内容正文:
专题06 能量、速率与平衡
4大考点概览
题型一 能量变化及应用
题型二 电化学综合应用
题型三 化学反应速率与平衡
题型四 反应历程与机理
能量变化及应用
题型01
1.(2026·浙江省强基联盟高三二模)已知环己烯、1,3-环己二烯、苯均能与H2在一定条件下发生加成反应制得环己烷,反应的热化学方程式如下。下列说法不正确的是( )
① ΔH1=-119.6kJ·mol−1
② ΔH2=-237.1kJ·mol−1
③ ΔH3=-208.4kJ·mol−1
A.转化为的热化学方程式为 ΔH=-117.5kJ·mol−1
B.催化加氢生成的反应为放热反应
C.键长:苯中碳碳键>环己烯中碳碳双键
D.1mol物质具有的能量:
2.(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是( )
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1
2N2H4(l)+2H2(g)2NH3(g ΔH2
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH3
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH4
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l) ΔH5
2N2H4(l)+2NO(g)2N2(g)+2H2O(l) ΔH6
A.ΔH3>ΔH4 B.ΔH3<0 C.ΔH3>ΔH5 D.2ΔH6-ΔH4+2ΔH1= 2ΔH2
3.(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)已知 ,下列说法正确的是( )
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知H2的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
4.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)某反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应过程b说明有催化剂参与,改变了反应机理
B.由于E1>E2,说明该反应过程的活化能是E1
C.该反应过程的焓变是
D.升高温度,活化分子数目变多,反应速率上升
5.(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是( )
ΔH1
ΔH2
ΔH3
ΔH4
A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH3>ΔH4 D.ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=0
6.(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是( )
A.ΔH1-ΔH2>0 B.ΔH2-ΔH3>0 C.ΔH3-ΔH4<0 D.ΔH4-ΔH5<0
电化学综合应用
题型02
1.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)一种可充放电Zn-I2电池的结构示意图如图所示。电解质为ZnSO4溶液。
下列说法不正确的是( )
A.多层复合结构有利于为I2的反应提供丰富活性位点
B.放电时,a极为正极,发生氧化反应
C.放电时发生I2+I-I3-,供电能力下降,可通过向电解质溶液添加正丁醇改善
D.充电时,b电极接电源的负极
2.(2026·浙江省强基联盟高三二模)天津大学研究团队以CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料,电催化合成偶氮化合物的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法正确的是( )
A.Ni2P电极反应为RCH2NH2-4e-=RCN+4H+
B.K+通过离子交换膜从Ni2P电极移动至CoP电极
C.合成1mol偶氮化合物,需转移4mol电子
D.电流由直流电源出发,经Ni2P电极、KOH溶液、CoP电极回到直流电源
3.(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)工业废水中常含有氮、氯元素,可用电解原理对含有高浓度氯离子的工业废水中的氮进行脱除。用NH4NO3和NaCl分别模拟工业废水中的氮和氯,电化学处理装置如图1所示;在电解过程中,模拟工业废水中ClO-的浓度随时间变化的曲线如图2所示。
下列说法不正确的是( )
A.该方法能脱除废水中的NO3,无法脱除NH4+
B.A电极接电源的正极,B电极接电源的负极
C.B电级的反应式为:2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-
D.电解过程中,A电极附近的溶液pH值降低
4.(2026·浙江省嘉兴市高三一模)低品位热(温度低于150℃)是一种丰富且广泛存在的可持续能源,一种新型的热富集铂电极电池利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌()和对苯二酚()的转换。下列说法不正确的是( )
A.该装置可实现热能转化为电能
B.电池左侧电极为热端电极
C.正极电极反应式为+2H++2e−=
D.保持冷热端温差恒定,该电池可持续放电
5.(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)用如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水,同时可以淡化海水(主要成分为NaCl,含有Na2SO4等杂质)。下列说法不正确的是( )
A.交换膜II为阳离子交换膜
B.电池工作一段时间后,右室溶液的pH增大
C.a极电极反应式:2CN-+6H2O-10e-=2CO32-+N2↑+12H+
D.若除去废水中52 gCN-,可同时除去海水中NaCl的质量小于585 g
6.(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该保护铁帽的方法是牺牲阳极法
B.正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C.若用外加电流法保护铁帽,可使铁帽表面的腐蚀电流降至零或接近零而受到保护
D.把锌环换成锡环后,仍能防止铁帽被腐蚀
7.(2026·浙江省七校联盟高三一模)全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极,下列说法不正确的是( )
A.隔膜应该为阴离子交换膜 B.b极电解材料应该为石墨电极
C.充电时,隔膜两侧溶液浓度均增加 D.充电时,a与外接电源的负极相连
8.(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模) CO2和SO2协同电解水制氢技术装置如下图所示,CO2和SO2被NaOH溶液吸收形成吸收液,通过电解在左池重新生成NaOH溶液及在右池回收CO2,实现烟气的脱硫脱碳。下列说法正确的是( )
A.电极B与电源负极相连
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.可将右池中硫酸溶液换成盐酸
D.阳极区可能还存在电极反应:SO32--+H2O-2e-= SO42--+2H+
9.(2026·浙江省县域教研联盟高三一模)如图是处理废水中苯酚的装置,回收利用苯后再排放。下列有关说法不正确的是( )
A.a为正极,电极附近pH增大
B.b电极反应式为
C.该离子交换膜为质子交换膜
D.若有0.2 mol电子通过导线,A、B两区域中液体质量改变量的和为0.4 g
10.(2026·浙江省天域全国名校协作体高三一模)研究燃料电池性能的装置如图所示,两电极区间用只允许通过的半透膜隔开。下列说法不正确的是( )
A.电池负极的电极反应式为:HCOO-+ 2OH--2e-=HCO3-+H2O
B.Fe3+为该电池反应的催化剂
C.放电过程中需补充的物质A为H2SO4
D.电池工作时,每生成1 molHCO3-,将会有1 molK+通过半透膜移向右侧
11.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)为处理工业尾气中的NO2,某课题小组以硫化钠溶液为电解质溶液通过电化学的方法将NO2转变为NH3,同时将电解质溶液中的硫元素转化成高附加值的硫酸盐,装置示意图如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.阴极发生还原反应
B.当阴极消耗22.4 LNO2(标准状况下测定)时,整个电路中通过7 mol电子
C.该电解池的阳极反应式为:S2-+4H2O-8e-=SO42-+8H+
D.向反应完全后的溶液(硫离子反应完全)加入铜离子,则该溶液用于电镀的产品光泽比硫酸铜溶液更好
12.(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)我国目前已经实现通过电化学合成尿素,模拟装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.b极上的电势比a极上的电势高
B.阴极反应式为CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O
C.电路上转移电子时,理论上有通过交换膜向左迁移
D.电解一段时间极区溶液不变
13.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)【新科技】硬水除垢可以让循环冷却水系统稳定运行。某科研团队改进了主动式电化学硬水处理技术,原理如图所示(其中R为有机物)。下列说法正确的是( )
A.电极B上总反应式为2Ca 2++2Mg2++2HCO3-+6H2O+6e-=2Mg(OH)2+2CaCO3+3H2↑
B.处理过程中可循环利用
C.处理后的水垢主要沉降在阳极附近
D.当外电路通过2mole-时,电极A上产生1mol气体
14.(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法不正确的是( )
A.放电时锂电极的电势低
B.放电时每转移1mol电子,c(H+)降低1 mol/L
C.充电时阳极的电极反应式为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4
D.充电时Li+移向惰性电极
15.(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)中国科大研究团队开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法不正确的是( )
A.放电时,电解质溶液质量减少
B.充电时,Li+移向惰性电极
C.充电时,阳极电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4
D.该锂-氢可充电电池对比传统锂离子电池的优势在于降低成本和提高安全性
16.(2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。
下列说法不正确的是( )
A.充电时,电解质溶液pH值减小
B.放电时,电池总反应:2Li +2H3PO4=H2↑+2LiH2PO4
C.充电时,H2PO4-移向气体扩散电极
D.放电时,当电路中转移1mole-时,电解质溶液质量增加了8g
17.(2026·浙江省杭州第二中学高三月考)【新方法】电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述不正确的是( )
A.过程中可能生成
B.从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为:
D.生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸
18.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展,相关装置如图所示:下列说法不正确的是( )
A.该离子交换膜为阳离子交换膜
B.b极发生的电极反应为3I--2e-=I3-
C.理论上每转移1mol电子,分解H2S气体22.4 L(标况)
D.能量转化方式主要为光能→电能→化学能
19.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极,用AlCl4-和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体,其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.放电时负极电极反应式:Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-
B.充电时石墨电极与电源正极相连
C.放电时有机阳离子向铝电极方向移动
D.离子液体有良好的导电性和难挥发的优点,可用作电化学研究的电解质
20.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)【新科技】某电化学制冷装置如图所示。[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+在电极上发生相互转化,伴随着热量的吸收或释放,经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热,其他区域绝热。下列说法正确的是( )
A.电极a是阴极,电极反应为[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+
B.已知②处的电解液温度比①处的低,则电极b处发生放热反应
C.多孔隔板只起到阻止两电极区阳离子移动的作用
D.电流方向:电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极
21.(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长,在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜,导致电池短路。科学家用锌箔和MnO2做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液,装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.充电时,锌离子从MnO2隧道结构中脱出,此时ZnMn2O4为阳极
B.性能水凝胶电解质可防止电池鼓包,一定程度上避免竞争放电,提高电流效率
C.若用ZnSO4作电解质溶液,游离的Zn2+会吸附聚集得电子,在阳极形成初始枝晶
D.放电时,当负极减重32.5g时有NA个电子通过外电路转移至正极
22.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)【新方法】采用如图所示的间接电解法制备氯仿(CHCl3),离子交换膜只允许Na+通过,生成CHCl3的原理:CH3COCH3+3ClO-→CHCl3+CH3COO-+2OH-。下列叙述不正确的是( )
A.电解时须控制电流强度,防止Cl-利用率下降
B.冷水可防止副反应3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O发生
C.每生成1molCHCl3,通过交换膜的Na+为2mol
D.电解结束后,右室溶液添加CH3COCH3后可导入左室
23.(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)用可再生能源电还原CO2时,可以生成乙烯、乙醇等,装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.该装置可以直接将太阳能转化为化学能
B.K+从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极
C.阳极发生的反应有2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
D.阴极区中KCl的加入作用为提高C2H4、C2H5OH生成率
化学反应速率与平衡
题型03
1.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.HI分解反应历程:2HI(g)H2(g)+2I(g) ΔH = +162 kJ/mol,2I(g)I2(g) ΔH = -151 kJ/mol,每步反应均为基元反应,且升高温度,总反应平衡正移
B.SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH<0,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
C.CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),通入CO后,正反应速率逐渐增大
D.[Cu(NH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0,则铜氨液吸收适宜条件是低温和高压
2.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+ Cl-(aq) ΔH<0,加水稀释,增大
B.N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,压缩容器体积,平衡向逆方向移动,气体颜色变浅
C.C(sg)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,该反应在高温条件下更易自发进行
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,增大反应物浓度,单位体积内活化分子总数增大
3.(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)下列说法正确的是( )
A.2NO(g)O2(g)+N2(g),已知ΔS<0,则正反应在较高温度下可自发进行
B.,已知ΔH1>ΔH2,则船式环己烷比椅式环己烷更稳定
C.已知2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s),达平衡后,温度保持不变,缩小容器体积,重新建立平衡后,CO2浓度增大
D.4NO(g)+CH4(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)在绝热恒容容器中反应朝正向进行,若气体总压强增大,则ΔH<0
4.(2026·浙江省嘉兴市高三一模)某种处理再利用H2S的方法为:2H2S(g)S2(?)+2H2(g)。在密闭容器中充入H2S,其他条件不变时H2S的平衡转化率随温度和压强(P1<P2<P3)的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应中S2是气态 B.总键能:反应物>生成物
C.速率大小: D.平衡常数:
5.(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)一定条件下,三个体积均为1L的密闭容器中发生反应:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)在T1、T2(T1>T2)两个不同温度下实验,测得有关数据如下表。
容器编号
温度/K
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
CH4
NO2
N2
CO2
H2O
NO2
Ⅰ
T1
1.16
3.0
0
0
0
1.0
Ⅱ
T1
1.0
2.0
0.5
0.5
2.5
x
Ⅲ
T2
0.16
1.0
1.0
1.0
2.0
0.80
下列说法正确的是( )
A.该反应只有在高温下才能自发进行
B.实验Ⅱ中,x=0.5
C.若实验Ⅲ中反应起始时通入2.32molCH4和6.0molNO2,达到平衡时
D.其他条件不变,增大的比值,能提高CH4的平衡转化率
6.(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模)密闭恒容容器中,t=0时加入1.0mol·L-1 C2H4Cl2(g),保持773K发生以下反应:
反应Ⅰ:C2H4Cl2(g)+HCl(g)C2H3Cl(g) ΔH=+71.05kJ·mol−1 Ea1
反应Ⅱ:C2H4Cl2(g) 2HCl(g)+H2(g)+2C(s) ΔH=-54.52kJ·mol−1 Ea2
C2H4Cl2(g)、C2H3Cl(g)和H2(g)的浓度随反应时间t变化的曲线如图。已知活化能:Ea1远小于Ea2,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。下列说法不正确的是( )
A.若只升高温度,C2H3Cl平衡浓度增大
B.若只通入氦气(不参与反应),C2H3Cl平衡浓度不变
C.若只减少容器体积,C2H4Cl2平衡转化率减小
D.若t=0时,加入足量催化剂(仅对反应Ⅰ有加速作用),则C2H3Cl的浓度峰值不变
7.(2026·浙江省县域教研联盟高三一模)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx (Kx指用平衡时各物质的物质的量分数来代替该物质的平衡浓度)与温度变化关系如图1所示。在温度353K下(此温度时,Kx3=9),充有A、B和CH3OH的容器中,A和B物质的量浓度随时间变化如图2所示。据图判断,下列说法正确的是( )
A.三个反应中ΔH1<最大
B.图2中曲线Y代表A的变化
C.若向某反应容器中加入1.0 mol TAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a,则反应Ⅰ的平衡常数
D.t=100 s时,反应Ⅲ向正反应方向移动
8.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -49.5kJ·mol−1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol−1恒压下,将n(CO2):n(H2)=1:3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处CO2的转化率及CH3OH和CO的选择性随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.曲线③表示CO的选择性
B.时出口处CO的物质的量大于时
C.反应1正反应活化能小于逆反应活化能
D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7kJ·mol−1
9.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)NaNH2是一种强碱性无机化合物,常用于有机合成及工业制备中。在液氨中,可以发生类似于水的电离,其平衡常数为1×10-30,乙醇的pKa≈16。下列关于NaNH2说法正确的是( )
A.NaNH2只有离子键,为离子化合物,且碱性强于NaOH
B.该物质中三种元素N的最简单离子半径最小
C.可通过钠单质与液氨反应,反应方程式为:2Na+2NH3(l)=2NaNH2+H2↑
D.NH2-可以和乙醇发生取代反应生成CH3CH2NH2
10.(2026·浙江省杭州第二中学高三月考)已知电解质的溶解也可以看成是反应,25℃时下列反应的焓变和平衡常数如表所示,相关判断以及可能原因均正确的是( )
反应
ΔH/(kJ·mol−1)
Ksp
Ca3(PO4)2(s)3Ca2+(aq)+2PO43-(aq)
-77.249
1.853×10-31
Na2CO3(s)2Na+(aq)+2CO32-(aq)
-25.066
4.290
Ag2S(s)2Ag+ (aq)+ S2-(aq)
277.387
6.904×10-50
NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)
3.741
39.04
A.Ca3(PO4)2溶于水是㷰增过程,可能原因是Ca2+与PO43-形成水合离子
B.NaCl溶于水是熵增过程,可能原因是会破坏水分子间氢键
C.Ag2S的溶解度极小,可能原因是Ag+与S2-间作用力离子键百分数大
D.NaCl溶解度大于Na2CO3,可能原因是NaCl溶解吸热而Na2CO3溶解放热
11.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)下列说法正确的是( )
A.已知的燃烧热为283 kJ·mol-1,则2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
B.已知2H2S(g)2H2(g)+S2(g),平衡后保持恒温恒压通入Ar,平衡正向移动,H2的浓度增大
C.一定条件下,苯乙炔(Ph-C≡CH)可与发生加成反应,得到产物a和b,反应过程中物质转化关系与能量变化如图所示,平衡后产物占比:a < b
D.已知TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g),及时分离TiCl4可缩短达到平衡的时间
12.(2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)乙炔加氢是得到高纯度乙烯的一种重要方法。主要发生如下两个反应:
反应Ⅰ:C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH1=-176kJ·mol−1
反应Ⅱ:C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g) ΔH2=-320kJ·mol−1
一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅲ:C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH3=-144kJ·mol−1,该反应低温自发
B.对于反应Ⅱ,已知速率方程,在恒温恒容条件下,充入一定量的C2H6,此时v(C2H2)的速率减小,平衡逆移
C.由图1可知,220℃以后乙炔转化率减小的原因:温度过高,反应Ⅱ受温度变化影响程度大,平衡逆移程度超过了反应Ⅰ正移程度,乙炔转化率减小
D.图2,在120~240℃范围内,反应Ⅰ和反应Ⅱ乙炔的转化速率大小关系为:v1>v2
13.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)研究CaO、温度对水煤气转化(反应I)平衡体系的影响,涉及反应如下:
反应I:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1<0
反应II:CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s) ΔH2<0
恒压下,平衡气体中某些组分的体积分数随温度变化如图所示。
已知:T1时CaCO3已完全分解。
下列说法正确的是( )
A.T0时,H2O(g)的体积分数是0.25
B.T0时,体系中n(CO2)<n(CO)<n(CaCO3)
C.T1后,升高温度混合气体的平均相对分子质量增大
D.若T0时压缩容器,重新平衡后各气体分压均增大
14.(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)工业上将CH4和H2S混合气体在压强为0.15MPa时通入反应釜中制备H2,反应如图1所示分两步完成,反应相同时间后测得H2和CS2的体积分数随温度变化如图2所示。
下列说法正确的是( )
A.该反应涉及的反应为Ⅰ.2H2S(g)+CH4(g)2H2(g)+S2(g)+CH4(g);Ⅱ.2H2(g)+S2(g)+CH4(g) 4H2(g)+CS2(g)
B.在0.15MPa,980℃时,增大n(CH4)/n(H2S)的投料比,H2S的转化率提高
C.其他条件不变时,通入适量氮气可以提高H2的产率
D.在950~1150℃范围内,其他条件不变时升高温度,S2的体积分数升高
15.(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
①C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g);ΔH1=+173.3kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g);ΔH2
101kPa时,H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示,图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是( )
A.H2的平衡产率:曲线a<曲线b
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等
D.H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,要提高水醇比
反应历程与机理
题型04
1.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)光催化氮气与水合成氨的反应是非常具有应用前景的方法,主要途径如下:
下列说法不正确的是( )
A.Ti3+L3为该反应的催化剂
B.中间体A存在顺反异构
C.总反应为:2N2+6H2O4NH3+3O2
D.过程Ⅱ和Ⅲ中的A、B均发生了氧化反应
2.(2026·浙江省强基联盟高三二模)Ni可活化放出,其反应历程如图所示。下列关于活化历程的说法正确的是( )
A.该反应的总焓变为负值,数值为
B.反应过程中,Ni的成键数目在所有中间体中均保持不变
C.反应过程涉及非极性键的断裂和生成,且包含极性键的形成
D.决速步骤为中间体1转化为中间体2,因该步活化能最大
3.(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)钯催化吲哚直接羰化合成吲哚-3-炔酮类化合物的反应机理如下图(Ph-表示苯基),下列说法正确的是( )
A.为催化剂,在整个流程中化合价不变
B.整个过程中有非极性共价键、π 键的断裂
C.产物中碳原子的杂化方式有两种
D.总反应式为,符合绿色化学理念
4.(2026·浙江省嘉兴市高三一模)某醇的消去反应机理如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.H+是催化剂
B.该醇的消去产物只有一种
C.若用D+替代H+,方程式为:(CH3)3CCH(OH)(CH3)+D+→CH2=C(CH3)CH(CH3)2+HDO+H+
D.依据该机理,能发生消去反应
5.(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中,物质Ⅲ是催化剂
B.生产1 mol环氧丙烷需要1 mol H2O2
C.反应过程中有配位键的形成和断裂
D.丙烯与 H2O2的反应属于加成反应
6.(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)已知:
(1)
(2)同一个C原子连接着一个-OH和的物质不稳定,会失去一个分子。
下列说法不正确的是( )
A.与按以上机理反应生成的有机产物仅有
B.将水从反应体系中蒸出可使反应正向进行程度增大
C.是该反应的催化剂,溶液酸性越强,但催化效果不一定越好
D.以HCHO和NH3为原料合成乌洛托品()的过程中涉及π键的断裂
7.(2026·浙江省七校联盟高三一模)反应机理如下:
已知:酰基为吸电子基团,会降低该反应苯环的反应活性,通常不生成多元取代物;下面说法不正确的是( )
A.CH3CH2COCl和CH3COCl更容易进行该反应
B.和的中心原子杂化方式分别是sp和sp3
C.与发生上述反应的速率:氯苯<苯<甲苯
D.催化剂AlCl3还可用FeCl3或NlCl3替代
8.(2026·浙江省县域教研联盟高三一模)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图。下列说法正确的是( )
A.在反应过程中,有3种分子的中心原子的杂化方式是sp3杂化
B.生成N2O的反应是副反应,会降低氮气的选择性
C.若2 mol NO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为4NA
D.在反应过程中,Pt催化剂的主要作用是提供活性位点用于H2和NO的吸附与活化,不参与电子转移
9.(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模)某课题组以CH3OH,CO,HI作原料催化合成乙酸的机理如图所示(+1、+3表示Rh的价态)。下列说法不正确的是( )
A.[RhI2(CO)2]-可看成合成乙酸的催化剂
B.反应②中CH3I发生了还原反应
C.若[RhI2(CO)2]-中C均用13C标记,反应物CO用12C,则生成CH312COOH
D.反应⑥的H2O中O原子进攻正电性很强的羰基碳
10.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)马来酸酐与呋喃发生双烯加成反应得到或,反应过程的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.可用质谱法鉴别马来酸酐和呋喃
B.每个X、Y分子中均有4个手性碳原子
C.X能与NaOH溶液反应,最多消耗2 mol NaOH
D.刚开始生成更容易,但达平衡后为主要产物
11.(2026·浙江省七校联盟高三一模)反应S(g)T(g)的历程如图实线所示,方程式为、的反应历程如图虚线所示。下列说法不正确的是( )
A.T(g)S(g)可自发进行,反应ΔS>0
B.反应速率时,S(g)T(g)达到平衡状态
C.升高温度,步骤Ⅳ对平衡的影响大于步骤Ⅰ
D.相同恒容密闭装置,降低温度,实线历程和虚线历程的均增大
12.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)CO2与(为苯基)在ZIF-8催化下转化为环状碳酸酯()的一种机理如下:
下列说法正确的是( )
A.与反应生成环状碳酸酯属于取代反应
B.1 mol环状碳酸酯最多能与1 mol NaOH反应
C.状态Ⅲ为:
D.环状碳酸酯分子中最多3个碳原子共平面
13.(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸乙酯的机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.步骤③的反应类型为取代反应
B.该反应的原子利用率
C.反应过程中存在、键的形成
D.若将步骤①中CH2=CH2换为CH2=CHCH3,则产物可能为
14.(2026·浙江省天域全国名校协作体高三一模)在非水溶剂中,将CO2转化为化合物ⅱ的催化机理如图。下列说法不正确的是( )
A.①过程中有极性键的断裂和形成
B.该机理中为催化剂,为中间产物
C.化合物ⅰ和化合物ⅱ均含有3种不同化学环境的氢原子
D.该机理的总方程式为:CO2+
15.(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)CO2与NO3-通过电催化反应生成CO(NH2)2,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ发生吸附,过程Ⅳ发生脱附
B.过程Ⅱ中NO3-发生了还原反应
C.电催化CO2与NO3-生成CO(NH2)2的反应方程式为CO2 CO(NH2)2+7H2O
D.常温常压、无催化剂条件下,CO2与NH3·H2O反应较难生成CO(NH2)2
16.(2026·浙江省杭州第二中学高三月考)我国科学家已经成功催化氢化CO2获得甲酸,利用化合物1催化氢化CO2的反应过程如图甲所示,其中化合物2与水反应生成化合物3与过程中的能量变化如图乙所示(TS表示过渡态,I表示中间体),下列说法不正确的是( )
A.化合物1为该反应的催化剂,可加快CO2的转化速率
B.图乙中形成中间体I2的反应为图甲中“化合物2+H2O→化合物3+HCOO-”的决速步骤
C.化合物1→化合物2发生了加成反应
D.图甲过程中Fe的化合价有发生改变
17.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)化合物A在250℃下可转变为化合物D,该反应被认为是经过如下途径完成的:
已知:①
②化合物A在250℃下为液态,反应结束冷却至常温后凝固。
下列说法不正确的是( )
A.化合物A中碳原子只有一种杂化方式
B.反应在非密闭容器中进行,推测B→C的转化可逆
C.四元环不稳定,能量较高,有利于C→D的转化
D.使用进行反应,只得到了,说明上述机理是错误的
18.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)肉桂酸(3—苯基丙烯酸)是一种天然有机物,其与水加成引入羟基的反应机理如图:
下列说法不正确的是( )
A.肉桂酸分子中所有原子可能共平面
B.H+为该反应的催化剂
C.步骤Ⅰ形成的碳正离子与羧基的吸电子效应有关
D.与水加成得到的产物可以发生氧化、加成、取代、加聚等反应
19.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)通过化学键异裂产生的带正电的基团进攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。离子与烯烃反应形成碳正离子,是亲电加成反应的决速步。丙烯与发生加成反应的机理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.氢离子与烯烃作用形成碳正离子过程中,只断裂键
B.反应2过程中形成的碳正离子更稳定
C.已知双键上电子云密度越大,亲电加成反应速率越快,所以CH3CH=CH2发生亲电加成的速率大于CF3CH=CH2
D.CF3CH=CH2与发生加成反应的主产物是CF3CHBrCH3
20.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)一定温度下,将体积比为2∶1的C2H4、H2按一定流速进入装有催化剂的恒容容器(入口压强为100 kPa)发生反应:
ⅰ.2C2H4(g) C4H8(g) ΔH1=−104.7 kJ·mol−1
ⅱ.2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=−230.7 kJ·mol−1
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.根据图示,反应*C2H5+*C2H4→*C4H9是生成C4H10的决速步骤
B.生成C4H8(g)的活化能大,是C4H8(g)选择性低的主要原因
C.反应ⅱ在高温条件下自发
D.若减小入口压强,则反应速率减慢,C2H4转化率降低
21.(2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)卤代烃的水解存在两种机理,分别用SN1和SN2表示。(X:F、Cl、Br、I)
SN1:(卤代烃容易形成碳正离子中间体,存在重排现象以形成更稳定的中间体)
SN2:(卤代烃相对不易形成碳正离子,无中间体;中心碳周围空间位阻小,OH-可直接从X的背面进攻中心碳)
下列说法不正确的是( )
A.增大c(OH―)对反应SN1的反应速率几乎无影响,但对反应SN2的速率影响呈正相关
B.相同条件下,水环境中溴代烷发生SN1水解的速度大小:(CH3)3CBr>(CH3)2CHBr>CH3CH2Br>CH3Br
C.不容易发生SN1水解,容易发生SN2的水解
D.(CH3)3CCH2Br发生SN1水解反应,在重排作用下,更多的生成
22.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)一定温度下,将体积比为2∶1的C2H4、H2按一定流速进入装有催化剂的恒容容器(入口压强为100 kPa)发生反应:
ⅰ.2C2H4(g) C4H8(g) ΔH1=−104.7 kJ·mol−1
ⅱ.2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=−230.7 kJ·mol−1
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.根据图示,反应*C2H5+*C2H4→*C4H9是生成C4H10的决速步骤
B.生成C4H8(g)的活化能大,是C4H8(g)选择性低的主要原因
C.反应ⅱ在高温条件下自发
D.若减小入口压强,则反应速率减慢,C2H4转化率降低
23.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)在金属硫化物负载的Rh−Fe催化剂作用下,CH4可在室温下高效转化为CH3COOH,其可能的反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.此过程从原子利用率角度分析,不符合绿色化学
B.若以CD4为原料发生上述转化,产物溶于H2O可得到CD3COOD和CD3COOH
C.反应过程中,金属元素的化合价不发生变化
D.每消耗1 mol O2,可生成1 mol CH3COOH
24.(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)已知不对称醚与氢碘酸反应,有如下两种产物
下列说法中不正确的是( )
A.中,在该条件下I-进攻时,C-O键b处比a处更易断裂
B.若在反应体系中加少量水,可能因为水与形成氢键,降低其正电性,导致反应活性降低
C.高温会提高CH3CH2I产量,可能因为直接断裂乙基C-O键的活化能较高
D.由上述过程推测与HI反应的产物中,CH3CH2CH2OH和CH3I产量占比更高
25.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)镍催化下,H2与苯甲腈(A)反应生成苯甲胺(C)以及少量副产物二苯甲胺(F),历程如下:
如果分别将A、B、F与足量H2在相同条件下反应40min,苯甲胺产率如下表所示:
反应物
A
B
F
苯甲胺的产率
略小于5%
79%
未检测到
下列说法不正确的是( )
A.反应①为A→C的决速步骤
B.反应体系中,化合物B只能维持低浓度
C.化合物D能发生加成、氧化、消去、取代四类反应
D.由表格中信息可得出结论:化合物F不能与H2发生反应
26.(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)物质①发生如下反应,化合物⑤为其主产物,⑥为副产物:
下列说法不正确的是( )
A.化合物⑤和⑥互为同分异构体
B.③的稳定性弱于④
C.是⑤→⑦的副产物
D.由上述机理推出:(主要产物)
27.(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)某课题组研究发现,甲酸脱氢的反应历程如图(图中E为相对能量)所示。下列说法错误的是( )
A.甲酸脱氢过程中起催化作用的是乙 B.戊为H2
C.丙和丁为甲酸脱氢过程的中间体 D.升高温度可提高反应I中乙的转化率
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专题06 能量、速率与平衡
能量变化及应用
题型01
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
D
D
B
C
C
电化学综合应用
题型02
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
A
B
C
D
C
D
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
D
B
B
A
D
D
C
C
D
题号
21
22
23
答案
C
C
D
化学反应速率与平衡
题型03
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
D
C
D
B
A
C
B
题号
11
12
13
14
15
答案
C
C
B
C
A
反应历程与机理
题型04
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
B
B
C
A
D
B
C
C
题号
11
12
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14
15
16
17
18
19
20
答案
B
C
D
B
C
D
B
D
D
C
题号
21
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24
25
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27
答案
C
C
B
A
D
D
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专题06 能量、速率与平衡
4大考点概览
题型一 能量变化及应用
题型二 电化学综合应用
题型三 化学反应速率与平衡
题型四 反应历程与机理
能量变化及应用
题型01
1.(2026·浙江省强基联盟高三二模)已知环己烯、1,3-环己二烯、苯均能与H2在一定条件下发生加成反应制得环己烷,反应的热化学方程式如下。下列说法不正确的是( )
① ΔH1=-119.6kJ·mol−1
② ΔH2=-237.1kJ·mol−1
③ ΔH3=-208.4kJ·mol−1
A.转化为的热化学方程式为 ΔH=-117.5kJ·mol−1
B.催化加氢生成的反应为放热反应
C.键长:苯中碳碳键>环己烯中碳碳双键
D.1mol物质具有的能量:
【答案】D
【解析】A项,根据盖斯定律可知,②-①可得(g)转化为(g)的热化学方程式为(g) ΔH=-117.5kJ·mol−1,A正确;B项,根据盖斯定律可知,③-①可得(g)催化加氢生成(g)的热化学方程式为(g) ΔH=ΔH3- ΔH1=-208.4kJ·mol−1-(-119.6kJ·mol−1)=-88.8kJ·mol−1,则该反应为放热反应,故B正确;C项,苯中碳碳键键长介于单双键之间,故键长为苯中碳碳键>环己烯C=C,C正确;D项,根据题中信息无法判断1mol(g)和1mol(g)的能量大小关系,D错误;故答案为D。
2.(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是( )
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1
2N2H4(l)+2H2(g)2NH3(g ΔH2
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH3
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH4
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l) ΔH5
2N2H4(l)+2NO(g)2N2(g)+2H2O(l) ΔH6
A.ΔH3>ΔH4 B.ΔH3<0 C.ΔH3>ΔH5 D.2ΔH6-ΔH4+2ΔH1= 2ΔH2
【答案】D
【解析】A项, 已知反应①N2(g)+O2(g)2NO(g)需要放电条件下能自发进行,该反应为吸热反应,可知ΔH1>0;反应③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH3<0,反应④4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH4<0;利用盖斯定律将(反应③-反应④)得到反应①N2(g)+O2(g)2NO(g),从而得出ΔH3>ΔH4,A正确;B项,4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)能自发进行, ΔG=ΔH-TΔS<0,因ΔS<0,故ΔH3<0,B正确;C项,反应③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH3<0,反应⑤4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH5<0。利用盖斯定律将(反应③-反应⑤)得到反应①N2(g)+O2(g)2NO(g),从而得出ΔH3>ΔH5,C正确;D项,已知反应①N2(g)+O2(g)2NO(g),反应④4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l),反应⑥2N2H4(l)+2NO(g)2N2(g)+2H2O(l),运用盖斯定律将反应⑥-反应④+反应①,得到反应2N2H4(l)+3N2(g)+2O2(g)+2H2O(l)4NH3(g)+6NO(l),该反应不是反应②2N2H4(l)+2H2(g)2NH3(g)扩大2倍的反应,故2ΔH6-ΔH4+2ΔH1≠ 2ΔH2,D错误;故选D。
3.(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)已知 ,下列说法正确的是( )
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知H2的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
【答案】D
【解析】A项,稀硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,该过程不仅包含中和反应(放热),还包含沉淀形成(额外放热),给定ΔH = -114.6 kJ/mol仅对应生成2 mol水的中和热(2 × -57.3 kJ/mol),但忽略了BaSO4沉淀的放热效应,因此实际|ΔH|应更大(ΔH更负),A错误;B项,H2的燃烧热ΔH = -285.8 kJ/mol表示1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)的焓变。对于反应2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(l),ΔH应为2倍燃烧热,即-571.6 kJ/mol,而非-285.8 kJ/mol,B错误;C项,由HF(aq) + OH⁻(aq) = F⁻(aq) + H2O(l) ΔH = -67.7 kJ/mol和H⁺(aq) + OH⁻(aq) = H2O(l) ΔH = -57.3 kJ/mol,可得HF电离反应HF(aq) ⇌ H⁺(aq) + F⁻(aq)的ΔH = -67.7 kJ/mol - (-57.3 kJ/mol) = -10.4 kJ/mol < 0,而非ΔH>0,C错误;D项,ΔH2为NaCl(s)解离成气态离子的焓变(晶格能,正值且较大);ΔH1为溶解焓,包含晶格能和离子水合焓ΔH3(水合焓为负值),故ΔH1 = ΔH2+ ΔH3 <ΔH2(因ΔH3<0),D正确;故选D。
4.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)某反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应过程b说明有催化剂参与,改变了反应机理
B.由于E1>E2,说明该反应过程的活化能是E1
C.该反应过程的焓变是
D.升高温度,活化分子数目变多,反应速率上升
【答案】B
【解析】A项,催化剂能够改变反应途径,降低反应的活化能,根据图示可知反应过程b有催化剂参与,A正确;B项,反应过程b使用了催化剂,则活化能为E1,反应过程a未使用催化剂,活化能大于E1,B错误;C项,由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,因此,即焓变是-||,C正确;D项,升高温度,分子能量升高,更多的普通分子会转化成活化分子,活化分子数目变多,有效碰撞概率增大,反应速率上升,D正确;故选B。
5.(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是( )
ΔH1
ΔH2
ΔH3
ΔH4
A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH3>ΔH4 D.ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=0
【答案】C
【解析】A项,石墨完全燃烧生成CO2为放热反应,ΔH1<0;能自发进行,根据自发反应的判断依据ΔG=ΔH−TΔS<0,该反应ΔS<0(气体物质的量减少),所以ΔH3<0,A错误;B项,ΔH1是C(石墨)→CO2的焓变,ΔH2是CO→CO2的焓变,因C(石墨)→CO2释放热量更多,ΔH1<ΔH2,B错误;C项,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,因ΔH1<ΔH2,ΔH2−ΔH1>0,故ΔH3>ΔH4,C正确;D项,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=2(ΔH1−ΔH2)≠0,D错误;故选C。
6.(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是( )
A.ΔH1-ΔH2>0 B.ΔH2-ΔH3>0 C.ΔH3-ΔH4<0 D.ΔH4-ΔH5<0
【答案】C
【解析】将五个方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。A项,酸碱中和反应为放热反应,Fe(OH)2难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应①,②,则反应①放出的热量小于反应②,即,故ΔH1-ΔH2>0,A正确;B项,已知反应②,③,利用盖斯定律将反应③-反应②得到,该反应为放热反应,则该反应的,即ΔH2-ΔH3>0,B正确;C项,已知反应⑤(化合反应)为放热反应,即,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即,ΔH3-ΔH4>0,C错误;D项,已知反应③为放热反应,,结合C项解析知:,则ΔH4-ΔH5<0,D正确;故选C。
电化学综合应用
题型02
1.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)一种可充放电Zn-I2电池的结构示意图如图所示。电解质为ZnSO4溶液。
下列说法不正确的是( )
A.多层复合结构有利于为I2的反应提供丰富活性位点
B.放电时,a极为正极,发生氧化反应
C.放电时发生I2+I-I3-,供电能力下降,可通过向电解质溶液添加正丁醇改善
D.充电时,b电极接电源的负极
【答案】B
【解析】可充放电Zn-I2电池放电时Zn(b电极)作负极失电子形成Zn2+,I2(a电极)作正极得电子形成I-;充电时Zn(b电极)为阴极,极反应:Zn2++2e-=Zn,阳极(a电极)极反应:2I--2e-=I2。A项,多层复合结构接触面积大,有利于为I2的反应提供丰富活性位点,A正确;B项,放电时a为正极,发生还原反应,B错误;C项,由于生成的I3-易溶于水,I2单质损失,供电能力下降,向电解质溶液添加适量正丁醇可使溶剂极性减弱,减少I3-的溶解,改善供电能力,C正确;D项,充电时,b电极是阴极应接电源的负极,D正确;故选B。
2.(2026·浙江省强基联盟高三二模)天津大学研究团队以CoP和Ni2P纳米片为催化电极材料,电催化合成偶氮化合物的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法正确的是( )
A.Ni2P电极反应为RCH2NH2-4e-=RCN+4H+
B.K+通过离子交换膜从Ni2P电极移动至CoP电极
C.合成1mol偶氮化合物,需转移4mol电子
D.电流由直流电源出发,经Ni2P电极、KOH溶液、CoP电极回到直流电源
【答案】D
【解析】A项,该装置为电解池,Ni2P电极上是RCH2NH2生成RCN,失氢,发生氧化反应,Ni2P为阳极,结合电解质溶液为KOH溶液,电极反应为RCH2NH2+4OH--4e-=RCN+4H2O,A错误;B项,Ni2P电极为阳极,消耗OH-,CoP电极为阴极,电极反应为2+8e-+4H2O=+8OH-,生成OH-,为维持溶液电中性,且补充阳极消耗的OH-,该离子交换膜是阴离子交换膜,OH-从CoP电极移动至Ni2P电极,B错误;C项,阴极电极反应为2+8e-+4H2O=+8OH-,合成1 mol偶氮化合物,需转移8 mol电子,C错误;D项,电子不能通过溶液,电流可以通过溶液,Ni2P电极为阳极,CoP电极为阴极,电流由直流电源出发,经Ni2P电极、KOH溶液、CoP电极回到直流电源,D正确;故选D。
3.(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)工业废水中常含有氮、氯元素,可用电解原理对含有高浓度氯离子的工业废水中的氮进行脱除。用NH4NO3和NaCl分别模拟工业废水中的氮和氯,电化学处理装置如图1所示;在电解过程中,模拟工业废水中ClO-的浓度随时间变化的曲线如图2所示。
下列说法不正确的是( )
A.该方法能脱除废水中的NO3,无法脱除NH4+
B.A电极接电源的正极,B电极接电源的负极
C.B电级的反应式为:2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-
D.电解过程中,A电极附近的溶液pH值降低
【答案】A
【解析】根据图1,A电极反应中,氯元素化合价升高,失去电子,故A电极为阳极,B电极为阴极,A、B电极反应式分别为Cl-+H2O-2e-= ClO-+2H+、2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-,OH-与NH4+反应生成NH3·H2O,NH3·H2O不稳定,分解生成NH3、H2O,因此电解池内的总反应为5Cl-+2NO3-+2NH4+=5ClO-+N2↑+2NH3↑+H2O。A项,根据电解池总反应得该方法能同时除去废水中的NO3-、NH4+,A错误;B项,A为阳极,接电源正极,B为阴极,接电源负极,B正确;C项,B为阴极,电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-,C正确;D项,A为阳极,电极反应式为Cl-+H2O-2e-= ClO-+2H+,A电极附近的溶液pH值降低,D正确;故选A。
4.(2026·浙江省嘉兴市高三一模)低品位热(温度低于150℃)是一种丰富且广泛存在的可持续能源,一种新型的热富集铂电极电池利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌()和对苯二酚()的转换。下列说法不正确的是( )
A.该装置可实现热能转化为电能
B.电池左侧电极为热端电极
C.正极电极反应式为+2H++2e−=
D.保持冷热端温差恒定,该电池可持续放电
【答案】B
【解析】由图可知,聚合物(含多个羧基)向左侧电极移动时,遇冷膨胀,释放出H+,对苯醌在左侧电极得到电子,并结合H+,转化为对苯二酚,左侧电极为正极;聚合物(含多个羧酸根)向右侧电极移动时,遇热收缩,重新结合H+,对苯二酚在右侧电极失去电子,并释放H+,转化为对苯醌,右侧电极为负极。A项,该装置中含羧酸的纳米颗粒在不同温度下溶胀或收缩,从而释放或吸收驱动电极反应发生,可实现热能转化为电能,A正确;B项,由图可知,聚合物(含多个羧基)向左侧电极移动时,遇冷膨胀,释放出H+,可见左侧电极为冷端电极,B错误;C项,由分析可知,对苯醌在左侧电极(正极)得到电子,并结合H+,转化为对苯二酚,电极方程式为:+2H++2e-= ,C正确;D项,该电池实质是将热能(低品位热)转化为电能,保持冷热端温差恒定,该电池可持续放电,D正确;故选B。
5.(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)用如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水,同时可以淡化海水(主要成分为NaCl,含有Na2SO4等杂质)。下列说法不正确的是( )
A.交换膜II为阳离子交换膜
B.电池工作一段时间后,右室溶液的pH增大
C.a极电极反应式:2CN-+6H2O-10e-=2CO32-+N2↑+12H+
D.若除去废水中52 gCN-,可同时除去海水中NaCl的质量小于585 g
【答案】C
【解析】由图可知,a电极CN-在碱性条件下失去电子生成氮气和碳酸根离子,电极反应为2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑+6H2O,a为负极,则b为正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑。A项,a极电极反应式:2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑+6H2O,a电极附近负电荷减少,则阴离子通过交换膜Ⅰ向左移动,b为正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,b电极附近正电荷减少,则阳离子通过交换膜Ⅱ向右移动,则交换膜Ⅰ为阴离子交换膜,交换膜Ⅱ为阳离子交换膜,A正确;B项,由分析可知,b为正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,氢离子浓度减小,pH增大,B正确;C项,由分析可知,a极电极反应式:2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑+6H2O,C错误;D项,52gCN-的物质的量为2 mol,消耗2 mol CN-时转移10 mol电子,因含有Na2SO4,故处理的NaCl的物质的量小于10 mol,NaCl的质量小于585 g,D正确;故选C。
6.(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该保护铁帽的方法是牺牲阳极法
B.正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C.若用外加电流法保护铁帽,可使铁帽表面的腐蚀电流降至零或接近零而受到保护
D.把锌环换成锡环后,仍能防止铁帽被腐蚀
【答案】D
【解析】因Zn比Fe活泼,锌环与铁帽构成原电池时,锌环为负极,不断遭受腐蚀,而作为正极的铁帽被保护起来,该保护铁帽的方法是牺牲阳极法。A项,由分析可知,该保护铁帽的方法是牺牲阳极法,A正确;B项,由分析可知,铁帽为正极,O2被还原生成生成OH-,正极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,B正确;C项,外加电流法是通过外部电源将被保护金属(铁帽)作为阴极,强制电子流向被保护的铁冒,可使铁帽表面的腐蚀电流降至零或接近零而受到保护,C正确;D项,把锌环换成锡环后,因铁比锡活泼,构成原电池时,锡环作正极,铁帽作负极而被腐蚀,所以把锌环换成锡环后,不能防止铁帽被腐蚀,D错误;故选D。
7.(2026·浙江省七校联盟高三一模)全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极,下列说法不正确的是( )
A.隔膜应该为阴离子交换膜 B.b极电解材料应该为石墨电极
C.充电时,隔膜两侧溶液浓度均增加 D.充电时,a与外接电源的负极相连
【答案】C
【解析】全铁液流电池原理为2Fe3++Fe=3Fe2+,a极发生Fe-2e-=Fe2+,为负载铁的石墨电极作负极,b极发生Fe3++e-=Fe2+,发生还原反应,b为石墨电极,作正极。A项,放电时,为平衡电荷,阴离子从b极区(正极)移向a极区(负极),故隔膜为阴离子交换膜,该膜也能阻止b极区的Fe3+与a极的Fe直接反应,A正确;B项,b极为装置正极,发生Fe3++e-=Fe2+反应,电极仅起导电作用,故应为惰性的石墨电极,B正确; C项,充电时,a接电源负极,为阴极,电极反应式为Fe2++2e-=Fe,b接电源正极,为阳极,发生的电极反应式为:Fe2+-e-=Fe3+,两极的Fe2+均减少,C错误; D项,放电时,a极负载铁的石墨电极作负极,则充电时,a与外接电源的负极相连,D正确;故选C。
8.(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模) CO2和SO2协同电解水制氢技术装置如下图所示,CO2和SO2被NaOH溶液吸收形成吸收液,通过电解在左池重新生成NaOH溶液及在右池回收CO2,实现烟气的脱硫脱碳。下列说法正确的是( )
A.电极B与电源负极相连
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.可将右池中硫酸溶液换成盐酸
D.阳极区可能还存在电极反应:SO32--+H2O-2e-= SO42--+2H+
【答案】D
【解析】CO2和SO2被NaOH吸收后形成的吸收液的主要成分为Na2CO3、Na2SO3等,而该电解池基于电解水制氢技术,且在电解池左池重新生成NaOH溶液,在右池回收CO2,即CO32--需穿过离子交换膜进入右池,发生反应CO32--+2H+ ═H2O + CO2↑回收CO2,因此电极A为阴极,发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,重新生成NaOH溶液;电极B为阳极,发生的电极反应式为H2O-4e-=O2↑+4H+,补充消耗的H+。A项,电极B为电解池的阳极,应与电源的正极相连,A错误;B项,CO32--需穿过离子交换膜进入右池从而回收CO2,因此离子交换膜为阴离子交换膜,B错误;C项,若将右池中的硫酸换成盐酸,则在电极B上Cl-会优先放电生成Cl2,导致H+得不到补充且会造成环境污染,C错误;D项,SO32--也会穿过阴离子交换膜进入阳极区,从而在电极B上被氧化生成SO42--,电极反应式为SO32--+H2O-2e-= SO42--+2H+,D正确;故选D。
9.(2026·浙江省县域教研联盟高三一模)如图是处理废水中苯酚的装置,回收利用苯后再排放。下列有关说法不正确的是( )
A.a为正极,电极附近pH增大
B.b电极反应式为
C.该离子交换膜为质子交换膜
D.若有0.2 mol电子通过导线,A、B两区域中液体质量改变量的和为0.4 g
【答案】D
【解析】图示是处理废水中苯酚的装置,a极苯酚(C6H6O)转化为苯(C6H6),失去氧原子被还原(得到电子),则a极为正极,电极反应式为:C6H6O+2H++2e-= C6H6+H2O;b电极为负极,失电子(氧化反应),电极反应式为:。A项,a极苯酚(C6H6O)转化为苯(C6H6),失去氧原子被还原,得到电子,a极为正极;电极反应式为:C6H6O+2H++2e-= C6H6+H2O,消耗氢离子,生成水,a电极附近pH增大,A正确;B项,b电极为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:,B正确; C项,依据电极反应式可知,氢离子从B迁移到A,则离子交换膜为质子交换膜,C正确;D项,若有0.2 mol电子通过导线,就有0.2 mol H+从B迁移到A,A区溶液质量增加,B区溶液的质量不变(产生0.2 mol H+,迁移至A区),A、B两区域中液体质量改变量的和为0.2 g,D错误;故选D。
10.(2026·浙江省天域全国名校协作体高三一模)研究燃料电池性能的装置如图所示,两电极区间用只允许通过的半透膜隔开。下列说法不正确的是( )
A.电池负极的电极反应式为:HCOO-+ 2OH--2e-=HCO3-+H2O
B.Fe3+为该电池反应的催化剂
C.放电过程中需补充的物质A为H2SO4
D.电池工作时,每生成1 molHCO3-,将会有1 molK+通过半透膜移向右侧
【答案】D
【解析】HCOOH燃料电池原理为原电池,如图所示,HCOO-一侧为负极,失电子发生氧化反应又因含有KOH溶液呈碱性,因此负极反应式为HCOO-+ 2OH--2e-=HCO3-+H2O;Fe3+一侧为正极,得电子发生还原反应,Fe3++e-=Fe2+,生成的Fe2+又被O2氧化,发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O反应,因此正极总反应为O2+4H++4e-=2H2O。A项,负极发生氧化反应,HCOO-中C为+2价,转化为HCO3-中+4价C,失去2 e-。碱性环境下(左侧有KOH),电极反应式为HCOO-+ 2OH--2e-=HCO3-+H2O,电荷、原子均守恒,A正确;B项,右侧Fe3+得电子生成Fe2+(Fe3++e-=Fe2+),Fe2+又被O2氧化为Fe3+(4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O),Fe3+循环使用,总量不变,为催化剂,B正确;C项,右侧生成K2SO4需SO42-,且Fe2+被O2氧化需酸性条件(H+),故物质A为H2SO4提供SO42-和H+,C正确;D项,生成1 mol HCO3-时,负极转移2 mole-,为平衡电荷,K+(+1价)需迁移2 mol至正极,D错误;故选D。
11.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)为处理工业尾气中的NO2,某课题小组以硫化钠溶液为电解质溶液通过电化学的方法将NO2转变为NH3,同时将电解质溶液中的硫元素转化成高附加值的硫酸盐,装置示意图如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.阴极发生还原反应
B.当阴极消耗22.4 LNO2(标准状况下测定)时,整个电路中通过7 mol电子
C.该电解池的阳极反应式为:S2-+4H2O-8e-=SO42-+8H+
D.向反应完全后的溶液(硫离子反应完全)加入铜离子,则该溶液用于电镀的产品光泽比硫酸铜溶液更好
【答案】C
【解析】电源负极(阴极)发生还原反应:NO2+7e-+5H2O=NH3+7OH-,正极(阳极)发生氧化反应:S2-+8OH--8e-=SO42-+4H2O。A项,阴极发生还原反应,A正确;B项,阴极消耗标准状况下22.4 L(1 mol)NO2时,由分析知,电路转移7 mol电子,B正确;
C项,电解质溶液为Na2S溶液,发生水解使溶液显碱性,阳极正确反应式为S2-+8OH--8e-=SO42-+4H2O,C错误;D项,该反应后的溶液中存在较多的NH3会与Cu2+形成络合离子[Cu(NH3)4]2+,这种配合物的形成降低了溶液中游离的Cu2+浓度,从而减缓了阴极的铜沉积速率,这种缓慢的沉积过程使镀层更致密、均匀,最终呈现更光亮的外观,产品光泽更好,D正确;故选C。
12.(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)我国目前已经实现通过电化学合成尿素,模拟装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.b极上的电势比a极上的电势高
B.阴极反应式为CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O
C.电路上转移电子时,理论上有通过交换膜向左迁移
D.电解一段时间极区溶液不变
【答案】D
【解析】根据物质变化可知,石墨电极上H2O失电子,石墨为阳极,则b为电源正极,a为电源负极,Fe/Fe3O4电极为阴极。A项,由分析可知,b极为电源正极,a极为电源负极,电源正极(b极)电势高于负极(a极),A正确;B项,阴极CO2和NO3-转化为尿素,N从+5价降为-3价(2个N得16e⁻),阴极反应式为CO2+2NO3-+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O,B正确;C项,阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,电路上转移4mol电子时,阳极生成4molH+,H+通过质子交换膜向左(阴极区)迁移,C正确;D项,b极区为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,H+浓度增大,pH减小,D错误;故选D。
13.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)【新科技】硬水除垢可以让循环冷却水系统稳定运行。某科研团队改进了主动式电化学硬水处理技术,原理如图所示(其中R为有机物)。下列说法正确的是( )
A.电极B上总反应式为2Ca 2++2Mg2++2HCO3-+6H2O+6e-=2Mg(OH)2+2CaCO3+3H2↑
B.处理过程中可循环利用
C.处理后的水垢主要沉降在阳极附近
D.当外电路通过2mole-时,电极A上产生1mol气体
【答案】B
【解析】电极B为阴极,水放电产生氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;A为阳极,氯离子放电产生氯气,电极反应:2Cl-―2e-=Cl2↑;氯气与水的反应为可逆反应,次氯酸将有机物R氧化生成CO2,同时H2O放电生成O2,电极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+。A项,根据分析,电极B为阴极,发生还原反应,阴极主要是水得电子生成H2和OH-(2H2O+2e-=H2↑+2OH-),生成的OH⁻与Mg2+结合为Mg(OH)2,与HCO3-反应生成CO32-,进而生成CaCO3,总反应式为2Ca 2++2Mg2++2HCO3-+6H2O+6e-=2Mg(OH)2+2CaCO3+3H2↑,A错误;B项,阳极产生氯气,氯气与水反应生成次氯酸和HCl,HClO能将有机物氧化为二氧化碳和水,HClO自身被还原为氯离子,Cl-可以循环利用,B正确;C项,硬水中存在镁离子、钙离子和碳酸氢根离子,阴极放电产生氢氧根离子,氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁,氢氧根离子与碳酸氢根离子生成碳酸根离子,钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙,氢氧化镁和碳酸钙主要沉降在阴极附近,C错误;D项,A极氯离子放电生成氯气转化为HClO再与有机物反应放出CO2,同时水也放电生成氧气,由于未给出有机物且未给出氯离子和水在电极A上放电的比例,因此无法计算产生气体的物质的量,D错误;故选B。
14.(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法不正确的是( )
A.放电时锂电极的电势低
B.放电时每转移1mol电子,c(H+)降低1 mol/L
C.充电时阳极的电极反应式为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4
D.充电时Li+移向惰性电极
【答案】B
【解析】金属锂易失去电子,则放电时锂电极(惰性电极)为负极,气体扩散电极为正极;电池在使用时需先充电,目的是将H2转化为H3PO4,则充电时,锂电极(惰性电极)为阴极,阴极的电极反应为Li++e-=Li,阳极为气体扩散电极,阳极的电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4;放电时,锂电极(惰性电极)为负极,负极的电极反应为Li-e-=Li+,气体扩散电极为正极,正极的电极反应为2H3PO4+2e-=2H2PO4-+H2↑。A项,原电池工作时,负极的电势低于正极,锂电池工作时,锂电极为负极,则放电时锂电极的电势低,A正确;B项,放电时,气体扩散电极为正极,正极的电极反应为2H3PO4+2e-=2H2PO4-+H2↑,但由于不知道电解液的体积,无法计算每转移1mol电子时,c(H+)的变化,B不正确;C项,充电时,气体扩散电极为阳极,阳极的电极反应式应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4,C正确;D项,充电时,阳离子向阴极移动,惰性电极为阴极,则Li+移向惰性电极,D正确;故选B。
15.(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)中国科大研究团队开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法不正确的是( )
A.放电时,电解质溶液质量减少
B.充电时,Li+移向惰性电极
C.充电时,阳极电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4
D.该锂-氢可充电电池对比传统锂离子电池的优势在于降低成本和提高安全性
【答案】A
【解析】金属锂易失去电子,则放电时惰性电极为负极、气体扩散电极为正极,电池在使用前需先充电,目的是将LiH2PO4解离为锂离子和H2PO4-,则充电时,惰性电极为阴极,电极的反应为:Li++e-=Li,阳极为气体扩散电极,电极反应:H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4,放电时,惰性电极为负极,电极反应为:Li-e-=Li+,气体扩散电极为正极,电极反应为2H3PO4+2e-=2H2PO4-+ H2↑。A项,放电时,Li+会通过固体电解质进入电解质溶液,同时正极会生成H2进入储氢容器,当转移2mol电子时,电解质溶液质量增加7g/mol×2mol-2g/mol×1mol=12g,即电解质溶液质量会增大,A错误;B项,充电时,阳离子向阴极移动,则Li+移向惰性电极,B正确;C项,由分析,充电时,阳极电极反应为H2-2e-+2H2PO4-=2H3PO4,C正确;D项,传统锂离子电池依赖贵金属材料,成本高且安全性差,该电池用氢气作活性物质,可降低成本并提高安全性,D正确;故选A。
16.(2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。
下列说法不正确的是( )
A.充电时,电解质溶液pH值减小
B.放电时,电池总反应:2Li +2H3PO4=H2↑+2LiH2PO4
C.充电时,H2PO4-移向气体扩散电极
D.放电时,当电路中转移1mole-时,电解质溶液质量增加了8g
【答案】D
【解析】金属锂易失去电子,则放电时,惰性电极为负极,气体扩散电极为正极,电池在使用前需先充电,目的是将LiH2PO4解离为Li+和H2PO4-,则充电时,惰性电极为阴极,电极的反应为:Li++e-=Li,阳极为气体扩散电极,电极反应:H2↑+2H2PO4--2e-=2H3PO4,放电时,惰性电极为负极,电极反应为:Li-e-=Li+,气体扩散电极为正极,电极反应为:2H3PO4+2e-=H2↑+2H2PO4-。A项,充电时总反应为放电的逆反应:H2↑+2LiH2PO4=2Li +2H3PO4,生成酸性更强的H3PO4(H3PO4酸性强于LiH2PO4),溶液中H+浓度增大,pH减小,A正确;B项,放电时,Li为负极失电子:Li-e-=Li+,正极H3PO4中H+得电子生成H2:2H3PO4+2e-=H2↑+2H2PO4-,总反应为2Li +2H3PO4=H2↑+2LiH2PO4,B正确;C项,充电时为电解池,阳极是气体扩散电极(发生氧化反应),阴离子H2PO4-向阳极(气体扩散电极)移动,C正确;D项,放电时,总反应方程式为:2Li +2H3PO4=H2↑+2LiH2PO4,放电时转移1mole-,生成1molLi+(质量7g)进入电解质溶液,同时生成0.5molH2(质量1g)逸出,溶液质量增加,D错误;故选D。
17.(2026·浙江省杭州第二中学高三月考)【新方法】电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述不正确的是( )
A.过程中可能生成
B.从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为:
D.生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸
【答案】D
【解析】该装置是电解池,电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中“加氧脱氢”,发生氧化反应,则b为阳极,a为阴极,阴极的电极反应式为:。A项,电极a上,胱氨酸中硫原子之间的化学键断裂生成半胱氨酸,则过程中可能生成中间体,A项正确;B项,b为阳极,a为阴极,H+为阳离子,电解池中向阴极移动,B项正确;C项,电极b为阳极,3-甲基吡啶中-CH3氧化为-COOH,反应式为,C项正确;D项,由分析可知,生成2 mol半胱氨酸转移2 mol电子,生成1 mol烟酸转移6 mol电子,在得失电子守恒下,3 mol半胱氨酸转移3 mol电子,应生成0.5 mol烟酸,D项错误;故选D。
18.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展,相关装置如图所示:下列说法不正确的是( )
A.该离子交换膜为阳离子交换膜
B.b极发生的电极反应为3I--2e-=I3-
C.理论上每转移1mol电子,分解H2S气体22.4 L(标况)
D.能量转化方式主要为光能→电能→化学能
【答案】C
【解析】根据图示,a极上氢离子转化为氢气,得电子,发生还原反应,b极上I-转化为I3-,失电子,发生氧化反应,则a极为正极,b极为负极,氢离子通过质子交换膜向a电极移动。A项,由分析可知,a极为正极,b极为负极,且a极上氢离子转化为氢气,消耗H+,右侧H2S转化为S的过程中生成H+,则氢离子通过质子交换膜向a电极移动,该离子交换膜为阳离子交换膜,A正确;B项,根据图示,b极上I-失电子转化为I3-,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:3I--2e-=I3-,B正确;C项,H2S转化为S的过程中生成H+,S元素由-2价上升到0价,理论上每转移1mol电子,有0.5 molH2S分解,标况下的体积为11.2 L,C错误;D项,根据图示,a电极在光照的条件下进行反应,该制氢工艺中光能转化为电能,最终转化为化学能,D正确;故选C。
19.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池。该电池分别以铝和石墨为电极,用AlCl4-和有机阳离子构成的电解质溶液作为离子导体,其放电工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.放电时负极电极反应式:Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-
B.充电时石墨电极与电源正极相连
C.放电时有机阳离子向铝电极方向移动
D.离子液体有良好的导电性和难挥发的优点,可用作电化学研究的电解质
【答案】C
【解析】放电时为原电池,铝是活泼的金属,铝作负极,被氧化生成Al2Cl7-,电极反应式为Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-,石墨为正极,电极反应式为nAlCl4+e-=Cn+AlCl4-;充电时为电解池,石墨为阳极,Al为阴极,阴、阳极反应与原电池负、正极反应相反。A项,由分析可知,放电时负极电极反应式:Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-,A正确;B项,放电时石墨为正极,充电时正极变为阳极,阳极需与电源正极相连,B正确;C项,放电时为原电池,阳离子应向正极(石墨电极)移动,有机阳离子带正电,应移向石墨电极,而非铝电极(负极),C错误;D项,离子液体含自由移动离子,导电性良好,且难挥发,适合作为电化学研究的电解质,D正确;故选C。
20.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)【新科技】某电化学制冷装置如图所示。[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+在电极上发生相互转化,伴随着热量的吸收或释放,经由泵推动电解质溶液的循环流动实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热,其他区域绝热。下列说法正确的是( )
A.电极a是阴极,电极反应为[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+
B.已知②处的电解液温度比①处的低,则电极b处发生放热反应
C.多孔隔板只起到阻止两电极区阳离子移动的作用
D.电流方向:电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极
【答案】D
【解析】由图可知,电极a发生反应[Fe(H2O)6]2+-e−=[Fe(H2O)6]3+,则电极a为阳极,电极b反应为[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+,则电极b为阴极。A项,由分析可知,电极b为阴极,电极反应为[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+,A错误;B项,已知②处的电解液温度比①处的低,则可推断[Fe(H2O)6]3++e−=[Fe(H2O)6]2+是吸热反应,B错误;C项,多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流,可阻止热交换,C错误;D项,电极a附近发生失电子的氧化反应,电极b发生得电子还原反应,电子转移方向电极a→电源正极→电源负极→电极b,则电流方向:电源正极→电极a→电解质溶液→电极b→电源负极,D正确;故选D。
21.(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)水系锌离子在充电时会引起锌枝晶的生长,在多次充放电循环过程中锌枝晶可能会刺穿隔膜,导致电池短路。科学家用锌箔和MnO2做电极、性能水凝胶做电解质替代水溶液,装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.充电时,锌离子从MnO2隧道结构中脱出,此时ZnMn2O4为阳极
B.性能水凝胶电解质可防止电池鼓包,一定程度上避免竞争放电,提高电流效率
C.若用ZnSO4作电解质溶液,游离的Zn2+会吸附聚集得电子,在阳极形成初始枝晶
D.放电时,当负极减重32.5g时有NA个电子通过外电路转移至正极
【答案】C
【解析】Zn活泼做负极,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,MnO2做正极,电极反应Zn2++2e-+2MnO2 =ZnMn2O4,充电时ZnMn2O4为阳极,电极反应ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2,阴极电极反应Zn2+ +2e-=Zn。A项,充电时,ZnMn2O4为阳极,电极反应ZnMn2O4-2e-=Zn2++2MnO2,锌离子从MnO2隧道结构中脱出,A正确;B项,水凝胶电解质可减少自由水,降低H+在负极的竞争放电(减少H2生成),从而防止电池鼓包,提高电流效率,B正确;C项,枝晶形成于锌电极(放电时为负极,充电时为阴极),游离Zn2+得电子发生还原反应应在阴极(锌电极)聚集,而非阳极,C错误;D项,放电时负极反应为Zn-2e-=Zn2+,减重32.5g(Zn的物质的量为0.5mol),转移电子为0.5mol×2=1mol,即NA个电子,D正确;故选C。
22.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)【新方法】采用如图所示的间接电解法制备氯仿(CHCl3),离子交换膜只允许Na+通过,生成CHCl3的原理:CH3COCH3+3ClO-→CHCl3+CH3COO-+2OH-。下列叙述不正确的是( )
A.电解时须控制电流强度,防止Cl-利用率下降
B.冷水可防止副反应3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O发生
C.每生成1molCHCl3,通过交换膜的Na+为2mol
D.电解结束后,右室溶液添加CH3COCH3后可导入左室
【答案】C
【解析】由图可知,左侧为阳极,电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,右侧为阴极,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A项,电解时电流强度过大,Cl-在阳极失电子生成Cl2的速率过快,可能导致Cl2未来得及与OH-反应生成ClO-就逸出,降低Cl-利用率,需控制电流强度,A正确;B项,副反应3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O需加热条件,冷水可降低温度,抑制该反应发生,B正确;C项,结合题干给的方程式可知,生成1mol CHCl3需3mol ClO-,生成3mol ClO-需3mol Cl2(Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O),生成3mol Cl2需阳极转移6mol e-(阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑),电解中Na+向阴极移动,转移电子数=Na+迁移数,故通过交换膜的Na+为6mol,C错误;D项,右室为阴极区,反应生成NaOH,含过量NaCl,添加CH3COCH3后导入左室,可提供OH-、Cl-及反应物CH3COCH3,实现循环利用,D正确;故选C。
23.(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)用可再生能源电还原CO2时,可以生成乙烯、乙醇等,装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.该装置可以直接将太阳能转化为化学能
B.K+从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极
C.阳极发生的反应有2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
D.阴极区中KCl的加入作用为提高C2H4、C2H5OH生成率
【答案】D
【解析】A项,该装置中太阳能先转化为电能,电能再转化为化学能,A错误;B项,电解池中阳离子向阴极移动,Cu电极为阴极,K+应向Cu电极迁移,而非从Cu电极迁移到阳极,B错误;C项,阳极发生氧化反应,该反应为还原反应应在阴极发生,C错误;D项,阴极区加入KCl可调节电解液离子强度、导电性或优化催化环境,促进CO2还原生成乙烯和乙醇,提高目标产物生成率,D正确。故选D。
化学反应速率与平衡
题型03
1.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.HI分解反应历程:2HI(g)H2(g)+2I(g) ΔH = +162 kJ/mol,2I(g)I2(g) ΔH = -151 kJ/mol,每步反应均为基元反应,且升高温度,总反应平衡正移
B.SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH<0,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
C.CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),通入CO后,正反应速率逐渐增大
D.[Cu(NH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0,则铜氨液吸收适宜条件是低温和高压
【答案】C
【解析】A项,HI分解总反应2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH = +11 kJ/mol > 0,为吸热反应,升高温度平衡正向移动,说法正确,A不符合题意;B项,ΔH < 0,为放热反应,根据ΔH = Ea正 - Ea逆,可知正反应活化能小于逆反应活化能,说法正确,B不符合题意;C项,通入CO后,反应物浓度瞬间增大,正反应速率应立刻增大,而非“逐渐增大”,说法不正确,C符合题意;D项,ΔH < 0,低温有利于正向反应;正向反应气体分子数减小,高压有利于正向反应,适宜条件为低温和高压,说法正确,D不符合题意;故选C。
2.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+ Cl-(aq) ΔH<0,加水稀释,增大
B.N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,压缩容器体积,平衡向逆方向移动,气体颜色变浅
C.C(sg)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,该反应在高温条件下更易自发进行
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,增大反应物浓度,单位体积内活化分子总数增大
【答案】B
【解析】A项,加水稀释,Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+ Cl-(aq)平衡正向移动,HClO(aq)H+(aq)+ClO-(aq)平衡正向移动,c(Cl-)减小的程度比c(HClO)的小,增大,A正确;B项,N2O4(g)2NO2(g)是气体体积增大的反应,压缩容器体积,压强增大,平衡向逆方向移动,但NO2的浓度增大,气体颜色变深,B错误;C项,C(sg)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是气体体积增大的反应,ΔS>0,ΔH>0,ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行,则该反应在高温条件下更易自发进行,C正确;D项,增大反应物浓度,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子总数增大,反应速率加快,D正确;故选B。
3.(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)下列说法正确的是( )
A.2NO(g)O2(g)+N2(g),已知ΔS<0,则正反应在较高温度下可自发进行
B.,已知ΔH1>ΔH2,则船式环己烷比椅式环己烷更稳定
C.已知2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s),达平衡后,温度保持不变,缩小容器体积,重新建立平衡后,CO2浓度增大
D.4NO(g)+CH4(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)在绝热恒容容器中反应朝正向进行,若气体总压强增大,则ΔH<0
【答案】D
【解析】A项,反应2NO(g)O2(g)+N2(g)的ΔS<0,反应自发性由ΔG=ΔH-TΔS<0判断。ΔS<0时,-TΔS为正值,高温下T增大使-TΔS更大,若ΔH<0,高温易导致ΔG>0,反应不自发;若ΔH>0,ΔG恒正,故较高温度下正反应不可自发,A错误;B项,物质能量越低越稳定。已知ΔH1>ΔH2且均为负值,说明椅式环己烷的生成焓更负(能量更低),则椅式比船式更稳定,B错误;C项,反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)的平衡常数K=,温度不变时K不变,故c(CO2)不变,C错误;D项,反应4NO(g)+CH4(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)前后气体分子数不变,绝热恒容容器中压强增大,由PV=nRT可知只能是温度升高,说明反应放热(体系温度因放热升高),故ΔH<0,D正确;故选D。
4.(2026·浙江省嘉兴市高三一模)某种处理再利用H2S的方法为:2H2S(g)S2(?)+2H2(g)。在密闭容器中充入H2S,其他条件不变时H2S的平衡转化率随温度和压强(P1<P2<P3)的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应中S2是气态 B.总键能:反应物>生成物
C.速率大小: D.平衡常数:
【答案】D
【解析】2H2S(g)S2(?)+2H2(g),恒压时,温度升高,硫化氢的平衡转化率增大,即平衡正向移动,该反应为吸热反应;恒温时,已知P1<P2<P3,压强越大,硫化氢的平衡转化率减小,即平衡逆向移动,因此S2为气体。A项,由分析得,反应中S2为气体,A正确;B项,由分析得,该反应为吸热反应,因此反应物总键能大于生成物总键能,B正确;C项,Y点温度和压强均大于X点温度和压强,因此,点Y、点Z为温度相等,Z点压强大于Y点,因此,C正确;D项,Y点温度高于X点,该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,平衡常数增大,因此K(Y)>K(X),D错误;故选D。
5.(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)一定条件下,三个体积均为1L的密闭容器中发生反应:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)在T1、T2(T1>T2)两个不同温度下实验,测得有关数据如下表。
容器编号
温度/K
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
CH4
NO2
N2
CO2
H2O
NO2
Ⅰ
T1
1.16
3.0
0
0
0
1.0
Ⅱ
T1
1.0
2.0
0.5
0.5
2.5
x
Ⅲ
T2
0.16
1.0
1.0
1.0
2.0
0.80
下列说法正确的是( )
A.该反应只有在高温下才能自发进行
B.实验Ⅱ中,x=0.5
C.若实验Ⅲ中反应起始时通入2.32molCH4和6.0molNO2,达到平衡时
D.其他条件不变,增大的比值,能提高CH4的平衡转化率
【答案】C
【解析】实验Ⅰ和实验Ⅱ的温度相同,其反应的平衡常数相等。由实验Ⅰ中的数据列三段式:
平衡常数K=。实验Ⅲ中的温度下,列三段式:
平衡常数K=。A项,该反应ΔH < 0且ΔS > 0,ΔG < 0在任何温度下均成立,反应始终自发,并非仅在高温下自发,A错误;实验Ⅱ在T1温度下,起始量为CH4 1.0 mol、NO2 2.0 mol、N2 0.5 mol、CO2 0.5 mol、H2O 2.5 mol,平衡常数K=25,<K,平衡正向移动,平衡时NO2物质的量为x mol,列三段式:
B项,平衡常数K==,计算得平衡时NO2物质的量x ≈ 1.0 mol,而非0.5 mol,B错误;C项,实验Ⅲ在T2温度下,K≈152.5,若起始通入CH4 2.32 mol和NO2 6.0 mol(其他为0),计算得平衡时c(NO2) ≈ 1.73 mol/L > 1.60 mol/L,C正确;D项,增大c(CH4):c(NO2)比值(如起始c(CH4)=2.32 mol/L、c(NO2)=3.0 mol/L时),由平衡常数=152.5,CH4平衡转化率由约86.2%降至约52.4%,转化率降低,不能提高,D错误;故选C。
6.(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模)密闭恒容容器中,t=0时加入1.0mol·L-1 C2H4Cl2(g),保持773K发生以下反应:
反应Ⅰ:C2H4Cl2(g)+HCl(g)C2H3Cl(g) ΔH=+71.05kJ·mol−1 Ea1
反应Ⅱ:C2H4Cl2(g) 2HCl(g)+H2(g)+2C(s) ΔH=-54.52kJ·mol−1 Ea2
C2H4Cl2(g)、C2H3Cl(g)和H2(g)的浓度随反应时间t变化的曲线如图。已知活化能:Ea1远小于Ea2,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。下列说法不正确的是( )
A.若只升高温度,C2H3Cl平衡浓度增大
B.若只通入氦气(不参与反应),C2H3Cl平衡浓度不变
C.若只减少容器体积,C2H4Cl2平衡转化率减小
D.若t=0时,加入足量催化剂(仅对反应Ⅰ有加速作用),则C2H3Cl的浓度峰值不变
【答案】D
【解析】A项,反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,升高温度,反应Ⅰ的平衡正向移动,反应Ⅱ的平衡逆向移动,都会使C2H3Cl的平衡浓度增大,A正确;B项,在恒容密闭容器中通入氦气,各物质的浓度不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,所以C2H3Cl的平衡浓度不变,B正确;C项,反应Ⅰ是气体分子数增大的反应,反应Ⅱ也是气体分子数增大的反应,减少容器体积,压强增大,反应Ⅰ的平衡逆向移动,反应Ⅱ的平衡也是逆向移动,C2H4Cl2的平衡转化率减小,C正确;D项,若t=0时,加入的足量催化剂仅对反应Ⅰ有加速作用,对反应Ⅱ无影响;加入催化剂使反应Ⅰ更快达到平衡,此时反应Ⅱ消耗的C2H4Cl较少,反应Ⅰ平衡时对应的C2H4Cl浓度更高,故C2H3Cl的浓度峰值会增大,D错误;故选D。
7.(2026·浙江省县域教研联盟高三一模)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx (Kx指用平衡时各物质的物质的量分数来代替该物质的平衡浓度)与温度变化关系如图1所示。在温度353K下(此温度时,Kx3=9),充有A、B和CH3OH的容器中,A和B物质的量浓度随时间变化如图2所示。据图判断,下列说法正确的是( )
A.三个反应中ΔH1<最大
B.图2中曲线Y代表A的变化
C.若向某反应容器中加入1.0 mol TAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a,则反应Ⅰ的平衡常数
D.t=100 s时,反应Ⅲ向正反应方向移动
【答案】B
【解析】由平衡常数Kx与温度T的变化关系曲线可知,反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小,说明3个反应均为放热反应,即ΔH1<0、ΔH2<0、ΔH3<0;在温度353K下,反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9,,由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知,X代表的平衡浓度高于Y,则代表B的变化曲线为X。A项,由盖斯定律可知,反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ,则ΔH1-ΔH2=ΔH3<0,因此ΔH1<ΔH2,ΔH1不是三个反应中最大的,ΔH3才是最大的,A错误;B项,由分析,在温度353K下,反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9,,由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知,X代表的平衡浓度高于Y,则代表B的变化曲线为X,曲线Y代表A的变化,B正确;C项,向某反应容器中加入1.0 mol TAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a,则平衡时,,已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9,则,解得平衡体系中B的物质的量为,,反应Ⅰ的平衡常数,C错误;D项,由图2的变化趋势可知,100 s后各组分的浓度仍在变化,t=100 s时, Kx3=9,此时反应Ⅲ正在向逆反应方向移动,即正反应速率小于逆反应速率,D错误;故选B。
8.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -49.5kJ·mol−1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol−1恒压下,将n(CO2):n(H2)=1:3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处CO2的转化率及CH3OH和CO的选择性随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.曲线③表示CO的选择性
B.时出口处CO的物质的量大于时
C.反应1正反应活化能小于逆反应活化能
D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7kJ·mol−1
【答案】A
【解析】A项,甲醇的选择性和CO的选择性相加等于100%,现已知曲线①为甲醇的选择性,则曲线②为CO的选择性,曲线③为CO2的转化率,A不正确;B项,生成CO的物质的量=转化的CO2总量×CO选择性,根据图示可知,随着温度增大,CO2转化率和CO选择性均增大,则生成的CO随温度的升高而增大,故280℃时出口处CO的物质的量大于220℃时,B正确;C项,反应1 ΔH1=-49.5 kJ/mol(放热),ΔH=正反应活化能-逆反应活化能<0,故正反应活化能小于逆反应活化能,C正确;D项,反应1-反应2得目标反应,ΔH=ΔH1-ΔH2=-49.5-41.2=-90.7 kJ/mol,D正确;故选A。
9.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)NaNH2是一种强碱性无机化合物,常用于有机合成及工业制备中。在液氨中,可以发生类似于水的电离,其平衡常数为1×10-30,乙醇的pKa≈16。下列关于NaNH2说法正确的是( )
A.NaNH2只有离子键,为离子化合物,且碱性强于NaOH
B.该物质中三种元素N的最简单离子半径最小
C.可通过钠单质与液氨反应,反应方程式为:2Na+2NH3(l)=2NaNH2+H2↑
D.NH2-可以和乙醇发生取代反应生成CH3CH2NH2
【答案】C
【解析】A项,虽然NaNH2是离子化合物,但它不仅仅含有离子键(Na+与NH2-),还含有共价键(N-H键)。此外,NaNH2对应的共轭酸为NH3,电离常数1×10-30,小于NaOH对应的共轭酸即水的电离平衡常数1×10-14,NaNH2结合质子的能力比NaOH结合质子的能力强,碱性强于 NaOH,故A错误;B项,该物质中三种元素N的最简单离子半径最大,N3->Na+>H+,故B错误;C项,钠是一种活泼的金属,可以与液氨反应生成NaNH2和氢气,反应方程式为:2Na+2NH3(l)=2NaNH2+H2↑,故C正确;D项,NH2-是强碱(对应液氨的碱性),乙醇的pKa≈16,说明乙醇是极弱的酸(酸性:H2O>CH3CH2OH>NH3,液氨电离常数远小于水的离子积,也说明乙醇酸性弱于水)。强碱NH2-与弱酸乙醇反应时,发生的是酸碱中和反应,生成 CH3CH2O−和 NH3,乙醇和NH2-不会直接发生取代反应生成CH3CH2NH2,故D错误;故选C。
10.(2026·浙江省杭州第二中学高三月考)已知电解质的溶解也可以看成是反应,25℃时下列反应的焓变和平衡常数如表所示,相关判断以及可能原因均正确的是( )
反应
ΔH/(kJ·mol−1)
Ksp
Ca3(PO4)2(s)3Ca2+(aq)+2PO43-(aq)
-77.249
1.853×10-31
Na2CO3(s)2Na+(aq)+2CO32-(aq)
-25.066
4.290
Ag2S(s)2Ag+ (aq)+ S2-(aq)
277.387
6.904×10-50
NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)
3.741
39.04
A.Ca3(PO4)2溶于水是㷰增过程,可能原因是Ca2+与PO43-形成水合离子
B.NaCl溶于水是熵增过程,可能原因是会破坏水分子间氢键
C.Ag2S的溶解度极小,可能原因是Ag+与S2-间作用力离子键百分数大
D.NaCl溶解度大于Na2CO3,可能原因是NaCl溶解吸热而Na2CO3溶解放热
【答案】B
【解析】A项,Ca3(PO4)2的溶解焓变ΔH为负,但Ksp极小,说明ΔG>0,反应非自发,虽然生成离子可能熵增,但水合作用可能导致系混乱程度减小,即熵减,因此溶解过程实际熵减,A错误;B项,NaCl溶解的ΔH>0,但Ksp较大,说明ΔG<0,因此ΔS>0,Cl⁻破坏水分子间氢键,增加溶液混乱度,导致熵增,B正确;C项,Ag和S的电负性相差较小,共价键百分数较大,C错误;D项,由表格可知NaCl溶解时ΔH>0,Na2CO3溶解时ΔH<0,焓变为负值有利于自发进行,因此二者溶解度应该从熵的角度分析,NaCl溶解度大于Na2CO3是因NaCl溶解熵增显著(ΔS>0),而Na2CO3溶解虽放热但熵减(ΔS<0),导致ΔG负值较小,D错误;故选B。
11.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)下列说法正确的是( )
A.已知的燃烧热为283 kJ·mol-1,则2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
B.已知2H2S(g)2H2(g)+S2(g),平衡后保持恒温恒压通入Ar,平衡正向移动,H2的浓度增大
C.一定条件下,苯乙炔(Ph-C≡CH)可与发生加成反应,得到产物a和b,反应过程中物质转化关系与能量变化如图所示,平衡后产物占比:a < b
D.已知TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g),及时分离TiCl4可缩短达到平衡的时间
【答案】C
【解析】A项,燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物的反应热,CO的燃烧热对应反应为:CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1,A错误;B项,恒温恒压通入Ar,容器体积增大,各气体分压减小,平衡向气体分子数增大的正向移动,但H2浓度因体积增大而减小,B错误;C项,由能量图可知产物b能量低于a,能量越低越稳定,平衡时更稳定的产物b占比更大,即a < b,C正确;D项,分离TiCl4使平衡正向移动,但浓度减小使反应速率减慢,无法缩短达到平衡的时间,D错误;故选C。
12.(2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)乙炔加氢是得到高纯度乙烯的一种重要方法。主要发生如下两个反应:
反应Ⅰ:C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH1=-176kJ·mol−1
反应Ⅱ:C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g) ΔH2=-320kJ·mol−1
一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅲ:C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH3=-144kJ·mol−1,该反应低温自发
B.对于反应Ⅱ,已知速率方程,在恒温恒容条件下,充入一定量的C2H6,此时v(C2H2)的速率减小,平衡逆移
C.由图1可知,220℃以后乙炔转化率减小的原因:温度过高,反应Ⅱ受温度变化影响程度大,平衡逆移程度超过了反应Ⅰ正移程度,乙炔转化率减小
D.图2,在120~240℃范围内,反应Ⅰ和反应Ⅱ乙炔的转化速率大小关系为:v1>v2
【答案】C
【解析】A项,根据盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ,ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-320kJ/mol)-(-176kJ/mol)=-144kJ/mol。反应Ⅲ为气体分子数减少的反应(ΔS<0),且ΔH<0,由ΔG=ΔH-TΔS可知,低温时ΔG<0,反应自发,A正确;B项,速率方程中c(C2H6)的指数为-0.5,恒温恒容充入C2H6,c(C2H6)增大,v(C2H2)减小;反应Ⅱ中充入产物C2H6,平衡逆向移动,B正确;C项,题目明确“反应均未达平衡”,此时乙炔转化率由反应速率决定,而非平衡移动。220℃后转化率下降可能是高温导致催化剂活性降低,而非“平衡逆移”,C错误;D项,,乙烯选择性(>80%)远大于乙烷(<20%),则反应Ⅰ转化的乙炔量(v1)大于反应Ⅱ(v2),D正确;故选C。
13.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)研究CaO、温度对水煤气转化(反应I)平衡体系的影响,涉及反应如下:
反应I:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1<0
反应II:CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s) ΔH2<0
恒压下,平衡气体中某些组分的体积分数随温度变化如图所示。
已知:T1时CaCO3已完全分解。
下列说法正确的是( )
A.T0时,H2O(g)的体积分数是0.25
B.T0时,体系中n(CO2)<n(CO)<n(CaCO3)
C.T1后,升高温度混合气体的平均相对分子质量增大
D.若T0时压缩容器,重新平衡后各气体分压均增大
【答案】B
【解析】A项,T0时,气体组分体积分数之和为1,H2、CO、CO2体积分数分别为0.50、0.15、0.05,故H2O体积分数=1-0.50-0.15-0.05=0.30,A错误;B项,T0时,CO2与CO体积分数分别为0.05、0.15,即n(CO2)<n(CO);反应I中生成的CO2与H2物质的量相等(H2体积分数0.50),生成的CO2几乎全部被反应II吸收生成CaCO3,故n(CaCO3)≈n(H2)=0.50n总,而n(CO)=0.15n总,因此n(CO)<n(CaCO3),B正确;C项,T1后CaCO3完全分解,体系仅存反应I(Δn=0),升高温度平衡逆向移动,但总质量和总物质的量不变,平均相对分子质量==定值,C错误;D项,压缩容器时,反应II平衡正向移动,CO2分压由K2决定(温度不变则分压不变),反应I平衡不移动,D错误;故选B。
14.(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)工业上将CH4和H2S混合气体在压强为0.15MPa时通入反应釜中制备H2,反应如图1所示分两步完成,反应相同时间后测得H2和CS2的体积分数随温度变化如图2所示。
下列说法正确的是( )
A.该反应涉及的反应为Ⅰ.2H2S(g)+CH4(g)2H2(g)+S2(g)+CH4(g);Ⅱ.2H2(g)+S2(g)+CH4(g) 4H2(g)+CS2(g)
B.在0.15MPa,980℃时,增大n(CH4)/n(H2S)的投料比,H2S的转化率提高
C.其他条件不变时,通入适量氮气可以提高H2的产率
D.在950~1150℃范围内,其他条件不变时升高温度,S2的体积分数升高
【答案】C
【解析】由图1可知,2H2S(g)+CH4(g)4H2(g)+CS2(g) ΔH>0分两步完成:第一步反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1>0;第二步反应为S2(g)+CH4(g) 2H2(g)+CS2(g) ΔH2>0。第二步反应的活化能大于第一步的,第二步较难发生。从图2可知,1000℃之后第二步反应才会发生,且温度越高,第二步反应速率增加越快。A项,由分析可知,第一步反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g),第二步反应为S2(g)+CH4(g) 2H2(g)+CS2(g),A错误;B项,1000℃之后第二步反应才会发生,所以980℃时提高的投料比,H2S的转化率不会提高,B错误;C项,其他条件不变时,适量通入氮气相当于减压,两个平衡均正向移动,理论上可以提高H2的产率,C正确;D项,在950~1150℃范围内,其他条件不变时升高温度,活化能大的反应速率受温度影响更大,所以第二步的反应速率随温度升高增大更快,S2的体积分数先升高后降低,D错误;故选C。
15.(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
①C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g);ΔH1=+173.3kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g);ΔH2
101kPa时,H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示,图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是( )
A.H2的平衡产率:曲线a<曲线b
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等
D.H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,要提高水醇比
【答案】A
【解析】A项,若选择图像上温度相同,投料比不同Q、P两个点可知,P点投料比高,则氢气的转化率大,所以氢气的平衡产率为:曲线a大于曲线b,A错误;B项,反应①为吸热反应,在图像中选择c、d点分析,如图:,c、d点氢气的平衡产率相等原因为:c点温度高于d点,升高温度,反应①平衡正向移动,氢气的量增大,反应②在消耗氢气,说明升高温度,反应②消耗的氢气恰好可以抵消掉反应①新增的氢气,说明反应②是吸热反应,ΔH2>0,B正确;C项,Q点处与P点处温度相同,则平衡常数相等,C正确;D项,根据图像可知,H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,横坐标往右边移动,要提高水醇比,D正确;故选A。
反应历程与机理
题型04
1.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)光催化氮气与水合成氨的反应是非常具有应用前景的方法,主要途径如下:
下列说法不正确的是( )
A.Ti3+L3为该反应的催化剂
B.中间体A存在顺反异构
C.总反应为:2N2+6H2O4NH3+3O2
D.过程Ⅱ和Ⅲ中的A、B均发生了氧化反应
【答案】D
【解析】由图可知,Ti3+L3首先参与反应后又生成,则Ti3+L3为该反应的催化剂,光催化氮气与水合成氨,同时生成氧气,总反应为:2N2+6H2O4NH3+3O2。A项,由分析可知,Ti3+L3为该反应的催化剂,A正确;B项,中间体A中的氮原子存在1对孤电子对,存在顺反异构:、,B正确;C项,由分析可知,总反应为:2N2+6H2O4NH3+3O2,C正确;D项,由图可知,过程Ⅱ、Ⅲ中水被氧化生成氧气,根据氧化还原反应的规律,则A、B均被还原,发生还原反应,D错误;故选D。
2.(2026·浙江省强基联盟高三二模)Ni可活化放出,其反应历程如图所示。下列关于活化历程的说法正确的是( )
A.该反应的总焓变为负值,数值为
B.反应过程中,Ni的成键数目在所有中间体中均保持不变
C.反应过程涉及非极性键的断裂和生成,且包含极性键的形成
D.决速步骤为中间体1转化为中间体2,因该步活化能最大
【答案】A
【解析】A项,ΔH只与始态和终态有关,根据历程图像可知,该反应为放热反应,总反应为Ni(g)+C2H6(g)=CH4(g)+NiCH2(s) ΔH=-6.57kJ·mol−1,故A正确;bbB项,中间体1中Ni的成键数目为4,中间体2、3中Ni的成键数目为2,在此反应过程中Ni的成键数目发生变化,故B错误;C项,该反应过程涉及C—C断裂和C—H形成,没有非极性键的形成,故C错误;D项,活化能越大,化学反应速率越慢,是决速步骤,根据历程图可知,中间体2→中间体3活化能最大,是决速步骤,故D错误;选A。
3.(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)钯催化吲哚直接羰化合成吲哚-3-炔酮类化合物的反应机理如下图(Ph-表示苯基),下列说法正确的是( )
A.为催化剂,在整个流程中化合价不变
B.整个过程中有非极性共价键、π 键的断裂
C.产物中碳原子的杂化方式有两种
D.总反应式为,符合绿色化学理念
【答案】B
【解析】A项,反应前后Pd没变,所以Pd为催化剂,但是反应过程中Pd参与成键和断键,化合价发生了变化,A错误;B项,反应 中I2的I-I非极性共价键断裂;反应中CO(结构式为C≡O)的π键断裂,B正确;C项,产物中碳原子的杂化方式有 sp3(饱和碳原子)、 sp2(苯环、羰基和碳碳双键中的碳原子)、 sp(碳碳三键中碳原子)三种,C错误;D项,总反应式为,原子利用率不等于100%,不符合绿色化学理念,D错误;故选B。
4.(2026·浙江省嘉兴市高三一模)某醇的消去反应机理如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.H+是催化剂
B.该醇的消去产物只有一种
C.若用D+替代H+,方程式为:(CH3)3CCH(OH)(CH3)+D+→CH2=C(CH3)CH(CH3)2+HDO+H+
D.依据该机理,能发生消去反应
【答案】B
【解析】A项,根据反应中H+在反应中参与反应,反应结束后又生成的特点判断H+做催化剂,故A正确;B项,对于图中最后一步的反应物碳正离子而言,也可以消去所连的甲基上的H,生成CH2=C(CH3)CH(CH3)2,所以该醇的消去产物不只有一种,故B错误;C项,根据图中机理,可知若用D+替代H+,方程式为:(CH3)3CCH(OH)(CH3)+D+→CH2=C(CH3)CH(CH3)2+HDO+H+,故C正确;D项,依据该机理可知由羟基所连的C转移到邻碳,再由邻碳正离子与相连的碳之间形成双键推断能发生消去反应,故D正确;故选B。
5.(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中,物质Ⅲ是催化剂
B.生产1 mol环氧丙烷需要1 mol H2O2
C.反应过程中有配位键的形成和断裂
D.丙烯与 H2O2的反应属于加成反应
【答案】C
【解析】A项,由图可知,反应过程中,物质Ⅲ为中间产物,A错误;B项,由图可知,生产1mol环氧丙烷需要消耗2mol H2O2,B错误;C项,反应过程中,Ti与O原子形成4个共价键,其与、H2O2形成配位键,也存在配位键的断裂,C正确;D项,由机理推测总反应为丙烯(C3H6)与H2O2反应生成环氧丙烷(C3H6O)和H2O,不属于加成反应,D错误;故选C。
6.(2026·浙江省名校新高考研究联盟高三一模)已知:
(1)
(2)同一个C原子连接着一个-OH和的物质不稳定,会失去一个分子。
下列说法不正确的是( )
A.与按以上机理反应生成的有机产物仅有
B.将水从反应体系中蒸出可使反应正向进行程度增大
C.是该反应的催化剂,溶液酸性越强,但催化效果不一定越好
D.以HCHO和NH3为原料合成乌洛托品()的过程中涉及π键的断裂
【答案】A
【解析】A项, 根据题中信息可知最终转化为,与先发生加成反应,然后羟基发生消去反应生成或,因此产物并非仅有,A错误;B项,在平衡体系中不断将水从反应体系中蒸出,使反应正向进行,B正确;C项,H+开始参与反应,后又生成H+,H+是该反应的催化剂,中氮原子上有一个孤对电子,能与氢离子反应,若溶液酸性太强,氢离子浓度太大,会消耗,使浓度减小,催化效果不一定好,C正确;D项,HCHO与NH3合成乌洛托品()时,HCHO中的C=O(π键)断裂形成C-N单键,D正确;故选A。
7.(2026·浙江省七校联盟高三一模)反应机理如下:
已知:酰基为吸电子基团,会降低该反应苯环的反应活性,通常不生成多元取代物;下面说法不正确的是( )
A.CH3CH2COCl和CH3COCl更容易进行该反应
B.和的中心原子杂化方式分别是sp和sp3
C.与发生上述反应的速率:氯苯<苯<甲苯
D.催化剂AlCl3还可用FeCl3或NlCl3替代
【答案】D
【解析】A项,CH3CH2COCl和CH3COCl均生成酰基正离子,CH3CH2-的给电子效应(超共轭)比CH3-强,使酰基正离子更稳定,因此CH3CH2COCl更易反应,A正确;B项,酰基正离子(R-CO+)的中心C为sp杂化(双键+正电荷,线性结构);AlCl4-中Al连有4个σ键,为sp3杂化,B正确;C项,苯环的反应活性:甲苯(甲基给电子,活化苯环)>苯>氯苯(氯吸电子,钝化苯环),因此反应速率符合“氯苯<苯<甲苯”,C正确;D项,AlCl3是路易斯酸催化剂,FeCl3可替代(也是路易斯酸),但NCl3中N的电负性大,难以提供空轨道作为路易斯酸,不能替代AlCl3,D错误;故选D。
8.(2026·浙江省县域教研联盟高三一模)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图。下列说法正确的是( )
A.在反应过程中,有3种分子的中心原子的杂化方式是sp3杂化
B.生成N2O的反应是副反应,会降低氮气的选择性
C.若2 mol NO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为4NA
D.在反应过程中,Pt催化剂的主要作用是提供活性位点用于H2和NO的吸附与活化,不参与电子转移
【答案】B
【解析】A项,反应过程中,水分子(H2O)中O原子和氨气分子(NH3)中N原子的杂化方式为sp3杂化,而N2O中中心N原子为sp杂化。题干所述的分子中只有2种分子的中心原子为sp3杂化,A错误;B项,目标产物是N2,生成N2O的反应会消耗反应物但生成非目标产物,因此是副反应,会降低氮气的选择性,B正确;C项,NO中N为+2价,生成N2(0价)时,2 mol NO完全反应转移4 mol电子;但反应中还存在生成N2O(N为+1价)、NH3(N为-3价)等副反应,转移电子数不等于4NA,C错误;D项,催化剂(Pt)的作用是提供活性位点,吸附并活化反应物(H2、NO),但催化剂在反应中会参与中间过程的电子转移(如Pt原子与反应物的电子作用),D错误;故选B。
9.(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模)某课题组以CH3OH,CO,HI作原料催化合成乙酸的机理如图所示(+1、+3表示Rh的价态)。下列说法不正确的是( )
A.[RhI2(CO)2]-可看成合成乙酸的催化剂
B.反应②中CH3I发生了还原反应
C.若[RhI2(CO)2]-中C均用13C标记,反应物CO用12C,则生成CH312COOH
D.反应⑥的H2O中O原子进攻正电性很强的羰基碳
【答案】C
【解析】以CH3OH,CO,HI作原料催化合成乙酸的机理,涉及Rh的不同价态及中间产物的变化,[RhI2(CO)2]-(+1价)在反应起始通过与CH3I作用生成+3价的Rh配合物,Rh配合物继续与CO、H2O等发生多步反应最终生成CH3COOH并再生成[RhI2(CO)2]-(+1价)。A项,据分析知[RhI2(CO)2]-在循环中先消耗后生成,是反应的催化剂,A正确;B项,Rh从+1变为+3被氧化,则CH3I被还原,B正确;C项,根据反应机理可知,若[RhI2(CO)2]- 中C均用13C标记,反应物CO用12C,则生成 CH313COOH,C错误;D项,由图可知⑥是断羰基碳上的C-I键和水中的H-O,成C-O,故H2O中O原子进攻电正性很强的羰基碳,D正确;故选C。
10.(2026·浙江省精诚联盟高三一模)马来酸酐与呋喃发生双烯加成反应得到或,反应过程的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.可用质谱法鉴别马来酸酐和呋喃
B.每个X、Y分子中均有4个手性碳原子
C.X能与NaOH溶液反应,最多消耗2 mol NaOH
D.刚开始生成更容易,但达平衡后为主要产物
【答案】C
【解析】A项,质谱法可测定有机物的相对分子质量,并通过分子离子裂解产生的碎片峰辅助解析化合物结构,故可用质谱法鉴别马来酸酐和呋喃,A正确;B项,、每个X、Y分子中均有4个手性碳原子,B正确;C项,1 mol的X与NaOH溶液反应,最多消耗2 mol NaOH,但X的物质的量未知,C错误;D项,生成X的活化能更低,更容易反应,但达平衡后,以能量低的Y为主,D正确;故选C。
11.(2026·浙江省七校联盟高三一模)反应S(g)T(g)的历程如图实线所示,方程式为、的反应历程如图虚线所示。下列说法不正确的是( )
A.T(g)S(g)可自发进行,反应ΔS>0
B.反应速率时,S(g)T(g)达到平衡状态
C.升高温度,步骤Ⅳ对平衡的影响大于步骤Ⅰ
D.相同恒容密闭装置,降低温度,实线历程和虚线历程的均增大
【答案】B
【解析】A项,由图可知反应T(g)S(g)的ΔH>0。根据ΔG=ΔH-TΔS,该吸热反应若能在高温下自发进行,则需了ΔS>0。题干表述“可自发进行”即暗示了ΔS>0,A正确;B项,达到平衡时,正、逆反应速率应满足 “速率之比等于化学计量数之比”,中,、是反应历程中第一步正逆反应速率,二者相等只能说明第一步反应达到平衡,不能说明S(g)T(g)达到平衡,B错误;C项,步骤Ⅳ是的逆反应,此反应活化能大于步骤I,故升高温度,步骤Ⅳ对平衡的影响大于步骤Ⅰ,C正确; D项,总反应S(g)T(g)为放热反应,平衡状态与反应历程无关。降低温度,平衡向正反应方向移动,产物T(g)的物质的量分数增大,反应物S的物质的量分数减小,故比值均增大,D正确;故选B。
12.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)CO2与(为苯基)在ZIF-8催化下转化为环状碳酸酯()的一种机理如下:
下列说法正确的是( )
A.与反应生成环状碳酸酯属于取代反应
B.1 mol环状碳酸酯最多能与1 mol NaOH反应
C.状态Ⅲ为:
D.环状碳酸酯分子中最多3个碳原子共平面
【答案】C
【解析】A项,CO2与环氧乙烷衍生物反应生成环状碳酸酯,过程中环氧环开环与CO2加成形成五元环,无原子或基团被取代,属于加成反应,A错误;B项,环状碳酸酯含1个碳酸酯基(-O-CO-O-),水解生成二元醇和H2CO3,1 mol H2CO3与2 mol NaOH反应,故1 mol环状碳酸酯最多消耗2 mol NaOH,B错误;C项,机理中状态II为环氧环O与ZIF-8结合(带正电荷)、CO2靠近,状态IV为五元环与ZIF-8结合(带正电荷),状态III应为二者的中间体(Ph连接开环链、O连ZIF-8、末端含CO2结构、且带正电荷)一致,则状态Ⅲ为:,C正确;D项,环状碳酸酯中苯基为平面结构(6个C共面),与苯环相连的C及五元环中相邻C通过单键旋转可共面,最多共平面碳原子数远多于3个,D错误;故选C。
13.(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸乙酯的机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.步骤③的反应类型为取代反应
B.该反应的原子利用率
C.反应过程中存在、键的形成
D.若将步骤①中CH2=CH2换为CH2=CHCH3,则产物可能为
【答案】D
【解析】A项,步骤③是中间体通过消去反应形成丙烯酸乙酯中的碳碳双键,并非取代反应(取代反应需“上一下一”,此处为消去小分子形成双键),A错误;B项,该反应的产物为丙烯酸乙酯和碘化氢,原子利用率不是100%,B错误;C项,C2H4的C=C键在步骤①中断裂,步骤③重新形成,存在C=C键的形成;但CO2中的C=O键直接转化为酯基的C=O键,未新形成C=O键,C错误;D项,将CH2=CH2换为CH2=CHCH3(丙烯),丙烯关于碳碳双键不对称,则可能生成,D正确;故选D。
14.(2026·浙江省天域全国名校协作体高三一模)在非水溶剂中,将CO2转化为化合物ⅱ的催化机理如图。下列说法不正确的是( )
A.①过程中有极性键的断裂和形成
B.该机理中为催化剂,为中间产物
C.化合物ⅰ和化合物ⅱ均含有3种不同化学环境的氢原子
D.该机理的总方程式为:CO2+
【答案】B
【解析】由图可知,二氧化碳转化为化合物ⅱ的反应为催化剂作用下二氧化碳与甲基环氧乙烷反应生成,反应的化学方程式为CO2+。A项,由图可知,①过程中,二氧化碳发生碳氧极性键断裂,同时形成新的碳氧极性键,A正确;B项,由图可知, 碘化钾是过程②的生成物、过程④的反应物,AcOH是过程③的生成物、过程①和④的反应物,所以碘化钾和AcOH都是反应的催化剂,B错误;C项,由结构简式可知,和分子中均含有三种不同化学环境的氢,C正确;D项,总反应的方程式为CO2+,D正确;故选B。
15.(2026·浙江省强基联盟高三联考一模)CO2与NO3-通过电催化反应生成CO(NH2)2,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ发生吸附,过程Ⅳ发生脱附
B.过程Ⅱ中NO3-发生了还原反应
C.电催化CO2与NO3-生成CO(NH2)2的反应方程式为CO2 CO(NH2)2+7H2O
D.常温常压、无催化剂条件下,CO2与NH3·H2O反应较难生成CO(NH2)2
【答案】C
【解析】A项,过程Ⅰ中CO2和NO3-转化为吸附在催化剂表面的*CO2和,属于吸附过程;过程Ⅳ中* CO(NH2)2转化为脱离催化剂表面的CO(NH2)2,属于脱附过程,A正确;B项,NO3-中N为+5价,CO(NH2)2中N为-3价,过程Ⅱ中NO3-在H+、e-作用下N元素化合价降低,发生还原反应,B正确;C项,所给离子方程式电荷不守恒,根据反应机理图可知,过程Ⅱ需要外界提供电子,则正确的反应方程式为CO2 CO(NH2)2+7H2O;C错误;D项,常温常压无催化剂时CO2与NH3·H2O通常生成(NH4)2CO3或NH4HCO3,难以生成CO(NH2)2,D正确;故选C。
16.(2026·浙江省杭州第二中学高三月考)我国科学家已经成功催化氢化CO2获得甲酸,利用化合物1催化氢化CO2的反应过程如图甲所示,其中化合物2与水反应生成化合物3与过程中的能量变化如图乙所示(TS表示过渡态,I表示中间体),下列说法不正确的是( )
A.化合物1为该反应的催化剂,可加快CO2的转化速率
B.图乙中形成中间体I2的反应为图甲中“化合物2+H2O→化合物3+HCOO-”的决速步骤
C.化合物1→化合物2发生了加成反应
D.图甲过程中Fe的化合价有发生改变
【答案】D
【解析】A项,根据题意和图甲可知,化合物1先消耗、后生成为反应的催化剂,催化剂可加快CO2的转化速率,A正确;B项,图乙中由中间体I1形成中间体I2的反应活化能③最大,活化能最大的步骤反应速率最慢,为图甲中“化合物2+H2O→化合物3+HCOO-”的决速步骤,B正确;C项,化合物1中Fe-H键与CO2发生反应,O=C=O中的一条双键打开,Fe和H分别加到C和O上形成化合物2,发生加成反应,C正确;D项,由图甲可知,该流程中铁的成键数目并未改变,所以反应过程中铁元素的化合价没有发生变化,D错误;故选D。
17.(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)化合物A在250℃下可转变为化合物D,该反应被认为是经过如下途径完成的:
已知:①
②化合物A在250℃下为液态,反应结束冷却至常温后凝固。
下列说法不正确的是( )
A.化合物A中碳原子只有一种杂化方式
B.反应在非密闭容器中进行,推测B→C的转化可逆
C.四元环不稳定,能量较高,有利于C→D的转化
D.使用进行反应,只得到了,说明上述机理是错误的
【答案】B
【解析】A项,化合物A中碳原子均在双键上,则杂化方式均为sp2杂化,A项正确;B项,根据B→C转化原理,可知同时还会生成氮气,所以反应在非密闭容器中进行,B项错误;C项,四元环不稳定,能量较高,会朝向能量更低的物质转化,即有利于C→D的转化,C项正确;D项,根据已知①,若机理正确,使用进行反应,中的15N还可能在氨基上,D项正确;故选B。
18.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)肉桂酸(3—苯基丙烯酸)是一种天然有机物,其与水加成引入羟基的反应机理如图:
下列说法不正确的是( )
A.肉桂酸分子中所有原子可能共平面
B.H+为该反应的催化剂
C.步骤Ⅰ形成的碳正离子与羧基的吸电子效应有关
D.与水加成得到的产物可以发生氧化、加成、取代、加聚等反应
【答案】D
【解析】A项,肉桂酸结构简式为,碳原子均为sp2杂化,苯环形成的平面、碳碳双键形成的平面、C=O双键形成的平面及羧基之间通过单键相连,单键可旋转,分子中所有原子可能共平面,A正确;B项,由图可知,H+参与反应被消耗,后又生成H+,故H+为该反应的催化剂,B正确;C项,羧基为吸电子基团,使得碳碳双键中与羧基相连的碳电子云密度较大,吸引氢离子碳碳双键断裂,使双键另一个碳原子容易形成碳正离子,步骤Ⅰ形成碳正离子,与羧基吸电子效应有关,C正确;D项,与水加成得到的产物结构简式为,官能团有羟基、羧基,可以发生氧化、加成、取代反应及缩聚反应,不能发生加聚反应,D错误;故选D。
19.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)通过化学键异裂产生的带正电的基团进攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。离子与烯烃反应形成碳正离子,是亲电加成反应的决速步。丙烯与发生加成反应的机理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.氢离子与烯烃作用形成碳正离子过程中,只断裂键
B.反应2过程中形成的碳正离子更稳定
C.已知双键上电子云密度越大,亲电加成反应速率越快,所以CH3CH=CH2发生亲电加成的速率大于CF3CH=CH2
D.CF3CH=CH2与发生加成反应的主产物是CF3CHBrCH3
【答案】D
【解析】A项,氢离子与烯烃作用时,烯烃双键中的π键断裂,电子对与H+形成新的σ键,原双键的σ键未断裂,只断裂π键,A正确;B项,反应1形成的碳正离子为CH3CH2CH2+(伯碳正离子),反应2形成的是CH3CH+CH3(仲碳正离子),碳正离子稳定性:仲>伯,故反应2的碳正离子更稳定,B正确;C项,-CH3为给电子基团,可增加双键电子云密度;-CF3为强吸电子基团,会降低双键电子云密度,双键电子云密度越大,亲电加成速率越快,故CH3CH=CH2的反应速率大于CF3CH=CH2,C正确;D项,-CF3为强吸电子基团,该分子与HBr发生亲电加成反应时,决速步是形成最稳定的碳正离子。若H+进攻末端碳原子,生成CF3CH+CH2,该仲碳正离子因正电荷靠近强吸电子基团-CF₃而很不稳定;若H⁺进攻与-CF₃相连的碳原子,生成CH3CH2CH2+,该伯碳正离子因正电荷远离-CF3而相对更稳定。因此,反应主要生成更稳定的CH3CH2CH2+,后续与Br-结合得到主产物CF3CH2CH2Br,D错误;故选D。
20.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)一定温度下,将体积比为2∶1的C2H4、H2按一定流速进入装有催化剂的恒容容器(入口压强为100 kPa)发生反应:
ⅰ.2C2H4(g) C4H8(g) ΔH1=−104.7 kJ·mol−1
ⅱ.2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=−230.7 kJ·mol−1
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.根据图示,反应*C2H5+*C2H4→*C4H9是生成C4H10的决速步骤
B.生成C4H8(g)的活化能大,是C4H8(g)选择性低的主要原因
C.反应ⅱ在高温条件下自发
D.若减小入口压强,则反应速率减慢,C2H4转化率降低
【答案】C
【解析】A项,决速步骤是活化能最大的步骤,即反应进程中基元反应始态与过渡态能量差最大的一步,生成C4H10的路径中,*C2H5+*C2H4→*C4H9对应过渡态TSⅡ,其活化能(过渡态与前中间体能量差)大于过渡态TSⅠ与后续步骤,故为决速步骤,A正确;B项,由能量图可知,过渡态TSⅡ之后(即*C4H9中间体之后)的进程生成C4H8(g)的路径活化能(如对应的能量)高于生成C4H10(g)的路径,活化能大导致反应速率慢,故C4H8选择性低,B正确;C项,反应ⅱ为2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g),ΔH=-230.7 kJ/mol(放热,ΔH<0),反应前后气体分子数减少(3→1),ΔS<0。根据ΔG=ΔH-TΔS,高温时-TΔS(正值)增大,ΔG可能变为正值,反应不自发,该反应低温自发,C错误;D项,减小压强,气体浓度降低,反应速率减慢;2个反应均为气体分子数减少的反应,减压平衡逆向移动,C2H4转化率降低,D正确;故选C。
21.(2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)卤代烃的水解存在两种机理,分别用SN1和SN2表示。(X:F、Cl、Br、I)
SN1:(卤代烃容易形成碳正离子中间体,存在重排现象以形成更稳定的中间体)
SN2:(卤代烃相对不易形成碳正离子,无中间体;中心碳周围空间位阻小,OH-可直接从X的背面进攻中心碳)
下列说法不正确的是( )
A.增大c(OH―)对反应SN1的反应速率几乎无影响,但对反应SN2的速率影响呈正相关
B.相同条件下,水环境中溴代烷发生SN1水解的速度大小:(CH3)3CBr>(CH3)2CHBr>CH3CH2Br>CH3Br
C.不容易发生SN1水解,容易发生SN2的水解
D.(CH3)3CCH2Br发生SN1水解反应,在重排作用下,更多的生成
【答案】C
【解析】A项,SN1反应决速步为碳正离子形成,仅与卤代烃浓度相关,增大c(OH-)对其速率无影响;SN2为一步反应,与卤代烃、OH-浓度均相关,增大c(OH-)会加快速率,A正确;B项,SN1速率取决于碳正离子稳定性,叔碳正离子拥有更多烷基取代基,可通过超共轭效应和给电子诱导效应分散正电荷,同时空间位阻更小,结构更稳定,则稳定性:叔碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子>甲基碳正离子,对应溴代烷速率顺序为:(CH3)3CBr>(CH3)2CHBr>CH3CH2Br>CH3Br,B正确;C项,该氯代烃(桥头碳氯代物)中,桥头碳因环刚性无法形成平面碳正离子(SN1难),且空间位阻极大阻碍OH-背面进攻(SN2亦难),C错误;D项,(CH3)3CCH2Br的伯碳正离子不稳定,会发生甲基迁移重排为更稳定的叔碳正离子,进而生成,D正确;故选C。
22.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)一定温度下,将体积比为2∶1的C2H4、H2按一定流速进入装有催化剂的恒容容器(入口压强为100 kPa)发生反应:
ⅰ.2C2H4(g) C4H8(g) ΔH1=−104.7 kJ·mol−1
ⅱ.2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=−230.7 kJ·mol−1
反应的进程如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.根据图示,反应*C2H5+*C2H4→*C4H9是生成C4H10的决速步骤
B.生成C4H8(g)的活化能大,是C4H8(g)选择性低的主要原因
C.反应ⅱ在高温条件下自发
D.若减小入口压强,则反应速率减慢,C2H4转化率降低
【答案】C
【解析】A项,决速步骤是活化能最大的步骤,即反应进程中基元反应始态与过渡态能量差最大的一步,生成C4H10的路径中,*C2H5+*C2H4→*C4H9对应过渡态TSⅡ,其活化能(过渡态与前中间体能量差)大于过渡态TSⅠ与后续步骤,故为决速步骤,A正确;B项,由能量图可知,过渡态TSⅡ之后(即*C4H9中间体之后)的进程生成C4H8(g)的路径活化能(如对应的能量)高于生成C4H10(g)的路径,活化能大导致反应速率慢,故C4H8选择性低,B正确;C项,反应ⅱ为2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g),ΔH=-230.7 kJ/mol(放热,ΔH<0),反应前后气体分子数减少(3→1),ΔS<0。根据ΔG=ΔH-TΔS,高温时-TΔS(正值)增大,ΔG可能变为正值,反应不自发,该反应低温自发,C错误;D项,减小压强,气体浓度降低,反应速率减慢;2个反应均为气体分子数减少的反应,减压平衡逆向移动,C2H4转化率降低,D正确;故选C。
23.(2026·浙江省嘉兴市2026届高三基础测试)在金属硫化物负载的Rh−Fe催化剂作用下,CH4可在室温下高效转化为CH3COOH,其可能的反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.此过程从原子利用率角度分析,不符合绿色化学
B.若以CD4为原料发生上述转化,产物溶于H2O可得到CD3COOD和CD3COOH
C.反应过程中,金属元素的化合价不发生变化
D.每消耗1 mol O2,可生成1 mol CH3COOH
【答案】B
【解析】由反应历程可知,总反应为2CO+2CH4+O22CH3COOH。A项,该反应为化合反应,原子利用率为100%,符合绿色化学,A错误;B项,若以CD4为原料,有反应历程可知,会生成CD3COOD,产物溶于H2O时,其存在电离平衡:CD3COODCD3COO-+D+,CD3COO-结合水电离出的H+可得到CD3COOH,B正确;C项,由反应历程可知,催化剂Rh−Fe有连接4个S原子和2个S原子的,这两种类型的原子成键数目均会发生改变,所以Rh和Fe的化合价均发生变化,C错误;D项,由总反应可知,每消耗1 mol O2,可生成2mol CH3COOH,D错误;故选B。
24.(2026·浙江省名校协作体2026届高三返校联考)已知不对称醚与氢碘酸反应,有如下两种产物
下列说法中不正确的是( )
A.中,在该条件下I-进攻时,C-O键b处比a处更易断裂
B.若在反应体系中加少量水,可能因为水与形成氢键,降低其正电性,导致反应活性降低
C.高温会提高CH3CH2I产量,可能因为直接断裂乙基C-O键的活化能较高
D.由上述过程推测与HI反应的产物中,CH3CH2CH2OH和CH3I产量占比更高
【答案】A
【解析】A项,由题目中的已知可知,不对称醚与HI反应低温下CH3CH2OH和CH3I占90%,说明在该条件下I-进攻时,C-O键a处比b处更易断裂,故A错误;B项,质子化醚中O带正电,水可与O-H形成氢键,降低O的正电性,减弱I-进攻能力,导致反应活性降低,故B正确;C项,断裂乙基C-O键生成伯碳正离子,活化能较高,低温反应慢;高温时活化能高的反应速率增加更显著,使乙基断裂增多,CH3CH2I产量提高,故C正确;D项,由题目中的已知可知,与HI反应的产物中,CH3CH2CH2OH和CH3I产量占比更高,故D正确;故选A。
25.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)镍催化下,H2与苯甲腈(A)反应生成苯甲胺(C)以及少量副产物二苯甲胺(F),历程如下:
如果分别将A、B、F与足量H2在相同条件下反应40min,苯甲胺产率如下表所示:
反应物
A
B
F
苯甲胺的产率
略小于5%
79%
未检测到
下列说法不正确的是( )
A.反应①为A→C的决速步骤
B.反应体系中,化合物B只能维持低浓度
C.化合物D能发生加成、氧化、消去、取代四类反应
D.由表格中信息可得出结论:化合物F不能与H2发生反应
【答案】D
【解析】A项,决速步骤是反应中速率最慢的一步,由表格数据知,A反应时苯甲胺产率极低,而B反应时产率高达79%,说明A→B速率慢,B→C速率快,故反应①为决速步骤,故A正确;B项,反应A→B速率慢,反应B→C速率快,生成的B会迅速转化为C,无法大量积累,所以化合物B只能维持低浓度,故B正确;C项,化合物D含有苯环能发生加成反应,含有氨基(有还原性)能发生氧化反应,根据反应④可知D能发生消去反应(从分子内脱去小分子),含有氨基、苯环能发生取代反应,故C正确;D项,表格仅显示F反应40min未检测到苯甲胺,可能因反应速率极慢或生成其他产物,不能直接判定F完全不与H2反应,故D错误;故选D。
26.(2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)物质①发生如下反应,化合物⑤为其主产物,⑥为副产物:
下列说法不正确的是( )
A.化合物⑤和⑥互为同分异构体
B.③的稳定性弱于④
C.是⑤→⑦的副产物
D.由上述机理推出:(主要产物)
【答案】D
【解析】A项,化合物⑤和⑥均为溴代烷,分子式均为C5H11Br,结构不同(溴原子连接位置不同),互为同分异构体,A正确;B项,③和④均为碳正离子中间体,④为更稳定的叔碳正离子,③为稳定性较弱的伯碳正离子,故③稳定性弱于④,B正确;C项,⑤在NaOH醇溶液中发生消去反应生成烯烃⑦,机理为消除溴原子的β-H生成碳碳双键,但是结构⑤中溴原子的β-H有两个不同的位置,当消去甲基上的氢,即得选项中的烯烃结构,C正确;D项,反应物为,与HBr反应时,质子化脱水生成,不稳定,发生重排后得到稳定性较高的,Br-进攻重排后的碳正离子得主要产物为,D错误;故选D。
27.(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)某课题组研究发现,甲酸脱氢的反应历程如图(图中E为相对能量)所示。下列说法错误的是( )
A.甲酸脱氢过程中起催化作用的是乙 B.戊为H2
C.丙和丁为甲酸脱氢过程的中间体 D.升高温度可提高反应I中乙的转化率
【答案】D
【解析】A项,根据题图可知,乙与甲酸发生反应,最终又生成乙,因此甲酸脱氢过程中起催化作用的是乙,故A正确;B项,根据原子守恒可知反应Ⅲ中生成物戊为H2,故B正确;C项,HCOOH脱氢生成氢气和二氧化碳,因此根据题图可判断丙和丁为甲酸脱氢过程的中间体,故C正确;D项,反应Ⅰ中反应物乙的总能量大于生成物甲的总能量,属于放热反应,因此升高温度平衡逆向移动,反应Ⅰ中乙的转化率降低,故D错误;故选D。
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