高考化学一轮复习讲练测第六章化学反应与能量（测）（原卷版+答案解析）

第六章化学反应与能量

能力提升检测卷

时间：90分钟分值：100分

一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16*3分）

1.（2023・湖北•华中师大一附中模拟预测）某同学设计的利用NO-空气质子交换膜燃料电池通过电解法制备

高纯铭和硫酸的简单装置如图所示。下列说法错误的是

+

A.Pt（I）的电极反应式为O2+4e+4H=2H2O

B.电解池中n和HI之间的X膜应为质子交换膜

C.工作时，I池中so：通过阴膜向II池中移动

D.若Pt（H）极消耗11.2LNO,则Cr棒质量增加26g

2.（2023・湖北•华中师大一附中模拟预测）高铁酸盐作为一种对环境友好和高效的强氧化剂，在水处理等方

面展示了良好的应用前景。高浓度高铁酸钠溶液的制备可采用电合成的方法，泡沫镇作阴极、铁丝网作阳

极，电解液为2.0moLL-i的NaOH溶液。下列说法正确的是

A.工作时，阳极附近的pH增大

B.交换膜为质子交换膜

C.阴极反应式：4OH+4e-=2H2O+O2?

D.阳极反应式：Fe-6e+8OH=FeO^+4H2O

3.（2023•上海金山•二模）工业上通过惰性电极电解Na2s04浓溶液来制备NaOH和H2s04,a、b为离子交

换膜，装置如图所示。下列说法正确的是

浓Na2sO4溶液

A.c电极与电源负极相连

B.从d口得到H2so4(aq)

C.若生成lmolC)2,有2moiNa+穿过a

D.电解总反应：2Na2so4+6H2O触2H2so4+4NaOH+O2f+2H2T

4.(2023•上海闵行•一模)澳乙烷与氢氧化钠水溶液反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是

A.a为反应物储藏的总能量

B.若可使用催化剂，则a、b都减小

C.该反应放热，在常温常压下即可进行

D.该反应的热化学方程式为：CH3cH2Br+0H--CH3cH20H+Br+(b-a)kJ

5.(2023・上海长宁•一模)常温常压下，lgH2在足量Cb中燃烧生成HC1气体，放出92.3kJ的热量。下列热

化学方程式书写正确的是

A.H2(g)+C12(g)=2HCl(g)+92.3kJ

B.1H2(g)+1Cl2(g)=HCl(g)-92.3kJ

C.H2+C12=2HCl+184.6kJ

D.2HC1(g)=H2(g)+C12(g)-184.6kJ

6.(2023・上海•模拟预测)下列能量属于反应热的是

A.ImolHCl分解成H、C1时吸收的能量B.石墨转化成金刚石时吸收的能量

C.Na变成Na+时吸收的能量D.冰变成水时吸收的能量

7.（2023・河北保定•一模）苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示，下列说法正确

的是

A.反应分三步进行，且各步均为吸热反应

B.决速步的能垒是AE?

C.总反应的AHME1+AE2+AE3

D.升温既能加快反应速率，又能提高该卤代反应的平衡转化率

8.（2023•江苏南通•模拟预测）2022年北京冬奥会火炬使用聚硅氮烷树脂和碳纤维合成的复合材料作外壳,

并以氢气为燃料，体现了科技、绿色、低碳等特点。下列说法正确的是

能反应物——

量ZX

------生成物

反应过程’

A.该复合材料有密度大、熔点低的特点

B.聚硅氮烷树脂和碳纤维都属于纯净物

C.燃烧时氢气与氧气发生氧化还原反应

D.可用如图表示氢气燃烧的能量变化

9.（2023•辽宁沈阳•三模）镁-锂双离子二次电池的装置如图所示，下列说法中错误的是

A.放电时，Mg为负极

B.充电时每转移Imol电子，左侧电解质溶液质量减少5g

C.充电时，阳极的电极反应式为xLi++LijFePO4+xe.=LiFePC>4

D.电池工作时发挥了镁离子和锂离子电池的性能优势，并减少了锂资源的应用

10.（2023•河南•三模）最近我国科学家设计了一种CCh+H2s协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2s的

高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发

2+3+3++2+

生反应为：@EDTA-Fe-e=EDTA-Fe；®2EDTA-Fe+H2S=2H+S+2EDTA-Fe»该装置工作时，下列叙

述不正确的是

光伏电海

A.协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+S

+

B.ZnO@石墨烯电极的反应：CO2+2e+2H=CO+H2O

C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D.整个过程中主要能量转化：光能-电能-化学能

H.（2023•黑龙江・哈尔滨三中模拟预测）电解法处理酸性含铭废水（主要含有CmO；）时，以铁板作阴、阳极,

2++3+3+

处理过程中存在反应Cr2O；+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O,最后CE+以Cr（OH）3形式除去。下列说法正

确的是

A.阴极反应为Fe-3e=Fe3+

B.电解过程中溶液pH不会变化

C.电路中每转移6moi电子，最多有ImolCrzO；被氧化

D.过程中有Fe(0H)3沉淀生成

12.(2023•湖南省新化县第一中学模拟预测)一种新型电解水制氢气技术采用全固态电池结构体系。在电解

水时，水蒸气(混有少量H2)从电解池的氢电极通入，其装置原理如图所示。下列说法正确的是

—氢电极

Hun连接体

出0、H2氢电极通道ri2>口2。

A.氢电极、氧电极分别连接电源正极、负极

B.氢电极发生的反应：2H2O+2e=H2+2OHt

C.多孔电极的结构有利于气体的扩散和传输

D.当电解2m0m2。时，则电解质中lmolC)2一由氢电极向氧电极迁移

13.(2023•广东汕头•三模)某锂离子电池的总反应为：2Li+FeS=Fe+Li2So某小组以该电池为电源电解处

理含Ba(OH)2废水和含Ni?+、CT的酸性废水，并分别获得BaC"溶液和单质镁。电解处理的工作原理如图

所示［LiPR-SO(CH)为锂离子电池的电解质］。下列说法错误的是

A.X与锂离子电池的FeS电极相连

B.a室的电极反应式为：4OH-4e=O21+2H2O

C.离子膜N为阳离子交换膜，离子膜M为阴离子交换膜

D.若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极将产生有毒气体

14.（2023・天津和平・三模）用电解法合成1,2—二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是

C1CH2CH2C1

CUC12

NaOH

液相反应

HO

CuCl2

NaC，

4离子交换膜

C2H离子交换膜XY

A.该装置工作时，阴极区溶液中的离子浓度不断增大

B.X、Y依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜

C.液相反应中，C2H4被CuCb还原为1,2—二氯乙烷

D.该装置总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaCl=H2T+2NaOH+ClCH2cH2cl

15.（2023・海南•一模）教师在进行电解水制取氢气和氧气的实验时，为增加导电性，常向水中加入某些物质。

下列物质中不道合添加的是

A.稀硫酸B.食盐C.NaOHD.Na2so4

16.（2023•河南•模拟预测）2022年北京冬奥会采用绿电制绿氢技术，即用光伏、风能等产生绿电，绿电电

解水制得的氢气叫绿氢，实现碳的零排放。下列有关说法正确的是

A.光伏电池能将太阳能全部转化成电能B.绿氢在阴极上产生

C.常加入食盐增强水的导电性D.阳极上发生还原反应

二、主观题（共5小题，共52分）

17.（2023•全国•高三专题练习）（10分）实验室有如下材料：铜片、铁片、石墨棒、CuCb溶液、FeCb溶液、

导线、电流表、盐桥（装有琼脂-KC1的U形管）、烧杯等。甲同学设计了如图1的原电池装置，但乙同学发

现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就会衰减，为解决以上问题，将原电池设计成了带

盐桥的装置，如图2所示。

图1:图

(1)①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是

(填序号，下同)。

a.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH>0

b.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH<0

c.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)AH<0

②甲同学设计的原电池，若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出改变后总的电极反

应式，若否，请写出理由：O

③乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电池两电极分别为：a

是(填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同)，b是。负极的电极反应式为,正极的电极反

应式为o

(2)关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是。

a.实验过程中，左侧烧杯中C「浓度增大

b.实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作

c.电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中

①②③18.(2023•山东枣庄•高三期中)(12分)利用电化学原理，将NCh、。2和熔融KNCh制成燃料电池，

2++3+3+

模拟工业电解法来处理含废水，电解过程中溶液发生反应：Cr2O；+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O,

己知Y是循环的绿色硝化剂N2O5。如图所示:

(1)以上装置中的反应共涉及种还原剂(填阿拉伯数字)。

⑵甲池工作时，电极石墨I发生的是反应(填“氧化”或“还原”)；石墨II附近发生的电极反应式

为。

(3)工作时，甲池内的NC)3向移动(填“左”或“右”)；在相同条件下，消耗的02和NO2的体积比为

(4)乙池中Fe(I)棒上消耗LOOmolFe,则甲池消耗标况下的氧气的体积为。

(5)若外电路中转移了l.Omol电子，则处理废液中的Cr2。｝的物质的量为。

19.(2023•河南・义马市高级中学高三阶段练习)(13分)回答下列问题：

(1)一氧化碳催化加氢制甲醇，反应原理为：CO(g)+2H2(g)<CH3OH(g)AHo

11

①若已知CO、H2、CH30H的燃烧热分别为xkJ-mo『、ykJ-mol>zkJ-mol,!J!!jCO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)AH=o

(2)燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为kTkg-。已知下列物质的燃烧热

(25℃、lOlkP)：

CHC8H18(辛烷)

燃料H2CO4

燃烧热/(kJ-moL)285.8283.0890.35518

据上表数据填写：

①试写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式_______o

②CH,的热值为。

③上表所列燃料的热值最大的是(填化学式)。

(3)中和热是反应热的一种。

①取50mLNaOH溶液和50mL盐酸进行实验，若实验测得的反应前后温度差平均值At=3.4℃,中和后生成

溶液的比热容c=4.18J/(g•℃)(若近似认为0.50mol-IT1NaOH溶液和0.55molL-1盐酸的密度都是1.0g•mL)。

则生成ImolH?。⑴时的反应热AH=(取小数点后一位，下同)。

②强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molHQQ)时的反应热AH=-57.3kJ-mo『。若用一定浓度的稀

硫酸与含10gNaOH的稀碱溶液完全反应，反应放出的热量为o

20.(2023•江苏・徐州市第七中学模拟预测)(8分)用化学方法降解水中有机物已成为污水处理领域的重要

研究方向。

⑴酸性条件下，铁炭混合物处理污水中硝基苯时的物质转化示意图如图1所示。

①该物质转化示意图可以描述为

②其他条件一定，反应相同时间，硝基苯的去除率与pH的关系如图2所示。pH越大，硝基苯的去除率越

低的原因是.

100

%

/

»

健

尔

pH

图2

(2)向含Fe2+和苯胺(jT)的酸性溶液中加入双氧水，会发生如下反应：

2++3+

Fe+H+H2O2=Fe+HO+H2O,HO•(羟基自由基)具有强氧化性，能将溶液中的苯胺氧化成CCh和N2。写出

该反应的离子方程式：O

(3)利用电化学装置通过间接氧化法能氧化含苯胺的污水，其原理如图3所示。其他条件一定，测得不同初

始pH条件下，溶液中苯胺的浓度与时间的关系如图4所示。反应相同时间，初始溶液pH=3时苯胺浓度大

于pH=10时的原因是。[己知氧化性：HC1O(H+)>C1O-(OH-)]

NH,

$0或OH-

HC1O或C1O.■*cr

Cl-Cl2'

接电源正极

图3

21.（2023・全国•高三专题练习）（9分）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：

（1）二氧化氯（C1O2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发

出用电解法制取C1O2的新工艺如图所示。

量NaOH）交换膜NaCl溶液

①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取C1O2O产生C1O2的电极应连接电源的（填

“正极”或“负极”），对应的电极反应式为。

②a极区pH（填“增大”“减小”或“不变”）。

③图中应使用（填“阴”或“阳”）离子交换膜。

⑵电解K2M11O4溶液制备KMnCU。工业上，通常以软锦矿（主要成分是MnCh）与KOH的混合物在铁生烟（熔

融池）中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的KzMnCU,化学方程式为o用银片作阳极（保

不参与反应），铁板为阴极，电解KzMnCU溶液可制备KMnCh。上述过程用流程图表示如下：

C'1,I_B

阳极室［阴极室4

,MnC)2

1A阳离子/交换膜।I_____

D溶液D固体

则D的化学式为；阳极的电极反应式为

第六章化学反应与能量

能力提升检测卷

时间：90分钟分值：100分

一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16*3分）

1.（2023・湖北•华中师大一附中模拟预测）某同学设计的利用NO-空气质子交换膜燃料电池

通过电解法制备高纯铭和硫酸的简单装置如图所示。下列说法错误的是

质子交换膜I11111

+

A.Pt（I）的电极反应式为O2+4e+4H=2H2O

B.电解池中II和III之间的X膜应为质子交换膜

C.工作时，I池中SO；通过阴膜向II池中移动

D.若Pt（n）极消耗11.2LNO,贝UCr棒质量增力口26g

【答案】D

【解析】图中左边装置为NO-空气质子交换膜燃料电池，通入02的Pt（I）作正极，NO失电

子被氧化的Pt（n）作负极，右边电解池中Cr棒作阴极，Cr3+在此得电子获得高纯铭，石墨作

阳极，水中OH-在此失电子被氧化为02,H+透过质子交换膜（X膜）迁移到II区域，与从I

透过阴膜迁移来的SO：聚集获得硫酸。A.Pt（I）作正极，Ch在此得电子并结合通过质子交换

膜迁移来的H+,电极反应方程式为O2+4e-+4H+=2氏0,A选项正确；B.作为阳极的石墨

电极处，水中OH-在此失电子被氧化为02,H+透过质子交换膜（X膜）迁移到II区域，获得

硫酸，B选项正确；C.工作时，I池中SO：通过阴膜向n池中移动获得硫酸，C选项正确；

D.未标明气体所处环境的温度与压强，无法计算，D选项错误；答案选D。

2.（2023・湖北•华中师大一附中模拟预测）高铁酸盐作为一种对环境友好和高效的强氧化剂，

在水处理等方面展示了良好的应用前景。高浓度高铁酸钠溶液的制备可采用电合成的方法,

泡沫镇作阴极、铁丝网作阳极，电解液为2.0moLL-i的NaOH溶液。下列说法正确的是

A.工作时，阳极附近的pH增大

B.交换膜为质子交换膜

C.阴极反应式：4OH+4e=2H2O+O2T

D.阳极反应式：Fe-6e+8OH=FeO^'+4H2O

【答案】D

【解析】A.阳极为铁失电子，后与氢氧根离子反应，故阳极附近的pH减小，故A错误;

B.溶液显碱性，不宜选择质子交换膜，故B错误；C.阴极为水电离的氢离子得电子，反

应式为2H2O+2e-=H2T+2OH\故C错误；D.根据题意可知反应是为了制备高铁酸钠，可得

阳极反应式为Fe-6e+8OH-=FeO^+4H2O,故D正确；

故选D。

3.（2023•上海金山・二模）工业上通过惰性电极电解Na2s04浓溶液来制备NaOH和H2s04,

a、b为离子交换膜，装置如图所示。下列说法正确的是

浓Na2sO4溶液

A.c电极与电源负极相连

B.从d口得到H2so4（aq）

C.若生成ImolCh,有2moiNa+穿过a

D.电解总反应：2Na2SO4+6H2。邈2H2SCh+4NaOH+O2T+2H2T

【答案】D

【解析】由图可知，c极产生氧气，发生氧化反应，故c极为阳极，则左侧电极为阴极，阳

极反应式为：2H2O-4e-=O2f+4H+,阴极反应式为：2H2O+2e=H2T+2OH-,Na+通过a膜移向

阴极室，SO：通过b膜移向阳极室，则a膜为阳离子离子交换膜、b膜为阴离子交换膜；A.c

极产生氧气，发生氧化反应，故c极为阳极，c电极连接电源的正极，A错误；B.左侧溶

液生成NaOH,从d口流出NaOH溶液，右室有硫酸生成，硫酸从右室上口流出，B错误;

C.若生成lmolO2,电路中转移4moi电子，由电荷守恒可知，将有4moiNa+穿过阳离子交

换膜，C错误；D.左室生成氢氧化钠和氢气，右室生成氧气和硫酸，电解总反应：

通电

2Na2so4+6H2O^=2H2so4+4NaOH+O2f+2H23D正确；故选D。

4.(2023・上海闵行•一模)漠乙烷与氢氧化钠水溶液反应的能量变化如图所示，下列说法正

确的是

A.a为反应物储藏的总能量

B.若可使用催化剂，则a、b都减小

C.该反应放热，在常温常压下即可进行

D.该反应的热化学方程式为：CH3cH2Br+0H-—CH3cH20H+Br+(b-a)kJ

【答案】B

【解析】A.a为正反应的活化能，A错误；B.催化剂能降低反应的活化能，所以a、b都

会减小，B正确；C.该反应放热，该反应需要加热进行，放热与吸热反应条件无关，C错

误；D.热化学方程式表明物质的聚集状态，不同状态不同能量，D错误；故选B。

5.(2023・上海长宁•一模)常温常压下，坨压在足量Cb中燃烧生成HC1气体，放出92.3kJ

的热量。下列热化学方程式书写正确的是

A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+92.3kJ

B.1H2(g)+1Ch(g)=HCl(g)-92.3kJ

C.H2+C12=2HCl+184.6kJ

D.2HCl(g)=H2(g)+C12(g)-184.6kJ

【答案】D

【解析】A.反应热与物质的质量、物质的量成正比，故H2(g)+CL(g)=2HCl(g)+92.3kJ反应

热应该为184.6kJ,即热化学方程式为：H2(g)+C12(g)=2HCl(g)+184.6kJ,A错误；B.该反应

是放出热量，故热化学方程式应该为：1H2(g)+1Cl2(g)=HCl(g)+92.3kJ,B错误；C.热化

学方程式书写时应该注明每一个反应物和生成物的状态，C错误；D.由A项分析可知

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+184.6kJ,故2HCl(g)=H2(g)+CL(g)-184.6kJ,D正确；故答案为：D。

6.(2023・上海•模拟预测)下列能量属于反应热的是

A.ImolHCl分解成H、C1时吸收的能量B.石墨转化成金刚石时吸收的能量

C.Na变成Na+时吸收的能量D.冰变成水时吸收的能量

【答案】B

【解析】化学反应中吸收或放出的能量为反应热，物理变化中的能量变化不是反应热。

A.ImolHCl分解成H、C1时吸收的能量仅仅是化学键断裂吸收的能量，不是反应热，A不

合题意；B.石墨转化成金刚石时吸收的能量是化学反应过程中吸收的热量，属于反应热,

B符合题意；C.Na变成Na+时吸收的能量是钠原子失去电子吸收的能量，不属于反应热，

C不合题意；D.冰变成水时吸收的能量是物理变化，不属于反应热，D不合题意；故答案

为：Bo

7.(2023・河北保定•一模)苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示，

下列说法正确的是

A.反应分三步进行，且各步均为吸热反应

B.决速步的能垒是AE?

C.总反应的AHX+AEz+AEs

D.升温既能加快反应速率，又能提高该卤代反应的平衡转化率

【答案】B

【解析】A.根据图中信息得出前两步是吸热反应，第三步是放热反应，故A错误；B.第

二步能垒最大，是整个反应的决速步，其能垒是AEz，故B正确；C.总反应的焰变是生成

物总能量减去反应物总能量或反应物的活化能减去生成物活化能，因此

AH^A^+AE,+A^,故C错误；D.由于总反应是放热反应，故升温可以加快反应速率,

平衡逆向移动，因此不能提高该卤代反应的平衡转化率，故D错误。

8.(2023•江苏南通•模拟预测)2022年北京冬奥会火炬使用聚硅氮烷树脂和碳纤维合成的复

合材料作外壳，并以氢气为燃料，体现了科技、绿色、低碳等特点。下列说法正确的是

能反应物——

[--1----生成物

反应过程’

A.该复合材料有密度大、熔点低的特点

B.聚硅氮烷树脂和碳纤维都属于纯净物

C.燃烧时氢气与氧气发生氧化还原反应

D.可用如图表示氢气燃烧的能量变化

【答案】C

【解析】A.聚硅氮烷树脂和碳纤维合成的复合材料密度小、熔点高的特点，A项错误；B.聚

硅氮烷树脂和碳纤维均属于混合物，B项错误；C.燃烧时氢气与氧气发生反应生成水，有

化合价变化是氧化还原反应，C项正确；D.氢气燃烧反应为放热反应，图示应由反应物指

向生成物，D项错误；故答案选C。

9.（2023•辽宁沈阳•三模）镁-锂双离子二次电池的装置如图所示，下列说法中错误的是

A.放电时，Mg为负极

B.充电时每转移Imol电子，左侧电解质溶液质量减少5g

C.充电时，阳极的电极反应式为xLi++Li-FePO4+xe-=LiFePO4

D.电池工作时发挥了镁离子和锂离子电池的性能优势，并减少了锂资源的应用

【答案】C

【解析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+,右边为正极

得电子发生还原反应，反应式为xLi++Li-FePO,+xe=LiFePO4,电解质溶液中锂离子透

过锂离子交换膜移向正极，充电时，外加电源的正极与右侧相连，阳极上LiFePCU失电子发

生氧化反应，负极与左侧相连。A.由分析可知，放电时，Mg为负极，故A正确；B.充

电时，导线上每通过lmole,左室发生还原反应，反应式为Mg2++2e=Mg,反应减少0.5mol

Mg2+,但右侧将有lmolLi+移向左室，所以溶液质量减轻12-7=5g,故B正确；C.充电时，

阳极的电极反应式为LiFePO,-xe-=xLi++Li-FePC）4,故C错误；D.电池工作时可发挥

镁离子和锂离子电池的性能优势，能减少锂资源的应用，故D正确；故答案选C。

10.（2023・河南•三模）最近我国科学家设计了一种CCh+H2s协同转化装置，实现对天然气

中CCh和H2s的高效去除。小意图如图所不，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的

ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e=EDTA-Fe3+；②

3++2+

2EDTA-Fe+H2S=2H+S+2EDTA-Feo该装置工作时，下列叙述不正确的是

光伏电池

天然飞县.天健气

（CH4.CO聂I（CH,.82.HS等）

班子上推NO

A.协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+S

+

B.ZnO@石墨烯电极的反应：CO2+2e+2H=CO+H2O

C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D.整个过程中主要能量转化：光能-电能-化学能

【答案】C

【解析】由图可知这是一个利用光伏电池将太阳能转化为电能，继而在通电条件下，两极周

围发生氧化还原反应的电解过程。由石墨烯电极区发生①反应可知右侧石墨烯流出电子作阳

极，CO2得电子的左侧2110@石墨烯为阴极。A.由图可知协同总反应是将CO2和H2s转化

为CO和S,故总反应为CC）2+H2S=CO+H2O+S,A选项正确；B.2!10@石墨烯为阴极，电

极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O,B选项正确；C.石墨烯作阳极，2110@石墨烯作阴极，

阳极电动势高于阴极，C选项错误；D.整个过程的主要能量变化形式为：光能一电能一化

学能，D选项正确；答案选C。

11.（2023•黑龙江・哈尔滨三中模拟预测）电解法处理酸性含铭废水（主要含有CmO；）时，以

铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,最后CN+

以Cr（OH）3形式除去。下列说法正确的是

A.阴极反应为Fe-3e=Fe3+

B.电解过程中溶液pH不会变化

C.电路中每转移6moi电子，最多有lmolCr2。7被氧化

D.过程中有Fe(0H)3沉淀生成

【答案】D

【解析】A.阴极附近聚集阳离子，酸性溶液中H+在阴极被还原，反应式为2H++2e=H2,A

选项错误；B.根据电极反应式可判断溶液中H+被消耗而导致浓度减小，pH随即增大，B

选项错误；C.Cr从+6价被还原为+3价，电路中每转移6moi电子，最多有Imol重铭酸根

离子被还原，C选项错误；D.随着溶液中H+的消耗，溶液pH增大，Fe3+容易与OH-反应

生成Fe(0H)3沉淀，D选项正确；答案选D。

12.(2023•湖南省新化县第一中学模拟预测)一种新型电解水制氢气技术采用全固态电池结

构体系。在电解水时，水蒸气(混有少量H2)从电解池的氢电极通入，其装置原理如图所示。

下列说法正确的是

—氢电极

uHc连接标

%0、H2氢电极通道口2、口2^

氢电极

电电解质

源氧电极

02、N2一

02、电氧电极通道一氧电极

连接体

A.氢电极、氧电极分别连接电源正极、负极

B.氢电极发生的反应：2H2O+2e=H2+2OHt

C.多孔电极的结构有利于气体的扩散和传输

D.当电解2moiH2O时，则电解质中ImolCP-由氢电极向氧电极迁移

【答案】C

【解析】A.电解水时产生氢气发生在氢电极，应是得电子的反应，为电解池阴极，与电源

的负极连接，相反氧电极与电源的正极连接，A选项错误；B.固体电解质传导因此

2

氢电极的电极反应为：H2O+2e-H2T+O-,B选项错误；C.两侧多孔氢电极和氧电极有利

于气体的扩散和传输，C选项正确；D.当电解2molH2O时，转移4moie;则电解质中2moi0、

由氢电极向氧电极迁移，D选项错误；答案选C。

13.(2023•广东汕头•三模)某锂离子电池的总反应为：2Li+FeS=Fe+Li2So某小组以该电

池为电源电解处理含Ba(0H)2废水和含Ni?+、C「的酸性废水，并分别获得BaCl?溶液和单

质银。电解处理的工作原理如图所示［LiP%SO(CH3)2为锂离子电池的电解质］。下列说法错

误的是

A.X与锂离子电池的FeS电极相连

B.a室的电极反应式为：4OH-4e=O21+2H2O

C.离子膜N为阳离子交换膜，离子膜M为阴离子交换膜

D.若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极将产生有毒气体

【答案】C

【解析】由电池的总反应方程式可知，锂为锂离子电池的负极，FeS为正极，由图可知，X

电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧

气和水，a室中溶液中领离子通过阳离子交换膜M进入b室，Y电极与锂电极相连，为电

解池的阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成保，c室中氯离子通过阴离子交换膜

N进入b室。A.由分析可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，故A正确；B.由

分析可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化

反应生成氧气和水，a室的电极反应式为40田-46=。2，+2凡0,故B正确；C.由分析可

知，离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，故C错误；D.若去掉离子膜

M将a、b两室合并，氯离子放电能力强干氢氧根离子，会在阳极失去电子发生氧化反应生

成氯气，故D正确；故答案选C。

14.（2023・天津和平・三模）用电解法合成1,2—二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法

中不正确的是

C1CH2cH2。

CuC1

NaOH

液相反应

HO

CuCl2

BNaCIi

离子交换膜

C2H4离子交换膜xY

A.该装置工作时，阴极区溶液中的离子浓度不断增大

B.X、Y依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜

C.液相反应中，C2H4被CuCb还原为1,2—二氯乙烷

D.该装置总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaCl^H2T+2NaOH+ClCH2cH2cl

【答案】C

【解析】由电解池装置图可知，左侧与电源正极相连，为电解池的阳极，亚铜离子失去电子

生成二价铜离子，溶液中的氯离子经过阴离子交换膜X移向阳极，右侧为阴极，氢离子得

到电子生成氢气，溶液中的钠离子经过阳离子交换膜Y移向阴极，同时生成氢氧化钠。液

相反应中氯化铜与乙烯反应生成1,2—二氯乙烷和氯化亚铜。A在电解池装置中，阴极H+

放电生成H2和NaOH,反应消耗水，阴极区溶液中的离子浓度不断增大，故A正确；B.由

分析可知，X、Y依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，故B正确；C.液相反应中，C2H4

与CuCb反应生成1,2一二氯乙烷时碳元素化合价升高，发生氧化反应，应为C2H4被CuCb

氧化为1,2—二氯乙烷，故C错误；D.以NaCl溶液和乙烯为原料合成1,2-二氯乙烷中，

CuCl循环使用，其实质是NaCl、H2O与CH2=CH2反应，所以总反应为

CH2=CH2+2H2O+2NaClH2f+2NaOH+ClCH2cH2CI,故D正确；故答案选C。

15.（2023・海南•一模）教师在进行电解水制取氢气和氧气的实验时，为增加导电性，常向水

中加入某些物质。下列物质中不道育•添加的是

A.稀硫酸B.食盐C.NaOHD.Na2SO4

【答案】B

【解析】A.电解稀硫酸相当于电解水、但离子浓度大、导电性强，A不符合；

B.电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，产生的不是氢气和氧气，电解产物和电

解水的产物不同，B符合；C.电解NaOH溶液相当于电解水、但离子浓度大、导电性强，

C不符合；D.电解Na2s04溶液相当于电解水、但离子浓度大、导电性强，D不符合；答

案选B。

16.（2023•河南•模拟预测）2022年北京冬奥会采用绿电制绿氢技术，即用光伏、风能等产

生绿电，绿电电解水制得的氢气叫绿氢，实现碳的零排放。下列有关说法正确的是

A.光伏电池能将太阳能全部转化成电能B.绿氢在阴极上产生

C.常加入食盐增强水的导电性D.阳极上发生还原反应

【答案】B

【解析】A.物质能量转化过程中有损失，太阳能不能全部转化为电能，A项错误；B.电

解水时，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2T+2OH\B项正确；C.电解水时，阳极电极反

应式为：2H2O-4e=O2T+4H+,若溶液中有食盐，则由于C1比易失去电子，阳极极电极

反应式为2Cl--2e-=CLT，得到氯气而不是氧气，反应实质是电极NaCl和H2O,而不是电解

水，C项错误；D.阳极上发生氧化反应，D项错误；答案选B。

二、主观题（共5小题，共52分）

17.(2023•全国•高三专题练习)(10分)实验室有如下材料：铜片、铁片、石墨棒、CuCh

溶液、FeCb溶液、导线、电流表、盐桥(装有琼脂-KC1的U形管)、烧杯等。甲同学设计了

如图1的原电池装置，但乙同学发现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就

会衰减，为解决以上问题，将原电池设计成了带盐桥的装置，如图2所示。

就CK5斌F«CI,洎W

(1)①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计

成原电池的是(填序号，下同)。

a.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH>0

b.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH<0

c.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)AH<0

②甲同学设计的原电池，若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出改变

后总的电极反应式，若否，请写出理由：O

③乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电池两

电极分别为：a是(填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同)，b是。负极的电极反

应式为,正极的电极反应式为。

(2)关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是o

a.实验过程中，左侧烧杯中C「浓度增大

b.实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作

c.电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中

【答案】(除标注外，每空2分)(1)①b

②2FeCb+Fe=3FeC12(或2Fe3++Fe=3Fe2+)

③铜片(1分)石墨棒(1分)Cu-2e=Cu2+(1分)2Fe3++2e=2Fe2+(1分)

(2)c

【解析】根据所给材料和电解质溶液，再结合图示可知，铜电极为负极，石墨棒为正极，负

极铜片失去电子，形成铜离子，正极三价铁得到电子形成二价铁。

⑴①根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a,根据已学知识，原电池

反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c,故选b；

②若将石墨棒改为铁片，则铁的活泼性强于铜，总电极反应发生改变，为铁和氯化铁反应生

成氯化亚铁，故电池反应式为2FeCb+Fe=3FeCL(或2Fe3++Fe=3Fe2+);

③因为乙同学设计的原电池总电极反应与甲同学的相同，均为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,因此

两电极为铜片和石墨棒，再根据电解液即可确定两电极的材料，左侧电解质为氯化铜溶液,

则a为铜片，右侧电解质为氯化铁溶液，则b为石墨棒；负极应该是铜片失去电子形成铜离

子，电极反应式为：Cu-2e=Cu2+,正极为三价铁得到电子形成二价铁，电极反应式为：2Fe3

++2e-=2Fe2+；

(2)a.原电池中，阴离子向负极移动，由分析可知左侧为负极，则盐桥中的C「向负极移动，

左侧烧杯中C「浓度增大，a正确；b.当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，

不能继续工作，b正确；c.电子只能通过导线传递，盐桥传递的是离子，c错误；故选c。

18.(2023•山东枣庄•高三期中)(12分)利用电化学原理，将NO2、。2和熔融KNCh制成燃

料电池，模拟工业电解法来处理含C2O：废水，电解过程中溶液发生反应：

2++3+3+

Cr2O^+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O,已知Y是循环的绿色硝化剂N2O5o如图所示：

(1)以上装置中的反应共涉及种还原剂(填阿拉伯数字)。

(2)甲池工作时，电极石墨I发生的是__________反应(填“氧化”或“还原”)；石墨II附近发

生的电极反应式为0

(3)工作时，甲池内的NO；向移动(填“左”或右’)；在相同条件下，消耗的02和

NO2的体积比为o

(4)乙池中Fe⑴棒上消耗1.00molFe,则甲池消耗标况下的氧气的体积为。

⑸若外电路中转移了l.Omol电子，则处理废液中的50彳的物质的量为。

【答案】(除标注外，每空2分)(1)3

⑵氧化(1分)O2+4e-+2N2O5=4NO3

⑶左(1分)1：4

(4)11.2L

(5)0.083mol

【解析】(1)甲池工作时NO2失去电子转化为N2O5,NO2为还原剂；甲池的石墨电极I为负

极，石墨电极n为正极；乙池中Fe(I)作阳极，Fe失去电子变为Fe2+,Fe为还原剂，产生的

Fe2+在溶液中发生反应Cr2O；+6Fe2++14H+=2Cr"+6Fe3++7H2O,溶液中的Fe?+失去电子，作

还原剂，因此在以上装置中的反应共涉及3种还原剂；

⑵在甲池工作时，电极石墨I上N02失去电子转化为N2O5,石墨I的电极反应式为：NO2-e-+

NO3=N2O5,故石墨I发生的反应为氧化反应；石墨电极n上02得到电子，发生还原反应，

产生的微粒与N2O5反应产生NO：,故石墨电极H上发生的反应为：O2+4e-+2N2O5-4NO3；

(3)石墨电极I为负极，石墨电极II为正极，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，

溶液中的NO3向正电荷较多的负极区移动，因此工作时，甲池内的NO!向左移动；根据同

一闭合电路中电子转移数目相等，ImolCh反应得到4moi电子，ImolNCh转化为N2O5,

发生反应时失去1mol电子，故反应消耗02、NO2的物质的量的比是1：4,在相同条件下，

气体的体积比等于气体的物质的量的比，故在相同条件下，消耗的02和NO2的体积比为1：

4；

(4)乙池中Fe(I)棒上消耗1.00molFe,Fe失去电子变为Fe2+,转移2mol电子，则根据同一

闭合电路中电子转移数目相等，可知在甲池中反应消耗0.5mol02,其在标准状况下的体积

V(O2)=0.5molx22.4L/mol=11.2L；

2+2+

(5)若外电路中转移了1。mol电子，Fe(I)发生反应：Fe-2e-=Fe,乙池反应产生0.5molFe,

根据反应50；+6尸匕2++1411+=253++6尸巳3++7凡0可知：0.5molFe2+被氧化需消耗歹的物

质的量n(CrO7-)=—x0.5mol=0.083mol

26o

19.(2023・河南・义马市高级中学高三阶段练习)(13分)回答下列问题：

(1)一氧化碳催化加氢制甲醇，反应原理为：CO(g)+2H式g)晦？CH30H(g