第6章 化学反应与能量 综合拔高练（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一化学必修第二册（人教版）

综合拔高练 高考真题练 考点1　化学能与热能 1.(2021海南,2改编)元末陶宗仪《辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄为纸,熔硫磺涂木片顶端分许,名曰发烛……,盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是(　　) A.将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧 B.“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性 C.“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化 D.硫黄是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂 考点2　化学能与电能 2.(2025黑吉辽蒙,13)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重①。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是(　　) A.放电时Na+向b极迁移 B.该电池可用于海水脱盐 C.a极反应:Cu2O+2H2O+Cl--2e- Cu2(OH)3Cl+H+ D.若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力 ①辅助设问如何判断正、负极? 3.(2024湖南,1改编)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.锂电池工作时,负极锂失电子发生氧化反应 D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 4.(2023辽宁,11)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A.放电时负极质量减小 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+S+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+ 5.(2022全国甲,10)一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH存在]。电池放电时,下列叙述错误的是(　　) A.Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移 B.Ⅰ区的S通过隔膜向Ⅱ区迁移 C.MnO2电极反应:MnO2+4H++2e- Mn2++2H2O D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+ Zn(OH+Mn2++2H2O 考点3　化学反应速率与限度 6.(2022浙江1月选考,19)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　) A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X) D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 7.(2021广东,14改编)反应X2Z经历两步:①XY;②Y2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.a为c(X)随t的变化曲线 B.t1 s时,c(X)=c(Y)=c(Z) C.t2 s时,Y的消耗速率大于生成速率 D.t3 s后,c(Z)=2c0-c(Y) 8.(2024安徽,12)室温下,为探究纳米铁去除水样中Se的影响因素,测得不同条件下Se浓度随时间变化关系如图①。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是(　　) A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(Se)=2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+Se+8H+ 2Fe3++Se+4H2O C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D.其他条件相同时,水样初始pH越小,Se的去除效果越好 ①关键点拨利用变量控制法,确定变量是关键 高考模拟练 应用实践 1.(2024湖北新高考协作体期中联考)二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的变化如图所示(吸附在催化剂表面的用“·”表示),下列说法错误的是(　　) A.二氧化碳被催化剂吸附会放热 B.·COOH经过氧化反应得到·CO C.转化过程中存在极性键的断裂和形成 D.·CO从两种催化剂解吸为CO(g)的能量变化不同 2.(2025黑龙江哈尔滨期中)多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T ℃时(各物质均为气态),甲醇(CH3OH)与水在铜基催化剂上的反应机理图和能量图如下: 下列说法正确的是(　　) A.反应Ⅱ的化学方程式为CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应为吸热反应 B.1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量 C.在T ℃下的某恒容容器中发生上述反应,若加入氦气使体系的压强增大,则该反应的化学反应速率加快 D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂 3.(2025江苏盐城五校联考)下图是某科研小组研制的电池的简单示意图。该电池工作原理可表示为2Na+FeCl2 Fe+2NaCl。下列有关该电池说法正确的是(　　) A.a电极为正极 B.FeCl2发生了氧化反应 C.实现了电能向化学能的转化 D.电子由a电极经外电路流向b电极 4.(2025广东深圳期中)瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动,下列有关叙述中正确的是　(　　) 　 A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极a流向电极b B.电极a的反应式为CH4+4O2-+8e- CO2+2H2O C.O2-由电极b流向电极a D.若消耗的O2为33.6 L(标准状况),转移4 mol电子 5.(2025河南部分学校期中联考)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),测得物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线1代表CO,曲线2代表CH3OH B.t1 min时两物质的浓度相等,反应达平衡 C.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢 D.0~30 min内用CH3OH表示的平均反应速率为2.5×10-4 mol·L-1· min-1 6.(2025北京清华附中月考)某小组对Fe2+和Ag+的反应进行了如下探究实验: 实验Ⅰ 实验Ⅱ 操作 向1 mL 0.1 mol/L FeSO4溶液中加入1 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液 先向试管中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,然后重复实验Ⅰ的操作 现象 几分钟后,出现大量灰黑色浑浊 现象与实验Ⅰ相同 Ag+浓度 变化曲线 (已知:Ag2SO4为白色微溶物;反应过程中测得温度几乎无变化) 下列说法正确的是(　　) A.实验 Ⅰ 只发生反应Fe2++Ag+ Fe3++Ag↓,灰黑色浑浊是Ag B.图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是反应放热 C.图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是生成的Ag起催化作用 D.图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是生成的Fe3+起催化作用 迁移创新 7.(创新题·新考法)(2025北京海淀一模)小组同学探究Mg、Al在强碱性溶液中形成原电池的正、负极及其影响因素。 已知:Al、Al(OH)3均能溶于强碱性溶液,生成[Al(OH)4]-。 【理论预测】 猜想1:Mg作负极,因为Mg的失电子能力更强。 猜想2:Al作负极,因为Al能与强碱性溶液发生氧化还原反应,产生H2。 【实验验证】 实验1 现象 0~5 s:电压传感器初始示数为0.3 V,后迅速归零;铝片表面有气泡产生(经检验为H2) 5 s后:电压传感器示数逐渐变为-0.2 V并保持稳定;铝片表面有气泡产生(经检验为H2),镁片表面无明显变化 (1)由电压传感器示数可知,0~5 s时Mg作负极。根据现象推测5 s后正、负极发生了反转,证据是　　　　　　　　　　　　　。  (2)5 s后Al作负极,但猜想2中的解释不合理,理由是　　　　　　　　　　　　　　。  (3)甲同学推测0~5 s时产生H2的可能原因有: ⅰ.2H2O+2e- H2↑+2OH-; ⅱ.　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。  (4)小组同学推测,0~5 s电压传感器示数迅速减小与电极被覆盖有关。 ①0~5 s时,镁片表面发生反应的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。  ②为证明推测,乙、丙同学分别设计了实验2和实验3。 已知:EDTA四钠盐浓溶液的pH约为12,EDTA易与Mg2+形成配合物EDTA-Mg。 实验2中观察到电压示数从0.3 V降至0.1 V后保持稳定,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　。实验3中,试剂a为　　　　。  (5)综合实验1、2,可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　。  答案与分层梯度式解析 综合拔高练 高考真题练 1.D　将松木削薄为纸片状可增大可燃物与空气的接触面积,有助于发火和燃烧,A项正确;“发烛”具有可燃性,“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性,B项正确;“发烛”发火和燃烧时化学能转化为光能、热能等,即伴随着不同形式的能量转化,C项正确;硫黄也能燃烧,不是催化剂,D项错误。 2.D　 真题降维 ①辅助设问答案:放电过程中a、b极均增重,说明a极的电极反应式为Cu2O+2H2O+Cl--2e- Cu2(OH)3Cl+H+,a极为负极;b极的电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e-+2Na+ Na3Ti2(PO4)3,b极为正极。 A项,a极为负极,b极为正极,则放电时Na+向正极迁移,即向b极迁移,正确。B项,根据电极反应式可知,放电时,负极消耗Cl-,正极消耗Na+,故可用于海水脱盐,正确。C项,a极上Cu2O失电子转化为Cu2(OH)3Cl,Cu2O~2e-,根据电荷守恒、原子守恒书写电极反应式,正确。D项,根据题干信息,若将b极换为Ag/AgCl电极,b极仍增重,说明此时b极上的电极反应式为Ag+Cl--e- AgCl,则Ag/AgCl电极为负极,a极为正极,正极上Cu2(OH)3Cl转化为Cu2O,说明还原性:Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3,故若以Ag/AgCl电极代替a极,Ag/AgCl电极仍为负极,NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3为正极,负极上的电极反应式为Ag+Cl--e- AgCl,电池仍有储氯能力,错误。 3.D　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,A正确。燃料电池是一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置,具有清洁、安全、高效等特点,B正确。原电池的负极发生氧化反应,在锂电池中,Li为负极,C正确。太阳能电池是一种将光能直接转化为电能的装置,D错误。 4.B　该储能电池是二次电池,放电时左侧的电极为负极,电极反应式为Pb-2e-+S PbSO4,右侧的电极为正极,电极反应式为Fe3++e- Fe2+。放电时负极上Pb转化为PbSO4,负极质量增大,A项错误;储能时电能转化为化学能,B项正确;放电时H+向正极移动,故H+通过质子交换膜向右侧移动,C项错误;由放电时两极的电极反应式可知,放电总反应为Pb+S+2Fe3+ PbSO4+2Fe2+,D项错误。 教材溯源 　　铅酸蓄电池 　　(1)构造:铅酸蓄电池是一种常见的二次电池。它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO2,负极板上覆盖有Pb,稀硫酸作电解质溶液(如图)。 　　(2)电极反应:铅酸蓄电池放电时的电极反应如下。 负极:Pb+S-2e- PbSO4 正极:PbO2+4H++S+2e- PbSO4+2H2O 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。 　　(3)优缺点:铅酸蓄电池电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,因此在生产、生活中使用广泛。例如,铅酸蓄电池多用于启动和维持汽车用电系统的正常运转。铅酸蓄电池的缺点是比能量低、笨重。 5.A　根据题图可知Zn为负极,电极反应为Zn-2e-+4OH- Zn(OH,MnO2为正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+ Mn2++2H2O。A项,根据负极反应可知,Ⅲ区中负电荷减少,为了平衡溶液中电荷,放电时Ⅲ区的钾离子向Ⅱ区迁移,错误;B项,根据正极反应可知,Ⅰ区中正电荷减少,为了平衡溶液中电荷,硫酸根离子从Ⅰ区迁移至Ⅱ区,正确;D项,将正、负极电极反应相加即可得到电池总反应,正确。 6.C　由化学反应速率(单位相同)之比等于化学方程式中化学计量数之比可知,3v(B)=2v(X),C不正确。 7.D　由于反应X 2Z分①X Y和②Y 2Z两步进行,随着反应进行,X的浓度逐渐减小,Y的浓度先增大后减小,Z的浓度逐渐增大,由此可判断如下图: 结合上述分析可知,a表示c(X)随t的变化曲线,A项正确;t1 s时,三条曲线交于一点,则此时三种物质的物质的量浓度相等,B项正确;t2 s后Y的物质的量浓度在减小,说明t2 s时Y的消耗速率大于生成速率,C项正确;由题图可知,t3 s后X的浓度为0,若全生成Z,则c(Z)=2c0,体系中存在一定量的Y,由②可知,体系中c(Z)=2c0-2c(Y),D项错误。 8.C　 真题降维 对比实验①②,只有纳米铁质量不同;对比实验②③,只有水样初始pH不同。 由题图知,实验①中,0~2小时内浓度变化为(5.0-1.0)×10-5 mol·L-1=4.0×10-5 mol·L-1,故v(Se)==2.0×10-5 mol·L-1·h-1,A错误;实验③的初始pH为8,Fe3+在此环境下以Fe(OH)3形式存在,B错误;由题图知实验①的反应速率大于实验②,实验①的纳米铁质量比实验②的大,故其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;其他条件相同时,若水样初始pH太小,H+可能会与Fe反应而降低Se的去除效果,D错误。 高考模拟练 1.B　 2.B　由反应机理图可知,反应Ⅰ为CH3OH(g) 2H2(g)+CO(g),反应Ⅱ为CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)。由能量图可知,反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,A错误;总反应CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)为吸热反应,则1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量,B正确;在T ℃下,加入氦气使体系的压强增大,但容器容积不变,参与反应的反应物浓度不变,该反应的化学反应速率不变,C错误;CO(g)先生成,后消耗,属于中间产物,D错误。 3.D　放电时,Na被氧化,FeCl2被还原,则a电极为负极,b电极为正极,A错误;FeCl2被还原生成Fe,发生还原反应,B错误;该装置为原电池,实现了化学能向电能的转化,C错误;电子由负极a电极经外电路流向正极b电极,D正确。 4.C　电子不能在电池内电路中流动,只能在外电路中流动,电子由负极经导线流向正极,A错误;电极a为负极,甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水:CH4+4O2--8e- CO2+2H2O,B错误;电极b为正极,电极a为负极,原电池中阴离子向负极移动,故O2-由电极b流向电极a,C正确;若消耗的O2为33.6 L(标准状况,为1.5 mol),转移1.5 mol×4=6 mol电子,D错误。 5.D　结合化学方程式以及题图中各物质的浓度变化,可知曲线3代表CO,曲线2代表CH3OH,曲线1代表H2,A错误;t1 min时两物质的浓度相等,但是之后浓度仍在变化,此时反应没有达到平衡,B错误;升高温度,正、逆反应速率均加快,C错误;0~30 min内用CH3OH表示的平均反应速率v(CH3OH)=v(H2)=× mol·L-1· min-1=2.5×10-4 mol·L-1· min-1,D正确。 6.C　溶液中存在Ag+、S,故还可发生反应2Ag++S Ag2SO4↓,Ag2SO4为白色微溶物,灰黑色浑浊应是Ag和Ag2SO4的混合物,A错误;反应过程中测得温度几乎无变化,说明反应热效应不明显,则c(Ag+)由a→b急速变化的原因不可能是反应放热,B错误;实验Ⅱ中,先加入Fe2(SO4)3溶液,然后重复实验Ⅰ的操作,现象与实验Ⅰ相同,结合反应Fe2++Ag+ Fe3++Ag↓可知,Fe3+没有起催化作用,应是生成的Ag起催化作用,C正确、D错误。 7.答案　(1)5 s后,电压传感器示数变为-0.2 V (2)若猜想2的解释成立,5 s后应在镁片表面观察到气泡,但实验中并未观察到 (3)2Al+6H2O+2OH- 2[Al(OH)4]-+3H2↑ (4)①Mg-2e-+2OH- Mg(OH)2　②EDTA+Mg(OH)2 EDTA-Mg+2OH-,破坏了电极表面的部分覆盖层(或延缓/阻碍了覆盖层的形成)　Na2SO4溶液(合理即可) (5)形成原电池的正、负极首先取决于金属Mg、Al的失电子能力,同时也会受到反应过程中Mg、Al电极表面覆盖层的影响 解析　(1)0~5 s时Mg作负极,此时电压传感器示数为0.3 V,后迅速归零,5 s后电压传感器示数逐渐变为-0.2 V并保持稳定,说明5 s后正、负极发生了反转。 (2)若猜想2的解释成立,则该装置中铝为负极,镁为正极,正极上水得到电子发生还原反应生成氢气,5 s后应在镁片表面观察到气泡,但实验中并未观察到,故猜想2中的解释不合理。 (3)铝和强碱溶液发生反应生成四羟基合铝酸盐和氢气,则推测0~5 s时产生H2的可能原因还有2Al+6H2O+2OH- 2[Al(OH)4]-+3H2↑。 (4)①小组同学推测,0~5 s电压传感器示数迅速减小与电极被覆盖有关。负极镁失去电子和溶液中氢氧根离子反应生成氢氧化镁:Mg-2e-+2OH- Mg(OH)2,氢氧化镁附着在电极上导致反应被阻碍。②已知:EDTA易与Mg2+形成配合物EDTA-Mg,实验2中观察到电压示数从0.3V降至0.1V后保持稳定,可能的原因是发生反应EDTA+Mg(OH)2 EDTA-Mg+2OH-,破坏了电极表面的部分覆盖层或延缓/阻碍了覆盖层的形成,使得反应能够进行。实验探究电压示数迅速减小与电极被覆盖有关,则实验3中左侧的电解质溶液不能和镁离子生成沉淀,故试剂a可以为Na2SO4溶液。 (5)实验1、2的电解质溶液不同,生成物的溶解性不同,综合实验1、2,可以得出的结论是形成原电池的正、负极首先取决于金属Mg、Al的失电子能力,同时也会受到反应过程中Mg、Al电极表面覆盖层的影响。 创新解读 　　(1)打破 “金属活动性强的金属一定作负极”的固有思维,揭示了外界条件不同,原电池正、负极会发生变化。 　　(2)本题将电极覆盖物[如Mg(OH)2沉淀]作为影响正、负极的核心变量,拓展了原电池机理的研究维度。 　　(3)通过EDTA与金属离子的配位作用,验证了电极表面物质的溶解性对电池性能的影响,为调控原电池正、负极提供了新方法。 学科网（北京）股份有限公司 $