2026届高三化学二轮复习  化学反应原理之热化学与电化学综合考查

化学反应原理之热化学与电化学综合考查 一、单选题 1．（2025·湖北武汉·模拟预测）我国科学家发现：①Rh催化单分子甲酸分解制的过程如图1所示；②以与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈()高选择性合成，工作原理如图2所示。下列说法错误的是(表示阿伏伽德罗常数的值) A．甲酸制时决定反应速率的步骤为： B．甲酸制的热化学方程式为：   C．电极上发生还原反应 D．每转移2 mol电子，理论上电极上有125 g辛腈生成 2．（24-25高三上·广东·阶段练习）使用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．测定化学反应速率 B．在铜牌表面镀银，两电极质量变化不相同 C．制作简单氢-氯燃料电池 D．测中和反应的反应热 3．（24-25高三上·江苏泰州·阶段练习）下列装置或操作能达到相应实验目的的是 A．用装置甲比较与的金属活动性强弱 B．用装置乙分离胶体和溶液 C．用装置丙配制的溶液 D．装置丁用于测定中和热 4．（2024·辽宁·模拟预测）有学者研制出可持久放电的双极膜二次电池，其工作原理示意图如下。图中的双极膜中间层中的解离为和，并分别向两极迁移。 已知：Cu电极的电极反应式为。 下列说法正确的是 A．膜p适合选用阴离子交换膜 B．放电时，理论上硫酸和溶液的浓度均不变 C．放电时，两极上均有气体生成 D．导线中通过，理论上两极质量变化之差为15g 5．（23-24高三下·云南昆明·阶段练习）光照下，氧化锌纳米棒具有优异的光催化活性，可用于制备过氧化氢，反应机理如图所示（表示电子跃迁产生的空穴）。下列叙述错误的是 A．反应过程中吸收了光能，说明总反应为吸热反应 B．中间体含有单电子，结构不稳定、反应活性强 C．理论上生成和的物质的量之比为1：1 D．乙醇发生的反应可表示为 6．（2022·江苏泰州·模拟预测）在下图所示的装置中进行相关实验。关于该实验的说法正确的是 A．装置图A可用于精确测定酸碱反应的中和热 B．装置图B可用于验证原电池原理 C．装置图C可测定未知氢氧化钠溶液的浓度 D．装置图D可用于粗铜的提纯 7．（2022·吉林长春·模拟预测）我国研发的刀片电池(比亚迪-中国)和方壳电池(宁德时代-中国)在世界锂电池领域占有重要地位，现在正在大力布局全固态电池与氢燃料电池的研发与推广。下列说法错误的是 A．锂电池属于二次电池，锂属于有色金属 B．锂离子电池的工作过程存在锂离子的吸附与脱嵌 C．全固态电池具有高安全性、高能量密度优势 D．氢燃料电池与太阳能电池的工作原理相同 8．（2022·江苏南通·模拟预测）为节约资源，许多重要的化工产品可以进行联合生产。如氯碱工业、金属钛的冶炼工业、甲醇的合成工业可以进行联合生产。联合生产时的物质转化如下图所示： 部分反应的热化学方程式为： 下列关于联合生产的有关说法正确的是 A．电解饱和食盐水时，阳极附近溶液升高 B．反应在任何条件下均不能自发进行 C．还原反应时，每生成，反应共转移电子 D．通过电解溶液可以实现镁的再生 9．（21-22高三·河南洛阳·期中）下列说法正确的是 A．做中和热实验时如果盐酸和氢氧化钠用量改变，不考虑实验误差，每次测得的中和热数值也会随之改变 B．其它条件相同时，升高反应温度，活化分子的数目及百分数都增加 C．一定温度下，反应4Fe(OH)2(s) +O2(g)+2H2O(1)=4Fe(OH)3(s)能自发进行，说明该反应为吸热反应 D．氢氧燃料电池放电时，化学能全部转化为电能 10．（20-21高三上·辽宁沈阳·开学考试）对下列装置图或图象描述正确的是 A．作为测量中和反应反应热的装置图，图1中补充环形玻璃搅拌棒即可 B．检验图2装置的气密性时，向漏斗中加水若出现图中所示的现象，即可以证明该装置气密性良好 C．已知图3是利用原电池检验空气中Cl2含量的装置，其中Pt电极的电极方程式为Cl2+2e-=2Cl- D．根据图4的溶解度变化可知，在较高温度下容易分离MgSO4·7H2O和CaSO4·2H2O 11．（20-21高三上·江苏南京·阶段练习）下列说法正确的是 A．如图所示装置可用于铁制品表面镀铜 B．将2.24 LCl2溶于足量NaOH溶液中，转移0.1 mol电子 C．反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g) ΔH>0能自发进行，其原因是ΔS>0 D．由反应2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol−1可知，CO的燃烧热为566 kJ·mol−1 12．（2020高三·全国·专题练习）关于下列各图的叙述，正确的是 A．表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，则H2的燃烧热为241kJ/mol B．表示Cu形成金属晶体时的堆积方式 C．装置中烧杯a中的溶液pH降低 D．装置中待镀铁制品应与电源正极相连 二、解答题 13．（25-26高三上·天津·期末）Ⅰ、减缓全球变暖的方法之一是将回收利用，科学家研究利用回收的制取甲醛，反应的热化学方程式  。请回答下列问题： (1)已知：反应①：   反应②：   则  ______。 (2)一定条件下，将和按反应系数比投入恒容密闭容器中制备甲醛，下列能表示反应已经达到平衡状态的是______(填序号)。 a．消耗的同时生成1 mol HCHO b．容器内气体密度保持不变 c．的体积分数保持不变 (3)对于反应①，在某压强下，不同温度、不同投料比时的平衡转化率如图所示。则温度______(填“>”、“<”或“=”)。图中A、B、C三点对应的平衡常数K的大小关系为______(用编号排序)。 (4)若反应方程式改为：，则化学平衡常数的表达式为______。 Ⅱ、科学家近年发明了一种新型水介质电池。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。 (5)充电时，阳极处的电解质溶液pH______(填“变大”、“变小”或“不变”)。 (6)放电时，正极的电极反应式为______。 14．（25-26高三上·云南保山·期中）在“碳达峰、碳中和”战略目标推动下，二氧化碳(CO2)的资源化利用成为破解能源与环境双重挑战的关键方向。将CO2催化转化成CO是实现CO2资源化利用的关键步骤，发生的反应有： 反应I：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   (1)___________，该反应在___________自发进行(填“低温”“高温”“任意温度都”或“任意温度都不”)。 (2)对于反应Ⅲ中，恒温恒容条件下，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。 A．容器内 B．容器内混合气体的密度保持不变 C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 D．单位时间内生成的同时消耗 (3)，在密闭容器中按投料，平衡时各组分的摩尔分数物质的摩尔分数：，H2O(g)未计入]随温度的变化如图。 ①曲线b为___________。 ②900℃时，适当增大体系压强，n(CO)___________(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是___________。 (4)将1mol CO2和1mol H2充入初始体积为2L的密闭容器中，只发生反应I，测得T1温度下H2的摩尔分数随时间的变化关系如图所示。 T1温度下达平衡时反应的平衡常数为___________。 (5)在铜基配合物的催化作用下，利用电化学原理可将CO2转化为碳基燃料(包括CO、烷烃和羧酸等)，其装置原理如图所示。 ①图中生成乙酸的电极反应式为___________。 ②当有0.2molH+通过质子交换膜时，理论上最多生成CH3COOH的质量为___________。 15．（25-26高三上·河北秦皇岛·期中）化石燃料的燃烧会排放大量的、，综合利用、，可以减缓温室效应，保护环境，回答下列问题。 (1)各化学键的键能如下： 化学键 键能 436 1072 803 465 326 413 断开1mol的化学键需吸收_______kJ的能量。 (2)CO与反应可以制备。 ①写出该反应的热化学方程式：_______。 ②可以利用生成的甲醇作为燃料电池的原料对外供电，电池装置示意图如图甲所示，a口通入的是_______(填化学式)，电极d是_______(填“正极”或“负极”)，电极c发生的电极反应式是_______，的移动方向是_______(填“从左到右”或“从右到左”)。 (3)中国科学家设计出如图乙装置实现的转化，可有效解决温室效应及能源问题。已知电池总反应为，则催化电极II发生的电极反应式是_______；如果忽略气体在溶液中的溶解，转化标准状况下22.4L气体，左室溶液质量增重_______g。 16．（25-26高三上·安徽·期中）将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用并提高其利用率已成为当务之急。 (1)根据部分键能数据(如下表)和的反应热  ，计算得H-F键的键能为_______。 化学键 C-H C-F H-F F-F 键能 414 489 ？ 155 (2)甲醇、甲醚()被称为21世纪的新型燃料，二者均可利用CO和反应合成。 ①某燃料电池以甲醚为燃料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应为。写出该燃料电池的正极反应：_______。 ②废水中含甲醇，甲醇会对水质造成污染，可将甲醇氧化为。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与的混合溶液模拟工业除污原理，其阳极反应为_______。 (3)某企业采用下图所示原理处理化石燃料开采、加工过程中产生的废气。 ①电解池中电极A、B均为惰性电极，其中电极A为电解池的_______极；电极B所得到的气体X的分子式为_______。 ②反应池中发生反应的离子方程式为_______。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 化学反应原理之热化学与电化学综合考查 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A D A B D B B D 题号 11 12 答案 C B 1．D 【分析】In/In2O3-x电极上CO2转化为HCOO-，C元素化合价从+4降低到+2，发生还原反应为阴极，电极反应方程为；辛胺[CH3(CH2)7NH2]转化为辛腈[CH3(CH2)6CN]时，发生氧化反应为阳极，电极反应方程为。 【详解】A．决定反应速率的步骤为活化能最大的步骤。由图1可知，HCOOH*转化为HCOO*+H*的过渡态1能量（0.78 eV）与中间体HCOOH*（-0.21 eV）的能量差最大，活化能为0.78 - (-0.21)=0.99 eV，为各步中最大，故该步为决速步，A正确； B．由图1，反应物HCOOH(g)相对能量为0 eV，产物CO2(g)+H2(g)相对能量为-0.16 eV，1 mol反应的能量变化为-0.16 eV×NA，热化学方程式正确，B正确； C．In/In2O3-x电极上CO2转化为HCOO-，C元素化合价从+4降低到+2，发生还原反应，C正确； D．辛胺[CH3(CH2)7NH2]转化为辛腈[CH3(CH2)6CN]时，-CH2NH2变为-CN，失去4个H（每个H失1e-），生成1 mol 辛腈转移4 mol 电子。则转移2 mol 电子时生成0.5 mol 辛腈，质量为0.5 mol×125 g/mol=62.5 g，D错误； 故答案选D。 2．C 【详解】A．生成的氢气从长颈漏斗逸出，不能实现实验目的，A不合题意； B．由题干装置可知，Ag为阳极，电极反应为：Ag-e-=Ag+，铜牌作阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，故在铜牌表面镀银，两电极质量变化相同，B不合题意； C．装置C接通K1时为电解池，左侧电极为阳极，2Cl- -2e-=Cl2↑，右侧电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，断开K1，关闭K2，此时形成原电池，左侧电极Cl2为正极，右侧电极H2为负极，故能够制作简单氢-氯燃料电池，C符合题意； D．铜质搅拌棒导热性好，增大热量散失，故装置D不能用于测中和反应的反应热，D不合题意； 故答案为：C。 3．A 【详解】A．活泼性不同的电极材料构成原电池，活泼性强的金属作负极，电极材料减少，可以比较与的金属活动性强弱，故A正确； B．过滤无法分离胶体和溶液，需要用渗析的方式，故B错误； C．溶液配制时，需要先将浓硫酸倒入水中，在100mL容量瓶中进行定容，故C错误； D．图中缺少环形玻璃搅拌棒，反应可能不充分，不能测定最高温度，故D错误； 故选：A。 4．D 【分析】因为Cu电极的电极反应式为，是负极，PbO2是正极，发生反应为PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O，氢离子通过膜p，氢氧根通过膜q； 【详解】A．根据分析，膜p适合选用阳离子或质子交换膜，A错误； B．放电时，正极反应为：PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O，硫酸的浓度减小，负极区NaOH浓度不变，B错误； C．放电时，两极上均无气体生成，C错误； D．导线中通过，理论上负极质量增加17g、正极质量增加32g，两极质量变化之差为15g，D正确。 答案选D。 5．A 【详解】A．反应物总能量与生成物总能量的相对大小决定反应放热或吸热，放热反应或吸热反应过程中均需要先吸收能量克服反应的活化能，不能根据吸收光能判断总反应为吸热反应，故A项错误； B．中间体的总电子数为17，含有单电子，结构不稳定、反应活性强，故B项正确； C．总反应为，生成和的物质的量之比为1:1，故C项正确； D．电子跃迁产生的空穴可以获得电子，乙醇发生的反应可表示为，故D项正确； 故本题选A。 6．B 【详解】A．装置图A缺少环形玻璃搅拌棒，且小烧杯与大烧杯的上沿向平，A说法错误； B．装置图B锌作负极失电子生成锌离子，铜作正极，铜离子得电子生成铜，可用于验证原电池反应原埋，B说法正确； C．装置图C盐酸应使用酸式滴定管，使用装置错误，C说法错误； D．装置图D为电解装置，粗铜作阳极，精铜作阴极，D说法错误； 答案为B。 7．D 【详解】A．锂电池可充电，为二次充电电池，且锂金属为有色金属，A项正确； B．锂离子电池中，放电时负极的锂单质失电子转化为锂离子脱嵌，移动到正极被正极吸附，B项正确； C．由于固态电解质绝缘性好，不可燃、不挥发，即便发生了形变，也不会导致电解质外漏，再加上目前固态电池拥有更宽的温度工作范围，安全性高。固态电池没有电解液和隔膜，大幅度减小了固态电池的质量，同时直接使用金属锂来做负极，进一步减轻负极材料的用量，提升整个电池的能量密度，C项正确； D．太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。而燃料电池利用燃料发生氧化还原反应电子转移而产生电流，D项错误； 故选D。 8．B 【详解】A．电解饱和食盐水时，阳极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，阴极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故阴极附近溶液升高，阳极附近溶液pH基本不变，A错误； B．由题干可知，反应I：，反应II：，则II-I可得反应，则根据盖斯定律可知=+141kJ/mol，即该反应正反应，，故该反应在任何条件下均不能自发进行，B正确； C．还原反应时，即2Mg+TiCl4=2MgCl2+Ti，每生成即为=1mol，则反应共转移4mol电子，C错误； D．通过电解溶液反应方程式为：MgCl2+2H2OMg(OH)2+Cl2↑+H2↑，故不可实现镁的再生，D错误； 故答案为：B。 9．B 【详解】A．中和热是稀强酸、稀强碱反应生成1mol水放出的能量，做中和热实验时如果盐酸和氢氧化钠用量改变，不考虑实验误差，每次测得的中和热数值不变，故A错误； B．其它条件相同时，升高反应温度，分子能量提高，活化分子的数目及百分数都增加，故B正确； C．一定温度下，反应4Fe(OH)2(s) +O2(g)+2H2O(1)=4Fe(OH)3(s)能自发进行，△S<0，说明该反应为放热反应，故C错误； D．氢氧燃料电池放电时，化学能不可能全部转化为电能，故D错误； 选B。 10．D 【详解】A．大小烧杯口应相平，尽量防止热量散失，故A错误； B．检验图2装置的气密性时，先关闭止水夹，再向漏斗中加水若出现图中所示的现象，且一段时间液柱高度不变，则可以证明该气密性良好，故B错误； C．由2Ag+Cl2=2AgCl及装置可知，Ag失去电子作负极，而Pt电极作正极，正极发生还原反应，电极反应式为Cl2+2e-+ 2Ag+=2AgCl，故C错误； D．由图可知，温度高于40℃时MgSO4•7H2O和CaSO4•2H2O溶解度差异较大，则在较高温度下容易分离MgSO4•7H2O和CaSO4•2H2O，要注意温度不易过高，防止结晶水合物分解，故D正确； 故选D。 11．C 【详解】A. 铁制品表面镀铜时，铁制品作阴极、铜作阳极，A错误； B. 未指明气体是否处于标准状况，故无法计算将2.24 LCl2溶于足量NaOH溶液中时转移电子的物质的量，B错误； C. ΔH –TΔS<0时反应能自发进行，故反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g) ΔH>0能自发进行，其原因是ΔS>0，C正确； D. 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时生成稳定氧化物时放出的热量，由反应2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)  ΔH＝－566 kJ·mol−1可知，CO的燃烧热为283 kJ·mol−1，D错误； 答案选C。 12．B 【详解】A、1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，由图可知焓变是2mol氢气燃烧生成气态水放出的热量，不符合燃烧热概念，A说法错误； B、图中表示的是面心立方最密堆积属于Cu型，即铜原子形成晶体时采用的堆积方式，B说法正确； C、烧杯a中通氧气的电极为正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，溶液pH增大，C说法错误； D、镀层金属做阳极与电源正极相连，待镀金属做阴极与电源负极相连，D说法错误； 故选B。 13．(1) (2)c (3) < (4) (5)变小 (6) 【详解】（1）由盖斯定律，反应②-①得； （2）a．消耗的同时生成1 mol HCHO，描述的都是正反应，不能说明反应已达平衡状态，a错误； b．容器体积不变，根据质量守恒，气体质量不变，所以容器内气体密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，b错误； c．生成物的体积分数保持不变，说明平衡不再移动，可以说明反应平衡，c正确； 故选c； （3）反应①为放热反应，相同条件下，升高温度平衡逆向移动，甲醛平衡转化率降低，故温度<；平衡常数受温度影响，反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故图中A、B、C三点对应的平衡常数K的大小关系为 （4）平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比，液体水浓度为常数，则的化学平衡常数的表达式为； （5）由图，充电时，阳极处水失去电子被氧化为氧气：，反应生成氢离子，溶液pH减小； （6）由图，放电时，正极的电极反应为二氧化碳得到电子被还原为甲酸：。 14．(1) 低温 (2)CD (3) 不变 由图可知，CH4含量很少，接近于0，说明高温时反应I进行程度很大，反应Ⅱ、Ⅲ进行程度很小，接近于0，则平衡不受压强影响，适当增大体系压强，n(CO)保持不变 (4)2.25 (5) 【详解】（1）由题干信息可知，反应I：  ，反应Ⅲ：  ，则反应I+反应Ⅲ可得反应Ⅱ：  ，则根据盖斯定律可知，；根据吉布斯自由能可知可自发，由方程式可知，，，则低温条件下自发，故答案为：-163.9kJ/mol；低温； （2）A．化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，而不是相等或成比例，故根据反应Ⅲ可知，CO与CH4浓度相等时，不能说明是否平衡，A不合题意； B．由于体系恒容，反应体系各物质均为气态，即反应过程中体系混合气体的密度保持不变，故此密度不能说明是否平衡，B不合题意； C．根据左右两边气体分子数目不同，即反应过程中气体的总物质的量发生改变，气体的总质量不变，反应过程中混合气体的平均摩尔质量一直改变，故此平均摩尔质量可作为判断平衡的标准，C符合题意； D．化学平衡的本质特征为，结合反应速率之比等于化学计量系数之比，则单位时间内生成的同时消耗说明反应达到化学平衡，D符合题意； 故答案为：CD； （3）反应I为吸热反应，反应Ⅱ和反应Ⅲ是放热反应，升高温度，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ和反应Ⅲ平衡逆向移动，CO和H2的摩尔分数增大，且H2的摩尔分数大于CO的摩尔分数，曲线代表H2，曲线代表CO。由题图可知，高温时反应I进行程度很大，反应Ⅱ、反应Ⅲ进行程度很小，接近于0，CH4的摩尔分数接近于0，且反应I平衡不受压强影响，适当增大体系压强，n(CO)保持不变，故答案为：H2；不变；由图可知，CH4含量很少，接近于0，说明高温时反应I进行程度很大，反应Ⅱ、Ⅲ进行程度很小，接近于0，则平衡不受压强影响，适当增大体系压强，n(CO)保持不变； （4）该反应气体分子总数不变，T1温度下，设平衡时H2转化量为x，初始n(H2)=n(CO2)=1mol，总物质的量n=2mol。由图知平衡时H2摩尔分数为0.2，即，解得，平衡时n(H2)=n(CO2)=0.4mol，n(H2O)=n(CO)=0.6mol，各成分的浓度比等于物质的量之比，则，故答案为：2.25； （5）该装置为电解池，石墨烯为阴极，Pt电极为阳极，阴极上CO2，得电子生成CH3COOH等，生成乙酸的电极反应式为；当有通过质子交换膜时电路中转移电子，生成，，故答案为：；1.5g。 15．(1)1652 (2)    正极 从左到右 (3) 18 【详解】（1）C－H的键能是，含有，断开的化学键吸收的能量是； （2）①该反应的方程式是，=，该反应的热化学方程式为：； ②在原电池中，电子从负极移向正极，所以电极c是负极，a口通入甲醇，电极d是正极，b口通入的是氧气，电解液呈酸性，正极的电极反应式是；负极的电极反应式是；在原电池中，阳离子移向正极，即的移动方向是从左到右； （3）根据题图乙及反应原理，可知催化电极Ⅰ附近被还原为CO，为电解池的阴极，催化电极Ⅱ附近NaCl转化为NaClO，为电解池的阳极，阳极的电极反应式为，左室被还原为CO，电极反应式为，则理论上转化标准状况下，即，有（44g）进入左室，从右室转移来（2g），同时生成（28g）离开左室，故左室溶液质量增重为。 16．(1) (2) (3) 阳 【详解】（1） ，焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，设H-F键的键能为x，则414×4+155×4-489×4-4x=-1940，x=。 （2）①某燃料电池以甲醚为燃料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应为。该燃料电池的正极氧气得电子结合二氧化碳生成碳酸根离子，正极的反应式为； ②可将甲醇氧化为，以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与的混合溶液模拟工业除污原理，可将甲醇氧化为，可知Co2+在阳极失电子氧化为，其阳极反应式为； （3）①根据图示,A电极有Fe3+生成,则A为电解池阳极；电极B为阴极，阴极氢离子得电子生成氢气，所得到的气体X的分子式为。 ②反应池中Fe3+把H2S氧化为S单质，Fe3+被还原为Fe2+，发生反应的离子方程式为。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $