第五章 化学反应与能量变化(综合训练)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测

2025-10-30
| 2份
| 26页
| 865人阅读
| 50人下载

内容正文:

第五章 化学反应与能量变化 (考试时间:75分钟 试卷满分:100分) 可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 一、单项选择题:共15题,每题3分,共45分。每题只有一个选项最符合题意。 1.下列说法正确的是 A.(2025·江苏省高邮市下学期第一次联考)氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B.(2025·江苏省无锡市期末)“火星快车”轨道器上的锂离子蓄电池是一次电池 C.(2025·江苏省南通市市期中)钢管与电源正极连接可防止被腐蚀 D.(2025·江苏省扬州市期中)镀铜与镀锌的铁制品相比,镀层受损后,前者易生锈 2.(2025·江苏省徐州市期末)关于如图所示各装置的叙述正确的是 A.图1是化学能转变为电能的装置,总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B.图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极 C.图3装置可在铁件表面镀铜,CuSO4溶液浓度不变 D.图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连,以防止被海水腐蚀 3.(2025·江苏省射阳中学一模)一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是 A.电池工作时,化学能完全转化为电能 B.电池工作时,CO32-向电极B移动 C.电极B上发生的电极反应为O2-4e-=2O2- D.H2参与的电极反应为H2+CO32--2e-=H2O+CO2 4.(2025·江苏省扬州中学2月)科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A.充电时,石墨电极与电源正极相连 B.充电时,石墨电极上可发生电极反应[CuClx]1-x-e-=[CuClx]2-x C.放电时,氯离子向锌电极迁移 D.放电时,理论上电路中每转移2 mol电子,锌电极质量增加136 g 5.(2025·江苏省南京市六校联合体11月月考)利用CoP催化剂可实现肼氧化辅助制氢,下列有关叙述不正确的是 A.图中甲池是原电池,乙池是电解池 B.电极C附近溶液pH升高 C.该装置可实现N2H4循环制氢 D.电路中转移1 mol e-,理论上A电极消耗标准状况下5.6 L O2 6.(2025·广东省深圳市第一次调研)将金矿石(含FeS和Au等)浸泡于NaCN溶液中,并通入空气,利用原电池工作原理(如图),可实现金矿石中Au浸取。下列说法正确的是 A.Au作原电池正极 B.电子由FeS流向Au C.FeS表面发生的电极反应:O2+4e-+4H+=2H2O D.Au的溶解速率与溶液中O2的浓度有关 7.(2025·江苏省高邮市下学期第一次联考)一种新型AC/LiMn2O4电池体系,在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1∶2反应合成),高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示: 下列说法正确的是 A.合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生 B.放电时正极的电极反应式为:LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+ C.充电时AC极应与电源负极相连 D.可以用Li2SO4水溶液做电解液 8.(2025·江苏省南京市金陵中学4月调研)镍离子(Ni2+)和钴离子(Co2+)性质相似,可用如图所示装置实现二者分离。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移,Co2+与乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是 A.电流方向:nNMm B.石墨M电极的电极反应式为Co2++2e-=Co C.水解离出的OH-可以抑制Ⅱ室中的转化反应 D.导线中通过1 mol电子时,Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为65 g 9.(2025·江苏省苏州市十校12月)一种耦合HCHO制H2装置如下图所示,电极为惰性催化电极,阳极反应机理如下: 下列说法正确的是 A.电解时,电极a上有O2生成 B.电解时,OH-通过阴离子交换膜向电极a移动 C.阳极反应为HCHO-2e-+3OH-=HCOO-+2H2O D.电解时电路中每通过1 mol电子,装置中共生成1 mol H2 10.(2025·江苏省徐市二模联考) 一种以NaOH为介质电催化还原CO2的工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A.电解池工作时,OH-由右室通过隔膜向左室移动 B.M为电解池的阳极 C.N电极上发生的反应:CH3(CH2)7NH2+4e-+4OH-=CH3(CH2)6CN+4H2O D.电路中通过2 mol e-时,理论上有1 mol CO2被还原 11.(2025·苏州期中摸底调研2)科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是 A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol C.充电时,电池总反应为2[Zn(OH)4]2-=2Zn+O2↑+4OH-+2H2O D.充电时,阳极室溶液中OH-浓度升高 12.(2025·江苏省新高考基地学期第二次大联考)一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法不正确的是 A.互换前电极2上发生的反应为Ag-e-+Cl-=AgCl B.互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同 C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变 D.理论上,电路中通过1 mol e-时,右侧电解液质量增加7 g 13.(2025·苏州市上学期期中摸底)一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示,该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法不正确的是 A.交换膜应当选择阳离子交换膜 B.K与a连接的目的是形成两电极区溶液的浓度差 C.K与b连接时,电极B上发生的反应为Cu2++2e—=Cu D.K与b连接时,导线中通过2 mol电子,约有1 mol离子通过交换膜 14.(2025·江苏镇江市开学考)我国科学家研究发现一种电化学“大气固碳”有效方法的原理如图所示。充电时,通过催化剂的选择性控制,只有Li2CO3发生氧化。下列有关说法正确的是 A.放电时,电极B发生氧化反应 B.该电池可选用Li2SO4水溶液做离子导体 C.充电时,Li+从电极B移向电极A D.放电时,每消耗1 mol CO2转移电子数4×6.02×1023 15.(2025·江苏省宿迁市考前指导卷)己二腈[NC(CH2)4CN]是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈(CH2=CH-CN)的方法合成己二腈,装置如图。已知:阳/阴极反应物的还原/氧化性越强,电解所需电压越小,消耗的电能越少。下列说法正确的是 A.在阳极获得己二腈 B.电解过程中,H+通过质子交换膜向阳极区移动 C.制得1 mol已二腈的同时,理论上会产生11.2 L O2 D.若要降低电解丙烯腈的能耗,可向阳极室中加入强还原剂 二、非选择题:共4题,共55分。 16.(14分)(2025·江苏省盐城市期末)CO2的资源化利用是实现碳中和的重要途径。 (1)二氧化碳加氢可以制取甲烷。向恒压、装有催化剂的密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2,若只考虑发生如下两个反应: 反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ∆H=-164.7 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H=+41.2 kJ·mol-1 则平衡时含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。 ①实际反应过程中,还会发生如下反应: 反应Ⅲ:2CO(g)=CO2(g)+C(s);∆H=-172.5 kJ·mol-1 反应Ⅳ:CH4(g)=C(s)+H2(g);∆H=a kJ·mol-1 a的数值为__________________。 ②保持温度一定,实际反应过程中测得一段时间后,催化剂的活性降低,其可能原因是____________________________________________________________________________________。 ③如上图中B物质的化学式为__________,并解释温度高于600℃后B的物质的量随温度升高而逐渐减小的原因:___________________________________________________________________________。 (2)电解吸收CO2和含氮物质在常温常压下可以合成尿素。电解原理如图所示。电解过程中生成尿素的电极反应式为_________________________________________________。 (3)电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示。 FE%=(其中,Qx=nF,n表示电解生成产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数)。当电解电压为U3时,电解生成的CH4和C2H4的质量之比为__________。 (4)某金属氧化物(用MR表示)催化CO2与环氧丙烷()反应制碳酸酯X。其反应机理如图所示。已知CO2中的碳氧键可以被催化剂中具有较强给电子能力的活性中心的电子进攻而活化断裂。 碳酸酯X的结构简式为________________。 17.(16分)(2025·山西省菏泽市上学期期中)电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题: (1)我国科技工作者设计了工作原理如图1所示的可充电Mg-CO2电池,以Mg(TFSI)2为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,放电时CO2还原为MgC2O4。 ①充电时电极应接电源的_______极(填“正”或“负”),当电路中有2 mol电子通过时,通过阳离子交换膜离子的情况(包含物质的量、种类、移动方向)为___________________________________。 ②放电时多孔碳纳米管电极上的电极反应式为_______________________________________。 (2)在稀硫酸中利用电催化可将CO2转化为多种有机物,其原理如图2所示: ①a极是电源的_______极(填“正”或“负”),交换膜X最好是_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜;若将Pt电极换为Cu电极,其后果是_______________________________________。 ②写出充电时生成CH3CHO的电极反应式:_______;电解时电解质溶液中的数量_______(填“基本不变”、“明显变大”或“明显变小”)。 18.(13分)(2025·江苏省徐市二模联考)焦磷酸铜盐、柠檬酸铜盐是工业常用的铜电镀液。 (1)以酸性CuSO4溶液作电镀液时,镀铜效果不佳。原因:①溶液中的SO42-和电解过程中产生的少量Cu+影响镀层光亮度;②_______________________________________________________________。 (2)控制铜电镀液pH在8-8.5之间,采用电解法可得到均匀光亮的铜镀层。 ①配制K6[Cu(P2O7)2]溶液过程中主要发生如下转化: CuSO4H3PO4K6[Cu(P2O7)2](aq) 具体操作:向含0.1 molCuSO4的溶液中加入含________mol K4P2O7溶液,过滤,________________ _______________________________________________________,再加入一定量的K4P2O7 至沉淀溶解。 ②上述配制的K6[Cu(P2O7)2]溶液中可能会存在少量Cu+。需向溶液中加入H2O2充分反应,再加入柠檬酸晶体。加入柠檬酸晶体的目的是__________________________________________________________。 (3)在塑料件上镀铜时需要首先对塑料件进行预处理,使其表面覆盖一层铜膜。涉及反应:HCHO+Cu(OH)2+OH-=HCOO-+Cu+2H2O 。补充完整在塑料件上镀铜的实验方案:向装有塑料片的烧杯中加入CuSO4溶液,_______________________________________________________________________,将预处理后的塑料片从烧杯中取出并洗净后,将待镀塑料片______________________________________ _________________________,通电一段时间。(实验中须使用的试剂和设备:NaOH溶液、HCHO溶液,K6[Cu(P2O7)2]溶液、Cu片;下图所示电解池) 19.(12分)(2025·江苏省如皋中学上学期调研二)丙烯是一种重要的化工原料,可以由CO2、丙烷为原料制得。 (1)一种催化电解CO2制取丙烯的装置原理如图所示,电解质溶液为稀硫酸。写出生 成丙烯的电极反应式:_______________________________________________。 (2)丙烷催化脱氢制备丙烯:C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ∆H。 ①H2(g)、C3H6(g)、C3H8(g)三种物质的燃烧热分别为286 kJ·mol-1、2049 kJ·mol-1、 2218kJ·mol-1,则∆H=_______________。 ②保持压强和温度一定,将一定比例的C3H8(g)和H2O(g)混合后通过一种催化剂—膜系统制取丙烯,工作原理如图所示。该过程中可以提高反应平衡转化率的措施有______________________________ _____________________________________________。 (3)丙烷催化氧化制取丙烯的原理为2C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+2H2O(g) ∆H=-236 kJ·mol-1,反应产物中除C3H6外,还有CH4、CO和C等。其他条件一定,丙烷的转化率、丙烯的产率、丙烯的选择性随温度的变化如图所示。 ①675℃后,随着温度的升高,丙烷的转化率上升幅度变慢,原因可能是___________________。 ②研究发现,控制其他条件相同,仅改变反应体系中丙烷和氧气投料比。当投料比较低时,C3H6的选择性较低,可能的原因是_______________________________________________________。 / 学科网(北京)股份有限公司 $$ 第五章 化学反应与能量变化 (考试时间:75分钟 试卷满分:100分) 可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 一、单项选择题:共15题,每题3分,共45分。每题只有一个选项最符合题意。 1.下列说法正确的是 A.(2025·江苏省高邮市下学期第一次联考)氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B.(2025·江苏省无锡市期末)“火星快车”轨道器上的锂离子蓄电池是一次电池 C.(2025·江苏省南通市市期中)钢管与电源正极连接可防止被腐蚀 D.(2025·江苏省扬州市期中)镀铜与镀锌的铁制品相比,镀层受损后,前者易生锈 【答案】D 【解析】A项,燃料电池工作时,化学能不可能全部转化为电能,部分转化为热能,错误;B项,“火星快车”轨道器上的锂离子蓄电池是二次电池,错误;C项,钢管连接电源正极会作为阳极被加速腐蚀,应连接负极才被保护,错误;D项,镀层破损后,发生电化学腐蚀,镀锌铁因锌比铁活泼,锌为负极,被腐蚀,铁为正极被保护;而镀铜铁中铜不如铁活泼,铁会作为负极加速腐蚀,更易生锈,正确。 2.(2025·江苏省徐州市期末)关于如图所示各装置的叙述正确的是 A.图1是化学能转变为电能的装置,总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B.图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极 C.图3装置可在铁件表面镀铜,CuSO4溶液浓度不变 D.图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连,以防止被海水腐蚀 【答案】D 【解析】A项,由图可知,该装置为化学能转变为电能的装置,金属性强于铜的铁电极为原电池的负极,电池的总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,错误;B项,氢氧化钠溶液不能传递电子,电子由a电极经用电器流向b电极,错误;C项,电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,因此待镀铁件作阴极,铜作阳极,错误;D项,由外加直流电源的阴极保护法可知,钢管桩与电源的负极相连做电解池的阴极,以防止被海水腐蚀,正确。 3.(2025·江苏省射阳中学一模)一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是 A.电池工作时,化学能完全转化为电能 B.电池工作时,CO32-向电极B移动 C.电极B上发生的电极反应为O2-4e-=2O2- D.H2参与的电极反应为H2+CO32--2e-=H2O+CO2 【答案】D 【解析】由图可知,A极碳元素、氢元素价态升高失电子,电极A为负极,电极反应式为H2+CO+2CO32--4e-=H2O+3CO2,电极B为正极,电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-,据此作答。 A项,在电池工作过程中,虽然大部分化学能会转化为电能,但仍会有一部分能量以热能的形式损失掉。因此,化学能并不能完全转化为电能,错误;B项,原电池工作时,阴离子向负极移动,则CO32-向电极A移动,错误;C项,电极B为正极,电极反应式为O2+4e-+2CO2=CO32-,错误;D项,H2参与的电极A为负极,电解质没有OH-,负极反应为H2+CO32--2e-=H2O+CO2,正确。 4.(2025·江苏省扬州中学2月)科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A.充电时,石墨电极与电源正极相连 B.充电时,石墨电极上可发生电极反应[CuClx]1-x-e-=[CuClx]2-x C.放电时,氯离子向锌电极迁移 D.放电时,理论上电路中每转移2 mol电子,锌电极质量增加136 g 【答案】D 【解析】由题干装置信息可知,放电时石墨电极上为:[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x,[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-,发生还原反应,则为正极,而Zn/ZnCl2电极上电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,发生氧化反应,则为负极,据此分析解题。 A项,由分析可知,放电时石墨电极为正极,故充电时,石墨电极与电源正极相连,正确;B项,由分析可知,放电时石墨电极上为:[CuClx]2-x+e-=[CuClx]1-x,[CuClx]1-x+e-=Cu+xCl-,故充电时,石墨电极上可发生电极反应[CuClx]1-x-e-=[CuClx]2-x,正确;C项,由分析可知,放电时,石墨电极为正极,锌电极为负极,故氯离子向锌电极迁移,正确;D项,由分析可知,放电时,Zn/ZnCl2电极上电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,理论上电路中每转移2 mol电子,则有2 mol Cl-转移到锌电极上,故锌电极质量增加2 mol×35.5 g·mol-1=71 g,错误。 5.(2025·江苏省南京市六校联合体11月月考)利用CoP催化剂可实现肼氧化辅助制氢,下列有关叙述不正确的是 A.图中甲池是原电池,乙池是电解池 B.电极C附近溶液pH升高 C.该装置可实现N2H4循环制氢 D.电路中转移1 mol e-,理论上A电极消耗标准状况下5.6 L O2 【答案】C 【解析】由图可知甲装置能自发的进行氧化还原反应,所以甲是原电池,电极B为负极,电极反应为:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O;则A为正极,电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,总反应为N2H4+O2=N2+2H2O;乙属于电解池,与电源的负极B相连的电极C为阴极,电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,D电极为阳极,电极反应为:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,据此分析解题。 A项,根据分析可知,图中甲池是原电池,乙池是电解池,正确;B项,电极C的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,产生氢氧根离子,电极C附近溶液pH升高,正确;C项,该装置消耗N2H4,无法循环制氢,错误;D项,电路中转移1 mol e-,理论上A电极消耗0.25 mol O2,在标准状况下的体积为5.6 L,正确。 6.(2025·广东省深圳市第一次调研)将金矿石(含FeS和Au等)浸泡于NaCN溶液中,并通入空气,利用原电池工作原理(如图),可实现金矿石中Au浸取。下列说法正确的是 A.Au作原电池正极 B.电子由FeS流向Au C.FeS表面发生的电极反应:O2+4e-+4H+=2H2O D.Au的溶解速率与溶液中O2的浓度有关 【答案】D 【解析】由图示可知Au失电子转化为[Au(CN)2]-,Au作负极,则FeS作正极,据此分析解答。 A项,由以上分析可知Au作原电池负极,错误;B项,原电池中电子由负极流向正极,则由Au流向FeS,错误;C项,NaCN溶液呈碱性,则正极电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,错误;D项,溶液中O2的浓度越大,得电子的速率越快,从而可以加速Au失电子速率,即加速Au的溶解速率,正确。 7.(2025·江苏省高邮市下学期第一次联考)一种新型AC/LiMn2O4电池体系,在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的LiMn2O4作正极(可由Li2CO3和MnO2按物质的量比1∶2反应合成),高比表面积活性炭AC(石墨颗粒组成)作负极。充电、放电的过程如图所示: 下列说法正确的是 A.合成LiMn2O4的过程中可能有H2产生 B.放电时正极的电极反应式为:LiMn2O4+xe-=Li(1-x)Mn2O4+xLi+ C.充电时AC极应与电源负极相连 D.可以用Li2SO4水溶液做电解液 【答案】C 【解析】A项,Li2CO3和MnO2按物质的量比1∶2反应合成LiMn2O4,Mn元素化合价降低,根据得失电子守恒,氧元素化合价升高,可能有O2产生,错误;B项,放电时,锂离子向正极移动,正极的Li(1-x)Mn2O4得到电子发生还原反应,电极反应式为Li(1-x)Mn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4,错误;C项,放电时AC作负极,则充电时AC极应与电源负极相连,正确;D项,锂会和水反应,该电池体系应该采用有机溶剂,错误。 8.(2025·江苏省南京市金陵中学4月调研)镍离子(Ni2+)和钴离子(Co2+)性质相似,可用如图所示装置实现二者分离。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移,Co2+与乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是 A.电流方向:nNMm B.石墨M电极的电极反应式为Co2++2e-=Co C.水解离出的OH-可以抑制Ⅱ室中的转化反应 D.导线中通过1 mol电子时,Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为65 g 【答案】D 【解析】该装置为电解池,氢离子向右移动,则N为阴极,n为负极,M为阳极,m为正极,以此解题。 A项,根据双极膜中H2O解离生成的H+、OH-的迁移方向,可以判断石墨M是阳极、石墨N是阴极,电流方向:mMNm,错误;B项,由分析可知,M为阳极,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,错误;C项,Ⅱ室中发生转化:Ni2++2CH3COCH2COCH3Ni(CH3COCHCOCH)2+2H+,水解离出的OH-与H+反应,促进Ni2+的转化,错误;D项,由原理可知,导线中流过1 mol电子,Ⅰ室移入Ⅱ室Ni2+和Co2+总物质的量为0.5 mol,同时有0.5 mol氯气生成,镍、钴的相对原子质量都近似为59,Ⅰ室质量约减少65 g,Ⅲ室中阴极反应消耗的H+由水解离出的H+等量补充,溶液质量不变,故两室溶液质量变化之差约为65 g,正确。 9.(2025·江苏省苏州市十校12月)一种耦合HCHO制H2装置如下图所示,电极为惰性催化电极,阳极反应机理如下: 下列说法正确的是 A.电解时,电极a上有O2生成 B.电解时,OH-通过阴离子交换膜向电极a移动 C.阳极反应为HCHO-2e-+3OH-=HCOO-+2H2O D.电解时电路中每通过1 mol电子,装置中共生成1 mol H2 【答案】D 【解析】由图可知,b电极上HCHO被氧化为HCOO-,则b电极为阳极,a电极为阴极;电解质溶液为KOH溶液,结合反应机理,则阳极反应涉及:①HCHO+OH-=,②-e-=HCOOH+H2,③HCOOH+OH-=HCOO-+H2O,则阳极反应式为:2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O,阴极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,据此解题。 A项,电解时,电极a上有H2生成,错误;B项,电解时,OH-通过阴离子交换膜向阳极移动,故向电极b移动,错误;C项,根据分析可知,阳极反应为2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2O,错误;D项,根据分析,电极反应中每通过2 mol电子,生成2 mol H2,故电解时电路中每通过1 mol电子,装置中共生成1 mol H2,正确。 10.(2025·江苏省徐市二模联考) 一种以NaOH为介质电催化还原CO2的工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A.电解池工作时,OH-由右室通过隔膜向左室移动 B.M为电解池的阳极 C.N电极上发生的反应:CH3(CH2)7NH2+4e-+4OH-=CH3(CH2)6CN+4H2O D.电路中通过2 mol e-时,理论上有1 mol CO2被还原 【答案】D 【解析】由图可知,M极CO2发生还原反应生成HCOO-,故M为阴极,N为阳极。 A项,由上述分析可知,M电极为阴极,N电极为阳极,则电解池工作时,OH-由左室通过隔膜向右室移动,错误;B项,M电极为阴极,N电极为阳极,错误;C项,N电极为阳极,阳极反应式为CH3(CH2)7NH2-4e-+4OH-=CH3(CH2)6CN+4H2O,错误;D项,阴极反应式为CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-,则电路中通过2 mol e-时,理论上有1 mol CO2被还原,正确。 11.(2025·苏州期中摸底调研2)科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。 下列说法错误的是 A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2- B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol C.充电时,电池总反应为2[Zn(OH)4]2-=2Zn+O2↑+4OH-+2H2O D.充电时,阳极室溶液中OH-浓度升高 【答案】D 【解析】由题可知,放电时,CO2转化为HCOOH,即CO2发生还原反应,故放电时右侧电极为正极,左侧电极为负极,Zn发生氧化反应生成[Zn(OH)4]2-;充电时,右侧为阳极,H2O发生氧化反应生成O2,左侧为阴极,[Zn(OH)4]2-发生还原反应生成Zn,以此分析解答。 A项,放电时,负极上Zn发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,正确,不符合题意;B项,放电时,CO2转化为HCOOH,C元素化合价降低2,则1 mol CO2转化为HCOOH时,转移电子数为2 mol,正确,不符合题意;C项,充电时,阳极上H2O转化为O2,负极上[Zn(OH)4]2-转化为Zn,电池总反应为:2[Zn(OH)4]2-=2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,正确,不符合题意;D项,充电时,阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,溶液中H+浓度增大,溶液中c(H+)•c(OH-)=KW,温度不变时,KW不变,因此溶液中OH-浓度降低,错误,符合题意。 12.(2025·江苏省新高考基地学期第二次大联考)一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法不正确的是 A.互换前电极2上发生的反应为Ag-e-+Cl-=AgCl B.互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同 C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变 D.理论上,电路中通过1 mol e-时,右侧电解液质量增加7 g 【答案】D 【解析】为从海水中提取锂,电极1的电极反应式为:FePO4+Li++e-=LiFePO4,则电极1为阴极,则电极2为阳极,电极3为阴极,电极4为阳极,在电极4上发生氧化反应:LiFePO4-e-=Li++FePO4,实现了锂的提取。 A项,互换前,电极2为阳极,Ag在阳极失电子结合海水中的Cl-生成AgCl,电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl,正确;B项,互换前电极1为阴极,发生反应FePO4+Li++e-=LiFePO4;互换后电极4连接电源负极变为阴极,发生反应也是FePO4+Li++e-=LiFePO4,二者反应相同,正确;C项,电极1电极反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4,电极4电极反应为LiFePO4-e-=Li++FePO4,理论上,电极1增加的锂离子的质量等于电极4溶解的锂离子的质量,所以电极1与电极4的质量之和不变,正确;D项,电极3上电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-,电极4上电极反应式为LiFePO4-e-=Li++FePO4,所以理论上,电路通过1 mol e-时,右侧电解液增加的质量相当于1 mol LiCl的质量,质量为1 mol×42.5 g·mol-1=42.5 g,错误。 13.(2025·苏州市上学期期中摸底)一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示,该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法不正确的是 A.交换膜应当选择阳离子交换膜 B.K与a连接的目的是形成两电极区溶液的浓度差 C.K与b连接时,电极B上发生的反应为Cu2++2e—=Cu D.K与b连接时,导线中通过2 mol电子,约有1 mol离子通过交换膜 【答案】A 【解析】由题干信息可知,将开关K先与a连接后则电极B为阳极,电极反应为Cu-2e—=Cu2+;电极A为阴极,电极反应为:Cu2++2e—=Cu,一段时间后右侧溶液中Cu2+浓度增大,而左侧溶液中Cu2+浓度减小,为了保持Cu2+的浓度差必须保证Cu2+不能通过半透膜,故交换膜是阴离子交换膜。一段时间后与b连接,电极A为负极,电极反应为:Cu-2e—=Cu2+,电极B为正极,电极反应为:Cu2++2e—=Cu,据此分析解题。 A项,由分析可知,交换膜应当选择阴离子交换膜,阻止阳极Cu2+通过以保证两侧溶液中有Cu2+浓度差,错误;B项,由分析可知,K与a连接是电极B为阳极,电极反应为Cu-2e—=Cu2+,电极A为阴极,电极反应为:Cu2++2e—=Cu,其目的是形成两电极区溶液的浓度差,正确;C项,由分析可知,K与b连接时,电极B为正极,其上发生的反应为Cu2++2e—=Cu,正确;D项,由分析可知,离子交换膜为阴离子交换膜,故K与b连接时,导线中通过2 mol电子,约有1 mol离子即SO42-通过交换膜,正确。 14.(2025·江苏镇江市开学考)我国科学家研究发现一种电化学“大气固碳”有效方法的原理如图所示。充电时,通过催化剂的选择性控制,只有Li2CO3发生氧化。下列有关说法正确的是 A.放电时,电极B发生氧化反应 B.该电池可选用Li2SO4水溶液做离子导体 C.充电时,Li+从电极B移向电极A D.放电时,每消耗1 mol CO2转移电子数4×6.02×1023 【答案】C 【解析】放电时,A为负极,电极反应为Li-e—=Li+,B为正极,电极反应为3CO2+4e—+4Li+=2Li2CO3+C;充电时,A为阴极,电极反应式为Li++e—=Li,B为阳极,电极反应为2Li2CO3+C-4e—=3CO2↑+4Li+。 A项,放电时,B为正极,发生还原反应,错误;B项,放电时电极A为负极,电极材料为Li,会与水反应,因此该电池只可选用无水电解液,错误;C项,充电时,阳离子移向阴极,则Li+的移动方向是从电极B移向电极A,正确;D项,放电时,根据电极反应3CO2+4e—+4Li+=2Li2CO3+C,每消耗1 mol CO2转移电子数×6.02×1023,错误。 15.(2025·江苏省宿迁市考前指导卷)己二腈[NC(CH2)4CN]是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈(CH2=CH-CN)的方法合成己二腈,装置如图。已知:阳/阴极反应物的还原/氧化性越强,电解所需电压越小,消耗的电能越少。下列说法正确的是 A.在阳极获得己二腈 B.电解过程中,H+通过质子交换膜向阳极区移动 C.制得1 mol已二腈的同时,理论上会产生11.2 L O2 D.若要降低电解丙烯腈的能耗,可向阳极室中加入强还原剂 【答案】D 【解析】用电解丙烯腈(CH2=CH-CN)的方法合成己二腈[NC(CH2)4CN]过程中,C元素化合价降低,发生还原反应,则丙烯腈在阴极(左侧电极)发生反应:2CH2=CH-CN+2H++2e-=NC(CH2)4CN,右侧电极为阳极,水失去电子发生氧化反应:2H2O-4e-=4H++O2↑。 A项,由分析可知,丙烯腈在阴极发生还原反应生成己二腈,错误;B项,H+带正电荷,在电解过程中,H+通过质子交换膜向阴极区移动,错误;C项,由电极反应式可知,制得1 mol己二腈时,转移2 mol e-,生成0.5 mol O2,即产生11.2 L O2(标况下),题中未指明标准状况下,错误;D项,根据题中所给已知信息:阳/阴极反应物的还原/氧化性越强,电解所需电压越小,消耗的电能越少;阳极室反应物具有还原性,发生氧化反应,则要降低电解丙烯腈的能耗,可向阳极室中加入强还原剂,正确。 二、非选择题:共4题,共55分。 16.(14分)(2025·江苏省盐城市期末)CO2的资源化利用是实现碳中和的重要途径。 (1)二氧化碳加氢可以制取甲烷。向恒压、装有催化剂的密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2,若只考虑发生如下两个反应: 反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ∆H=-164.7 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H=+41.2 kJ·mol-1 则平衡时含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。 ①实际反应过程中,还会发生如下反应: 反应Ⅲ:2CO(g)=CO2(g)+C(s);∆H=-172.5 kJ·mol-1 反应Ⅳ:CH4(g)=C(s)+H2(g);∆H=a kJ·mol-1 a的数值为__________________。 ②保持温度一定,实际反应过程中测得一段时间后,催化剂的活性降低,其可能原因是____________________________________________________________________________________。 ③如上图中B物质的化学式为__________,并解释温度高于600℃后B的物质的量随温度升高而逐渐减小的原因:___________________________________________________________________________。 (2)电解吸收CO2和含氮物质在常温常压下可以合成尿素。电解原理如图所示。电解过程中生成尿素的电极反应式为_________________________________________________。 (3)电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示。 FE%=(其中,Qx=nF,n表示电解生成产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数)。当电解电压为U3时,电解生成的CH4和C2H4的质量之比为__________。 (4)某金属氧化物(用MR表示)催化CO2与环氧丙烷()反应制碳酸酯X。其反应机理如图所示。已知CO2中的碳氧键可以被催化剂中具有较强给电子能力的活性中心的电子进攻而活化断裂。 碳酸酯X的结构简式为________________。 【答案】(1)①+74.6(2分) ②反应一段时间后产生的积碳覆盖在催化剂表面;或催化剂吸附能力降低(2分) ③CO2(2分) ④反应Ⅰ的∆H<0,温度升高促进CO2的生成:反应Ⅱ的∆H>0,温度升高促进CO2的消耗(2分);温度高于600℃的条件下,升高温度对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响(2分) (2)2NO3-+16e-+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O(2分) (3)15∶14 (4)(2分) 【解析】(1)①根据盖斯定律可知,反应Ⅳ=反应Ⅱ×2+反应Ⅲ-反应I,ΔH=(41.2×2-172.5+164.7) kJ·mol-1=+74.6 kJ·mol-1;②根据化学方程式可知,反应Ⅲ和反应Ⅳ有单质碳生成,反应一段时间后产生的积碳会覆盖在催化剂表面,从而降低催化剂的活性,导致实际反应过程中测得一段时间后,催化剂的活性降低(或催化剂吸附能力降低);③应I为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,则甲烷的物质的量随温度升高而减小,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,化学平衡正向移动,则CO的物质的量随温度升高而增大,因此A表示CH4,C表示CO,则B表示CO2。温度高于600 ℃的条件下,升高温度对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响,因此二氧化碳的物质的量随温度升高而逐渐减小;(2)从图中可知,在右侧电极上水失电子生成氧气,为阳极,则左侧电极为阴极,阴极上硝酸根离子得电子结合通过质子交换膜进来的氢离子、二氧化碳生成尿素和水,电极反应为2NO3-+16e-+CO2+18H+=CO(NH2)2+7H2O;(3)电解电压为U3时,CH4和C2H4的法拉第效率分别为30%和24%,总电量一定,则生成CH4和生成C2H4所需的电量比为30∶24=5∶4,1个CO2转化为1个CH4得到8个电子,一个CO2转化为0.5个C2H4得到6个电子,则生成一个C2H4需要12个电子,因此生成CH4和C2H4的物质的量之比为∶=15∶8,则质量之比为(15×16)∶(8×28)=15∶14;(4)由反应机理可知,的圈中带负电荷的氧和圈中碳结合形成碳氧键,然后脱离催化剂表面形成酯基。 17.(16分)(2025·山西省菏泽市上学期期中)电化学原理在降低碳排放、实现碳中和目标中有广泛应用。回答下列问题: (1)我国科技工作者设计了工作原理如图1所示的可充电Mg-CO2电池,以Mg(TFSI)2为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,放电时CO2还原为MgC2O4。 ①充电时电极应接电源的_______极(填“正”或“负”),当电路中有2 mol电子通过时,通过阳离子交换膜离子的情况(包含物质的量、种类、移动方向)为___________________________________。 ②放电时多孔碳纳米管电极上的电极反应式为_______________________________________。 (2)在稀硫酸中利用电催化可将CO2转化为多种有机物,其原理如图2所示: ①a极是电源的_______极(填“正”或“负”),交换膜X最好是_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜;若将Pt电极换为Cu电极,其后果是_______________________________________。 ②写出充电时生成CH3CHO的电极反应式:_______;电解时电解质溶液中的数量_______(填“基本不变”、“明显变大”或“明显变小”)。 【答案】(1)①负(2分) ②有1 mol Mg2+自右向左通过阳离子交换膜(2分) ③Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4(2分) (2)①正(2分) ②阳(2分) ③左端铜电极会被腐蚀直至消失(2分) ④2CO2+10e-+10H+=CH3CHO+3H2O(2分) ⑤基本不变(2分) 【解析】(1)①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,所以多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极,则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极。充电时原电池的负极与电源的负极相连,Mg2+会转化为Mg,故电池中Mg2+从右向左移动,电路中转移的电子所带电量与通过阳离子交换膜的Mg2+所带电量相等,因此透过膜的Mg2+物质的量为1 mol;②由工作原理图可知,CO2在多孔碳纳米管电极上得电子转化为MgC2O4,故有Mg2+参与电极反应,相应电极反应式为Mg2++CO2+2e-=MgC2O4;(2)①CO2转化为有机物时碳元素化合价降低,因此CO2发生了还原反应,是阴极,Pt极是阳极,a是电源的正极;CO2转化为有机物时,需要氢元素,阳极上水失去电子得到O2、H+,因此H+需要通过X膜进入阴极区,因此交换膜X最好是阳离子交换膜;若将Pt电极换为Cu电极,则该Cu电极会失去电子,导致该Cu电极被腐蚀,直至消失;②充电时阴极的电极反应式为2CO2+10e-+10H+=CH3CHO+3H2O、CO2+2e-+2H+=HCOOH、2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O,阳极电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,由两个电极反应式可知,放电过程中溶液中H+的数量基本不变。 18.(13分)(2025·江苏省徐市二模联考)焦磷酸铜盐、柠檬酸铜盐是工业常用的铜电镀液。 (1)以酸性CuSO4溶液作电镀液时,镀铜效果不佳。原因:①溶液中的SO42-和电解过程中产生的少量Cu+影响镀层光亮度;②_______________________________________________________________。 (2)控制铜电镀液pH在8-8.5之间,采用电解法可得到均匀光亮的铜镀层。 ①配制K6[Cu(P2O7)2]溶液过程中主要发生如下转化: CuSO4H3PO4K6[Cu(P2O7)2](aq) 具体操作:向含0.1 molCuSO4的溶液中加入含________mol K4P2O7溶液,过滤,________________ _______________________________________________________,再加入一定量的K4P2O7 至沉淀溶解。 ②上述配制的K6[Cu(P2O7)2]溶液中可能会存在少量Cu+。需向溶液中加入H2O2充分反应,再加入柠檬酸晶体。加入柠檬酸晶体的目的是__________________________________________________________。 (3)在塑料件上镀铜时需要首先对塑料件进行预处理,使其表面覆盖一层铜膜。涉及反应:HCHO+Cu(OH)2+OH-=HCOO-+Cu+2H2O 。补充完整在塑料件上镀铜的实验方案:向装有塑料片的烧杯中加入CuSO4溶液,_______________________________________________________________________,将预处理后的塑料片从烧杯中取出并洗净后,将待镀塑料片______________________________________ _________________________,通电一段时间。(实验中须使用的试剂和设备:NaOH溶液、HCHO溶液,K6[Cu(P2O7)2]溶液、Cu片;下图所示电解池) 【答案】(1)H+与Cu2+在阴极竞争放电生成H2,不利于Cu在镀件表面析出(2分) (2)①0.05(2分) ②用蒸馏水洗涤沉淀至最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液无沉淀(2分) ③调节电镀液的pH(1分);将氧化生成的Cu2+ 转化为柠檬酸铜盐(2分) (3)①边搅拌边加入NaOH溶液至过量,再加入一定量的甲醛溶液,充分反应(2分) ②与图示电解池中Y极相连,将铜片与X极相连,加入K6 [Cu(P2O7)2](2分) 【解析】(1)电镀时,氢离子也可能从阴极得到电子生成氢气从而影响电镀的效果,故答案为:H+与 Cu2+在阴极竞争放电生成H2,不利于Cu在镀件表面析出;(2)①由转化关系可知,2CuSO4+K4P2O7=CuP2O7↓+2K2SO4,则向含0.1 mol CuSO4的溶液中加入含×1=0.05 mol K4P2O7溶液,过滤;在随后的洗涤过程中,可以通过检验洗涤液中是否含有硫酸根离子来检验是否洗涤干净,故答案为:0.05;用蒸馏水洗涤沉淀至最后一次洗涤液中加入BaCl2溶液无沉淀;②根据题意,柠檬酸铜盐是工业常用的铜电镀液,则加入柠檬酸晶体可以和铜离子反应生成柠檬酸铜盐,同时调节电溶液的pH,故答案为:调节电镀液的pH;将氧化生成的Cu2+转化为柠檬酸铜盐;(3)根据题中信息可知,可以利用在碱性条件下氢氧化铜和甲醛的反应在塑料片的表面生成一层铜膜,随后结合电镀的原理将塑料片当做阴极铜片当做阳极进行电镀,故答案为:边搅拌边加入NaOH溶液至过量,再加入一定量的甲醛溶液,充分反应;与图示电解池中Y极相连,将铜片与X极相连,加入K6 [Cu(P2O7)2]。 19.(12分)(2025·江苏省如皋中学上学期调研二)丙烯是一种重要的化工原料,可以由CO2、丙烷为原料制得。 (1)一种催化电解CO2制取丙烯的装置原理如图所示,电解质溶液为稀硫酸。写出生 成丙烯的电极反应式:_______________________________________________。 (2)丙烷催化脱氢制备丙烯:C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ∆H。 ①H2(g)、C3H6(g)、C3H8(g)三种物质的燃烧热分别为286 kJ·mol-1、2049 kJ·mol-1、2218kJ·mol-1,则∆H=_______________。 ②保持压强和温度一定,将一定比例的C3H8(g)和H2O(g)混合后通过一种催化剂—膜系统制取丙烯,工作原理如图所示。该过程中可以提高反应平衡转化率的措施有______________________________ _____________________________________________。 (3)丙烷催化氧化制取丙烯的原理为2C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+2H2O(g) ∆H=-236 kJ·mol-1,反应产物中除C3H6外,还有CH4、CO和C等。其他条件一定,丙烷的转化率、丙烯的产率、丙烯的选择性随温度的变化如图所示。 ①675℃后,随着温度的升高,丙烷的转化率上升幅度变慢,原因可能是___________________。 ②研究发现,控制其他条件相同,仅改变反应体系中丙烷和氧气投料比。当投料比较低时,C3H6的选择性较低,可能的原因是_______________________________________________________。 【答案】(1)3CO2+18e-+18H+=C3H6+6H2O(2分) (2)①+117 kJ·mol-1(2分) ②利用催化剂—膜分离出氢气(2分);丙烷中混合水蒸气,使反应物和生成物体系压强减小(2分) (3)①温度升高后催化剂活性变化不大(2分) ②氧气过量,丙烷发生深度氧化生成CO和C(2分)等 【解析】(1)酸性条件下电解二氧化碳制丙烯,二氧化碳发生还原反应,电极反应式:3CO2+18e-+18H+=C3H6+6H2O;(2)①根据题意:反应i:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H=-286 kJ·mol-1 反应ii:C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-2 049 kJ·mol-1 反应iii:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ∆H=-2 218 kJ·mol-1 根据盖斯定律:反应iii-反应ii-反应i得:C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ∆H=(-2 218 kJ·mol-1)-(-2 049 kJ·mol-1)-(-286 kJ·mol-1)=+117 kJ·mol-1;②依据外界条件对平衡状态的影响可判断分离出氢气、丙烷中混合水蒸气,使反应物和生成物体系压强减小,可以提高反应平衡转化率;(3)①温度升高后催化剂活性变化不大,所以675℃后,随着温度的升高,丙烷的转化率上升幅度变慢;②投料比较低时,氧气过量,丙烷发生深度氧化生成CO和C等,从而导致投料比较低时,C3H6的选择性较低。 / 学科网(北京)股份有限公司 $$

资源预览图

第五章 化学反应与能量变化(综合训练)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
1
第五章 化学反应与能量变化(综合训练)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2
第五章 化学反应与能量变化(综合训练)(江苏专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
3
所属专辑
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。