专题05 化学反应与能量(新高考通用)-【好题汇编】2025年高考化学三模试题分类汇编
2025-06-18
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 化学反应的热效应,原电池,化学电源,电解池,金属的电化学腐蚀与防护 |
| 使用场景 | 高考复习-三模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.26 MB |
| 发布时间 | 2025-06-18 |
| 更新时间 | 2025-06-19 |
| 作者 | 木子白水 |
| 品牌系列 | 好题汇编·三模分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52636212.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
学科网(北京)股份有限公司
专题05 化学反应与能量
考点概览
题型一 化学反应的热效应
题型二 电化学综合应用
题型三 新型电池
化学反应的热效应 题型一
1.(2025·北京海淀·三模)苯与液溴反应生成溴苯,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.可作该反应的催化剂
B.总反应的
C.过程②的活化能最大,决定总反应速率的大小
D.为证明该反应为取代反应,可将反应后的气体直接通入溶液
2.(2025·广东深圳·三模)2024年大国重器频频问世,彰显我国科技实力。下列说法正确的是
A.可回收火箭“朱雀三号”燃料燃烧过程涉及化学能转化为热能
B.中国移动“九州”算力光网所用光纤的主要材质为单晶硅
C.“海葵一号”通过分馏进行油气分离仅涉及化学变化
D.核能供汽“和气一号”反应堆轴棒中的与互为同素异形体
3.(2025·四川巴中·三模)的排放来自汽车尾气,研究利用反应 ,用活性炭可对其进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的和一定量的气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示,下列有关说法不正确的是
A.若能测得反应产生,则反应放出的热量为
B.达到平衡后减小活性炭的用量,平衡逆向移动
C.在之间,化学反应速率:
D.使用合适的催化剂,可加快反应,反应的不变
4.(2025·河北衡水·三模)由下列实验得出的结论正确的是
实验
结论
A
设计好的电路在覆铜板上用蜡覆盖后,放到溶液中,未覆盖部分被腐蚀
还原性:
B
常温下,将打磨过的铝片分别浸入到浓硫酸和稀硫酸中,产生氢气的速率:
氧化性:稀硫酸>浓硫酸
C
向粉末中加少量,结块且放热
溶于水属于放热反应
D
向新制氯水中加少量溶液,溶液颜色变浅
加入少量,平衡正向移动
A.A B.B C.C D.D
5.(2025·湖北·三模)东南大学化学化工学院张袁健教授探究Fe—N—C和Co—N—C分别催化H2O2分解的反应机理,部分反应历程如图所示(MS表示吸附在催化剂表面物种;TS表示过渡态):
下列说法错误的是
A.催化效果:催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C
B.Fe—N—C催化:MS1(s)=MS2(s) ΔH=-0.22 eV
C.催化剂Fe—N—C比催化剂Co—N—C的产物更容易脱附
D.Co—N—C和Fe—N—C催化H2O2分解均为吸热反应
6.(2025·北京海淀·三模)二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入密闭容器中,压强为0.1MPa,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数(x)随温度T的变化如下图所示。
已知:①
②
③
下列说法不正确的是
A.与合成反应的热化学方程式:
B.图中b、d分别表示、的变化曲线
C.与合成反应的
D.570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点可能表示
7.(2025·北京房山·三模)下列说法正确的是
A.葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应
B.质量相同的H2O和D2O(重水)所含的电子数相同
C.碳、硫和氮的氧化物都是形成酸雨的主要物质
D.由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
8.(2025·天津河西·三模)化学与科学、技术、环境密切相关,“极地破冰”、“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A.“雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化
B.大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键
C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时化学能转化为热能
D.“祝融号”火星车上采用了新型碳化硅材料:碳化硅晶体为离子晶体
9.(2025·浙江·三模)下列反应的的是
A.铁粉与硫粉反应 B.氯化铵的水解反应
C.软脂酸在人体内的反应 D.双氧水在二氧化锰催化下分解
10.(2025·江苏苏州·三模)一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3,其过程中主要发生如下反应:
I.
Ⅱ.
向恒压密闭容器中充入和,的平衡转化率和的平衡选择性[的选择性]随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.A点时,容器中为0.0625mol
B.反应的
C.平衡转化率由A到B点,可采取的措施为加压或减小
D.使用对反应I催化活性更高的催化剂可提高的实际选择性
11.(2025·天津北辰·三模)丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化图,*表示吸附在催化剂表面的物种,下列有关说法错误的是
A.使用催化剂可以改变反应速率,不能改变反应热
B.该过程中发生了非极性键的断裂与形成
C.在该条件下,所得丙烯为混合物
D.由图可知:
12.(2025·天津河西·三模)下列实验操作和仪器使用正确的是
A.碱式滴定管排气泡
B.蒸馏时的接收装置
C.铁钉上均匀镀锌
D.测中和反应的反应热
A.A B.B C.C D.D
13.(2025·安徽·三模)固体放入真空恒容密闭容器中,加热至一定温度后恒温,发生下列反应
反应①:
反应②:
已知:键和键的键能分别为、(a、b、c均大于零)。平衡时,测得总压为5.0kPa,其中的分压为0.5kPa.则下列说法不正确的是
A.反应②,反应物的总能量低于生成物的总能量
B.平衡时HI的分解率为
C.断开键所需能量约为
D.若开始放入固体的量增大一倍,达到新平衡时总压增大一倍
14.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)乙烯在硫酸催化下与水加成反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.总反应任意温度都能自发进行 B.总反应速率由第①步反应决定
C.过渡态物质中最稳定的是第③步反应过渡态物质 D.乙烯和乙酸反应按照上述机理可生成乙酸乙酯
15.(2025·四川内江·三模)下列实验装置或实验设计不能达到相应实验目的的是
A.蒸干制备胆矾
B.用分水器分出生成的水可提高反应物的转化率
C.用标准溶液测定未知浓度的醋酸溶液
D.测定稀硫酸和溶液发生中和反应的反应热
A.A B.B C.C D.D
电化学综合应用题型二
16.(2025·北京通州·三模)铅酸蓄电池多用于启动和维持汽车用电系统的正常运转,氢氧燃料电池可以连续不断提供电能作为汽车的动力能源。
下列说法正确的是
A.铅酸蓄电池和氢氧燃料电池都属于二次电池
B.氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时,电路中通过的电子数为
C.铅酸蓄电池工作时,硫酸溶液中的向电极移动
D.考虑经济性,铅酸蓄电池的稀硫酸可用稀盐酸代替降低成本
17.(2025·北京西城·三模)铅蓄电池的结构示意图如图,下列关于铅蓄电池的说法正确的是
A.放电时,作负极,向负极方向移动
B.放电时,一段时间后电解质溶液值不变
C.充电时,铅蓄电池负极连接电源正极
D.充电时,阳极的电极反应为
18.(2025·浙江嘉兴·三模)盐酸羟胺可用于合成抗癌药,工业上可采用电化学方法制备,装置、正极反应机理如图所示。
下列有关说法不正确的是
A.该电池的总反应为:
B.上述反应中的X、Y分别为
C.Pt电极上的反应:
D.制取,有通过交换膜
19.(2025·湖南邵阳·三模)下列实验操作能达到相应实验目的的是
A.分离乙醇和乙酸
B.析出深蓝色晶体
C.分离葡萄糖和氯化钠的混合液
D.制作锌铜原电池
A.A B.B C.C D.D
20.(2025·北京西城·三模)下列为常用电化学装置。已知图甲为铅蓄电池,充、放电的总反应为 。图乙为碱性锌锰干电池。下列叙述正确的是
A.铅蓄电池放电时的负极反应为
B.锌锰干电池工作时,向正极方向移动
C.铅蓄电池充电时接电源正极
D.碱性锌锰干电池在使用过程中,不断被氧化,最终电池失效
21.(2025·河南新乡·三模)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式书写正确的是
A.锅炉中的水垢用纯碱溶液浸泡:
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
C.向氨水中滴加少量硫酸铜溶液:
D.过量铁粉与稀硝酸反应:
22.(2025·广西·三模)一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料,以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质,电池总反应为:。下列说法不正确的是
A.该有机高聚物的单体为:
B.充电时,锌所在的电极与电源的负极相连
C.放电时,移向锌膜
D.放电时,负极电极反应式为:
23.(2025·江苏苏州·三模)利用下图装置进行“铁件镀铜”实验,观察到阴极表面产生无色气体,一段时间后,气体减少,表面有红色固体,经检验,电解液中有Fe2+。下列分析或说法不正确的是
A.阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e-=H2↑
B.Cu覆盖在Fe电极表面,导致气体减少
C.电镀完成后,阳极减少的质量等于阴极增加的质量
D.向电解后的溶液中滴加KSCN溶液,不会变成血红色
24.(2025·湖北黄冈·三模)在新材料工业中,己内酰胺是生产尼龙-6和聚酰胺的关键原料。利用氮氧化物(NOx)和环己酮、乙二醇(EG)进行电化学还原偶联反应以合成己内酰胺是一种有前景的绿色合成途径(装置及物质转化示意图如下),同时得到副产品乙醇酸(GA)。当得到1mol GA时,下列说法正确的是
A.m为电源负极,电流从n极出发,经外电路回到m极
B.EG转化为GA反应式为:HOCH2-CH2OH-4e-+H2O=HOCH2-COOH+4H+
C.NO在电极上会先转化为NH2OH的电极反应是:NO-4e-+4H2O=NH2OH+5OH-
D.若两电极间增加质子交换膜,当阴极电流效率为0.8时,则阴极室质量减少5 g
25.(2025·湖南邵阳·三模)电化学合成是对环境友好的合成方法,以对硝基苯甲酸()为原料,采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸()的装置如图。下列说法正确的是
A.N电极电势高于M电极电势
B.该离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解一段时间后,阳极室的pH不变
D.若直流电源用铅酸蓄电池,则每生成0.1mol对氨基苯甲酸,铅酸蓄电池负极质量增加28.8g
26.(2025·四川巴中·三模)采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下,下列说法正确的是
已知:中性红NR:,:
A.若用铜锌原电池进行电解,a极接铜锌原电池的板
B.电解时,极的电极反应式为:
C.装置中离子交换膜为阴离子交换膜
D.左储液罐发生反应的离子方程式为:
27.(2025·北京大兴·三模)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的NaOH溶液
C.电极B的电极反应式为:
D.与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压,减少能耗
28.(2025·广东汕头·三模)生活中许多现象与电化学原理密切相关,下列说法正确的是
A.铜板打上铁铆钉后,铜板更易被腐蚀
B.用“保暖贴”取暖,铁做负极发生吸氧腐蚀,放出热量
C.保护水中的钢闸门,应将其与电源正极连接
D.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁强
29.(2025·广东深圳·三模)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
淀粉水解产生果糖
米饭在口腔中越嚼越甜
B
受热易分解
加热可除去中的
C
的熔点比低
业上电解熔融冶炼铝
D
Zn的金属性比Fe强
在钢制船壳上镶嵌锌块能减缓船体的腐蚀
A.A B.B C.C D.D
30.(2025·辽宁沈阳·三模)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,下列说法中错误的是
A.通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零
B.验证金属锌保护铁
C.熔融纯碱
D.提纯氢氧化铝胶体
A.A B.B C.C D.D
新型电池题型三
31.(2025·安徽合肥·三模)下图为一种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池示意图,放电时a极生成偶氮苯()。下列有关说法正确的是
A.放电时电极a为正极
B.充电时和由左向右移动
C.放电时每生成偶氮苯,外电路转移
D.充电时极的电极反应为:
32.(2025·安徽·三模)液流电池具有使用寿命长、储能规模大、深度放电、安全性高等优点,它广泛应用于储能领域。钒液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电池在放电时,电解液中由Ⅰ室通过交换膜移向Ⅱ室
B.充电时电极M发生的电极反应为
C.在硫酸溶液中用草酸还原制备电解液,反应的离子方程式为
D.采用电解溶液可以制得五价钒离子电解液和三价钒离子电解液:阴极发生的电极反应为
33.(2025·河北石家庄·三模)我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂正极材料。当电池充电至和时,在正极材料中分别检测到和,至充电结束时正极未检测到其他形态的物质。下列说法错误的是
A.充电过程中的电势高于
B.放电时,固体电解质中的质量分数不变
C.放电时,正极存在电极反应式:
D.充电时,正极有和生成时,负极质量增加
34.(2025·湖南·三模)银锌蓄电池是一种新型的碱性蓄电池,其工作原理为。下列相关说法正确的是
A.放电时,仅Ag被还原
B.放电时,电解质溶液的碱性减弱
C.充电时,阳极的电极反应式为
D.银锌蓄电池的电解质溶液可能是KOH的水溶液
35.(2025·河南·三模)硼氢化合物燃料电池实现了发电和制氢的同步,其原理如图所示。下列叙述错误的是
A.交换膜M为阴离子交换膜
B.a极电势高于b极电势
C.b极反应式为
D.标准状况下a极生成11.2LH2,时,有0.125mol被还原
36.(2025·北京海淀·三模)一种新型短路膜电池分离装置如下图所示。下列说法中正确的是
A.负极反应为:
B.正极反应消耗,理论上需要转移4mol电子
C.该装置用于空气中的捕获,最终由出口A流出
D.短路膜和常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子
37.(2024·湖南长沙·三模)华中科技大学武汉国家光电研究中心孙永明教授课题组利用一种“蓝”石墨电极(基固态电解质界面膜),实现了锂离子电池的极速充电和长循环寿命,工作原理如下图所示。下列说法正确的是
A.充电时,通过固态电解质向N极移动
B.放电时,M极的电极电势比N极高
C.充电时,M极发生的电极反应为
D.当电路中通过电子时,理论上两电极的质量变化差为
38.(2024·安徽·三模)近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池,其工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的解离为和,并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A.催化电极上的电势比锌电极上的高
B.负极区的反应式为
C.“双极膜”中间层中的在电场作用下移向催化电极
D.催化电极表面产生时,锌电极质量会减少
39.(2025·湖北襄阳·三模)我国科学家发明了一种Zn-MnO2可充电电池,其工作原理如图,下列说法错误的是
A.放电时二氧化锰电极发生还原反应,二氧化锰被还原
B.放电时,当电路中转移0.2 mol电子时,正极区溶液质量增加8.7 g
C.电池左侧为阴离子交换膜,右侧为阳离子交换膜
D.放电时,电池总反应为:Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
40.(2025·贵州铜仁·三模)锌-空气二次电池具有性能高、寿命长的可充电等优点,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电过程中,b极的电极电势高于a极的电极电势
B.放电过程中,OH-由b极区向a极区迁移
C.充电过程中,a极的电极反应为:[Zn(OH)4]2-+ 2e-=Zn +4OH-
D.充电过程中,a、b电极附近溶液pH均不变
试卷第1页,共3页
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专题05 化学反应与能量
考点概览
题型一 化学反应的热效应
题型二 电化学综合应用
题型三 新型电池
化学反应的热效应 题型一
1.(2025·北京海淀·三模)苯与液溴反应生成溴苯,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.可作该反应的催化剂
B.总反应的
C.过程②的活化能最大,决定总反应速率的大小
D.为证明该反应为取代反应,可将反应后的气体直接通入溶液
【答案】D
【详解】A.苯与液溴反应时,能降低反应的活化能,加快反应速率,可作该反应的催化剂,A正确;
B.由能量变化示意图可知,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,总反应的,B正确;
C.在多步反应中,活化能最大的步骤决定总反应速率,过程②的活化能最大,所以决定总反应速率的大小,C正确;
D.液溴具有挥发性,反应后的气体中含有,也能与溶液反应生成浅黄色沉淀,干扰的检验,不能将反应后的气体直接通入溶液证明该反应为取代反应,D错误;
故答案选D。
2.(2025·广东深圳·三模)2024年大国重器频频问世,彰显我国科技实力。下列说法正确的是
A.可回收火箭“朱雀三号”燃料燃烧过程涉及化学能转化为热能
B.中国移动“九州”算力光网所用光纤的主要材质为单晶硅
C.“海葵一号”通过分馏进行油气分离仅涉及化学变化
D.核能供汽“和气一号”反应堆轴棒中的与互为同素异形体
【答案】A
【详解】A.燃料燃烧是化学反应(如火箭燃料中的氧化反应),此过程释放热量,将化学能转化为热能,A正确;
B.光纤的主要材质是二氧化硅,而非单晶硅。单晶硅主要用于半导体器件(如芯片),B错误;
C.分馏是利用混合物中各组分沸点不同进行分离的物理过程(如原油分离),没有新物质生成,属于物理变化,C错误;
D.同素异形体指同种元素组成的不同单质(如金刚石和石墨)。与是铀元素的同位素(质子数相同,中子数不同),而非同素异形体,D错误;
故选A。
3.(2025·四川巴中·三模)的排放来自汽车尾气,研究利用反应 ,用活性炭可对其进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的和一定量的气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示,下列有关说法不正确的是
A.若能测得反应产生,则反应放出的热量为
B.达到平衡后减小活性炭的用量,平衡逆向移动
C.在之间,化学反应速率:
D.使用合适的催化剂,可加快反应,反应的不变
【答案】B
【详解】A.物质的量为,反应产生放热,产生放热,物质的量为,反应放出热量为,A正确;
B.活性炭是固体,固体的量的改变不影响平衡移动,B错误;
C.在之间,转化率在减小,说明反应逆向进行,所以,C正确;
D.催化剂可加快反应速率,但不改变反应的,D正确;
故选B。
4.(2025·河北衡水·三模)由下列实验得出的结论正确的是
实验
结论
A
设计好的电路在覆铜板上用蜡覆盖后,放到溶液中,未覆盖部分被腐蚀
还原性:
B
常温下,将打磨过的铝片分别浸入到浓硫酸和稀硫酸中,产生氢气的速率:
氧化性:稀硫酸>浓硫酸
C
向粉末中加少量,结块且放热
溶于水属于放热反应
D
向新制氯水中加少量溶液,溶液颜色变浅
加入少量,平衡正向移动
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.根据题意,发生的反应为:,体现Cu的还原性大Fe2+,而非 ,A 错误;
B.常温下,浓H2SO4使Al钝化(表面生成致密氧化膜,阻止反应),稀H2SO4与Al反应生成H2。速率差异是 “钝化” 导致,而非氧化性,浓H2SO4氧化性远强于稀H2SO4,B错误;
C.向Na2CO3粉末中加少量H2O,Na2CO3与H2O结合成Na2CO3·xH2O,不是溶解,C错误;
D.NaHCO3与HCl反应,消耗HCl,平衡正向移动,Cl2浓度降低,溶液颜色变浅,D正确;
故选D。
5.(2025·湖北·三模)东南大学化学化工学院张袁健教授探究Fe—N—C和Co—N—C分别催化H2O2分解的反应机理,部分反应历程如图所示(MS表示吸附在催化剂表面物种;TS表示过渡态):
下列说法错误的是
A.催化效果:催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C
B.Fe—N—C催化:MS1(s)=MS2(s) ΔH=-0.22 eV
C.催化剂Fe—N—C比催化剂Co—N—C的产物更容易脱附
D.Co—N—C和Fe—N—C催化H2O2分解均为吸热反应
【答案】B
【分析】反应起始于,此时的相对能量设为基准0;在催化剂(或)表面发生吸附,形成吸附在催化剂表面的物种;从图中可知,这一过程能量降低,形成时,相对能量在-2到-1之间(具体数值因催化剂不同有差异),说明该吸附过程是放热过程,降低了体系能量;进一步反应,需要克服一定能量障碍达到过渡态;这一过程中能量升高,对于和催化剂,升高的能量数值不同(对应不同的活化能);对应的活化能低于,意味着催化时此步反应更容易进行;从过渡态转化为,能量降低,说明这也是一个放热过程;继续反应转化为(产物、吸附在催化剂表面),此过程能量变化情况在图中体现为又一次能量变化,且最终的能量情况与催化剂相关 ,如催化时能量相对较高,更易脱附;总体而言,整个反应历程中,在催化剂表面通过吸附、克服活化能、逐步转化等过程,最终生成产物和,不同催化剂影响反应的活化能和中间态能量,进而影响反应速率和产物脱附等情况。
【详解】A.从图像中可以看到,使用催化剂时反应的活化能低于使用催化剂时的活化能;在化学反应里,活化能越低,反应越容易进行,催化效果也就越好;所以催化剂的催化效果高于催化剂,A正确;
B.催化,图中给出了到放出能量为1.86eV-1.64eV=0.22 eV ,则 ,B错误;
C.由图像可知,催化时(、)的能量比催化时的能量更高;在化学中,物质的能量越高越不稳定,不稳定的物质其产物就更容易脱附;所以催化剂比催化剂的产物更容易脱附,C正确;
D.因为催化剂只能改变反应的活化能,不能改变反应的热效应,Co—N—C和Fe—N—C催化H2O2分解均为吸热反应,D正确;
综上,答案是B。
6.(2025·北京海淀·三模)二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入密闭容器中,压强为0.1MPa,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数(x)随温度T的变化如下图所示。
已知:①
②
③
下列说法不正确的是
A.与合成反应的热化学方程式:
B.图中b、d分别表示、的变化曲线
C.与合成反应的
D.570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点可能表示
【答案】C
【分析】已知:①;②;③;由盖斯定律可知,①×6-②-4×③可得,,将和按物质的量之比1:3加入VL的密闭容器中,发生反应,升高温度,平衡逆向移动,和的物质的量增大,由系数关系可知,曲线a表示的物质的量分数随温度变化,曲线b表示的物质的量分数随温度变化,曲线c表示的物质的量分数随温度变化,曲线d表示的物质的量分数随温度变化。
【详解】A.已知:①;②;③;由盖斯定律可知,①×6-②-4×③可得,,A正确;
B.由分析可知,图中b、d分别表示、的变化曲线,B正确;
C.由A可知,反应是放热反应,升高温度K值减小,则,C错误;
D.曲线d表示的物质的量分数随温度变化,是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,的物质的量分数增大,则570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数,D正确;
故选C。
7.(2025·北京房山·三模)下列说法正确的是
A.葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应
B.质量相同的H2O和D2O(重水)所含的电子数相同
C.碳、硫和氮的氧化物都是形成酸雨的主要物质
D.由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
【答案】A
【详解】A.葡萄糖氧化生成CO2和H2O是细胞呼吸(有氧呼吸)过程或者葡萄糖在氧气中燃烧的过程,该过程释放能量,是放热反应,A正确;
B.H2O和D2O(重水)摩尔质量不同,质量相同的二者物质的量不同,1个H2O和1个D2O都含10个电子,但物质的量不同则电子数不同,B错误;
C.形成酸雨的主要物质是硫和氮的氧化物,碳的氧化物(如CO2)不是形成酸雨的主要物质,C错误;
D.氨基乙酸形成二肽时,两个氨基乙酸脱水缩合,二肽中存在1个氨基和1个羧基(两端),D错误;
故答案为:A。
8.(2025·天津河西·三模)化学与科学、技术、环境密切相关,“极地破冰”、“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A.“雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化
B.大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键
C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时化学能转化为热能
D.“祝融号”火星车上采用了新型碳化硅材料:碳化硅晶体为离子晶体
【答案】C
【详解】A.破冰过程只是水的状态发生改变(从固态变为液态等),没有新物质生成,属于物理变化,不是化学变化,故A错误;
B.天然气液化是气态变为液态,只是分子间距离改变,分子内的化学键没有变化,没有形成新的化学键,属于物理变化,故B错误;
C.液氧煤油发动机燃烧时,发生化学反应,化学能转化为热能,为火箭提供动力,故C正确;
D.碳化硅晶体中,原子之间通过共价键结合,属于共价晶体,不是离子晶体,故D错误;
故选C。
9.(2025·浙江·三模)下列反应的的是
A.铁粉与硫粉反应 B.氯化铵的水解反应
C.软脂酸在人体内的反应 D.双氧水在二氧化锰催化下分解
【答案】B
【详解】A.铁粉与硫粉反应为放热反应,A错误;
B.氯化铵的水解反应为吸热反应,B正确;
C.软脂酸在人体内的反应为放热反应,C错误;
D.双氧水在二氧化锰催化下分解为放热反应,D错误;
故选B。
10.(2025·江苏苏州·三模)一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3,其过程中主要发生如下反应:
I.
Ⅱ.
向恒压密闭容器中充入和,的平衡转化率和的平衡选择性[的选择性]随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.A点时,容器中为0.0625mol
B.反应的
C.平衡转化率由A到B点,可采取的措施为加压或减小
D.使用对反应I催化活性更高的催化剂可提高的实际选择性
【答案】A
【详解】A.反应状态达A点时,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性均为25%,根据的选择性可得:25%,故反应状态达A点时,容器中n(CH3OCH3)为0.03125mol,A错误;
B.由题干信息可知反应Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1=-122.5kJ•mol-1,反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ•mol-1,由2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)=I-2×Ⅱ可得,ΔH=(-122.5-2×41.2)kJ•mol-1=-204.9kJ•mol-1,B正确;
C.由反应方程式可知,增大压强反应平衡正向移动,CO2平衡转化率增大,减小即增大H2的用量,则CO2的平衡转化率增大,即加压或减小均可实现平衡转化率由A到B点,C正确;
D.使用对反应I催化活性更高的催化剂即可加快反应I的速率,从而提高的实际选择性,D正确;
故答案为:A。
11.(2025·天津北辰·三模)丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化图,*表示吸附在催化剂表面的物种,下列有关说法错误的是
A.使用催化剂可以改变反应速率,不能改变反应热
B.该过程中发生了非极性键的断裂与形成
C.在该条件下,所得丙烯为混合物
D.由图可知:
【答案】B
【分析】从能量图可知,,但整个过程需经历多步逐次断键、成键的过程,据此信息解答。
【详解】A.使用催化剂可以改变反应速率,但是催化剂不能改变反应热,A正确;
B.该反应过程中,碳骨架由C-C-C变为C-C=C,该反应过程中未发生碳碳键的断裂,只发生了C-H的断裂,所以未发生非极性键的断裂,B错误;
C.由图可知,丙烷脱氢生成丙烯的过程中生成了氢气,所以所得丙烯为混合物,C正确;
D.由图可知:,D正确;
故选B。
12.(2025·天津河西·三模)下列实验操作和仪器使用正确的是
A.碱式滴定管排气泡
B.蒸馏时的接收装置
C.铁钉上均匀镀锌
D.测中和反应的反应热
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.如图所示为碱式滴定管,碱式滴定管中排气泡的方法:将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出,从而使溶液充满尖嘴,排出气泡,A正确;
B.尾接管接入的锥形瓶不能为密闭体系,B错误;
C.铁钉上均匀镀锌,则镀层金属为阳极、镀件为阴极,且使用含有镀层金属离子的电解液,不应该使用稀硫酸,C错误;
D.为了准确测定中和反应反应热,需要使用环形玻璃搅拌器,使溶液混合均匀,从而加快反应速度,确保测量结果的准确性,铁导热性强,不能使用铁丝搅拌,D错误;
故选A。
13.(2025·安徽·三模)固体放入真空恒容密闭容器中,加热至一定温度后恒温,发生下列反应
反应①:
反应②:
已知:键和键的键能分别为、(a、b、c均大于零)。平衡时,测得总压为5.0kPa,其中的分压为0.5kPa.则下列说法不正确的是
A.反应②,反应物的总能量低于生成物的总能量
B.平衡时HI的分解率为
C.断开键所需能量约为
D.若开始放入固体的量增大一倍,达到新平衡时总压增大一倍
【答案】D
【详解】A.反应②,为吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量,故A正确。
B.已知“平衡时,的分压为0.5kPa”,则I2的分压为0.5kPa,反应②分解的HI分压为1kPa.因此,设分解得到的分压为,则平衡时HI的分压为。则可得:平衡时总压,解得。所以,平衡时HI得分分解率为 ,故B正确;
C.反应②,则断开键所需能量约为,故C正确。
D.体系恒温,反应①的平衡常数不变,所以总压保持恒定,故D错误;
故选D。
14.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)乙烯在硫酸催化下与水加成反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.总反应任意温度都能自发进行 B.总反应速率由第①步反应决定
C.过渡态物质中最稳定的是第③步反应过渡态物质 D.乙烯和乙酸反应按照上述机理可生成乙酸乙酯
【答案】A
【分析】根据能量与反应进程图,第①步是吸热反应,且活化能最大,第②步是放热反应,第③步是放热反应,总反应的化学方程式为,总反应为放热反应,据此答题。
【详解】A.总反应的,由的反应能自发进行知,总反应在低温下能自发进行,高温下不能自发进行,A错误;
B.图中第①步反应的活化能最大,反应速率最慢,总反应的速率由其决定,B正确;
C.能量与反应进程图中,第②步反应过渡态物质能量比第③步反应过渡态物质能量高,能量越低的物质其稳定性越强,因此第③步反应过渡态物质更稳定,C正确;
D.按照上述机理,乙烯可先生成乙醇,然后乙醇和乙酸反应可生成乙酸乙酯,D正确;
故选A。
15.(2025·四川内江·三模)下列实验装置或实验设计不能达到相应实验目的的是
A.蒸干制备胆矾
B.用分水器分出生成的水可提高反应物的转化率
C.用标准溶液测定未知浓度的醋酸溶液
D.测定稀硫酸和溶液发生中和反应的反应热
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.胆矾受热易失去结晶水,故应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法制备,不能直接蒸干,A错误;
B.酯化反应是可逆的,可采用分离出水的方法使平衡正向移动,提高反应物的转化率,B正确;
C.氢氧化钠溶液应装在碱式滴定管中,使用聚四氟乙烯活塞,可防止活塞粘连,C正确;
D.测定中和反应的反应热时,内筒与外壳之间增加隔热层,两杯口与杯盖齐平,使用环形玻璃搅拌棒,都能很好地起到保温作用,D正确;
故答案选A。
电化学综合应用题型二
16.(2025·北京通州·三模)铅酸蓄电池多用于启动和维持汽车用电系统的正常运转,氢氧燃料电池可以连续不断提供电能作为汽车的动力能源。
下列说法正确的是
A.铅酸蓄电池和氢氧燃料电池都属于二次电池
B.氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时,电路中通过的电子数为
C.铅酸蓄电池工作时,硫酸溶液中的向电极移动
D.考虑经济性,铅酸蓄电池的稀硫酸可用稀盐酸代替降低成本
【答案】C
【详解】A.铅酸蓄电池是可充电电池,属于二次电池,氢氧燃料电池需要补充燃料才能继续工作,不属于二次电池,A错误;
B.题目没有表明是在标准状况下,无法通过气体体积计算转移的电子数,B错误;
C.铅酸蓄电池工作时,为正极,硫酸溶液中的向正电极移动,C正确;
D.盐酸中的Cl-会与Pb反应生成PbCl2沉淀覆盖在电极表面,导致电池内阻增加,且Cl-可能被氧化生成氯气,氯气会破坏电池结构,因此铅酸蓄电池的稀硫酸不可用稀盐酸代替,D错误;
故选C。
17.(2025·北京西城·三模)铅蓄电池的结构示意图如图,下列关于铅蓄电池的说法正确的是
A.放电时,作负极,向负极方向移动
B.放电时,一段时间后电解质溶液值不变
C.充电时,铅蓄电池负极连接电源正极
D.充电时,阳极的电极反应为
【答案】D
【分析】放电时,铅是铅蓄电池的负极,硫酸根离子作用下铅在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铅,二氧化铅是正极,酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水,电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;充电时,铅蓄电池负极连接电源的负极做阴极,正极连接电源正极做阳极。
【详解】A.由分析可知,铅是铅蓄电池的负极,溶液中氢离子向正极移动,故A错误;
B.由分析可知,电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,则放电时,一段时间后,溶液中硫酸溶液浓度减小,电解质溶液pH值增大,故B错误;
C.由分析可知,充电时,铅蓄电池负极连接电源的负极做阴极,故C错误;
D.由分析可知,充电时,正极连接电源正极做阳极,水分子作用下,硫酸铅在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化铅、氢离子和硫酸根离子,电极反应式为,故D正确;
故选D。
18.(2025·浙江嘉兴·三模)盐酸羟胺可用于合成抗癌药,工业上可采用电化学方法制备,装置、正极反应机理如图所示。
下列有关说法不正确的是
A.该电池的总反应为:
B.上述反应中的X、Y分别为
C.Pt电极上的反应:
D.制取,有通过交换膜
【答案】D
【分析】由图可知,含铁的催化电极为原电池的正极,盐酸作用下一氧化氮在正极得到电子发生还原反应生成盐酸羟胺,电极反应式为NO+3e-+4H+=NH3OH+,铂电极为负极,氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子,电极反应式为H2-2e-=2H+,原电池工作时氢离子通过氢离子交换膜由负极区进入正极区。
【详解】A.将正极反应式×2+负极反应式×3得:2NO+3H2+2H+=2NH3OH+,化学方程式为2NO+3H2+2HCl=2NH2OH·HCl,故A正确;
B.Y为反应机理最终产物,故Y为盐酸羟胺的阳离子NH3OH+,分析正极反应机理,结合元素守恒可以判断X为氢离子H+,故B正确;
C.由分析,铂电极为负极,氢分子失去电子生成氢离子,正确的电极反应式为H2-2e-=2H+,故C正确;
D.根据分析中正极电极反应式,消耗1mol NO,制取,得到3mol电子,消耗4molH+,根据分析中的负极电极反应式,失去3mol电子,生成3molH+,则有3mol H+通过交换膜,故D错误;
故答案为D。
19.(2025·湖南邵阳·三模)下列实验操作能达到相应实验目的的是
A.分离乙醇和乙酸
B.析出深蓝色晶体
C.分离葡萄糖和氯化钠的混合液
D.制作锌铜原电池
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.乙醇和乙酸互溶,不能用分液进行分离,A错误;
B.向铜氨溶液中加入乙醇,能够降低水分子的极性,有利于析出晶体,B正确;
C.葡萄糖(小分子有机物)和NaCl 溶液中离子均可透过透过半透膜,不能用渗析分离,C错误;
D.铜锌原电池中,Zn应放入ZnSO4溶液中,Cu放入CuSO4溶液中,D错误;
故答案为:B。
20.(2025·北京西城·三模)下列为常用电化学装置。已知图甲为铅蓄电池,充、放电的总反应为 。图乙为碱性锌锰干电池。下列叙述正确的是
A.铅蓄电池放电时的负极反应为
B.锌锰干电池工作时,向正极方向移动
C.铅蓄电池充电时接电源正极
D.碱性锌锰干电池在使用过程中,不断被氧化,最终电池失效
【答案】C
【详解】A.铅酸蓄电池电解质溶液为稀硫酸,硫酸铅为难溶物,故负极反应为,A错误;
B.锌锰干电池工作时,向负极方向移动,B错误;
C.为正极,发生还原反应,充电时,发生氧化反应,为阳极,故与电源正极相连,C正确;
D.为正极,被还原,D错误;
故答案选C。
21.(2025·河南新乡·三模)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式书写正确的是
A.锅炉中的水垢用纯碱溶液浸泡:
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:
C.向氨水中滴加少量硫酸铜溶液:
D.过量铁粉与稀硝酸反应:
【答案】C
【详解】A.锅炉中的水垢用纯碱溶液浸泡,发生沉淀的转化:,A项错误;
B.铅酸蓄电池充电时的阳极发生氧化反应,阳极反应式为,B项错误;
C.向氨水中滴加少量硫酸铜溶液生成四氨合铜离子和水,离子方程式为,C项正确;
D.过量铁粉与稀硝酸的反应产物应该为,离子方程式为,D项错误;
故选C。
22.(2025·广西·三模)一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料,以吸收溶液的有机高聚物为固态电解质,电池总反应为:。下列说法不正确的是
A.该有机高聚物的单体为:
B.充电时,锌所在的电极与电源的负极相连
C.放电时,移向锌膜
D.放电时,负极电极反应式为:
【答案】C
【分析】由电池总反应,放电时锌失去电子发生氧化反应,锌膜为负极,则碳纳米管为正极;
【详解】
A.有机高聚物的结构片段发现可知,是加成聚合产物,合成有机高聚物的单体是:,故A正确;
B.充电时,Zn所在电极为阴极,与电源的负极相连,故B正确;
C.放电时,阳离子向正极移动,锌膜为负极,故C错误;
D.放电时,Zn为负极失去电子发生氧化反应,结合总反应其电极反应式为:,故D正确。
故选C。
23.(2025·江苏苏州·三模)利用下图装置进行“铁件镀铜”实验,观察到阴极表面产生无色气体,一段时间后,气体减少,表面有红色固体,经检验,电解液中有Fe2+。下列分析或说法不正确的是
A.阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e-=H2↑
B.Cu覆盖在Fe电极表面,导致气体减少
C.电镀完成后,阳极减少的质量等于阴极增加的质量
D.向电解后的溶液中滴加KSCN溶液,不会变成血红色
【答案】C
【分析】由题干图示信息可知,Cu作阳极,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,Fe作阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,经检验,电解液中有Fe2+,说明阴极上有Cu析出可于Fe形成局部原电池反应,正极反应为:2H++2e-=H2↑,负极反应为:Fe-2e-=Fe2+,则Cu覆盖Fe表面越多,该电池反应越弱,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e-=H2↑,A正确;
B.由题干信息可知,一段时间后,气体减少,表面有红色固体,即Cu覆盖在Fe电极表面,导致气体减少,B正确;
C.由分析可知,阳极电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,根据电子守恒可知,电镀完成后,阳极减少的质量大于阴极增加的质量,C错误;
D.由题干信息可知,电解液中有Fe2+,故向电解后的溶液中滴加KSCN溶液,不会变成血红色,D正确;
故答案为:C。
24.(2025·湖北黄冈·三模)在新材料工业中,己内酰胺是生产尼龙-6和聚酰胺的关键原料。利用氮氧化物(NOx)和环己酮、乙二醇(EG)进行电化学还原偶联反应以合成己内酰胺是一种有前景的绿色合成途径(装置及物质转化示意图如下),同时得到副产品乙醇酸(GA)。当得到1mol GA时,下列说法正确的是
A.m为电源负极,电流从n极出发,经外电路回到m极
B.EG转化为GA反应式为:HOCH2-CH2OH-4e-+H2O=HOCH2-COOH+4H+
C.NO在电极上会先转化为NH2OH的电极反应是:NO-4e-+4H2O=NH2OH+5OH-
D.若两电极间增加质子交换膜,当阴极电流效率为0.8时,则阴极室质量减少5 g
【答案】B
【分析】由图可知,左侧乙二醇发生氧化反应生成羟基乙酸,故左侧为阳极,电极反应为,右侧电极是阴极,在电极上会先转化为,与环己酮反应生成己内酰胺,据此解答。
【详解】A.由分析可知,左侧为阳极,则m为电源正极,n为电源负极,电流从m极出发,经外电路回到n极,A错误;
B.由分析可知,乙二醇发生氧化反应生成羟基乙酸,电极反应为:,B正确;
C.在电极上发生得电子的还原反应转化为,电极反应为,C错误;
D.若两电极间增加质子交换膜,则将通过质子交换膜向右侧移动,当得到1mol GA时,转移,有进入阴极室(质量增加4g),阴极的电流效率为0.8,有电子用于发生副反应:(质量减少0.8g),故阴极区质量共增加3.2g,D错误;
故选B。
25.(2025·湖南邵阳·三模)电化学合成是对环境友好的合成方法,以对硝基苯甲酸()为原料,采用惰性电极电解法合成对氨基苯甲酸()的装置如图。下列说法正确的是
A.N电极电势高于M电极电势
B.该离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解一段时间后,阳极室的pH不变
D.若直流电源用铅酸蓄电池,则每生成0.1mol对氨基苯甲酸,铅酸蓄电池负极质量增加28.8g
【答案】D
【分析】
根据图示,N电极I2得电子发生还原反应生成I-,N是阴极,则直流电源b为负极、a为正极,电解池M极为阳极,M极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,生成的总反应为,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,N为阴极,M为阳极,故N电极电势低于M电极电势,A错误;
B.由题干分析可知,M为阳极,反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,生成对氨基苯甲酸的反应消耗H+,且阳离子移向阴极区,故该离子交换膜为阳离子交换膜,B错误;
C.由分析可知,M极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,则电解一段时间后,阳极室的pH减小,C错误;
D.由分析可知,每生成0.1mol对氨基苯甲酸,电路上转移0.6mol电子,若直流电源用铅酸蓄电池,则铅酸蓄电池负极反应式为:Pb-2e-+=PbSO4(s),故质量增加=28.8g,D正确;
故答案为:D。
26.(2025·四川巴中·三模)采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下,下列说法正确的是
已知:中性红NR:,:
A.若用铜锌原电池进行电解,a极接铜锌原电池的板
B.电解时,极的电极反应式为:
C.装置中离子交换膜为阴离子交换膜
D.左储液罐发生反应的离子方程式为:
【答案】D
【分析】由图可知,装置中a极与转化为和,N元素化合价升高,发生氧化反应,所以a为阳极,与直流电源正极相连。电极为阴极,与直流电源负极相连,在阴极得到电子发生还原反应生成。
【详解】A.a极是阳极,应接原电池的正极,铜锌原电池中是负极,故A错误;
B.电极为阴极,水分子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成,电极反应式为,故B错误;
C.由b电极的电极反应式可知,溶液中氢氧根浓度增大,要保持溶液中电荷守恒,需要将电极产生的阳离子转移到极区,则装置中离子交换膜为阳离子交换膜,故C错误;
D.由a电极的电极反应式可知,反应物需要碳酸氢根,左储液罐需要产生碳酸氢根供给,则左储液罐发生反应的离子方程式为,故D正确;
故选D。
27.(2025·北京大兴·三模)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降低能耗,下列说法不正确的是
A.电极A接电源正极,发生氧化反应
B.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的NaOH溶液
C.电极B的电极反应式为:
D.与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压,减少能耗
【答案】C
【分析】在电极A上,氯离子放电生成氯气,发生氧化反应,为阳极;电极B上氧气放电生成氢氧根离子,发生还原反应,为阴极;钠离子从阳极区向阴极区移动,离子交换膜为阳离子交换膜,据此解答;
【详解】A.由分析知,电极A为阳极,接电源正极,发生氧化反应,A正确;
B.由分析知,离子交换膜为阳离子交换膜,钠离子移向右室,氧气放电生成氢氧根离子,获得浓度较高的NaOH溶液,B正确;
C.电极B上的氧气放电生成氢氧根离子,电极反应式为:,C错误;
D.与传统的电解饱和食盐水对比,氧气更容易在阴极放电,从而能降低电解电压,减少能耗,D正确;
故选C。
28.(2025·广东汕头·三模)生活中许多现象与电化学原理密切相关,下列说法正确的是
A.铜板打上铁铆钉后,铜板更易被腐蚀
B.用“保暖贴”取暖,铁做负极发生吸氧腐蚀,放出热量
C.保护水中的钢闸门,应将其与电源正极连接
D.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁强
【答案】B
【详解】A.铜板打上铁铆钉后,金属性强于铜的铁做负极,则铁铆钉更易被腐蚀,故A错误;
B.“保暖贴”内含铁粉、碳、氯化钠,取暖时,铁做原电池的负极发生吸氧腐蚀,放出热量,故B正确;
C.保护水中的钢闸门时,应将钢闸门与电源负极连接做电解池的阴极被保护,故C错误;
D.生铁中含有碳能与铁在潮湿的空气中形成原电池,铁做负极被损耗,所以生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱,故D错误;
故选B。
29.(2025·广东深圳·三模)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
淀粉水解产生果糖
米饭在口腔中越嚼越甜
B
受热易分解
加热可除去中的
C
的熔点比低
业上电解熔融冶炼铝
D
Zn的金属性比Fe强
在钢制船壳上镶嵌锌块能减缓船体的腐蚀
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.淀粉水解产生葡萄糖,所以米饭在口腔中越嚼越甜,A错误;
B.受热易分解,正确,但加热可除去中的错误,因为加热也分解,B错误;
C.的熔点比低,正确,但是是分子晶体,所以工业上不能用电解熔融冶炼铝,C错误;
D.在钢制船壳上镶嵌锌块,因为Zn的金属性比Fe强,所以Zn为负极,Fe为正极,能减缓船体的腐蚀,D正确;
故选D。
30.(2025·辽宁沈阳·三模)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,下列说法中错误的是
A.通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零
B.验证金属锌保护铁
C.熔融纯碱
D.提纯氢氧化铝胶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.由图可知,该金属防护法为外加直流电源的阴极保护法,钢制管桩与直流电源的负极a极相连,做电解池的阴极,高硅铸铁与直流电源正极b极相连,做阳极,通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩,使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零,A不符合题意;
B.Fe2+和K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,但实验中的蓝色沉淀可能是K3[Fe(CN)6]把单质铁氧化得到的,无法验证金属锌保护铁,正确的做法时:一段时间后,用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液与试管中,再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,观察试管中溶液颜色的变化,B符合题意;
C.陶瓷坩埚中含二氧化硅,在高温下能和碳酸钠反应,碳酸钠不与铁反应,故熔化纯碱应选用铁坩埚,C不符合题意;
D.胶体粒子不能通过半透膜,铝离子和氯离子能通过半透膜;故可以用渗析法除去氢氧化铝胶体中的杂质氯化铝,D不符合题意;
故选B。
新型电池题型三
31.(2025·安徽合肥·三模)下图为一种具有质子“摇椅”机制的水系镍有机电池示意图,放电时a极生成偶氮苯()。下列有关说法正确的是
A.放电时电极a为正极
B.充电时和由左向右移动
C.放电时每生成偶氮苯,外电路转移
D.充电时极的电极反应为:
【答案】C
【分析】根据电池示意图,放电时a极生成偶氮苯(),则由化合价升高,a电极为负极,电极反应式为:-= +,则b电极为正极,电极反应式为:,充电时反应刚好反向进行,据此分析解答
【详解】A.根据分析,放电时电极a为负极,A错误;
B.充电时b电极为阳极,a电极为阴极,和向阴极移动,即从右向左移动,B错误;
C.根据分析中的负极电极反应式可知,放电时每生成偶氮苯,外电路转移,C正确;
D.充电时b电极为阳极失去电子,而且电解质为碱性环境,无参加反应,正确的电极反应式为:,D错误;
故答案为:C。
32.(2025·安徽·三模)液流电池具有使用寿命长、储能规模大、深度放电、安全性高等优点,它广泛应用于储能领域。钒液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电池在放电时,电解液中由Ⅰ室通过交换膜移向Ⅱ室
B.充电时电极M发生的电极反应为
C.在硫酸溶液中用草酸还原制备电解液,反应的离子方程式为
D.采用电解溶液可以制得五价钒离子电解液和三价钒离子电解液:阴极发生的电极反应为
【答案】D
【分析】由原理图可知:放电时电极M发生还原反应:,推出M为正极,N为负极,负极发生氧化反应:,据此解答。
【详解】A.由原理图可知:放电时电极M发生还原反应:,推出M为正极,N为负极,电解液中应由负极区移向正极区,即由Ⅱ室移向Ⅰ室,故A错误;
B.充电时电极M为阳极,发生氧化反应,电极反应为,故B错误;
C.草酸是弱酸,反应的离子方程式应为,故C错误;
D.电解时阴极发生还原反应,电极反应为,故D正确;
答案选D。
33.(2025·河北石家庄·三模)我国科学工作者研究了一种高度稳定的富锂正极材料。当电池充电至和时,在正极材料中分别检测到和,至充电结束时正极未检测到其他形态的物质。下列说法错误的是
A.充电过程中的电势高于
B.放电时,固体电解质中的质量分数不变
C.放电时,正极存在电极反应式:
D.充电时,正极有和生成时,负极质量增加
【答案】C
【分析】电池工作原理为:放电时,负极金属锂失去电子变成锂离子,锂离子通过固体电解质嵌入正极材料;充电时,正极材料失去电子,时电极反应方程式为:,时电极反应方程式为:,负极中锂离子得到电子生成锂单质,电极反应方程式为:。
【详解】A.充电过程中电极连接电源正极,作阳极,发生氧化反应,电极连接电源负极,作阴极,发生还原反应,因此电极的电势高于电极,A正确;
B.放电时,负极金属锂失去电子变成,通过固体电解质嵌入正极材料,根据电子守恒,负极生成的与正极材料嵌入的物质的量相等,因此固体电解质只是起到传递作用,固体电解质中的质量分数不变,B正确;
C.放电时,正极发生还原反应,得到电子,根据元素守恒,可能存在电极反应式:,C错误;
D.充电时,正极有和生成时,根据电极反应方程式:和,转移的电子数为,根据电子守恒,负极发生反应,质量增加为,D正确;
故选C。
34.(2025·湖南·三模)银锌蓄电池是一种新型的碱性蓄电池,其工作原理为。下列相关说法正确的是
A.放电时,仅Ag被还原
B.放电时,电解质溶液的碱性减弱
C.充电时,阳极的电极反应式为
D.银锌蓄电池的电解质溶液可能是KOH的水溶液
【答案】D
【详解】A.由银锌蓄电池工作原理可知,放电时Ag元素和O元素化合价均降低,均被还原,A错误;
B.放电时生成Zn(OH)2,该蓄电池电解质溶液为碱性,反应过程中消耗了水,故电解质溶液的碱性会增强,B错误;
C.该蓄电池电解质溶液为碱性,故充电时阳极的电极反应为,C错误;
D.由于总反应要消耗水,且电解质溶液呈碱性,则银锌蓄电池的电解质溶液可以用KOH的水溶液,D正确;
故答案为:D。
35.(2025·河南·三模)硼氢化合物燃料电池实现了发电和制氢的同步,其原理如图所示。下列叙述错误的是
A.交换膜M为阴离子交换膜
B.a极电势高于b极电势
C.b极反应式为
D.标准状况下a极生成11.2LH2,时,有0.125mol被还原
【答案】D
【分析】根据图示,a极H2O转化成H2,发生还原反应,故a极是正极,b极为负极,负极发生氧化反应生成,据此分析回答问题。
【详解】A.电池工作时,a极反应为,产生的向负极迁移,故交换膜M为阴离子交换膜,A正确;
B.在原电池中,正极电势高于负极电势时,才能自发放电,故a极电势高于b极电势,B正确;
C.b极发生氧化反应,根据电荷守恒,电极反应式为,C正确;
D.a极反应式为,标准状况下11.2LH2的物质的量为0.5mol,得到1mol电子,有0.125mol 被氧化,D错误;
故选D。
36.(2025·北京海淀·三模)一种新型短路膜电池分离装置如下图所示。下列说法中正确的是
A.负极反应为:
B.正极反应消耗,理论上需要转移4mol电子
C.该装置用于空气中的捕获,最终由出口A流出
D.短路膜和常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子
【答案】D
【分析】由图可知,通入氢气的一极为负极,电极反应式为,与反应生成,通入氧气的一极为正极,电极反应式为,与反应生成。
【详解】A.负极的电极反应式为,A项错误;
B.正极反应消耗标准状况下,理论上需要转移电子=4mol,题目中未指明在标准状况下,则转移电子不一定为4mol,B项错误;
C.由图可知,该装置用于空气中的捕获,与正极生成的反应生成,出口A流出的气体不含,C项错误;
D.由图可知,短路膜中存在电子运动,与常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子,D项正确;
答案选D。
37.(2024·湖南长沙·三模)华中科技大学武汉国家光电研究中心孙永明教授课题组利用一种“蓝”石墨电极(基固态电解质界面膜),实现了锂离子电池的极速充电和长循环寿命,工作原理如下图所示。下列说法正确的是
A.充电时,通过固态电解质向N极移动
B.放电时,M极的电极电势比N极高
C.充电时,M极发生的电极反应为
D.当电路中通过电子时,理论上两电极的质量变化差为
【答案】C
【分析】由图可知,N充电由LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2→Li1-xNi0.6Co0.2Mn0.2O2,Li+数减少,失电子,发生氧化反应为阳极,放电为正极,M为负极或阴极。
【详解】A.充电时,Li+向阴极(M极)移动,A错误;
B.放电时,正极电极电势高,M极的电极电势比N极低,B错误;
C.充电时,阴极电极反应式为,C正确;
D.当电路中通过1 mol电子时,发生反应的Li+为1mol,理论上两电极的质量变化差为14 g(正负两极质量一增一减),D错误;
答案选C。
38.(2024·安徽·三模)近期我国科技工作者研发了一种“酸碱混合硝酸”锌电池,其工作原理如下图所示。图中“双极膜”中间层中的解离为和,并在电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是
A.催化电极上的电势比锌电极上的高
B.负极区的反应式为
C.“双极膜”中间层中的在电场作用下移向催化电极
D.催化电极表面产生时,锌电极质量会减少
【答案】D
【分析】根据图知,锌电极为负极,发生氧化反应,,催化电极为正极,发生还原反应,;
【详解】A.锌电极为负极,催化电极为正极,催化电极的电势比锌电极的高,A正确;
B.负极区反应式为锌失去电子发生氧化反应:,B正确;
C.原电池中在电场作用下移向正极,C正确;
D.结合分析,产生转移,反应0.4molZn,锌电极质量减少,D错误;
故选D。
39.(2025·湖北襄阳·三模)我国科学家发明了一种Zn-MnO2可充电电池,其工作原理如图,下列说法错误的是
A.放电时二氧化锰电极发生还原反应,二氧化锰被还原
B.放电时,当电路中转移0.2 mol电子时,正极区溶液质量增加8.7 g
C.电池左侧为阴离子交换膜,右侧为阳离子交换膜
D.放电时,电池总反应为:Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
【答案】B
【分析】放电时,Zn为负极,强碱性溶液中Zn失去电子被氧化为Zn(OH),电极反应式为:;MnO2为正极,酸性溶液中被还原为Mn2+,电极反应式为:;左侧膜为阴离子交换膜,右侧膜为阳离子交换膜,据此分析作答。
【详解】A.由分析可知,放电时MnO2为正极,酸性溶液中被还原为Mn2+,A项正确;
B.MnO2为正极,酸性溶液中被还原为Mn2+,电极反应式为: ,当电路中转移0.2 mol电子时,正极区溶液质量变化=硫酸根质量的减小-MnO2质量的增加=,即正极区溶液质量减小0.9g,B项错误;
C.由分析可知,电池左侧为阴离子交换膜,右侧为阳离子交换膜,C项正确;
D.负极电极反应式为:,正极电极反应式为:,则电池总反应为:Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O,D项正确;
答案选B。
40.(2025·贵州铜仁·三模)锌-空气二次电池具有性能高、寿命长的可充电等优点,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.放电过程中,b极的电极电势高于a极的电极电势
B.放电过程中,OH-由b极区向a极区迁移
C.充电过程中,a极的电极反应为:[Zn(OH)4]2-+ 2e-=Zn +4OH-
D.充电过程中,a、b电极附近溶液pH均不变
【答案】D
【分析】电池工作时,a电极,Zn转化为[Zn(OH)4]2-,失电子发生氧化反应,则a极为负极;b电极,O2转化为OH-,得电子发生还原反应,b极为正极。
【详解】A.原电池工作时,正极的电极电势高于负极的电极电势,则放电过程中,b极的电极电势高于a极的电极电势,A正确;
B.放电过程中,阴离子向负极移动,则OH-由b极区向a极区迁移,B正确;
C.充电过程中,a极为阴极,[Zn(OH)4]2-得电子转化为Zn等,电极反应为:[Zn(OH)4]2-+ 2e-=Zn+4OH-,C正确;
D.充电过程中,a极反应为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,b极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,则a、b电极附近溶液pH均发生改变,D错误;
故选D。
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