处理22.4L的C0/气体,可生成HCOOH的物质的量为mol。?

B组能力提升练

1.(2022吉林省吉林市二模)由N20和N0反应生成岫和N02的能量变化如图所示。下列说法错误的是()

17

.

2

g/

。反应过程

A.反应生成1molN2时转移2mole

B.反应物能量之和大于生成物能量之和

=

C.N20与NO反应的化学方程式为NO+NON2+NO2

D.正反应的活化能大于逆反应的活化能

04/14

2.(2022江苏南通中学二模)煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a.先使煤与水蒸气反应得到氢气

和一氧化碳,然后得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧;b.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的

反应热。这两个过程的热化学方程式如下：

途径a:C(s)+H20(g)^^C0(g)+H2(g)△〃=QkJ•mol1©

1

2

H2(g)+02(g)HzO(g)

△kJ•mol②

2

C0(g)+02(g)^C02(g)

△“二QkJ•mol_1@

途径b:C(s)+O2(g)—C02(g)

卜HEQ\kJ•mor1®

下列说法正确的是()

A.A^>0

B.

C.Qi<0

D.Qi+Q+QG-Q

3.(2022福建漳州二模)一种工艺简单、低能耗的氢气制备双氧水的反应原理如图所示。下列说法正确的

是()

2HCl+2Cr

o,+2cr

A.反应①②③均为氧化还原反应

B.反应①中有非极性键的断裂和形成

C[PdClF能降低反应的活化能

D.反应③中Pd的成键数目发生改变

4.（2022福建厦门二模）我国科学家设计的Mg-Li双盐电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是（）

A.放电时，正极电极反应式为FeS+2e+2Li'^=Fe+Li2s

B.充电时,Mg电极连外接电源负极

C.充电时,每生成1molMg,电解质溶液质量减少24g

D.电解液含离子迁移速率更快的Li提高了电流效率

5.（2022全国乙卷，12）Li-02电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研

究了一种光照充电Li-02电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电子（e）和空穴（h，）,驱动阴极反应

（Li'+e一—Li）和阳极反应（Li2（）2+2h,^=2Li++0D对电池进行充电。下列叙述错误的是（）

离子交换膜

A.充电时，电池的总反应Li202^=2Li+021

B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关

C.放电时,Li'从正极穿过离子交换膜向负极迁移

D.放电时,正极发生反应02+2Li'+2e-^=Li2（）2

6.甲醇通过催化氧化制取甲醛时,在无催化剂（图中实线）和加入特定催化剂（图中虚线）时均会产生甲醛,

其反应中相关物质的相对能量如图所示。下列说法正确的是（）

06/14

7

O

E

•

a

/

g

A.无催化剂时,温度升高,生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度大

B.无催化剂时,生成C0比生成甲醛的活化能小

C.该条件下C0比CO?的稳定性强

D.加入该催化剂可提高图中各反应的速率，但不能改变反应的焰变

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

•

3

与

师

髭

玄

矣

A.在【】v中，in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、D?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表面脱氢反应的焰变为14.lakJ•mol1

8.（2022山东潍坊一模，改编）我国科学家研究化合物M（s）催化CO?氢化机理。由化合物M（s）生成化合物

N（s）过程的机理和相对能量曲线如图所示（已知1eV=1.6X1019J）»TSETS2均为过渡态。下列说法错

的是

误

s

TS2(11.28)

sTSI(6.05)/

一，P(2.08)

M+C02(0.00)

N(-1L63)

U反应历程

A.过渡态TSI比TS2更稳定

B.过程P-TS2为化合物M生成化合物N的决速步骤

C.化合物M催化COz氢化反应过程中一定有Ee-0的断裂

D.该过程的热化学方程式为M(s)+COz(g)^=N(s)△田-11.63kJ-mol1

9.(2022山东日照一模)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池

电解Na2soi溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得0八4、H60,和NaOH。下列说法错误的是()

Cu(l)Cu(2)

b

稀

硫

溶液

酸

2L离子交换膜

2.5mol-L-10.5mol-L_,

C11SO4溶液C11SO4溶液

A.a为电解池的阴极

B.电池放电过程中,Cu(2)电极上的电极反应式为Cu-2e^=Cu2*

C.当电路中转移2mol电子时,1molS°T通过膜d向右移动

D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120gNaOH

10.(2022福建泉州三模)C02加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CO?加氢反应的热化学方

程式如下：

1

反应I:C02(g)+H2(g)^^IlCOOH(g)A/%=+35.2kJ•mol

反应II:C02(g)+3H2(g)=^CH30H(g)+压0(g)A4=-24.7kJ•mor'

反应HI:CO2(g)+H2(g)=^C0(g)反O2(g)

△A

08/14

13

22

反应IV:CO2(g)+3Hz(g)^^CH30CHa(g)+H20(g)A"

回答下列问题:

(1)B^l:2H2(g)+02(g)^=2H20(g)△唐=-483.6kJ•molI

CH30H(g)+02(g)^^HCOOH(g)+H20(g)

A4=kJ•mor'o?

(2)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,C0?电还原经两步反应生成HCOOH:第一步为C02+e+H^HCOO*(*表示微粒与Bi的接触位点)；

第二步为。?

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CO,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2_______________________________________o?

专题六化学反应与能量

A组基础巩固练

1.B解析硫固体转化为硫蒸气的过程为吸热过程,则熔变A"＞。,A正确;硫蒸气的能量高于硫固体，则1

mol硫蒸气完全燃烧释放的能量大于2968kJ,B错误；由盖斯定律可知，焙变则焰变

32tmol'^

XHCH\-Xhe正确；由题图可知，16g硫固体完全燃烧释放的能量为X2968kJ-mol'=1484

kJ,D正确。

2.D解析放电时,Li为负极,CuO为正极，电子的流向：Li-负载fCuO,A错误;放电时，正极的电极反应式

为CuO+2e+2Li‘-Cu+Li。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「+Li20^ru0+2Li',Li.向阴极移动，阳极质量减轻,D正确。

3.C解析电解食盐溶液会生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，故该消毒液

的有效成分为次氯酸钠,A正确;通电时C1发生氧化反应生成氯气,C1元素的化合价由-1价变为0价,B正

确;溶液中只有阴、阳离子，没有电子,电子不能经过电解质溶液,C错误;该装置的优点是现用现配，以防次

氯酸钠分解失效,D正确。

4.D解析化学键的断裂要吸热，焰变大于0,即FMg)+X2(g)—2H(g)+2X(g)△">0,A错误;反应焰变与

起始物质和终态物质有关,与变化途径无关,则有△△/%+△A,B错误;途径HI是形成化学键的过程,是放

热过程,Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，和氢气反应越来越微弱，故形成HC1、HBr、HI化学键所放出的能

量逐渐减小,C错误;途径I生成HC1放出的热量比生成HI的多,氯气和氢气化合更容易,两反应的平衡常

数分别为%、瓜则用>色1)正确。

5.B解析电极b上N°；被还原生成溶；，则电极b是阴极，接电源的负极,A正确;!^°二河：,N元素化合

价由+5价降低到-3价,则处理1molWs,电路中转移8mole,B错误；电极a是阳极,放电生成11C10,

电极反应式为Cl+H20-2e=HC10+If,C正确;据铁的化合物的催化机理可知,N°k【「和II反应生成近；，

反应的离子方程式为8H+N°；+2I「一小；+311。D正确。

6.B解析由题图可知,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总键能

小于生成物的总键能,A正确;产物Pi与巴的分子式均为HNOa,但产物Pi结构中存在“一0一0一”，则产物

Pi中部分氧元素的化合价为T价,而产物Pz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少产T8.92kJ-mol'-

(-205.11kJ•mol')=+186.19kJ-moF1,C正确;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Pi所需活化能更小,故反应速率更快,故r(P,)>F(P2),D正确。

10/14

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：3C()2+4e+4Na'—2Na2C03+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=n祐Q.2molX106g•mol'+O.1molX12

g•mol'=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3C02+4Na—2Na2C0；t+C,D

正确。

8.C解析电极B上Mn"转化为MrA,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Mn*失电子转化为MnO2,电极反应式为2H20+Mn-2e=MnO2+4H,B正确；电

极A为阴极,LiMmO,得电子，电极反应式为2LiMnO+6e+16H'——2Li-+4Mn，8H20,依据得失电子守恒，电解

池总反应为2LiMmO"+4H—2Li,+Mn2'+3MnO2+2HQ,反应生成了Mn2；Mn”浓度增大,C错误；电解池总反应为

2

2LiMn2O,+4H'=2Li'+Mn+3MnO2+2H2O.电解结束后,可通过调节溶液pH将Mr?'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Au,活化能降低更多，催化效果更好,反应速率更快III

(2)CH;)0H-4e+H20—HC00H+4H'1.5

解析(1)纳米Au,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

IIL

⑵催化CO?还原生产HCOOH阴极的电极反应式为CO?+2e+2H—HCOOH,阳极的电极反应式为CH30H-4e

+H20—HC00H+4H；标准状况下，每处理22.4L的CO?气体，阴极生成1molHCOOH,阳极产生0.5mol

IICOOH,故标准状况下,每处理22.4L的CO?气体,共产生1.5molHCOOH«

B组能力提升练

1.D解析NQ与NO反应的化学方程式为N2O+NO—N2+NO2,根据得失电子分析,N20中N元素化合价由+1

价转化成0价,NO中N元素化合价由+2价转化成+4价,反应生成1mol即转移电子物质的量为2mol,A

正确;反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,B正确;NQ与NO反应的化学方程式为

:1

N20+N0---N2+NO0,C正确;209kJ•mol'为正反应活化能,348kJ•moV为逆反应活化能,则正反应活化能

小于逆反应活化能,D错误。

2.D解析反应③CO生成CO?是放热反应,则有△"<(),A错误;反应①是吸热反应,则Q>0,C错误;据盖斯

定律可得:④=①+②+@,则有△无，由于A4>0,推知错误；Q、Q、Q、Q、

之间的关系为。产。心也,其中。为、QM,而Q、Q<0,D正确。

3.C解析反应③中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,A错误;反应①中有非极性键的断裂,

但没有非极性键的形成,B错误；[PdC"]"是反应的催化剂,能降低反应的活化能,C正确;反应③中Pd的成

键数目都为4,没有发生改变,D错误。

2

4.C解析放电时Mg转化为Mg；右侧电极为负极,左侧电极为正极,FeS得电子生成Fe和Li2S,电极反应

式为FeS+2Li'+2e—Fe+Li2S,A正确;充电时幅?'转化为Mg,被还原,为阴极,连接外接电源的负极,B正确；

充电时阳极电极反应式为Fe+Li2s-2e-^=FeS+2Li',每生成1molMg,消耗1molMg",转移2mol电子，同

时生成2molLi",故电解质质量减少24g-2X7g=10g,C错误；电解液中含离子迁移速率更快的Li,增

强了导电性,提高了电流效率,D正确。

5.C解析本题结合光催化充电过程,考查了Li-Oz充电电池的工作原理。

根据电子守恒，将阴极反应和阳极反应加和可得充电时总反应方程式:Li2()2^=2Li+O2t,A项叙述正确;根

据题给信息,充电过程通过光照产生的电子和空穴实现光能转化为电能,B项叙述正确;放电时,带正电的

Li应向电池的正极移动,C项叙述错误;根据图示,放电时正极上Oz转化为Li202,电极反应为2Li'+2e

+02=U2O2,D项叙述正确。

6.B解析甲醇催化氧化制取甲醛是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,即生成甲醛的正反应速率增大的

程度比逆反应速率增大的程度小,A错误；甲醇生成甲醛的峰值较大,生成CO的峰值较小，即无催化剂时,生

成CO比生成甲醛的活化能小,B正确;CO,具有的能量比CO的低，则该条件下⑩比CO的稳定性强,C错误；

该催化剂能增大甲醇生成CO的活化能,降低甲醇催化氧化生成甲醛的活化能,因此该催化剂降低了甲醇生

成CO的反应速率,增大了甲醇催化氧化生成甲醛的反应速率,D错误。

7.B解析由题干反应历程图可知，I转化为n,II转化为HI,III转化为IV的活化能分别为:44.7akJ-mol

',14.2akJ-mol'和27.8akJ•mol活化能越大反应速率越慢，故在I~IV中，I生成H的反应为决速

步,A错误;根据IICOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应历程图可知HCOOH中的两个II原子被解离出来形成电

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H2

和D2,故还可能含有4和电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，

12/14

即如将催化剂换成Rh,反应的烙变及平衡产率不变,C错误；由题干反应历程图可知,HCOOH在催化剂Pd表

面脱氢反应的熔变为T4.lakJ-mol1,D错误。

8.D解析据题图可知TS1的能量