第六章 化学反应与能量 思维创新-【新课程能力培养】2025-2026学年高中化学必修第二册练习手册（人教版）

思维 高芳真题 1.(2024·全国甲)人类对能源的利用经历了 柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方 向高质量发展。下列有关能源的叙述错误 的是() A.木材与煤均含有碳元素 B.石油裂化可生产汽油 C.燃料电池将热能转化为电能 D.太阳能光解水可制氢 2.(2024·湖南)近年来，我国新能源产业得 到了蓬勃发展。下列说法错误的是() A.理想的新能源应具有资源丰富、可再 生、对环境无污染等特点 B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清 洁等优点 C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌， 充电时锂离子从正极脱嵌 D.太阳能电池是一种将化学能转化为电 能的装置 3.(2023·浙江)标准状态下，气态反应物和 生成物的相对能量与反应历程示意图如下 [已知O2(g)和C2(g)的相对能量为0]， 下列说法不正确的是( / O+0+CI 02+O+C10 202+C1 202 历程 历程Ⅱ 第3题图 第六章化学反应与能量。 创新 模拟题精练 A.E6-E3=Es-E2 B.可计算C1一CI键能为2(E,-E3)kJ.mol- C.相同条件下，O3的平衡转化率：历程 Ⅱ>历程I D.历程I、历程Ⅱ中速率最快的一步反 应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)= O2(g)+Cl(g)H=(Es-E)kJ.mol- 4.(2024·江苏)碱性 锌锰电池的总反应 锌粉和KOH 为Zn+2MnO2+H,O= MnO2和KOH Zn0+2 MnOOH,电 隔膜 池构造示意图如图 第4题图 所示。下列有关说法正确的是() A.电池工作时，MnO,发生氧化反应 B.电池工作时，OH通过隔膜向正极移动 C.环境温度过低，不利于电池放电 D.反应中每生成1 mol MnOOH,转移电 子数为2×6.02×102 5.(2023·广东)负载有Pt和Ag的活性炭， 可选择性去除C实现废酸的纯化，其工 作原理如图所示。下列说法正确的是 Ag 活性炭 第5题图 A.Ag作原电池正极 练 51 高中化学必修第二册（人教版） B.电子由Ag经活性炭流向Pt C.Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e =40H D.每消耗标准状况下11.2L的O2,最多 去除1 mol Cl 6.(2024·江西)我国学者发明了一种新型多 功能甲醛一硝酸盐电池，可同时处理废水 中的甲醛和硝酸根离子（如图）。下列说 法正确的是() e ☒ 质子交换膜 HCOO+H CuAg NH,CuRu 电极 HCHO 入电极 NO KOH溶液KOH溶液 左室 右室 第6题图 A.CuAg电极反应为2HCHO+2HO-4e一 2HCOO+H2↑+2OH B.CuRu电极反应为NO3+6HO+8e= NH3↑+9OH C.放电过程中，OH通过质子交换膜从左 室传递到右室 D.处理废水过程中溶液pH不变，无需补 加KOH 7.(2023·辽宁)某低成本储能电池原理如下 图示。下列说法正确的是( 电源或负载 Pb/PbSO ,多孔碳 Fe/Fe2 HSO4(aq）:HS0.(aq） 质子交换膜 第7题图 A.放电时负极质量减小 52)练 B.储能过程中电能转变为化学能 C.放电时右侧H通过质子交换膜移向左侧 D.充电总反应：Pb+SO子+2Fe3+=PbS04+ 2Fe2+ 8.(2023·广东)催化剂I和Ⅱ均能催化反 应R(g)一P(g)。反应历程（下图）中， M为中间产物。其他条件相同时，下列 说法不正确的是( 一催化剂1 …催化剂Ⅱ 反应过程 第8题图 A.使用I和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B.反应达到平衡时，升高温度，R的浓度 增大 C.使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D.使用I时，反应过程中M所能达到的 最高浓度更大 9.(2024·新课标)一种可植入体内的微型电 池工作原理如图所示，通过CūO催化消 耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感 器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。 血糖浓度下降至标准，电池停止工作。 (血糖浓度以葡萄糖浓度计) 制 传感器 纳米P/导电聚合物 纳米CuO/导电聚合物。 开 葡萄糖酸 (CH2O) 血液 CuO OH 00 000 葡萄糖 第9题图 电池工作时，下列叙述错误的是( A.电池总反应为2CH12O6+O2一2C6H12O B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(I)相 互转变起催化作用 C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有 0.4mmol电子流入 D.两电极间血液中的Na在电场驱动下的 迁移方向为ba 10.(2024·广东改编)酸在多种反应中具有 广泛应用，其性能通常与酸的强度密切 相关。酸催化下NaNO2与NHCI混合溶 液的反应（反应a),可用于石油开采中 油路解堵。 反应a:NO;(aq)+NHt(aq)-N2(g)+ 2H2O(1) 某小组研究了3种酸对反应a的催 化作用。在相同条件下，向反应体系中 滴加等物质的量的少量酸，测得体系的 温度T随时间t的变化如图： 90]7/℃ 硫酸 70 磷酸 50 乙酸 30 3 46 t/min 第10题图 据图可知，在该过程中 (填字母)。 A.催化剂酸性增强，可使反应放出的热 量变多 B.催化剂酸性增强，有利于提高反应 速率 C.催化剂分子中含H越多，越有利于加 速反应 第六章化学反应与能量。 D.反应速率并不始终随着反应物浓度下 降而减小 11.(2024·上海学业水平等级考)氟气通入 氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种 氟化物气体。现将1mol的Xe和9mol 的F2同时通入50L的容器中，反应 10min后，测得容器内共有8.9mol气 体，且三种氟化物的比例为XeF2:XeF4: XeF6=1:6:3,则10min内XeF4的反应 速率v(XeF4)= 12.(2024·上海学业水平等级考改编)珊瑚 的形成与保护中，已知： Ca2++2HCO;-CaCO,+HCO; ①HCO5一H+CO ②Ca2+CO一CaC0g ③HCO3+H=HCO3 (1)以下能判断总反应达到平衡状态的 是 (填字母)。 A.钙离子浓度保持不变 B.c(HCO)保持不变 c(CO号) C.v正(Ca2+)=v逆(CaCO3) D.v正(H2CO3):v逆(HCO5)=2:1 (2)根据下图，写出电极a的电极反应 式： NO 电极a 质子交换膜 负 电极b (CH-O) CO, 第12题图 练(53 N 高中化学必修第二册（人教版） (3)关于上述电化学反应过程，描述正： 确的是 (填字母)。 A.该装置实现电能转化为化学能 B.电极b是负极 (54)练 C.电子从电极a经过负载到电极b 再经过水体回到电极a D.每1mol(CHO)m参与反应时， 转移4mol电子高中化学必修第三册（人教版） “2Fe+2一2Fe2+L2”,③不正确；无论反应是否存在平 衡，溶液中均有，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，不 能证明存在平衡“2Fe+2I一2Fe+l,”,④不正确；故 选D。 7.B【解析】3min时，CO2和CH,OH(g)的浓度相 同，但浓度变化量不相同，所以速率不相同，A错误； 10min后，CO2和CHOH(g)的浓度不再变化，达到化 学平衡状态，B正确：根据温度对反应速率的影响可以 知道升高温度，正、逆反应速率都会增加，C错误；根 据图像可以知道反应在达到平衡前，反应物浓度都在减 小，生成物浓度都在增大，所以在l0min前都是v正> v递，故D错误。 8.(1)0.1mol-L.min20%(2)ABE(3)80% 【解析】(1) 2S02+02=2S03(g） 起始浓度(molL)10.5 0 转化浓度(molL)0.20.1 0.2 平衡浓度(molL)0.80.4 0.2 (O)=0.2 moL=0.1 mol.L.min 2 min @(SO.)=0.2 mol.L- 1m01-L×1009%-20%。 (3)设SO2、O2的物质的量均为1mol,反应过程 中气体减少了0.4mol,即反应了0.8molS02,S02的转 化率为80%。 9.(1)是(2)b1.5x103mol(Ls)(3)BC 【解析】(1)该反应是可逆反应。 (2)由平衡体系2N0(g)+02(g)一2NO2(g)知， NO2为生成物，n(NO2)=△n(NO)=0.020mol-0.007mol= 0.013mol,c(N0,)=0.013mol=0.0065mol-L,故表示 2L NO2变化曲线的为b。 u(NO)=△c(NO)=4n(NO) △t V.△t =0.020mol-0.008mol=0.003mol.(Ls), 2 Lx2 s 则e(0,=7(N0)0.015ml-L-s)H。 (3)A项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该 反应是否达到平衡状态；由于该反应是反应前后气体体 积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反 应已达到平衡状态，故B项正确；C项中已说明正、逆 反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气 体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应 是否达到平衡，容器内密度保持不变，故D项无法说明 56 该反应是否达到平衡状态。 一实验活动6化学能转化成电能 1.C2.D 3.(1)2Fe*+2e-=2Fe2 Cu-2e =Cu2*(2)FeCl3 CuCl2(3)阳 4.（1)锌Zn-2e=Zn2+ (2)水果类型（电解质溶液）相同时，实验1中锌 的还原性大于铜，锌是负极，实验5中锌的还原性小于 铝，锌是正极 (3)水果的类型（或电解质溶液） (4)电极材料 5.(1)2Al+3H0-6e=A1,0+6H正 (2)2H+NO+e=NO2↑+H,O随着反应进行铝表 面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，铜作负极反应，电流 方向相反 "实验活动7 化学反应速率的影响 因素 1.C2.B3.A 4.(1)研究反应物与S,O的浓度对反应速率的影 响(2)29.3(3)A(4)反应速率与反应物起始 浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反 比) 5.(1)2H,0,化剂2H,0+0,↑ (2)探究催化剂对反应速率的影响探究温度对反 应速率的影响 (3)0.750.6随反应的不断进行，H02溶液的浓 度逐渐降低，反应速率减小 n思维创新 1.C【解析】燃料电池是将燃料的化学能转化为电 能的装置，不是将热能转化为电能，C错误。 2.D【解析】理想的新能源应具有可再生、无污染 等特点，A正确：氢氧燃料电池利用原电池将化学能转 化为电能，对氢气与氧气反应的能量进行利用，减小了 直接燃烧的热量散失，产物无污染，故具有能量转化率 高、清洁等优点，B正确；脱嵌是锂从电极材料中出来 的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负 极脱嵌，充电时，锂离子在阳极脱嵌，C正确；太阳能 电池是一种将太阳能转化为电能的装置，D错误。 3.C【解析】对比两个历程可知，历程Ⅱ中增加了 催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。催化 剂能降低活化能，但是不能改变反应的焓变，因此E。一 E=E5-E,A正确；已知Ck(g)的相对能量为0，对比 两个历程可知，C(g)的相对能量为(E2-E)kJ.mol, 则C1一C1键能为2(E2-E,)kJ.mol-,B正确；催化剂不 能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，O3的平衡 转化率：历程Ⅱ=历程I,C错误：活化能越低，反应速 率越快，由图像可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最 低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为CO(g) +O(g)=O2(g)+CI(g)△H=(E-E4)kJ·mol,D正确。 4.C【解析】Zn为负极，电极反应式为Zn-2e+ 2OH=ZnO+H,O,MnO2为正极，电极反应式为MnO+ e+H,O一MnOOH+OH。电池工作时，MnO2为正极，得 到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH通 过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应 速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式 MnO+e+H,O=MnOOH+OH可知，反应中每生成1mol MnOOH,转移电子数为6.02x1023,D错误。 5.B【解析】O2在Pt得电子发生还原反应，Pt为正 极，C在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A 错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt,B正确； 溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O+4H+4e= 2HO,C错误；每消耗标准状况下11.2L的O2,转移 电子2mol,而2molC失去2mol电子，故最多去除 2 mol Cl,D错误。 6.B【解析】由分析可知，CuAg为负极，HCHO失 去电子生成HCO0和H2,根据得失电子守恒和电荷守 恒得到的电极反应式为2HCHO+4OH-2e=2HCOO+H2↑ +2HO,A错误：由分析可知，CuRu为正极，NO得到 电子生成NH3,根据得失电子守恒和电荷守恒得到的电 极反应式为NO+6H,O+8e=NH↑+9OH,B正确；质 子交换膜只允许H通过，C错误；由分析可知，总反应 式为8HCHO+NO;+7OH-一NH,↑+8HCOO+4H2↑+ 2H,O,处理废水过程中消耗OH,溶液pH减小，需补 加KOH,D错误。 7.B【解析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电 子结合硫酸根离子生成PbSO4,则多孔碳电极为正极， 正极上Fe3+得电子转化为Fe2+,充电时，多孔碳电极为 阳极，Fe2+失电子生成Fe3+,PbSO,电极为阴极，PbSO4 得电子生成Pb和硫酸。放电时负极上Pb失电子结合硫 酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A 错误：储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化 参考答案与解析⊙ 学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的 阳离子向正极移动，左侧的H通过质子交换膜移向右 侧，C错误；充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+SO+ 2Fe,D错误。 8.C【解析】由图可知两种催化剂均出现四个波峰， 所以使用I和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；由 图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平 衡向左移动，R的浓度增大，B正确；由图可知I的最 高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用【时反应速率 更快，反应体系更快达到平衡，C错误；由图可知在前 两个历程中使用I活化能较低，反应速率较快，后两个 历程中使用I活化能较高，反应速率较慢，所以使用I 时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确。 9.C【解析】由题中信息可知，当电池开始工作时， a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成 OH,电极反应式为O2+4e+2HO一4OH;b电极为电池 负极，CuO在b电极上失电子转化成CuO,电极反应 式为Cu,0-2e+2OH=2CuO+H,0,然后葡萄糖被CuO 氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu,O,则电池总反应 为2CH2O6+O2=2CHO,A正确；b电极上CuO将葡 萄糖氧化为葡萄糖酸后自身被还原为CuO,Cu,O在b 电极上失电子转化成CuO,在这个过程中CuO的质量 和化学性质保持不变，因此，CO通过Cu(Ⅱ)和 Cu(I)相互转变起催化作用，B正确；根据反应 2C,H06+O,-一2CHO,可知，1molC,H,O。参加反应时 转移2mol电子，18 mg CHRO6的物质的量为0.1mmol, 则消耗18mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2mmol电 子流入，C错误；原电池中阳离子从负极移向正极，故 Na迁移方向为ba,D正确。 10.BD【解析】催化剂不能改变反应放出的热量， 只能加快反应速率，A错误；由图示可知，酸性：硫 酸>磷酸>乙酸，催化剂酸性增强，反应速率提高，B正 确；一个硫酸分子中含有2个H,一个磷酸分子中含有 3个H,一个乙酸分子中含有4个H,但含H最少的硫 酸催化时，最有利于加速反应，C错误；由图示可知， 反应开始一段时间，反应物浓度减小，但反应速率加 快，反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小，D 正确。 11.0.0006mol·L.min【解析】氟气通入氙(Xe) 会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将1mol 的Xe和9mol的F2同时通人50L的容器中，反应 10min后，测得容器内共有8.9mol气体，且三种氟化 57 高中化学必修第三册（人教版） 物的比例为XeF2:XeF4:XeF。=l:6:3。假设XeF2、XeF4 XeF6的物质的量分别为x、6x、3x,则1mol+9mol+ 10x-10x-x-6x×2-3x×6÷2=8.9mol,解之得x=0.05mol, 10min内XeF,的反应速率r(XeF,)=5xSK6= 50L×10min 0.0006 mol.L-.min'。 12.(1)AB(2)2NO+10e+12H=N2↑+6H0 (3)B 【解析】(1)钙离子浓度保持不变，说明此时vE ”逆，反应达到平衡，A符合题意；cHCO保持不变， c(CO号) 说明反应达到平衡，B符合题意；CaCO,为固体，其浓 度为常数，一般不用固体来表示化学反应速率，C不符 第七章 >"第一节认识有机化合物 课时1有机物甲烷 基础练习 1.B 2.B【解析】CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐等化合 物虽然含有碳元素，但其性质与无机物相似，属于无机物。 3.C【解析】根据烃的定义，烃是含有且只含有碳 和氢两种元素的化合物，故A和B错误；燃烧后生成 二氧化碳和水的化合物中可能还含有氧元素，如酒精 (CH,OH),故D错误。 4.C【解析】A项，由于甲烷是正四面体结构，四 个顶点中任意两个氢原子都是相邻关系，故CHC2不存 在不同构型；B项，CH只能跟氯气在光照下反应，与 氯水不反应；D项，CH比较稳定，不能被酸性KMnO4 溶液氧化。 5.C【解析】CH4、CO和H2与溴水、澄清石灰水都 不反应，A项不可选；CH4和CO燃烧都生成CO2,B、D 项不可选；干冷的烧杯可检验燃烧产物中是否有水生成， 澄清石灰水的烧杯可检验燃烧产物中是否有CO2生成。 6.B【解析】A项，甲烷与氧气反应的条件是点燃 而不是光照，错误：甲烷性质比较稳定，与强酸、强 碱或酸性高锰酸钾不发生反应，故C项和D项错误； B项，在密闭容器中使甲烷受热至1O00℃以上可以 产生炭黑和氢气，正确。 58 合题意；不同物质表示的正逆反应速率，且其速率之比 不等于化学计量数之比，说明正反应速率不等于逆反应 速率，反应未达到平衡状态，D不符合题意；故选AB。 (2)电极a上NO得到电子变为N2,电极反应式为 2NO+10e+12H=N2↑+6H,0。 (3)由图可知，电极与负载相连接，该装置为原电 池，能实现化学能到电能的转化，A错误；电极b上 (CH,O)m失去电子变为CO2,电极b是负极，B正确； 电极a为正极，电极b为负极，电子从电极b经过负载 到电极a,电子不会进入水体中，C错误；电极b的电 极反应式为(CHO).-4ne+nHO一nCO2↑+4nH+,每 1mol(CH,O)n参与反应时，转移4nmol电子，D错误。 有机化合物 .B【解析】A项，CHCI不是正四面体结构：C 项，CCl4密度大于水；D项，CH4和CCL的结构相似， 都是正四面体，但是性质不同。 8.A【解析】B项，C2不能用碱石灰干燥；C项， CO2、HS不能用碱石灰干燥，HS也不能用浓硫酸干 燥；D项，SO2不能用碱石灰干燥，NH不能用浓硫酸 干燥。 9.D【解析】根据甲烷和氯气反应的特点和方程式 可知A、B、C均不正确。 I0.D【解析】A项属于氧化反应；B项属于置换反 应；C项属于复分解反应；D项属于取代反应。 11.(1)①无明显现象②爆炸③黄绿色逐渐变 浅，有油状液滴生成(2)CH4+C2光CH,C1+HCI CH,CI+C,光，CH,C2+HCI CH,C2+C2光，CHC1+HCI CHCl+Cl2光，CCL+HC1(3)取代反应 【解析】甲烷和氯气的反应条件是光照，但不能用 强光，强光照射可能会发生爆炸。 12.44(极性)共价正四面体正四面体体 心正四面体的4个顶点相同10928' 提升练习 1.A 2.C【解析】0.5 mol CH4生成等物质的量的4种 取代产物，即0.125 mol CH.C1、0.125 mol CH,CL2、 0.125 mol CHCI3、0.125 mol CCL4,生成HC1的物质的量 为n(HC)=0.125mol×1+0.125mol×2+0.125mol×3+