第六章 化学反应与能量（综合训练）（浙江专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第六章《化学反应与能量》综合测试 考试时间：90分钟 总分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是( ) A．甲烷燃烧 B．铝热反应 C．碳酸钙高温分解 D．酸碱中和 【答案】C 【解析】《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”意为明年播种后，田里有粪肥使土温上升，又有东南风带来的暖热，使稻子发烧，苗穗受到损坏，这是一个灾害。即该过程是放热反应，甲烷的燃烧、铝热反应、酸碱中和皆为放热反应，碳酸钙高温分解是吸热反应。故选C。 2．已知碘化氢分解吸热，分以下两步完成：2HI(g)→H2(g)+2I•(g)；2I•(g)→I2(g)，下列图像最符合上述反应历程的是( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据题干描述，碘化氢分解的总反应是吸热的，而第二步是成键过程，一定是放热，故第一步必然吸热。A项，结合图像，第一步吸热，第二步放热，总反应吸热，符合上述分析，故A符合题意；B项，根据图像，总反应是放热反应，不符合上述分析，故B不符合题意；C项，根据图像，第二步吸热，不符合上述分析，故C不符合题意；D项，根据图像，第一步放热，第二步吸热，不符合上述分析，故D不符合题意。故选A。 3．(2025·江浙皖高中发展共同体高三10月联考)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法正确的是( ) A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀 B．牺牲阳极防护输水管腐蚀 C．连接锌棒后，电子由铁管道流向锌 D．外加电流保护 【答案】B 【解析】A项，形成Fe - Cu原电池，Cu作正极被保护，Cu不易被腐蚀，A错误；B项，镁比铁活泼，此为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；C项，锌比铁活泼，形成锌-铁原电池，锌作负极，电子由锌流向铁管道，C错误；D项，此为外加电源的阴极保护法，被保护金属钢制管桩应与电源负极相连，D错误；故选B。 4．下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A．铅蓄电池放电时负极反应：PbO2+2e—+4H++SO42-=PbSO4+2H2O B．电解饱和MgCl2溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C．用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ D．铜片上电镀银的总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)：Ag(阳极)Ag(阴极) 【答案】D 【解析】A项，铅蓄电池放电时，铅为电池的负极，铅失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb—2e—+ SO42-=PbSO4，A错误；B项，电解饱和MgCl2溶液会生成氢氧化镁沉淀，离子方程式应为：Mg 2++2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+ Mg(OH)2↓，B错误；C项，用惰性电极电解CuCl2溶液，Cu2+氧化性比H+强，故Cu2+先放电，正确的离子方程式为CuCl2Cu+Cl2↑，C错误；D项，银作阳极，阳极的电极反应式为Ag-e-=Ag+，铜片作阴极，阴极的电极反应式为Ag++e-=Ag，总反应为Ag(阳极)Ag(阴极)，D正确；故选D。 5．在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是( ) A．使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差 B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C．用0.5 mol·L-1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应，若所取的溶液体积都相等，则测得的中和反应反应热数值相同 D．在测定中和反应反应热的实验中，需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、玻璃搅拌器 【答案】A 【解析】B项，温度计水银球应浸入溶液中但不能与烧杯底部接触；C项，盐酸是强酸，醋酸是弱酸，醋酸电离吸热，测得数值不同；D项，在测定中和反应反应热的实验中，不需要滴定管、天平。 6．反应NO2(g) +CO(g)NO(g) +CO2 (g)的能量变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．图中X→Y吸收能量 B．理论上该反应可以设计成原电池 C．此反应放出的热量数值为(c-a) D．化学键断裂时吸收的能量小于化学键形成时释放的能量 【答案】C 【解析】A项，图中Y的能量大于X，X→Y吸收能量，故A正确；B项，NO2(g) +CO(g)NO(g) +CO2 (g)是放热的氧化还原反应，理论上该反应可以设计成原电池，故B正确；C项，X的能量大于Z，X的能量为a、Z的能量为c，此反应放出的热量数值为(a-c)，故C错误；D项，断键吸热、成键放热，该反应放热，所以化学键断裂时吸收的能量小于化学键形成时释放的能量，故D正确；故选C。 7．工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。反应原理：CH2= CH2 (g)+H2O(g) =CH3CH2OH(g) △H。已知几种共价键的键能如下： 化学键 C—H C=C H—O C—C C—O 键能/ kJ•mol-1 413 615 463 348 351 下列说法错误的是( ) A．上述合成乙醇的反应原子利用率为100% B．由表中的C—H、C—C、C—O的键能可推知C—H最牢固 C．碳碳双键的键能大于碳碳单键键能，但碳碳单键更稳定 D．上述反应式中，ΔH=+34 kJ•mol-1 【答案】D 【解析】A项，为加成反应，没有副产品生成，则合成乙醇的反应原子利用率为100%，故A正确；B项，键能越大，共价键越稳定，根据表中数据可知C－H最牢固，故B正确；C项，碳碳双键的键能为61 kJ•mol-1，碳碳单键键能为348 kJ•mol-1，则碳碳双键的键能大于碳碳单键键能，碳碳双键不稳定，易断裂，碳碳单键更稳定，故C正确；D项，焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，则ΔH=(615+413×4+463×2)kJ•mol-1-(348+351+463+413×5)kJ•mol-1=－34kJ•mol-1，故D错误；故选D。 8．(2025·浙江部分高中高三开学考试)根据图示，下列判断不正确的是( ) A．该装置为原电池模型 B．过一段时间，左侧溶液的pH升高 C．该体系中，Fe优先于Cl-参与反应 D．腐蚀速率：左侧Fe电极>右侧Fe电极 【答案】D 【解析】左侧通入空气，氧气得电子产生氢氧根离子，溶液碱性增强，pH升高；右侧通入氮气，铁失电子产生亚铁离子。A项，该装置为燃料电池模型，故A正确；B项，左侧通入空气，氧气得电子产生氢氧根离子，溶液碱性增强，pH升高，故B正确；C项，Fe为活泼金属易失电子，该体系中，Fe优先于Cl-参与反应，故C正确；D项，根据分析，腐蚀速率：左侧Fe电极<右侧Fe电极，故D不正确；故选D。 9．利用微生物电池去除废水中的NH4+，装置如下。下列说法正确的是( ) A．A为质子交换膜，H+从膜的右边向左边移动 B．该系统为化学能转化为电能，再电能转化为化学能 C．两极产生的CO2与N2的物质的量比为5：1 D．好氧反应器发生反应时，内部溶液的pH升高 【答案】C 【解析】结合装置分析工作原理，该微生物电池左边电极是HCOO-失电子生成CO2，电极反应为HCOO--2e-=CO2↑+H+，发生氧化反应，为负极；右边电极是NO3-得电子生成N2，电极反应为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，发生还原反应，为正极。A项，根据分析，左边电极反应产生H+，右边电极反应消耗H+，所以A为质子交换膜，H+从膜的左边向右边移动，即H+由负极移向正极，故A错误；B项，该系统处理废水的同时将化学能转化为电能，没有电能转化为化学能的过程，故B错误；C项，根据两电极反应，相同条件下，两极得失电子数相等，产生的CO2与N2的物质的量比为5：1，故C正确；D项，好氧微生物反应器中发生反应：NH4++2O2=NO3-+2H++H2O，溶液的pH下降，故D错误；故选C。 10．在一定温度压强下，依据图示关系，下列说法不正确的是( ) A． B．1mol C(石墨)和1mol C(金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g)，前者放热多 C． D．化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 【答案】B 【解析】A项，由题干信息可知，反应I：C(石墨)+(g)=CO(g)   ΔH1 反应II：CO(g)+(g)=CO2(g) ΔH2，则反应I-反应II得，根据盖斯定律可知，A正确；B项，由题干信息可知，C(石墨)= C(金刚石) ΔH5＜0，即1molC(石墨)具有的总能量低于1molC(金刚石)，则1mol C(石墨)和1mol C(金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2 (g)，后者放热多，B错误；C项，由题干信息可知，反应I：C(石墨)+(g)=CO(g) ΔH1，反应III：C(金刚石)+(g)=CO(g) 则反应I-反应III得C(石墨)= C(金刚石)，根据盖斯定律可知，，C正确；D项，根据盖斯定律可知，化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，D正确；故选B。 11．已知：在标准压强(100kPa)、298K，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用△H(kJ/mol)表示。有关物质的△H有如图所示关系。下列有关判断正确的是( ) A．H2O(l)的△H>-241.8kJ·mol-1 B．NH3比N2H4稳定 C．N2H4(l)标准燃烧热为534.2kJ·mol-1 D．NO(g)的键能大于N2(g)与O2(g)的键能之和 【答案】B 【解析】A项，H2O(g)→ H2O(l)，需要继续放热，放出的热量越多，对应焓变的数值越小，所以△H<-241.8kJ·mol-1，A错误；B项，物质所具备的能量越低越稳定，标准摩尔生成焓的定义可知，NH3相对能量为-45.9 kJ·mol-1，N2H4相对能量为50.6 kJ·mol-1，所以NH3更稳定 ，B正确；C项，N2H4(l)标准燃烧热应该生成N2和H2O(l)，题干中无H2O(l)的相对能量，无法计算，C错误；D项，△H=生成物总能量-反应物总能量所以 NO(g) = N2(g)+O2(g) △H= 0+0-91.3= - 91.3 kJ·mol-1<0，△H=反应物总键能-生成物总键能<0，所以NO(g)的键能小于N2(g)与O2(g)的键能之和，D错误；故选B。 12． (2025·浙江省金华十校高三模拟)下图为一种新型酒精检测仪，利用原电池原理，转移的电子通过导线形成6.4A的恒定电流[已知：电荷量q(C)=电流I(A)×时间t(s)、阿伏加德罗常数NA=6.0×1023、e=1.6×10-19]，下列说法不正确的是( ) A．Pt电极X为电池的负极，发生氧化反应 B．电解质溶液中阳离子移向Pt电极Y C．该电池工作3s时，检测到呼出气体中的酒精含量为0.77 mg· L-1 D．外电路转移4mol电子，进入Pt电极Y的气体大于22.4L(标准状况) 【答案】C 【解析】Pt(X)电极上乙醇被氧化生成CO2，发生氧化反应，是电池的负极，电极反应为：CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2＋12H+；Pt(Y)电极作正极， 通入氧气在酸性条件下得到电子生成水，电极反应为：O2＋4H＋＋4e-=2H2O。A项，根据分析可知，Pt电极X为电池的负极，发生氧化反应，A正确；B项，电解质溶液中阳离子向正极移动，阳离子移向Pt电极Y，B正确；C项，该电池工作3s时，，检测到呼出气体中的酒精含量为，C错误；D项，外电路转移4mol电子，Pt电极Y消耗氧气为22.4L(标准状况)，进入Pt电极Y的空气大于22.4L(标准状况)，D正确；故选C。 13．(2025·浙江省强基联高三联考)可充电Mg-CO2电池工作原理示意图如图，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)用以捕获CO2，放电时CO2还原产物为MgC2O4。下列说法不正确的是( ) A．充电时，多孔碳纳米管与电源正极相连 B．PDA捕获CO2的反应可能为 C．放电时，每转移1mol电子，理论上转化1mol CO2 D．充电时，电子由阳极流向镁电极，Mg2+向阳极移动 【答案】D 【解析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极，电极方程式为Mg2++2e-+2CO2=MgC2O4，电极为负极，电极方程式为Mg－2e-=Mg2+；则充电时多孔碳纳米管电极为阳极，Mg电极为阴极，电极方程式与原电池相反。A项，充电时，多孔碳纳米管是阳极，与电源正极连接，故A正确；B项，PDA捕获CO2的反应可能为，1，3-丙二胺与二氧化碳中的一个碳氧双键发生加成反应，故B正确；项，放电时，根据正极的反应Mg2++2e-+2CO2=MgC2O4可知，每转移1mol电子，理论上转化1molCO2，故C正确；D项，充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时Mg2+向阴极迁移，故D错误；故选D。 14．(2025·浙江省金华第一中学高三选考模拟)某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理如图。下列说法不正确的是( ) A．放电时，左侧Li+浓度基本不变 B．充电时，电极B发生的反应：2I3-—2e—=3I2 C．当外电路电流为0时，再向储液罐中注入FeCl3/HCl，电池可快速充电，重新工作 D．充电时，电极A质量增加ag时，右侧共有转移至左侧 【答案】D 【解析】由图可知，放电时，电极A为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li—e—=Li+，电极B为正极，碘在正极得到电子发生还原反应生成碘三离子，电极反应式为3I2+2e—=2I3-，正极室中阴离子电荷数增大，负极室生成的锂离子通过锂超离子交换膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒；充电时，电极A与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，电极B与直流电源正极相连做阳极。A项，放电时，负极室生成的锂离子通过锂超离子交换膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒，则左侧锂离子浓度会基本保持不变，故A正确；B项，充电时，电极B做电解池的阳极，碘三离子在阳极失去电子发生氧化反应生成单质碘，电极反应式为2I3-—2e—=3I2，故B正确；C项，当外电路电流为0时说明碘完全反应转化为碘三离子，向储液罐中注入氯化铁和盐酸混合溶液，铁离子能将碘三离子氧化为单质碘，使碘在正极上放电，起到快速充电的作用，使电池重新工作，故C正确；D项，锂超离子交换膜只允许锂离子通过，不允许钾离子通过，故D错误；故选D。 15．(2025·浙江省天域全国名校协作体高三联考)浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN]，装置如图所示(实验前，隔膜两侧溶液均为100mL，铜电极质量均为100g)。下列说法不正确的是( ) A．Cu(2)极为负极，其电极反应为Cu-2e-=Cu2+ B．隔膜为阴离子交换膜 C．上述装置理论上可制备0.4 mol己二腈 D．生成己二腈的电极反应式为：2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN 【答案】C 【解析】浓差电池中，Cu(2)失去电子，故电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Cu(1)电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，则电解槽中C(1)极为阴极、C(2)极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上丙烯腈合成己二腈得电子，电极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN。A项，由分析可知，Cu(2)失去电子，故电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，A正确；B项，此电池为浓差电池，主要因为铜离子浓度不同形成的电势差，所以隔膜是阴离子交换膜，B正确；C项，当两电极中铜离子浓度相同时放电完毕，此时溶液中，所以转移电子的物质的量是(3-1)mol/L×0.1L×2=0.4mol，由反应2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN可知，可制备0.2mol己二腈，C错误；D项，阴极上丙烯腈合成己二腈得电子，电极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN，D正确；故选C。 16．我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．无论充电或放电，A极电势均低于B极 B．充电时，外电路中流过0.1mol电子，A极质量减少0.7g C．放电时，正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2 D．失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生，实现循环利用 【答案】B 【解析】A项，该电池放电时工作原理可知，放电时，A为负极B为正极，充电时，A为阴极B为阳极，故无论充电或放电，A极电势均低于B极，故A正确；B项，充电时，A极电极反应为aLi++ae-+6C=LiaC6， 外电路中流过0.1mol电子，A极质量增加0.7g，故B错误；C项，由该电池放电时工作原理可知，放电时B为正极，Li1- aNix Coy MnzO2得电子结合Li+生成LiNixCoyMnzO2，正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2，故C正确；D项，锂元素失去活性后，可采用化学方法再生，从而实现Li的循环利用，故D正确；故选 B。 二、非选择题：本题共4小题，共52分。 17．(10分)现代社会的一切都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，是人类获取能量的重要途径。 (1)下列化学反应过程中，伴随热量放出的有 (填序号)。 ①炸药爆炸 ②Ba(OH)2·8H2O与NH4C1反应 ③碳酸钙受热分解 ④二氧化碳通过炽热的碳 ⑤稀盐酸与NaOH溶液反应 ⑥锌与稀硫酸反应 (2)合成氨工业丰富了我国的能源结构，推动了我国能源的可持续发展。工业合成氨的能量变化示意图如下： ①工业合成氨的化学反应方程式为 。 ②当生成2 mol NH3(1)时，该反应 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ(用含a、b、c的代数式表示)。 ③工业生产中为提高合成氨的速率，可采取的措施有 (任写两点)。 (3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。 ①电极 (填“M”或“N”)为正极。 ②负极的电极反应式为 。 【答案】(1)①⑤⑥(2分) (2) ①N2+3H22NH3(1分) ②放出(1分) 2(b+c-a)(1分) ③增大N2的浓度、升高温度、使用更高效的催化剂(2分) (3) ①N(1分) ②2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O(2分) 【解析】(1)①炸药爆炸是物质急速燃烧，属于放热反应；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应；③碳酸钙的分解属于吸热反应；④二氧化碳通过炽热的碳为吸热反应；⑤中和反应是放热反应；⑥金属与酸的反应属于放热反应； (2)①工业合成氨的化学反应方程式为N2+3H22NH3。②由能量变化图可知该反应为放热反应，生成2molNH3(1)时放出能量为2(b+c-a)kJ。③工业生产中为提高合成氨的速率，可采取的措施有增大N2的浓度、升高温度、使用更高效的催化剂等； (3)根据氨氧燃料电池的工作原理图可知，电极M为负极，电极N为正极；负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。 18．(10分)烟气中主要污染物SO2、NOx，为消除排放、保护环境，实现绿色可持续发展。处理方法一：烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为： NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H1 NO(g)+O2(g)=NO2(g) △H2 SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) △H3 (1)反应3NO(g)+ O3(g)= 3NO2(g)的△H=___________(用△H1 、△H2表示) (2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为：N2(g)+O2(g) =NO2(g) ΔH=+34 kJ•mol-1．该反应为___________(“放热”或“吸热”)反应 (3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能： 化学键 键能(kJ·mol-1) 化学键 键能(kJ·mol-1) N≡N 942 H-O 460 N-H 391 O=O 499 H-H 437 ①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式：___________ ②已知：1mol H2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44．0 kJ的热量。计算1g H2完全燃烧时放出的热量___________。H2O(g)的稳定性___________(“大于”“小于”)H2O(l) (4)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：___________ 【答案】(1)△H1+2△H2(2分) (2)吸热(1分) (3) ①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93kJ•mol-1(2分) ②138.75kJ(2分) 小于(1分) (4)4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1079 kJ•mol-1(2分) 【解析】(1)①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)△H1；②NO(g)+O2(g)=NO2(g)△H2；③SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)△H3；根据盖斯定律，①+②×2，可得反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=△H1+2△H2； (2)△H<0为放热反应，△H>0为吸热反应；N2(g)+O2(g) =NO2(g)ΔH=+34kJ•mol-1，该反应为吸热反应； (3)①N2和H2反应合成氨的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，△H=942+3×437-2×3×391=-93kJ•mol-1；所以N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93kJ•mol-1；②H2(g)+ O2=H2O(g)△H=437+×499-(2×460)=-233.5kJ•mol-1；1molH2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量；即H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ•mol-1；所以H2(g)+O2=H2O(l)， △H=-233.5-44=-277.5 kJ•mol-1；1g H2(物质的量为0.5mol)，完全燃烧时，生成液态水时放出的热量为×277.5=138.75kJ；根据H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ•mol-1反应可知，水由气态变为液态，放出热量，水蒸气的能量较高，所以H2O(g)的稳定性小于H2O(l)； (4)N2(g)+O2(g) =NO2(g)ΔH=+34 kJ•mol-1，△H =×942+499-E(NO2)=34，E(NO2)=936 kJ•mol-1；NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为：4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=4×391×3+7×499-(4×936)-6×2×460=-1079kJ•mol-1。 19．(10分)人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题： (1)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl ①该电池的负极反应式是______________； ②在电池中，Na+不断移动到“水”电池的_______极(填“正”或“负”)； ③外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是______________。 (2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。 ①该电池工作时，b口通入的物质为______________。 ②该电池负极的电极反应式______________。 ③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有___________NA个电子转移。 (3)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_______________。 【答案】(1)①Ag-e—+Cl—=AgCl(1分) ②正(1分) ③2mol(1分) (2)①CH3OH(1分) ②CH3OH—6e—+H2O=CO2+6H+(2分) ③1.2(2分) (3)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O==2K2Zn(OH)4+2Ag(2分) 【解析】(1)①根据电池总反应：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判断出Ag应为原电池的负极，负极发生反应的电极方程式为：Ag+Cl--e-=AgCl。②在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以钠离子向正极移动。③根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了2价，所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子，则外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是2mol。 (2)①据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇。②正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：3O2+12H++12e-=6H2O，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。③根据2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+知，甲醇和转移电子之间的关系式得，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量==1.2mol，则转移电子个数为1.2NA。 (3)电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，正极电极反应式为Ag2O2+4e-+2H2O═2Ag+4OH-，负极电极反应式为2Zn-4e-+8OH-═2Zn(OH)42-，反应还应有KOH参加，反应的总方程式为：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag。 20． (12分)氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。 (1)如图所示是电解法合成氨反应装置示意图 ①b极为___________(填“阴”或“阳”)极； ②电解装置中质子交换膜的作用为___________； ③若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672L，则N2的转化率为___________%(保留两位有效数字)。 (2)近几年科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图： 该电池负极是电极___________(填“a”或“b”)，正极的电极反应方程为：___________；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是___________(任写一条)。 (3)以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂，H2O和N2为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如图所示： ①Ni电极处发生的总反应为：N2＋6e-＋6H2O=2NH3＋6OH-。已知该反应分为两步，其中第二步的反应为2Fe＋3H2O＋N2=2NH3＋Fe2O3，则第一步反应为_______。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为：_______。 【答案】(1)①阳(1分) ②质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，并阻隔阴阳极产物接触(2分) ③33(2分) (2)a(1分) MV2++ e-- =MV+(1分) 条件温和(或生成氨的同时释放电能)(1分) (3)①Fe2O3＋6e-＋3H2O=2Fe＋6OH-(2分) 4OH--4e-=2H2O＋O2↑(2分) 【解析】①b极上H2O中O元素失去电子发生氧化反应生成O2，因此b极为阳极；②质子交换膜只允许H+和H2O通过，a极上会消耗H+，b极上会生成H+，NH3能与H+反应生成NH4+，因此质子交换膜的作用是质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，并阻隔阴阳极产物接触；③b极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据氧化还原反应得失电子守恒可知参加反应各物质关系式为2N2～3O2，理论条件下，生成O2和通入N2的体积比为2：3，即通入1mol N2生成mol O2，实际情况在相同条件下生成O2和通入N2的体积比为1：2，即通入1mol N2生成0.5mol O2，因此N2的转化率为×100%=33%。 (2)根据装置中物质的转化过程，电极b上MV2+转化为MV+，过程中得到电子，则电子从电极a流向电极b，电极a为负极，电极b为正极；正极的电极反应式为MV2++ e-- =MV+；该电化学装置运行过程中，利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热，同时还能将化学能转化为电能，因此较之于传统的合成氨工业，该方法的优点有：条件温和、生成氨的同时释放电能。 (3)①Ni电极处两步反应合并得到总电极反应式N2＋6e-＋6H2O=2NH3＋6OH-，再根据电解质成分及第二步反应的方程式，总方程式与第二步反应方程式拆分，得到第一步相应电极反应式，所以本问应填“Fe2O3＋6e-＋3H2O=2Fe＋6OH-”；②根据产物分析，Ni电极是阴极，所以蒙乃尔筛网所在电极是阳极，再根据电解液成分，该电极处应是OH-失电子生成O2和H2O，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑。 21． (10分)党的二十大报告提出推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。回答下列问题： (1)研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。选择性催化还原技术是利用还原剂氨或尿素[CO(NH2)2]，把烟气中的NO还原成N2和H2O。相关反应的热化学方程式如下： N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH1＝+180.5kJ·mol−1 2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g) ΔH21＝-112.0kJ·mol−1 CO(NH2)2 (s)＋6NO2(g)=7N2(g)+4CO(g)＋8H2O(g) ΔH3＝-2780.0kJ·mol−1 2CO(NH2)2 (s)＋6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH4 ΔH4=_______。 (2)科学家研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。图中第一步逆反应的活化能为_______kJ·mol-1(用a、b、c的代数式表示)。 (3)液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。 ①有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理如图所示，该过程可描述为___________________________________________。 ②使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图 该脱硝过程的总反应的化学方程式为_________________________；反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为_____________________________________。 【答案】(1)-1828.75 kJ·mol-l (2分) (2)a+b-c(2分) (3)①在Fe基催化剂表面，NH3吸附在酸性配位点上形成NH4+，NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2，然后NH4+与NO2结合生成NO2(NH4+)2，最后NO2(NH4+)2与NO反应生成N2、H2O，并从催化剂表面逸出(2分) ②4NH3+4NO+O24N2+6H2O(2分) Fe3+与NH3反应生成H+和中间产物Fe2+-NH2，而后Fe2+-NH2吸收NO生成N2和H2O，并生成Fe2+与H+进入下一个循环(2分) 【解析】(1)①=-1828.75 kJ·mol-l； (2)图中最高点与最低点的能量差即为第一步逆反应的活化能，为(a+b-c) kJ·mol-1； (3)①有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理：在Fe基催化剂表面，NH3吸附在酸性配位点上形成NH4+，NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2，然后NH4+与NO2结合生成NO2(NH4+)2，最后NO2(NH4+)2与NO反应生成N2、H2O，并从催化剂表面逸出。②据图可知反应物为NH3、NO、O2，产物为N2和H2O，Fe2O3为催化剂，总反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O；据图可知虚线中的过程为：Fe3+与NH3反应生成H+和中间产物Fe2+-NH2，而后Fe2+-NH2吸收NO生成N2和H2O，并生成Fe2+与H+进入下一个循环。 5 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六章《化学反应与能量》综合测试 考试时间：90分钟 总分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是( ) A．甲烷燃烧 B．铝热反应 C．碳酸钙高温分解 D．酸碱中和 2．已知碘化氢分解吸热，分以下两步完成：2HI(g)→H2(g)+2I•(g)；2I•(g)→I2(g)，下列图像最符合上述反应历程的是( ) A． B． C． D． 3．(2025·江浙皖高中发展共同体高三10月联考)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法正确的是( ) A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀 B．牺牲阳极防护输水管腐蚀 C．连接锌棒后，电子由铁管道流向锌 D．外加电流保护 4．下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A．铅蓄电池放电时负极反应：PbO2+2e—+4H++SO42-=PbSO4+2H2O B．电解饱和MgCl2溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C．用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ D．铜片上电镀银的总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)：Ag(阳极)Ag(阴极) 5．在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是( ) A．使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差 B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C．用0.5 mol·L-1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应，若所取的溶液体积都相等，则测得的中和反应反应热数值相同 D．在测定中和反应反应热的实验中，需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、玻璃搅拌器 6．反应NO2(g) +CO(g)NO(g) +CO2 (g)的能量变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．图中X→Y吸收能量 B．理论上该反应可以设计成原电池 C．此反应放出的热量数值为(c-a) D．化学键断裂时吸收的能量小于化学键形成时释放的能量 7．工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。反应原理：CH2= CH2 (g)+H2O(g) =CH3CH2OH(g) △H。已知几种共价键的键能如下： 化学键 C—H C=C H—O C—C C—O 键能/ kJ•mol-1 413 615 463 348 351 下列说法错误的是( ) A．上述合成乙醇的反应原子利用率为100% B．由表中的C—H、C—C、C—O的键能可推知C—H最牢固 C．碳碳双键的键能大于碳碳单键键能，但碳碳单键更稳定 D．上述反应式中，ΔH=+34 kJ•mol-1 8．(2025·浙江部分高中高三开学考试)根据图示，下列判断不正确的是( ) A．该装置为原电池模型 B．过一段时间，左侧溶液的pH升高 C．该体系中，Fe优先于Cl-参与反应 D．腐蚀速率：左侧Fe电极>右侧Fe电极 9．利用微生物电池去除废水中的NH4+，装置如下。下列说法正确的是( ) A．A为质子交换膜，H+从膜的右边向左边移动 B．该系统为化学能转化为电能，再电能转化为化学能 C．两极产生的CO2与N2的物质的量比为5：1 D．好氧反应器发生反应时，内部溶液的pH升高 10．在一定温度压强下，依据图示关系，下列说法不正确的是( ) A． B．1mol C(石墨)和1mol C(金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g)，前者放热多 C． D．化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 11．已知：在标准压强(100kPa)、298K，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用△H(kJ/mol)表示。有关物质的△H有如图所示关系。下列有关判断正确的是( ) A．H2O(l)的△H>-241.8kJ·mol-1 B．NH3比N2H4稳定 C．N2H4(l)标准燃烧热为534.2kJ·mol-1 D．NO(g)的键能大于N2(g)与O2(g)的键能之和 12． (2025·浙江省金华十校高三模拟)下图为一种新型酒精检测仪，利用原电池原理，转移的电子通过导线形成6.4A的恒定电流[已知：电荷量q(C)=电流I(A)×时间t(s)、阿伏加德罗常数NA=6.0×1023、e=1.6×10-19]，下列说法不正确的是( ) A．Pt电极X为电池的负极，发生氧化反应 B．电解质溶液中阳离子移向Pt电极Y C．该电池工作3s时，检测到呼出气体中的酒精含量为0.77 mg· L-1 D．外电路转移4mol电子，进入Pt电极Y的气体大于22.4L(标准状况) 13．(2025·浙江省强基联高三联考)可充电Mg-CO2电池工作原理示意图如图，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)用以捕获CO2，放电时CO2还原产物为MgC2O4。下列说法不正确的是( ) A．充电时，多孔碳纳米管与电源正极相连 B．PDA捕获CO2的反应可能为 C．放电时，每转移1mol电子，理论上转化1mol CO2 D．充电时，电子由阳极流向镁电极，Mg2+向阳极移动 14．(2025·浙江省金华第一中学高三选考模拟)某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理如图。下列说法不正确的是( ) A．放电时，左侧Li+浓度基本不变 B．充电时，电极B发生的反应：2I3-—2e—=3I2 C．当外电路电流为0时，再向储液罐中注入FeCl3/HCl，电池可快速充电，重新工作 D．充电时，电极A质量增加ag时，右侧共有转移至左侧 15．(2025·浙江省天域全国名校协作体高三联考)浓差电池指利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电。实验室利用浓差电池实现电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN]，装置如图所示(实验前，隔膜两侧溶液均为100mL，铜电极质量均为100g)。下列说法不正确的是( ) A．Cu(2)极为负极，其电极反应为Cu-2e-=Cu2+ B．隔膜为阴离子交换膜 C．上述装置理论上可制备0.4 mol己二腈 D．生成己二腈的电极反应式为：2CH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN 16．我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A．无论充电或放电，A极电势均低于B极 B．充电时，外电路中流过0.1mol电子，A极质量减少0.7g C．放电时，正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2 D．失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生，实现循环利用 二、非选择题：本题共4小题，共52分。 17．(10分)现代社会的一切都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，是人类获取能量的重要途径。 (1)下列化学反应过程中，伴随热量放出的有 (填序号)。 ①炸药爆炸 ②Ba(OH)2·8H2O与NH4C1反应 ③碳酸钙受热分解 ④二氧化碳通过炽热的碳 ⑤稀盐酸与NaOH溶液反应 ⑥锌与稀硫酸反应 (2)合成氨工业丰富了我国的能源结构，推动了我国能源的可持续发展。工业合成氨的能量变化示意图如下： ①工业合成氨的化学反应方程式为 。 ②当生成2 mol NH3(1)时，该反应 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ(用含a、b、c的代数式表示)。 ③工业生产中为提高合成氨的速率，可采取的措施有 (任写两点)。 (3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。 ①电极 (填“M”或“N”)为正极。 ②负极的电极反应式为 。 18．(10分)烟气中主要污染物SO2、NOx，为消除排放、保护环境，实现绿色可持续发展。处理方法一：烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为： NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H1 NO(g)+O2(g)=NO2(g) △H2 SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) △H3 (1)反应3NO(g)+ O3(g)= 3NO2(g)的△H=___________(用△H1 、△H2表示) (2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为：N2(g)+O2(g) =NO2(g) ΔH=+34 kJ•mol-1．该反应为___________(“放热”或“吸热”)反应 (3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能： 化学键 键能(kJ·mol-1) 化学键 键能(kJ·mol-1) N≡N 942 H-O 460 N-H 391 O=O 499 H-H 437 ①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式：___________ ②已知：1mol H2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44．0 kJ的热量。计算1g H2完全燃烧时放出的热量___________。H2O(g)的稳定性___________(“大于”“小于”)H2O(l) (4)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：___________ 19．(10分)人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题： (1)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl ①该电池的负极反应式是______________； ②在电池中，Na+不断移动到“水”电池的_______极(填“正”或“负”)； ③外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是______________。 (2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。 ①该电池工作时，b口通入的物质为______________。 ②该电池负极的电极反应式______________。 ③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有___________NA个电子转移。 (3)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_______________。 20． (12分)氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。 (1)如图所示是电解法合成氨反应装置示意图 ①b极为___________(填“阴”或“阳”)极； ②电解装置中质子交换膜的作用为___________； ③若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672L，则N2的转化率为___________%(保留两位有效数字)。 (2)近几年科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图： 该电池负极是电极___________(填“a”或“b”)，正极的电极反应方程为：___________；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是___________(任写一条)。 (3)以悬浮的纳米Fe2O3作催化剂，H2O和N2为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如图所示： ①Ni电极处发生的总反应为：N2＋6e-＋6H2O=2NH3＋6OH-。已知该反应分为两步，其中第二步的反应为2Fe＋3H2O＋N2=2NH3＋Fe2O3，则第一步反应为_______。 ②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为：_______。 21． (10分)党的二十大报告提出推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。回答下列问题： (1)研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。选择性催化还原技术是利用还原剂氨或尿素[CO(NH2)2]，把烟气中的NO还原成N2和H2O。相关反应的热化学方程式如下： N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH1＝+180.5kJ·mol−1 2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g) ΔH21＝-112.0kJ·mol−1 CO(NH2)2 (s)＋6NO2(g)=7N2(g)+4CO(g)＋8H2O(g) ΔH3＝-2780.0kJ·mol−1 2CO(NH2)2 (s)＋6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH4 ΔH4=_______。 (2)科学家研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。图中第一步逆反应的活化能为_______kJ·mol-1(用a、b、c的代数式表示)。 (3)液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。 ①有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理如图所示，该过程可描述为___________________________________________。 ②使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图 该脱硝过程的总反应的化学方程式为_________________________；反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为_____________________________________。 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $$