重难点02 化学反应与能量（江苏专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编

重难点02 化学反应与能量 1．(23-24高一下·江苏常州高级中学·期末)下列反应中既是氧化还原反应，能量变化情况又符合如图的是 A．碳和水蒸气的反应 B．氢气的燃烧反应 C．氢氧化钠与稀盐酸的反应 D．和的反应 【答案】A 【分析】图像显示反应物总能量低于生成物总能量，即反应属于吸热反应。 【解析】A．碳和水蒸气反应生成CO和H2，为氧化还原反应，且属于吸热反应，A正确； B．氢气的燃烧为氧化还原反应，但属于放热反应，B错误； C．氢氧化钠与稀盐酸的反应是放热反应，但不是氧化还原反应，C错误； D．NH4Cl和Ba(OH)2⋅8H2O的反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，D错误； 答案选A。 2．(23-24高一下·江苏射阳县陈洋中学·期末)已知空气—锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；碳棒：O2+H2O+2e- =2OH- ，据此判断，锌片是 A．负极，被氧化 B．正极，被氧化 C．负极，被还原 D．正极，被还原 【答案】A 【解析】根据锌片上的电极反应式可知：在反应中Zn元素化合价升高，Zn失去电子，被氧化，发生氧化反应，因此锌片为负极，被氧化，故合理选项是A。 3．(23-24高一下·江苏无锡·期末)某铜锌原电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．Zn发生还原反应 B．铜片上有气泡产生 C．该装置可以实现化学能向电能的转化 D．总反应离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑ 【答案】A 【分析】由题干原电池装置图可知，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，总反应为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，Zn作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，A错误； B．由分析可知，Cu作正极，发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则铜片上有气泡产生，B正确； C．由分析可知，该装置为原电池装置，可以实现化学能向电能的转化，C正确； D．由分析可知，总反应离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，D正确； 故答案为：A。 4．(23-24高一下·江苏扬州·期末)下列关于化学反应表示正确的是 A．向FeCl2溶液中滴加氯水：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 B．碱性氢氧燃料电池的正极反应：O2+4e-+4H+=2H2O C．氢气的热值为143kJ/g，则H2燃烧： D．过量铁粉与稀HNO3反应： 【答案】A 【解析】A．向FeCl2溶液中滴加氯水，化学方程式为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，故A正确； B．碱性氢氧燃料电池的正极反应：O2+4e-+2H2O =4OH-，故B错误； C．氢气的热值为143kJ/g，则H2燃烧的热化学方程式为：，故C错误； D．过量铁粉与稀HNO3反应离子方程式为，故D错误； 故选A。 5．(22-23高一·江苏常州·期末)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是 A．电池工作时，Pt电极是正极 B．图2中，A为H+和e-，B为NH3OH+ C．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3g D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降 【答案】C 【分析】由图可知，Pt电极上H2→，失去电子发生氧化反应，做负极，电极反应式：H2-2e-=2；含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl； 【解析】A．Fe电极NO→NH3OHCl，N元素化合价降低，做正极，Pt电极H2→，H元素化合价升高，做负极，故A错误； B．根据题意可知，NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步为反应为：NH2OH+H+=NH3OH+，图2中，A为H+，B为，故B错误； C．含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl，4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的，3个是右侧溶液迁移过来的；标况下消耗2.24LNO的物质的量，则左室增加的质量为0.1molNO和0.3molH+的质量，即增加质量为3.3g，故C正确； D．负极电极反应式：H2-2e-=2，H+浓度增大pH值减小，正极电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl，正极区H+浓度减小，pH增大，故D错误； 故选C。 6．(23-24高一下·江苏南京江宁区·期末)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是    A．该电池工作时能量由化学能转化为电能 B．A极为电池正极，发生氧化反应 C．负极的电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．该电池的总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O 【答案】B 【分析】甲烷燃料电池中甲烷发生氧化反应，故B极为负极，A为正极，据此分析。 【解析】A．电池工作时化学能转化为电能，故A正确； B．A电极通入氧气，化合价降低，发生还原反应，故B错误； C．B电极通入甲烷，甲烷失去电子和阳离子结合生成二氧化碳和水，其反应式为CH4+4O2−-8e-=CO2+2H2O，故C正确； D．甲烷燃料电池是化学能转化为电能，不是化学能变为热能，该电池的总反应：CH4+2O2 =CO2+2H2O，故D正确。 故答案为B。 7．(23-24高一下·江苏连云港·期末)与在催化剂表面生成，反应历程及能量变化示意如图，下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．①→②：断开H—H键和时需要放出能量 C．选择不同的催化剂不会改变此反应的数值 D．反应达到平衡状态时，反应停止 【答案】C 【解析】A．由图可知，合成氨反应是反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，故A错误； B．①→②的过程中断开H—H键和N≡N时需要吸收能量，故B错误； C．选择不同的催化剂，可以改变反应的反应速率，但不会改变此反应ΔH的数值，故C正确； D．化学平衡是动态平衡，反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但反应没有停止，故D错误； 故选C。 8．(23-24高一下·江苏宿迁·期末)氮及其化合物在催化剂作用下转化过程中的能量变化及机理如图，下列分析不正确的是 A．由图可知，过程Ⅰ发生的反应为放热反应 B．过程Ⅰ、Ⅱ中，只有过程Ⅰ属于氮的固定 C．过程Ⅱ，催化剂b表面发生氧化反应 D．催化剂a、b均可降低过程Ⅰ、Ⅱ的 【答案】D 【解析】A．由图可知，过程Ⅰ中生成物总能量小于反应物总能量，总反应为放热反应，A正确； B．氮元素由游离态变为化合态为氮的固定，过程Ⅰ属于氮的固定，过程Ⅱ不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，B正确； C．过程Ⅱ，催化剂b表面NH3转化为NO，发生氧化反应，C正确； D．催化剂a、b均可降低过程Ⅰ、Ⅱ的活化能，不改变焓变，D错误； 故选D。 9．(23-24高一下·江苏南京江宁区·期末)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S（s）+2KNO3（s）+3C（s）＝K2S（s）+N2（g）+3CO2（g） ΔH=x kJ·mol－1 已知碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol－1 S（s）+2K（s）＝K2S（s） ΔH2=b kJ·mol－1 2K（s）+N2（g）+3O2（g）＝2KNO3（s） ΔH3=c kJ·mol－1 则x为 A．3a+b－c B．c+3a－b C．a+b－c D．c+a－b 【答案】A 【解析】已知碳的燃烧热为ΔH1=a kJ·mol－1，则碳燃烧的热化学方程式为：①C（s）+O2（g）＝CO2（g） ΔH1=a kJ·mol－1，②S（s）+2K（s）＝K2S（s） ΔH2=b kJ·mol－1，③2K（s）+N2（g）+3O2（g）＝2KNO3（s） ΔH3=c kJ·mol－1，根据盖斯定律，可得ΔH=3ΔH1+ΔH2—ΔH3，即x=3a+b－c，答案选A。 10．(23-24高一下·江苏盐城·期末)与可发生反应①和②，其能量与反应进程如图所示，下列说法不正确的是 ① ② A．反应①、②均为加成反应 B．反应①的I、Ⅱ两步均放出能量 C．比稳定 D．与同分异构体 【答案】B 【解析】A．反应①、②均为CH3CH=CH2与HCl的加成反应，A正确； B．反应①的第Ⅰ步反应物总能量低于生成物总能量，吸收能量；第Ⅱ步反应物的总能量高于生成物总能量，放出能量，B错误； C．由图可知，CH3CHClCH3的总能量低于CH3CH2CH2Cl，能量越低越稳定，则CH3CHClCH3比CH3CH2CH2Cl稳定，C正确； D．CH3CH2CH2Cl与CH3CHClCH3的分子式相同而结构式不同，两者互为同分异构体，D正确； 故选B。 11．(23-24高一下·江苏常州溧阳·期末)25℃、101kPa时26g乙炔气体在氧气中完全燃烧生成和液态水放出的热量。下列表示该反应的热化学反应方程式正确的是 A．C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1299.6kJ/mol B． C． D． 【答案】A 【解析】26g乙炔为1mol，在25℃、101kPa时1mol乙炔气体在氧气中完全燃烧生成和液态水放出的热量，则热化学反应方程式为C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1299.6kJ/mol，A正确，故选A。 12．(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期末)某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是 A．能将电能转换成化学能 B．铁棒是正极 C．碳棒发生氧化的反应 D．电子从铁棒经外电路流向碳棒 【答案】D 【分析】原电池是化学能转化为电能的装置，该装置中铁棒为负极，失电子生成亚铁离子，电子经导线流向正极，碳棒为正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气。 【解析】A．原电池是化学能转化为电能的装置，A错误； B．铁棒为负极，B错误； C．碳棒为正极，溶液中的氢离子得电子发生还原反应生成氢气，C错误； D．电子从铁棒经外电路流向碳棒，D正确； 故选D。 13．(23-24高一下·江苏南京中华中学·期末)微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为CO2，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．工作时，a极发生氧化反应，电子从a极流向b极 B．若有机物为C6H6O，则a极的电极反应式为 C．在标准状况下，b极上消耗11.2 L气体，则通过M膜的离子的物质的量为2 mol D．N膜为阳离子交换膜，M膜为阴离子交换膜 【答案】C 【分析】原电池工作时，负极发生失去电子的氧化反应，正极上发生得到电子的还原反应，电子由负极经导线流向正极，溶液中离子移动方向是阳正阴负。 【解析】A．根据图示可知：a极有机污染物转化为二氧化碳，失去电子，a电极为负极，b电极为正极，因此工作时，a极发生氧化反应，电子从a极流向b极，A正确； B．若有机物为C6H6O，则a极的电极反应式为：，B正确； C．若b极上消耗标准状况下11.2 LO2，n(O2)=0.5 mol，则外电路中通过2 mol e-，此时通过阳离子交换膜的电荷数为2 mol，经过N膜的离子为Na+和Ca2+，其所带电荷数不同，故通过的离子数目及物质的量无法确定，C错误； D．阴离子向a极迁移，阳离子向b极迁移，因此N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜，D正确； 故合理选项是C。 14．(23-24高一下·江苏常州高级中学·期末)我国科学家研发了一种室温下可充电的电池，如题图所示。放电时，与C均沉积在碳纳米管上。下列说法不正确的是 A．放电时，转移0.2mol电子，碳纳米管电极增重10.6g B．放电时，电池的总反应为： C．充电时，阴极电极反应式为： D．充电时，电源b极为正极，向钠箔电极移动 【答案】A 【分析】放电时，钠为负极，负极反应式为，碳纳米管为正极，正极反应式为；充电时，钠为阴极，阴极反应式为，碳纳米管为阳极，阳极反应式为，据此分析。 【解析】A．放电时，正极反应式为，由于碳酸钠和C均沉积在碳纳米管，当转移0.2mol电子时，沉积0.05molC和0.1mol碳酸钠，总质量为0.05×12+0.1×106=11.2g，A错误； B．放电时Na为负极，反应式为，正极吸收CO2，反应式为，则总反应方程式为，B正确； C．充电时，Na为阴极，阴极反应为，C正确； D．结合分析可知，充电时右侧为阳极，则b为电源正极，Na+向钠箔电极(阴极)移动，D正确； 故选A。 15．(22-23高一下·江苏淮安·期末)氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“—”表示化学键)，下列说法正确的是 A．过程I是放热过程 B．过程Ⅲ一定是吸热过程 C．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行 D．该反应过程中参加反应物质的旧化学键都断裂，且形成了新化学键 【答案】D 【分析】过程I化学键断裂形成原子，吸热；过程Ⅱ原子重新排列，过程Ⅲ原子形成新的化学键，放热。 【解析】A．过程I中分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，A错误； B．过程Ⅲ中原子形成新的化学键，属于放热过程，B错误； C．该反应中化学能还转化为光能，不一定只能以热能形式进行，C错误； D．过程I中所有旧化学键断裂，过程Ⅲ中所有原子均形成了新化学键，D正确； 故选D。 16．(22-23高一下·江苏昆山中学·)键能是指1mol化学键断裂形成气态基态原子所需要的最低能量。已知与反应能生成和水蒸气，该反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是    A．为放热反应 B．若将1mol(g)和2mol(1)的总能量标在图中，则其位置在①、②之间 C．若C—H键的键能为415，则中化学键的键能为493 D．若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25molCO键生成 【答案】C 【解析】A．由图可知，1mol(g)和2mol(g)的总能量小于1 mol (g)和2mol(g)的总能量，则为吸热反应，A错误； B．因2mol液态水的能量低于2mol气态水的能量，故1mol(g)和2mol(1)的总能量应标在③下方，B错误； C．C—H键的键能为415，设中化学键的键能为，则由图可知，，解得，C正确； D．由图可知，该反应过程中转化的化学能为3446kJ-2646kJ=800kJ时，有1mol(g)生成，若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25mol(g)生成，0.25mol(g)中含有0.5molCO键，D错误； 故选C。 17．(23-24高一下·江苏连云港·期末)是空气的污染物，需经处理后才能排放。 (1)甲烷还原法 ①高温条件下甲烷能将转化为无害气体。已知有8.0g甲烷参加反应，放出86.5kJ的热量，反应的热化学方程式为 。 ②的空间构型为正四面体，请在下图的顶点用“○”表示出与碳原子紧邻的4个氢原子的位置 。 (2)CO催化还原法 某温度时，将0.6molNO和0.8molCO充入2L密闭容器中，发生反应的化学方程式为：，容器中CO物质的量随时间变化关系如图所示： ①反应0~10min内， 。 ②小明同学认为，在该温度下，只要反应足够长的时间一定为0，请你评价他的观点 。 (3)原电池原理去除法 工作原理如图所示： ①电极b为原电池 (填写“正极”或“负极”)。 ②电路中通过0.6mol电子，理论上产生的体积(标准状况)为 L。 (4)催化还原法 将一定比例的和(NO、)混合，以一定的流速通过装有某种催化剂反应器，反应相同时间后测得的去除率随反应温度的变化曲线如图中a曲线所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，试从反应速率的视角解释的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 ；若混合气体中含有少量的，当反应温度高于380℃时，的去除率如图中b曲线所示，b曲线在a曲线下方的原因可能是 。 【答案】(1) CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=—173kJ/mol 或 (2) 0.01 mol/(L·min) 可逆反应中，NO的转化率不可能为100% (3) 负极 5.6 (4) 迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高使NOx去除速率增大的共同作用，使NOx去除率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除速率增大但催化剂的催化活性下降 NH3与O2反应生成了NO，NO又O2反应生成了NO2 【解析】（1）①由题意可知，高温条件下甲烷与二氧化氮反应生成氮气、二氧化碳和水，反应的方程式为CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，有8.0g甲烷参加反应时，放出86.5kJ的热量，则反应热△H=—=—173kJ/mol，反应的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=—173kJ/mol，故答案为：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=—173kJ/mol； ②甲烷的空间构型为正四面体，则与碳原子紧邻的4个氢原子的示意图为或，故答案为：或； （2）①由图可知，10min时，一氧化碳的物质的量为0.4mol，则由方程式可知，反应0~10min内，氮气的反应速率为=0.01 mol/(L·min)，故答案为：0.01 mol/(L·min)； ②该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以一氧化氮的转化率不可能为100%，一氧化氮的物质的量不可能为0，故答案为：可逆反应中，NO的转化率不可能为100%； （3）由图可知，通入一氧化氮的电极a为原电池的正极，酸性条件下一氧化氮在正极得到电子生成氮气和水，电极反应式为2NO—4e—+4H+=N2↑+2H2O，通入氨气的电极b为负极，水分子作用下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和氢离子，电极反应式为2NH3—6e—+H2O=N2↑+6H+； ①由分析可知，通入氨气的电极b为负极，故答案为：负极； ②由电极反应式可知，电路中通过0.6mol电子时，正极生成氮气的物质的量为0.6mol×=0.15mol，负极生成氮气的物质的量为0.6mol×=0.1mol，则标准状况下，生成氮气的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为：5.6； （4）由图可知，在50～250℃范围内随着温度的升高，氮的氧化物的去除率先迅速上升后上升缓慢，迅速上升段是因为催化剂活性随温度升高增大与温度升高使NOx去除速率增大的共同作用，使NOx去除率迅速增大；上升缓慢段主要是因为温度升高引起的NOx去除速率增大但催化剂的催化活性下降；若混合气体中含有少量的氧气，当反应温度高于380℃时，氨气会与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮又与氧气反应生成二氧化氮，导致氮的氧化物去除率降低，所以b曲线在a曲线下方，故答案为：迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高使NOx去除速率增大的共同作用，使NOx去除率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除速率增大但催化剂的催化活性下降；NH3与O2反应生成了NO，NO又O2反应生成了NO2。 18．(23-24高一下·江苏扬州·期末)我国力争于2060年前实现碳中和。研发CO2利用的技术成为研究热点。 (1)300℃、催化剂条件下，以1mol CO2和3mol H2为原料，在恒容密闭容器中制备甲醇(CH3OH)过程的能量变化如图所示。 ①CH3OH的结构式为 。 ②写出制备CH3OH的热化学方程式为2CO2+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H= kJ/mol(∆H的数值用“a、b、c”中的字母表示)。 ③判断上述反应已经达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。 A．H2的物质的量浓度保持不变 B．每消耗1mol CO2的同时消耗1mol CH3OH C．混合气体的密度保持不变 (2)在一定条件下，向1L恒容密闭的容器中，充入1mol CO2和4mol H2，发生反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，测得CO2(g)和CH4(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从3min到8min，v(H2)= mol·L⁻1·min⁻1，平衡时CO2的转化率为 。 ②3min时，v(CO2)正 v(CO2)逆(填“大于”“等于”或“小于”)。 (3)CO2分解产生的CO和O2可作为CO-O2燃料电池的原料，题图为CO-O2燃料电池的构造示意图。X电极的电极反应式为 ，K+向 极迁移(填“X”或“Y”)。 【答案】(1) a—b AB (2) 0.2 75% 大于 (3) Y 【解析】（1） ①CH3OH是甲醇，含一个C，结构式为；②根据图象反应热为反应物与生成物能量的差值，且反应为放热反应，则热化学方程式，CO2+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H=a-b kJ/mol；③A．当反应未达到平衡时，H2的物质的量会处于变化，H2的物质的量浓度保持不变，即达到平衡，A正确；B．消耗1mol CO2代表的是正反应，消耗1mol CH3OH代表逆反应，且两者变化量与化学计量数成正比，则每消耗1mol CO2的同时消耗1mol CH3OH即达到平衡状态，B正确；C．混合气体的质量保持不变，体积保持不变，则密度一直保持不变，但无法确定是平衡状态，C错误；故选AB； （2）①向1L恒容密闭的容器中，充入1mol CO2和4mol H2，发生反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，则减少的为反应物，增加的为生成物，达到平衡时，c(CH4)=0.75mol/L，所以c(CO2)=0.25mol/L，根据起始投料，CO2为lmol，H2为4mol，消耗的CO2和H2的物质的量之比为1:4，v(H2)= ；8min时达到平衡，平衡时CO2的转化率为； ②3min时，未达到平衡，3min之后CO2持续在减少，平衡正向移动，则v(CO2)正大于v(CO2)逆 （3）由图示可知，电子由X电极流出经过外电路，进入Y电极，则X电极失去电子、发生氧化反应为负极；Y电极得到电子、发生还原反应为正极。所以氧气应从b口通入，电极反应为；X为电池负极，电极反应为，根据阳离子移向正极，阴离子移向负极可知，K+移向正极(Y极)。 19．(23-24高一下·江苏常州正行中学·期末)按要求完成下列填空。 (1)下列变化过程，属于化学反应且放热的是 。 ①浓稀释  ②酸碱中和反应  ③条与盐酸反应  ④与 ⑤铝热反应  ⑥碳高温条件下还原生成 (2)以为催化剂的光、热化学循环分解反应，为吸收“碳排放”提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示： ①上述过程①中，能量的变化形式是由 转化为 。 ②写出分解生成和的热化学方程式 。 ③CO和作反应物的一种燃料电池，其构造如下图所示，为电池的 (填“正”或“负”)极，向 极移动(填“X”或“Y”)，负极电极反应式为 。 【答案】(1)②③⑤ (2) 光能 化学能 正极 Y 【解析】（1）①浓稀释为放热的物理过程，不符合题意；②酸碱中和反应为放热的化学反应，符合题意；③Mg条与盐酸反应为放热的化学反应，符合题意；④与为吸热的化学反应，不符合题意；⑤铝热反应为放热的化学反应，符合题意；⑥碳高温条件下还原生成CO为吸热的化学反应，不符合题意；故选②③⑤。 （2）①由图可知，过程①中能量的变化形式是由光能转化为化学能，故答案为：光能；化学能； ②由图可知，二氧化碳分解生成一氧化碳和氧气的反应为，反应的焓变△H=1598kJ/mol×2-(1072kJ/mol×2+496kJ/mol)=+556kJ/mol，则反应的热化学方程式为△H=+556kJ/mol； ③由电子的移动方向可知，通入氧气的Y电极为正极，溶液中的阳离子钾离子向正极Y电极移动，通入一氧化碳的X电极为燃料电池的负极，碱性条件下，一氧化碳在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为 。 20．(23-24高一下·江苏宿迁·期末)某废水含有铬(Ⅵ)、氰化物等污染物，常用沉淀法、还原法、电化学法处理。 (1)亚硫酸氢钠-石灰乳还原沉淀法 向不同pH的酸性含铬废水中加入等量，使Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)。废水中残留Cr(Ⅵ)与反应时间的关系如图所示。 ①写出将还原为的离子方程式为 。 ②还原反应控制pH为2.5左右的原因是 。 (2)铝还原法 向含Cr(Ⅵ)的酸性溶液中加入一定量的铝粉，充分反应，过滤。研究表明含Cr(Ⅵ)溶液pH偏低，Cr(Ⅵ)的去除率下降，其可能的原因是 。 (3)微生物还原法 某微生物电池还原Cr(Ⅵ)的工作原理如图所示，a电极发生的电极反应式为 。 (4)电化学氧化法 电激发产生和可处理废水中的，其可能反应机理如图所示。 ①反应Ⅰ的离子方程式为 。 ②虚线方框内的过程可描述为 。 【答案】(1) 从图像可知，pH越大，反应速率越慢；实际生产中，pH偏高时，c(H+)过小，反应速率较慢，不利于工业生产；pH偏小时，c(H+)过大，易转化为气体逸出，且反应速率过快不易控制，酸性太强也会腐蚀容器，增加生产成本 (2)pH偏低，则Al与氢离子反应增强造成Al损耗增多，使得Al与Cr(Ⅵ)的反应减弱，导致Cr(Ⅵ)的去除率下降 (3) (4) O2在阴极表面得电子被还原成，结合H+生成，分解生成O2和H2O2 【解析】（1）①NaHSO3将还原为Cr3+的离子方程式为：； ②从图像可知，pH越大，反应速率越慢；实际生产中，pH偏高时，c(H+)过小，反应速率较慢，不利于工业生产；pH偏小时，c(H+)过大，易转化为气体逸出，且反应速率过快不易控制，酸性太强也会腐蚀容器，增加生产成本；综合考虑，还原反应控制pH为2.5合适； （2）pH偏低，则Al与氢离子反应增强造成Al损耗增多，使得Al与Cr(Ⅵ)的反应减弱，导致Cr(Ⅵ)的去除率下降； （3）在a电极，醋酸转化为CO2，失去电子作负极，电极反应式为：； （4）①反应Ⅰ由⋅OH和OH−、CN-生成N2、H2O、，离子方程式为：； ②虚线方框内的过程O2在阴极表面得电子被还原成，结合H+生成，分解生成O2和H2O2。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点02 化学反应与能量 1．(23-24高一下·江苏常州高级中学·期末)下列反应中既是氧化还原反应，能量变化情况又符合如图的是 A．碳和水蒸气的反应 B．氢气的燃烧反应 C．氢氧化钠与稀盐酸的反应 D．和的反应 2．(23-24高一下·江苏射阳县陈洋中学·期末)已知空气—锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；碳棒：O2+H2O+2e- =2OH- ，据此判断，锌片是 A．负极，被氧化 B．正极，被氧化 C．负极，被还原 D．正极，被还原 3．(23-24高一下·江苏无锡·期末)某铜锌原电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．Zn发生还原反应 B．铜片上有气泡产生 C．该装置可以实现化学能向电能的转化 D．总反应离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑ 4．(23-24高一下·江苏扬州·期末)下列关于化学反应表示正确的是 A．向FeCl2溶液中滴加氯水：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 B．碱性氢氧燃料电池的正极反应：O2+4e-+4H+=2H2O C．氢气的热值为143kJ/g，则H2燃烧： D．过量铁粉与稀HNO3反应： 5．(22-23高一·江苏常州·期末)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是 A．电池工作时，Pt电极是正极 B．图2中，A为H+和e-，B为NH3OH+ C．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3g D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降 6．(23-24高一下·江苏南京江宁区·期末)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是    A．该电池工作时能量由化学能转化为电能 B．A极为电池正极，发生氧化反应 C．负极的电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．该电池的总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O 7．(23-24高一下·江苏连云港·期末)与在催化剂表面生成，反应历程及能量变化示意如图，下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．①→②：断开H—H键和时需要放出能量 C．选择不同的催化剂不会改变此反应的数值 D．反应达到平衡状态时，反应停止 8．(23-24高一下·江苏宿迁·期末)氮及其化合物在催化剂作用下转化过程中的能量变化及机理如图，下列分析不正确的是 A．由图可知，过程Ⅰ发生的反应为放热反应 B．过程Ⅰ、Ⅱ中，只有过程Ⅰ属于氮的固定 C．过程Ⅱ，催化剂b表面发生氧化反应 D．催化剂a、b均可降低过程Ⅰ、Ⅱ的 9．(23-24高一下·江苏南京江宁区·期末)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S（s）+2KNO3（s）+3C（s）＝K2S（s）+N2（g）+3CO2（g） ΔH=x kJ·mol－1 已知碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol－1 S（s）+2K（s）＝K2S（s） ΔH2=b kJ·mol－1 2K（s）+N2（g）+3O2（g）＝2KNO3（s） ΔH3=c kJ·mol－1 则x为 A．3a+b－c B．c+3a－b C．a+b－c D．c+a－b 10．(23-24高一下·江苏盐城·期末)与可发生反应①和②，其能量与反应进程如图所示，下列说法不正确的是 ① ② A．反应①、②均为加成反应 B．反应①的I、Ⅱ两步均放出能量 C．比稳定 D．与同分异构体 11．(23-24高一下·江苏常州溧阳·期末)25℃、101kPa时26g乙炔气体在氧气中完全燃烧生成和液态水放出的热量。下列表示该反应的热化学反应方程式正确的是 A．C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1299.6kJ/mol B． C． D． 12．(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期末)某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是 A．能将电能转换成化学能 B．铁棒是正极 C．碳棒发生氧化的反应 D．电子从铁棒经外电路流向碳棒 13．(23-24高一下·江苏南京中华中学·期末)微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为CO2，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．工作时，a极发生氧化反应，电子从a极流向b极 B．若有机物为C6H6O，则a极的电极反应式为 C．在标准状况下，b极上消耗11.2 L气体，则通过M膜的离子的物质的量为2 mol D．N膜为阳离子交换膜，M膜为阴离子交换膜 14．(23-24高一下·江苏常州高级中学·期末)我国科学家研发了一种室温下可充电的电池，如题图所示。放电时，与C均沉积在碳纳米管上。下列说法不正确的是 A．放电时，转移0.2mol电子，碳纳米管电极增重10.6g B．放电时，电池的总反应为： C．充电时，阴极电极反应式为： D．充电时，电源b极为正极，向钠箔电极移动 15．(22-23高一下·江苏淮安·期末)氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示(“—”表示化学键)，下列说法正确的是 A．过程I是放热过程 B．过程Ⅲ一定是吸热过程 C．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行 D．该反应过程中参加反应物质的旧化学键都断裂，且形成了新化学键 16．(22-23高一下·江苏昆山中学·)键能是指1mol化学键断裂形成气态基态原子所需要的最低能量。已知与反应能生成和水蒸气，该反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是    A．为放热反应 B．若将1mol(g)和2mol(1)的总能量标在图中，则其位置在①、②之间 C．若C—H键的键能为415，则中化学键的键能为493 D．若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25molCO键生成 17．(23-24高一下·江苏连云港·期末)是空气的污染物，需经处理后才能排放。 (1)甲烷还原法 ①高温条件下甲烷能将转化为无害气体。已知有8.0g甲烷参加反应，放出86.5kJ的热量，反应的热化学方程式为 。 ②的空间构型为正四面体，请在下图的顶点用“○”表示出与碳原子紧邻的4个氢原子的位置 。 (2)CO催化还原法 某温度时，将0.6molNO和0.8molCO充入2L密闭容器中，发生反应的化学方程式为：，容器中CO物质的量随时间变化关系如图所示： ①反应0~10min内， 。 ②小明同学认为，在该温度下，只要反应足够长的时间一定为0，请你评价他的观点 。 (3)原电池原理去除法 工作原理如图所示： ①电极b为原电池 (填写“正极”或“负极”)。 ②电路中通过0.6mol电子，理论上产生的体积(标准状况)为 L。 (4)催化还原法 将一定比例的和(NO、)混合，以一定的流速通过装有某种催化剂反应器，反应相同时间后测得的去除率随反应温度的变化曲线如图中a曲线所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，试从反应速率的视角解释的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 ；若混合气体中含有少量的，当反应温度高于380℃时，的去除率如图中b曲线所示，b曲线在a曲线下方的原因可能是 。 18．(23-24高一下·江苏扬州·期末)我国力争于2060年前实现碳中和。研发CO2利用的技术成为研究热点。 (1)300℃、催化剂条件下，以1mol CO2和3mol H2为原料，在恒容密闭容器中制备甲醇(CH3OH)过程的能量变化如图所示。 ①CH3OH的结构式为 。 ②写出制备CH3OH的热化学方程式为2CO2+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H= kJ/mol(∆H的数值用“a、b、c”中的字母表示)。 ③判断上述反应已经达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。 A．H2的物质的量浓度保持不变 B．每消耗1mol CO2的同时消耗1mol CH3OH C．混合气体的密度保持不变 (2)在一定条件下，向1L恒容密闭的容器中，充入1mol CO2和4mol H2，发生反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)，测得CO2(g)和CH4(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从3min到8min，v(H2)= mol·L⁻1·min⁻1，平衡时CO2的转化率为 。 ②3min时，v(CO2)正 v(CO2)逆(填“大于”“等于”或“小于”)。 (3)CO2分解产生的CO和O2可作为CO-O2燃料电池的原料，题图为CO-O2燃料电池的构造示意图。X电极的电极反应式为 ，K+向 极迁移(填“X”或“Y”)。 19．(23-24高一下·江苏常州正行中学·期末)按要求完成下列填空。 (1)下列变化过程，属于化学反应且放热的是 。 ①浓稀释  ②酸碱中和反应  ③条与盐酸反应  ④与 ⑤铝热反应  ⑥碳高温条件下还原生成 (2)以为催化剂的光、热化学循环分解反应，为吸收“碳排放”提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示： ①上述过程①中，能量的变化形式是由 转化为 。 ②写出分解生成和的热化学方程式 。 ③CO和作反应物的一种燃料电池，其构造如下图所示，为电池的 (填“正”或“负”)极，向 极移动(填“X”或“Y”)，负极电极反应式为 。 20．(23-24高一下·江苏宿迁·期末)某废水含有铬(Ⅵ)、氰化物等污染物，常用沉淀法、还原法、电化学法处理。 (1)亚硫酸氢钠-石灰乳还原沉淀法 向不同pH的酸性含铬废水中加入等量，使Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)。废水中残留Cr(Ⅵ)与反应时间的关系如图所示。 ①写出将还原为的离子方程式为 。 ②还原反应控制pH为2.5左右的原因是 。 (2)铝还原法 向含Cr(Ⅵ)的酸性溶液中加入一定量的铝粉，充分反应，过滤。研究表明含Cr(Ⅵ)溶液pH偏低，Cr(Ⅵ)的去除率下降，其可能的原因是 。 (3)微生物还原法 某微生物电池还原Cr(Ⅵ)的工作原理如图所示，a电极发生的电极反应式为 。 (4)电化学氧化法 电激发产生和可处理废水中的，其可能反应机理如图所示。 ①反应Ⅰ的离子方程式为 。 ②虚线方框内的过程可描述为 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$