2025届高考化学一轮复习专项训练：化学反应与能量转化

2025届高考化学一轮复习专题训练化学反应与能量转化

一、单选题

1.金属腐蚀造成的损失约占国民生产总值的2%~4%。下列有关说法错误的是（）

A.改变金属的结构，可将金属制成防腐的合金

B.喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化是金属防护的物理方法

C.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿与金属的电化学防护有关

D.将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用

2.某学习小组按下图的两组装置来探究钢铁的腐蚀情况。下列相关说法错误的是（）

A.两组装置中负极均为左池的铁片

B.图回中将石墨电极换成锌棒，可减缓铁片被腐蚀

C.若向图回两池中滴加酚醐溶液，铁片回附近出现红色

D.图国中氧气浓度差异会导致电流计示数不同

3.某温度下，在密闭容器中充入一定量的X（g）,发生下列反应：

X（g）^?>Y（g）（AH1<0）,Y（g）^?>Z（g）（AH2<0）,测得各气体浓度与反应时间的关系

如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是（）

4.我国科技工作者研制出一种以PVBPX为正极材料的铝离子电池，工作原理如图所

示，放电时电池总反应为3PVBPX（A1CL）2+2A1+6CT=3PVBPX+4A1C14+2A12C1；,

正极反应式为PVBPX（AlClJ+2e-『PVBPX+2AlCL。下列说法错误的是（）

•A1喉A1C1,W>A12C17-

A.PVBPX为聚合物，属于混合物

B.负极反应式为A1-3，『A13+

C.负极质量减少27g,理论上外电路中转移3moi电子

D.电池工作时，A1CL从正极移向负极

5.化学反应均伴随着能量的变化，下列反应的能量变化规律与图示相符的组合是（）

①食物的腐败

②碳与水蒸气高温下反应

③盐酸与碳酸氢钠反应

④生石灰加水制熟石灰

⑤氢氧化钢晶体与氯化镂反应

C.②③⑤D.③⑤⑥

6.下列过程属于放热反应的是（）

A.用石灰石烧制石灰B.在锌粒中加稀硫酸

C.浓硫酸的稀释D.硫酸镂与氢氧化钙的反应

7.某化学反应A-C分两步进行：①A-B,②B-C.反应过程中的能量变化曲线如图

A.三种物质中B最不稳定

B.反应A—B的活化能为反

C.反应B-C的AH=&-E3

D.整个反应的A//=&-后2+用-“4

8.下列各组热化学方程式中，△〃前者大于后者的是（）

A.S(g)+O2(g)—SO2(g)AH1、S(s)+O2(g)=SO2(g)AH2

B.CaCO3(s)^CaO(s)+CO2(g),CaO(s)+H2O(l)^Ca(OH)9(s)AH2

c.1H2so4(浓，aq)+NaOH(aq)^|Na2SO4(aq)+H2O(1)AH1、

HC1(aq)+NaOH(aq)^NaCl(aq)+H2O(l)AH2

D.C(s)+O2(g)—CO2(g)AH1、C(s)+1o2(g)=CO(g)AH2

9.“国之重器”之一——曾侯乙编钟，是战国早期的青铜编钟，主要由铜锡合金冶炼铸

造而成，至今保存完好。下列说法不正确的是()

A.铜比锡青铜更易腐蚀

B.在自然环境中，锡青铜中的铜可对锡起保护作用

C.青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快

D.锡青铜表面生成C%(OH)3cl覆盖物的过程属于电化学腐蚀

10.己知:H2(g)+B(g)-2HF(g)的能量变化如图所示,有关叙述正确的是()

A.lmolHF(g)分解生成H2(g)和耳(g)需要吸收270kJ的热量

B.断裂ImolH—H键和ImolF—F键吸收的能量大于形成2moiH—F键放出的能量

C.在相同条件下，lmolH2(g)与Imol与(g)的能量总和小于2moiHF(g)的能量

D.lmolH2(g)与Imol月(g)反应生成2moiHF(1)放出的热量大于270kJ

11.下列设备工作时，将化学能转化为电能的是()

ABCD

煤气灶铅蓄电池太阳能热水器风力发电

A.AB.BC.CD.D

12.如图是甲烷燃料电池的工作原理模拟示意图，下列说法不正确的是()

电极A阴离子电极B

I交换膜■

KOH溶液

A.电极B为正极

B.CH4在电极A上发生氧化反应

C.电极A区发生反应：CH4-8e-+10OH--CO^+7H2O

D.当有8moi片通过外电路时，有lOmolOH"通过阴离子交换膜

二、填空题

13.研究化学反应中的能量变化和化学平衡有重要意义。回答下列问题:

(1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示：

能量|

反应物CO(g)+H2(Xg)

A/7=-41kJ-mol"

CO2(g)+H2(g)生成物

反应过程

该反应的热化学方程式为

(2)意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子

结构如下图所示，已知断裂ImolN-N键吸收167kJ热量，生成ImolNmN键放出942kJ

1

热量。根据以上信息和数据，N4(g)—2N2(g)AH=kJ-mol0

(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的熔变进行推算。298K

时，已知：

1

①C(石墨，s)+O2(g)—CO2(g)A^)=«kJ-mol

1

②2H2(g)+O2(g)^2H2。(1)AH2=bkJ-mol

③2c2H2(g)+5C>2(g)^4co2值)+2q0⑴A&=ckJ-mol1

则反应：2c(石墨,s)+I<2(g)^=C2H2(g)的焰变AH=(用含a、b、c

的式子表示)。

(4)已知/℃时，反应FeO(s)+CO(g).Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。

①/℃时，反应达到平衡时《CO?)：c(CO)=；

②/℃时，若在1L密闭容器中加入1.44gFeO,并通入xmolCO,发生上述反应，达到

平衡时FeO的转化率为50%,则X=0

14.电解原理在化学工业中有广泛应用。请回答以下问题：

(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示

意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过。

d

ab

①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是。

②精制饱和食盐水时，从图中d口流出的物质为(写化学式)。

(2)将PbO溶解在HC1和NaCl的混合溶液中，得到含Na2Pbe的电解液，电解

Na2Pbe1’溶液生成Pb的装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式__________o

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为o

③电解过程中，Na2Pbe1,电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向

极室(填“阴”或“阳”)加入(填化学式)。

15.CO?甲烷化是实现碳平衡阶段的中坚力量。

(1)1902年，PaulSabatier首次报道了CO2的甲烷化。在一定的温度和压力条件下，

将按一定比例混合的CO2和H2通过装有金属Ni的反应器可得到CH4o

已知：CH4和H2的标准燃烧热分别为_890.3kJ•morl、-285.8kJ•mo『，

H2O(l)=H2O(g)A//=40.8kJmor'

1

则CO2甲烷化反应：CO2(g)+4H2(g)—CH4(g)+2H2O(g)的AH=kJ-moF

(2)近年来，生物电催化技术运用微生物电解池实现了CO2的甲烷化，其工作原理如

图所示

。一也活性微生物

①若图中“有机物”为甲醛，该微生物电解池阳极电极反应式为

②若该微生物电解池产生标准状况下56m3的CH「则理论上导线中通过电子的物质的

量为______

(3)CH4与CO?重整的主要反应的热化学方程式为

反应I：CH4(g)+CO2(g)'2CO(g)+2H2(g)AH>0

反应n：H2(g)+CO2(g).CO(g)+H2O(g)AH>0

反应HI：2CO(g).CO2(g)+C(s)AH<0

LOlxUPa下，将〃起始(CO?)："起始(CHj=l:l的混合气体置于密闭容器中，不同温度

下重整体系中CH4和C02的平衡转化率如下图所示。800℃下C02平衡转化率远大于

600℃下C02平衡转化率，其原因是

3

2等

=

运

*■

(4)经过百余年的探索研究，目前对CO2甲烷化的反应路径和机制仍存在许多争议。

ZrO?负载金属Rh催化CO?甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示

中间体n中的H原子分布于Zr和。原子表面，根据元素电负性的变化规律，由中间

体II转化为中间体ni的过程可以描述为

0

16.环氧乙烷是一种最简单的环酸，结构简式为/\,其熔点为-112.2C,沸

H2C——CH,

点为10.8C,被广泛应用于洗涤、制药、印染等行业。以乙烯为原料生产环氧乙烷(银

,o

催化法)的合成原理为2cH2=CH2+02/\o回答下列问题:

2H2C——CH2

⑴已知某些共价键的键能(25℃、lOlkPa下)如表所示：

反应热AH=----------------kJ-mol-1°

(2)25℃,lOlkPa下，环氧乙烷的燃烧热2=-1225.0皿―1110尸。

①写出表示环氧乙烷燃烧热的热化学方程式：。

②25℃,lOlkPa下，乙烯的燃烧热为。

(3)环氧乙烷是一种易燃易爆气体。当一定量环氧乙烷发生爆炸，生成水蒸气、

0.5molCC)2(g)和0.5molCO(g)时，释放出43L5kJ的热量。写出该反应的热化学方程

式：o

(4)以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，其总反应方程式为

H,C=CH2(g)+Cl2(g)+Ca(OH),(s)/\+CaCl2(s)+H2O(l),该反应的

H2C-CH2(g)

A5(填""或"<”)0；与氯代乙醇法相比，银催化法的优点为

三、实验题

17.分别取40mL的0.50mol/L盐酸与40mL0.55mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应。通

过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题。

(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成Imol水时放出57.3kJ的热量，写出表示稀硫酸

和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式

(2)如图所示，仪器A的名称是；烧杯间填满泡沫塑料的作用：；

在实验过程中，如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度，则

测得的AH（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；

（3）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g/cn?,又知中和后生成溶液的比热容。=

4.18J/（g.℃）o为了计算中和热，某学生实验记录数据如下:

起始温度6℃终止温度℃

实验序号

盐酸氢氧化钠混合溶液

120.020.123.2

220.220.423.4

320.520.623.6

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热AH=；（结果保留一位小

数）

（4）（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2和硫酸代替盐酸和氢氧化钠溶液，理由

是0

参考答案

1.答案：B

解析：A.改变金属的结构，将金属制成防腐的合金可以减少金属腐蚀造成的损失，故

A正确；

B.电镀或表面钝化时，有新物质生成，属于化学变化，故B错误；

C.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿是因为锌的金属性强于铜，锌铜构成的原电

池中锌做负极被损耗，铜做正极被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C

正确；

D.将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用，该保护方法为外加直流电源的阴

极保护法，故D正确；

故选B。

2.答案：C

解析：A.图1中铁、碳构成原电池，铁为负极；图回中，右池通入氧气，氧气得电子发

生还原反应，所以右池铁片为正极、左池铁片为负极，两组装置中负极均为左池的铁

片，故A正确；

B.图回中将石墨电极换成锌棒，构成原电池，锌为负极、铁为正极，可减缓铁片被腐

蚀，故B正确；

C.图回中铁片回是负极，发生反应Fe-是—Fe?+,铁片回是正极，发生反应

O2+4e+2H2O—4OH,若向图回两池中滴加酚醐溶液，铁片回附近出现红色，故C

错误；

D.图团中氧气浓度差异会导致反应速率不同，所以电流计示数不同，故D正确；选C。

3.答案：B

A.XA.X(g)簿［Y(g)和Y(g)潘［Z(g)的AH都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图

像显示X(g)修9Y(g)为吸热反应，A项不符合题意；

B.图像显示X(g)修诊Y(g)和Y(g)脩珍Z(g)的AH都小于0,且X(g)脩9Y(g)的活化能小

于Y(g)峰诊Z(g)的活化能,B项符合题意；

C.图像显示X(g)峰也Y(g)和Y(g)脩/Z(g)的AH都小于0,但图像上X(g)脩1Y(g)的活

化能大于Y(g)脩为Z(g)的活化能，C项不符合题意；

D.图像显示X(g)＜迨Y(g)和Y(g)峰也Z(g)的AH都大于0,且X(g)＜迨Y(g)的活化能大

于Y(g)修?Z(g)的活化能，D项不符合题意；选B。

4.答案：B

A.PVBPXA.PVBPX为聚合物，聚合物中的聚合度不确定，属于混合物，A正确；

B.负极上是A1失电子的氧化反应：Al-3e+7AlCl4—4A12C1；,B错误；

C.根据负极反应Al-3eT7Ale14=^=4A12C1；,负极质量减少27g则反应ImolAL理论

上外电路中转移3moi电子，C正确；

D.电池工作时，阴离子向负极迁移，故AlCl,从正极移向负极，D正确；

故选B。

5.答案：C

解析：①食物的腐败过程放出热量，反应为放热反应，①不符合题意；

②碳与水蒸气高温下发生反应吸收热量，因此该反应为吸热反应，②符合题意；

③盐酸与碳酸氢钠发生反应吸收热量，因此该反应为吸热反应，③符合题意；

④生石灰加水制熟石灰的反应会放出热量，因此该反应为放热反应，④不符合题意；

⑤氢氧化物晶体与氯化镂反应会吸收热量，反应为吸热反应，⑤符合题意；

⑥镁条溶于盐酸的反应会放出热量，因此该反应为放热反应，⑥不符合题意；

则符合图示的反应序号为②③⑤，故合理选项是C。

6.答案：B

解析：

7.答案：C

解析：A.由反应过程中的能量变化曲线图可知，A、B、C三种物质中，物质B的能量

最高，物质含有的能量越高，物质的稳定性越弱，则三种物质中B最不稳定，A正

确；

B.反应物A的分子变成活化分子需吸收的能量为用,所以反应A-B的活化能为用,

B正确；

C.物质B的能量比物质C的能量高，则B-C的反应为放热反应，七，C错

误；

D.整个反应的A//=c=g-石2+与-“4，D正确；

故答案为C。

8.答案：B

解析：生成物相同，反应物中S的状态不同,气态比固态能量高，前者放热多，熔变小,

A不符合；

前者为吸热反应，后者为放热反应，吸热反应的焰变为正，放热反应的焰变为负，B

符合；

除了中和反应放出热量，浓硫酸在溶液中稀释会放热，前者放热多，熔变小，C不符

合；

完全燃烧放出热量多，前后放热多，熔变小，D不符合。

9.答案：B

解析：A.锡青铜中锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，故铜比锡

青铜更易腐蚀，故A正确；

B.由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，故B错误；

C.潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，故C正确；

D.青铜是铜锡合金，在潮湿的环境下形成原电池，锡做负极，铜做正极，故生成

CU2（OH）3cl是电化学腐蚀的过程，故D正确；

故选：Bo

10.答案：D

解析：

11.答案：B

解析：A.煤气灶是将化学能转化为热能和光能，故A错误；

B.铅蓄电池是将化学能转化为电能，故B正确；

C.太阳能热水器是将太阳能转化为热能，故C错误：

D.风力发电是将风能转化为电能，故D错误。

12.答案：D

解析：A.电极B发生还原反应为正极，故A正确；

B.A是负极，CH,在电板A上发生氧化反应，故B正确；

C.甲烷燃料电池的反应原理是CH4与O2反应生成C02和H2O，但该甲烷燃料电池的电

解质溶液为KOH溶液，生成的CO?还要与KOH反应生成K2co3,电极A区发生反

应：CH4-8e-+10OH-=CO^--7H2O,故C正确；D.当有8mole-通过外电路时，

有8moiOIF通过阴离子交换膜，故D错误；故选D。

1

13.答案：(l)CO(g)+H2O(g)—CO2(g)+H2(g)AH=-41kJ-mor

(2)-882

(3)2a+gb—gc

(4)1：4(或0.25)；0.05

解析：(1)由于反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差，则根据图示可知该反

1

应的反应热化学方程式为：CO(g)+H2O(g)—CO2(g)+H2(g)AH=-41kJmor;

(2)反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的

差，则根据以上信息和数据，

N4(g)^2N2(g)AH=(6xl67kJ/mol)-(2x942kJ/mol)=-882kJ/mol；

(3)已知热化学方程式：①C(石墨，s)+O2(g)-CO2(g)AH]=akJ.mo「

1

②2H2(g)+。2(g)^2H2。(1)AH2=bkJ-mol

1

(3)2C2H2(g)+5O2(g)^4CO2(g)+2H2O(1)AH3=ckJ-mol,

根据盖斯定律，将①x2-(②+③)xJ_,整理可得热化学方程式

2

2c(石墨，S)+H2(g)^=C2H2(g)的焰变AH=(2a+g6-gc)kJ/mol；

(4)①根据化学平衡常数的含义可知反应FeO(s)+CO(g),Fe(s)+CC)2(g)的平衡

常数表达式,根据已知条件可知在/℃时该反应的化学平衡常数K=0.25,

c(CO)

所以^^^=0.25,即rc时，反应达到平衡时c(CC)2)：c(CO)=l：4=0.25；

②/℃时，若在1L密闭容器中加入L44gFeO,其物质的量是

〃(FeO=°44g=0.O2mol,并通入xmolCO,发生上述反应，达到平衡时FeO的转化

72g/mol

率为50%,则反应消耗FeO的物质的量是O.Olmol。用三步法计算。

FeO(s)+CO(g).___：Fe(s)+CO2(g)

开始/mol0.02X00

转化/mol0.010.010.010.01

平衡/mol0.01元一0.010.010.01

则K=《CO?)=°-01=0.25,解得x=0.05molo

c(CO)x-0.01

通电小小

14.答案：(1)①2c1+2H2O^2OH-+02T+H2T

②NaOH

(2)①PbC里+2e~—Pb+4CF

②H+

③阴；PbO

解析：(1)①电解饱和食盐水总反应的离子方程式是

通电A小

2C1-+2H2O-Cl2T+H2T+2OH-;②由电解食盐水的装置图可知，钠离子移向右

室，则左边电极为阳极，右边电极为阴极，阴极反应式为2H2。+2-一凡个+203

或2H++2片一凡个，则阴极生成氢氧化钠，从图中d口流出的物质是氢氧化钠溶

液。

(2)①阴极上PbC才发生还原反应生成Pb,阴极反应式为

PbClt+2e--Pb+4Cr；②电解时阳离子向阴极移动，通过阳离子交换膜的离子主

要为H+;③电解过程中，PbClj在阴极发生还原反应生成Pb,H2O在阳极发生氧化

反应生成氧气，Na2Pbe1’浓度不断减小，为恢复其浓度，则应在阴极加入PbO。

15.答案：(1)-171.3

+4

(2)HCHO-4e+H2O=CO2+4H；2xl0mol

(3)反应i和反应n的AH>0,高温下反应的平衡常数大(反应正向进行程度

大)，CO?的消耗量大，反应HI的AH<0,高温下反应的平衡常数小(反应正向进行

程度小)，CO2的生成量小

(4)电负性0>C>H>Zr,吸附在Zr原子表面的带负电荷的H原子与碳酸氢盐中带正

电荷的C原子相互作用，吸附在0原子表面的H原子与碳酸氢盐羟基上的0原子相

互作用生成水分子；生成的甲酸盐吸附在Zr原子表面，HzO分子直接脱离

解析：

0

16.答案：(1)lmolCH9=CH^nimol/\中都含有4moic-H共价

H2c—CH2(g)

键；-372.1

O

(2)/\+-O2(g)^2CO2(g)+2H2O(l)AH=-1225.0kJmor'；

H2c-----CH2(g)2

AH=—141L05kJmo「

0

(3)/\+2O2(g)=C02(g)+CO(g)+2H2O(g)AH=—863.0kJmo「

H2c——CH2(g)-

(4)<；原子利用率为100%且无污染

解析：(1)

断键成键—。)-

-E(2EC=C+8ECH+EO=O)-(2ECC+8ECH+ECo)=(2EC=C+E8

-1-1-1-1

(2EC_C+EC.O)=(2x615kJ-mol+497.3kJ-mol)-(2x347.7kJ-mol+4x351kJ-mol)

=-372.1kJmolT；

(2)根据燃烧热的定义及环氧乙烷的燃烧热数值可写出Imol环氧乙烷完全燃烧生成

二氧化碳和液态水的热化学方程式为

0

/\+-O2(g)^2CO2(g)+2H2O(1)AH=-1225.0kJmor'°

H2c-CH2(g)2

o

设2cH2^CH,(g)+O,(g)一^~>—/\AH=-372.1kJmo「为反应①，

■-2H2c——CH2(g)

O

/\+go,(g)^2co,(g)+2H,0⑴AH=-1225.0kTmo「为反应②。根

H2c——CH2(g)2

据盖斯定律，由①X1+②得

2

1

CH2CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)=-1411.05kJ-moP,则乙烯的

燃烧热AH=-1411.05kJ-moF1；