2024年新高考化学专题练习 22

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.AH2>0

B.lmolS（g）完全燃烧释放的能量小于2968kJ

CAHi=\Hi-A//s

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+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

B.通电时cr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）

2Vo

B.生成HX（g）的反应热与途径有关，所以

C.若X分别表示Q、Br、I,则过程HI吸收的热量依次增多

D.Cb（g）、b（g）分别发生反应I,同一温度下的平衡常数分别为K、心,则K>K3

5.（2022山东烟台一模）电解法处理含有Cl\NOg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1molN03,电路中转移5molc-

C.HC10在阳极生成,电极反应式为C1+H2O-2C-^HC1O+H+

+

D.H与N0&反应的离子方程式为8H+N03+2H^NH；+3H2O

6.（双选）（2022湖南衡阳二模）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反应过程的能量变

化如图所示，下列说法正确的是（）

100

HNO过渡态I

7O地JV，过渡态N-18.92

0

E中间产

•过渡态n

n-1OO物X翳、产物巴

o-12.16-153.58

®、-2COO;._.；态UI\(H—O—O—N=O)

-3OO_/\,-200.59\-202.00

溜中间产物Y丽奈物Z\土薪,

滨-201.34-205.11\鼠」(

无

-320.40°

A.反应物的键能总和小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.该过程中最大正反应的活化能EL+186.19kJ

D.相同条件下,Z转化为产物的速率:v（Pi）”（P2）

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-CO2电池，示意图如图

所示。放电时,Na2c03与C均沉积在碳纳米管中，下列说法错误的是（）

a

负载/电源

-*充电

钠箔有机电解质碳纳f放电

米管

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^=2Na2c03+C

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

MMX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+-2D^MnO2+4H+

C.电解一段时间后溶液中Mi?+浓度保持不变

D.电解结束，可通过调节pH除去M/+,再加入Na2c03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CCh转化为高附加值的化学品，实现

CO2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，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0

表示物种从催化剂表面解吸的是过程（填“I或“III”）。

注：*一催化剂

♦+co2+

2H'+

2e-

tCOOH*+H*+e-立CO*+H,04*+CO+H2O

反应过程

图1

（2）电催化CCh还原制甲酸（HCOOH）

图2为电催化CCh还原生产HCOOH的示意图，阳极的电极反应式

为_______________________o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吉林省吉林市二模）由NzO和NO反应生成N2和NCh的能量变化如图所示。下

列说法错误的是（）

C.[PdCl4p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（）

负载

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-Ch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

⑹和空穴（h+）,驱动阴极反应（Li++e-Li）和阳极反应（Li2O2+2h+=2Li++O2）对电池进

行充电。下列叙述错误的是（）

金

属

锂

离子交换膜

充电时，电池的总反应

A.Li2O2=2Li+O2t

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。汁2口++2匕-^口2。2

6.（双选）（2022湖南邵阳一模）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

列说法错误的是（）

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CO比生成甲醛的活化能小

C.该条件下CO2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（）

(

O

E

•

2

导

金

/

玄

至

A.在I~IV中,III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

8.（双选）（2022山东潍坊一模）我国科学家研究化合物M（s）催化CCh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=1.6x]0-19J）oTSI、

TS2均为过渡态。下列说法错误的是（）

MPN

TS2(H.28)

TSI(6.05)

/—'、'、―/\

一,丽.08)\

M+C02(0.00)\

N(-lL63)

U反应历程

A.过渡态TS2比TSI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C02氢化反应过程中一定有Fe—O的断裂

1

D.该过程的热化学方程式为M(s)+CO2(g)^N(s)AH=-11.63kJ-mol-

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Na2sCM溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H”H2SO4

和NaOH。下列说法错误的是()

CuSO,溶液CuSO,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,1molSO；-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)CO2加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CCh加

氢反应的热化学方程式如下：

反应I:CO2(g)+H2(g)^^HCOOH(g)△〃i=+35.2kJmol"

反应H:CO2(g)+3H2(g)-CH30H(g)+H2O(g)AH2=-24.7kJmoH

反应HI:CO2(g)+H2(g)=^C0(g)+H20(g)

\Hy

1Q

反应IV:CO2（g）+3H2（g）『^CH30cH3（g）+5H2O（g）△丸

回答下列问题：

(1)己知:2H2(g)+O2(g)^=2H2O(g)△%=483.6kJmclL

:

CH3OH(g)+O2(g)^HCOOH(g)+H2O(g)

A儿=kJ-mol*1o

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CCh,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途径一,CCh电还原经两步反应生成HCOOH:第一步为CCh+c-+H+^HCOO*(*表示

微粒与Bi的接触位点);第二步为o

②CCh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CCh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.B解析硫固体转化为硫蒸气的过程为吸热过程,则烙变AH»OA正确;硫蒸气的能量高于硫

固体，则1mol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，蛤变

△〃2+△〃3=A〃I,则蛤变△〃2=A〃1S/AC正确;由题图可知,16g硫固体完全燃烧释放的能量为

16g]X2968kJ-mol-^l484kJ,D正确。

32gmor1

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

极反应式为+错误;放电时,为负极，充电时,与直流电源负极相连，

CuO+2c+2Li—Cu+Li2O,BLiLi

为阴极,错误;充电时，阳极的电极反应式为向阴极移动,极质量

CCu-2e+Li2O~CuO+2Li+,Li+FE

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cr发生氧化反应生成氯气，。元素的化合价由-

1价变为。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。

解析化学键的断裂要吸热，蛤变大于即错误;反

4.D0,H2(g)+X2(g)~2H(g)+2X(g)AH2>0,A

应捻变与起始物质和终态物质有关，与变化途径无关，则有△“尸△〃2+A”3,B错误;途径in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【生戌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K、则KI>K3,D正确。

5.B解析电极b上NO&被还原生成NH，则电极b是阴极，接电源的负极,A正确;NOa—NH^N

元素化合价由+5价降低到-3价,则处理1molNO&,电路中特移8mole.B错误;电极a是阳极,C「

放电生成HC1O,电极反应式为。-+比0-2已一HC1O+H\C正确;据铁的化合物的催化机浬可

知,N04、H~和H反应生成NH，反应的离子方程式为8H+NO3+2H+~NH1+3H2O,D正确。

6.AD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碳能,A正确;产物Pi与P2的分子式均为HNC)3,但产物Pi结构中存

在“一O—O—”,则产物P,中部分氧元素的化合价为-1价,而产物P2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£正二18.92kJ・mol」-(-205.11kJmor,)=+186.19kJmol\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Pi所需活化能更小，故反应速率更快，故

V(PI)>V(P2),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，阳极的电

极反应式:—Na,A正确;充也时，碳纳米管为阳极，与之相连的也极b为正极，钠离子向钠箔

电极移动.B正确;放电时，碳细米管发生的电极反应式'CCh+deWNa-:~2Na2cO3+C,转移0.4

mol电子时，在碳纳米管电极会生成0.2mol的Na2cCh和0.1mol的C,增重质量为m=nM=0.2

molx106g-mol'+O.lmolx12gmo「=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Mn2+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M/+失电子转化为MnCh,也极反应式为

2+

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

2LiMn2O4+6e+l6H+-2口++4\1]产+8比0,依据得失电子守恒，电解池总反应为2LiMn2Ch+4H+

—2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反应生成了Mn2+,Mn2+浓度增大,C错误;电解池总反应为

+

2LiMn2O4+4II——2Li++Mn2++3MnC)2+2IL。,电解结束后，可通过调节溶液pH将Mp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⑴纳米AU55活化能降低更多，催化效果更好,反应速率更快HI

4

(2)CH3OH-4e+H2O—HCOOH+4H1.5

解析(I)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

是过程川。

+

(2)催化CO?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-HC00H+4H+,标准状况下,每处理22.4L的CO?气体，阴极生成1mol

HCOOH,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

HCOOHo

B组能力提升练

1.D解析N2O与NO反应的化学方程式为N2O+NO~=N2+NO2,根据得失电子分析,N2O中N

元索化合价由+1价转化成0价,NO中N元素化合价由+2介转化成+4价，反应生成1molN2,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;NzO与NO反应的化学方程式为N2O+NO=N2+NO2C正确;209kJ-mo「为正反应活化

能,348kJmol-1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AH3<0,A错误;反应①是吸热反应，则R>O,C错

误;据盖斯定律可得:④二①十②+③，则有△“产△H|+AH2+A〃3,由于△”>(),推知+A"3,B

错误;Q、Q、。3、。4之间的关系为。4=。I+0+。3,其中0>0、。4<0,而。2、Q3<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;[PdCh/是反应的催化剂施降低反应的活化能,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。

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

电极反应式为reS+2Li++2c—Pc+Li2S,A正确;充电时转化为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~=FcS+2Li+,每生成ImolMg,消耗1

molMg",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-O?充电业也的工作原理。

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:口2。2^~:2Li+O2TA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，带正也的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Ch转化为Li2O2,

电极反应为2Li++2e-+O2:-Li2O2.D项叙述正确。

6.AD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,即生成甲酹的正反应

速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小,A错误;甲醇生成甲酹的峰值较大，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C02比CO的稳定性强,C正确;该催化剂能增大甲醇总成CO的活化能，降低甲醇催化乳化

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

酸的反应速率,D错误。

7.B解析由题干反应历程图可知，1转化为II,II转化为in,III转化为IV的活化能分别为:44.7a

klmo「,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H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,反应的蛤变及平衡

产率不变,C错误;由题干反应历程图可知,HCOOH在催化剂Pd表面脱氢反应的蛤变为-14.1〃

kJ•mol”,D错误。

8.AD解析据题图可知TS1的能量比TS2的能量低，则TS1更稳定,A错误;过程P—TS2为两

步反应中活化能较大的反应，为慢反应，为化合物M生成化合物N的决速步骤,B正确;M为催化

剂,整个反应前后M的结构不会发生改变，对比M和N的结构特点可知，当N中Fe—O断裂，重

新连接H原子才能生成M,化合物M催化CO2氮化反应过程中一定有Fe—O的断裂,C正确;题

图示为一个CO2分子反应的历程,据题图可知该过程能量变化AE=-11.63eV,当1