专题6 化学反应与能量变化 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（苏教版）

综合拔高练 高考真题练 考点1　化学反应中的热 1.(2025北京,1)我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时,发现月壤钛铁矿(FeTiO3)存在亚纳米孔道,吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气,水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是(　　) A.月壤钛铁矿中存在活泼氢 B.将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C.月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D.将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 2.(2023新课标,29改编)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。根据下图数据计算反应N2(g)+H2(g) NH3(g)的ΔH=　　　kJ·mol-1。  能量转换关系 考点2　化学反应的速率与限度 3.(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关键点拨利用控制变量法,确定变量是关键;对点突破 4.(2024黑吉辽,10改编)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　) A.3 h时,反应②正、逆反应速率相等 B.15 h时反应正向进行程度:①>② C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 考点3　电化学基础 5.(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?对点突破 6.(2024江苏,8改编)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2MnOOH,电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.电池工作时,MnO2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2×6.02×1023 7.(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① 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+ ①辅助设问放电时,如何确定电池的负极? 8.(2024新课标,12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO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) 电池工作时,下列叙述错误的是(　　) A.电池总反应为2C6H12O6+O2 2C6H12O7 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18 mg葡萄糖,理论上a电极有0.4 mmol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b→a 9.(2023全国甲,12)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是(　　) A.析氢反应发生在IrOx-Ti电极上 B.Cl-从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极 C.阴极发生的反应有:2CO2+12H++12e- C2H4+4H2O D.每转移1 mol电子,阳极生成11.2 L气体(标准状况) 高考模拟练 应用实践 1.(2024江苏扬州高邮联考)铁容易生锈,除了本身化学性质以外,与外界条件也有很大关系。铁与氧气在有水的环境中反应,生成Fe2O3·xH2O,它是铁锈的主要成分,铁生锈的总反应为4Fe+3O2+xH2O 2Fe2O3·2xH2O。铁锈容易吸收空气中的水,铁表面的铁锈如果不及时除去,铁会锈蚀得很快。下列条件的改变对4Fe+3O2+2xH2O 2Fe2O3·xH2O反应速率的影响不正确的是(　　) A.增大O2的浓度能加快生锈速率 B.增大空气湿度能加快生锈速率 C.在铁表面刷一层漆能加快生锈速率 D.升高温度能加快生锈速率 2.(经典真题)(2021广东高考)反应X 2Z经历两步:①X Y;②Y 2Z。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时,c(X)=c(Y)=c(Z) C.t2时,Y的消耗速率大于生成速率 D.t3后,c(Z)=2c0-c(Y) 3.(创新题·新情境)(2025江苏无锡阶段测试)“海泥电池”既可用于深海水下仪器的电源补给,又有利于海洋环境污染治理。电池工作原理如图所示,其中微生物代谢产物显酸性。下列说法正确的是(　　) A.微生物作用下发生反应:2CH2O+S+H+ 2CO2+HS-+2H2O B.H+从海水层通过交接面向海底沉积层移动 C.除去6.0 g CH2O,A电极消耗2.24 L O2 D.温度越高,反应进行越迅速,污染治理效果越好 4.(2024江苏扬州仪征中学月考)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。 反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O 已知: Ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。 Ⅱ. 下列说法正确的是(　　) A.反应A的ΔH=115.6 kJ·mol-1 B.H2O中H—O键的键能比HCl中H—Cl键的键能小 C.由Ⅱ中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强 D.断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约32 kJ 5.(2024河北衡水期中联考)在一个容积不变的2 L密闭容器中加入2 mol SO2、1 mol O2和合适的催化剂,发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),该反应为放热反应,同时研究温度对SO2的平衡转化率和催化剂的催化效率的影响,如下图所示: 已知:SO2的平衡转化率=×100%。下列说法正确的是(　　) A.合成SO3的最佳条件是加催化剂,温度为250 ℃ B.450 ℃时,若5 min达到平衡,则v(O2)=0.09 mol·L-1·min-1 C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小 D.SO3的生成速率:v(N)一定大于v(M) 6.(2024湖北云学联盟联考)N2O5可作硝化剂。F.Daniels等在起始压强为p0、25 ℃体积不变的密闭容器中,向V L反应器中加入了5 mol的N2O5发生如图反应,经过t min后达到平衡时N2O4为a mol,N2O5为b mol。下列说法不正确的是(　　) A.平衡时O2(g)的物质的量浓度为 mol·L-1 B.达到平衡时体系的压强为p0 C.若该密闭容器中气体颜色保持不变,说明各反应已达平衡状态 D.从反应开始到达到平衡时,用NO2(g)表示的化学反应速率为 mol·L-1·min-1 7.氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气制取氢气。 方法Ⅰ:氨热分解法制氢气 (1)已知该反应为可逆反应,在一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)该反应为吸热反应,说明反应物的总能量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。  (3)在一定温度和催化剂存在的条件下,向10 L容积固定的密闭容器中充入2 mol NH3发生该反应,5 min末测得容器中n(NH3)=1.2 mol,则在0~5 min内,用H2表示的反应速率为　　　　mol·L-1·min-1。  (4)该反应达到化学平衡状态的标志是　　　　(填字母)。  A.NH3的浓度为0 B.H2的物质的量保持不变 C.正反应速率与逆反应速率相等 D.NH3、N2、H2的物质的量之比为2∶1∶3 方法Ⅱ:氨电解法制氢气 (5)利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。装置中生成1 mol H2时,电路中通过　　　　mol电子。为提高制取氢气的反应速率,可采取的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  迁移创新 8.(创新题·新情境)(2025北京清华大学附中统练)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 答案与分层梯度式解析 综合拔高练 高考真题练 1.B　已知月壤钛铁矿吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子,加热月壤钛铁矿后氢原子会与FeTiO3反应生成单质铁和水蒸气,说明月壤钛铁矿吸附的氢原子较为活泼,A项正确。若地球上开采的钛铁矿中不存在活泼氢,直接加热可能无法生成单质铁和水蒸气,B项错误。氢原子与FeTiO3反应生成Fe和H2O,反应中H元素和Fe元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,C项正确。水由气态变为液态时会放出热量,D项正确。 考场速决　　　钛铁矿(FeTiO3)中不含氢元素,地球上开采的钛铁矿没有吸附和存储H,将其直接加热不可能得到水蒸气。 2.答案　-45 解析　根据题图,知 mol N2(g)和 mol H2(g)断键吸收的能量为473 kJ+654 kJ=1 127 kJ,形成1 mol NH3(g)放出的能量为339 kJ+397 kJ+436 kJ=1 172 kJ,则ΔH=(1 127-1 172) kJ·mol-1=-45 kJ·mol-1。 名师点津　　　在高考中,热化学相关知识为高频考点,所占分值不多,难度相对较小,是大部分学生可以得分的点,该题目考查考生对数据的分析和计算能力,只要掌握相关知识,本题不难答出。 3.C　 真题降维 实验①②相比,只有纳米铁质量不同,实验②③相比,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的水样初始pH为8,Fe(Ⅲ)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。 名师点睛　解答此类题目的两大关键 　　(1)控制变量思想:定多变一,即先确定其他因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究问题存在的关系,再确定另一种;通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 (2)分析数据:数据要有效,且变量统一。 4.A　由题图可知,3 h时,异山梨醇、1,4-失水山梨醇浓度恰好相等,但是3 h后各自浓度仍在发生改变,即3 h时反应②未达到平衡状态,正、逆反应速率不相等,A错误;根据15 h时山梨醇和1,4-失水山梨醇的浓度可知反应正向进行程度①>②,B正确;0~3 h平均速率v(异山梨醇)==0.014 mol·kg-1·h-1,C正确;催化剂不改变化学平衡转化率,D正确。 5.D　 真题降维 放电过程中a、b极均增重,说明a电极的电极反应式为Cu2O+2H2O+Cl--2e- Cu2(OH)3Cl+H+,a电极为负极,C项正确;b电极的电极反应式为NaTi2(PO4)3+2e-+2Na+ Na3Ti2(PO4)3,b电极为正极。 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,A项正确。根据电极反应式知,放电时,负极消耗Cl-,正极消耗Na+,故可用于海水脱盐,B项正确。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,D项错误。 6.C　由题给电池总反应可知,Zn为负极,电极反应式为Zn+2OH--2e- Zn(OH)2(氧化反应),MnO2为正极,电极反应式为2MnO2+2H2O+2e- 2MnOOH+2OH-(还原反应),电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动,A、B错误;环境温度过低时,化学反应速率减小,不利于电池放电,C正确;电池放电时,Mn元素化合价由+4价降至+3价,则反应中每生成1 mol MnOOH,转移1 mol电子,即转移电子数约为6.02×1023,D项错误。 7.B　 真题降维 ①辅助设问答案:通过联想铅酸蓄电池的工作原理,可判断左侧电极为负极→快速判断A、C选项。 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转变为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。 名师点津　　　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。 8.C　电池工作时,a电极上O2→OH-,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,a电极为正极;b电极为负极,发生反应Cu2O-2e-+2OH- 2CuO+H2O,C6H12O6+2CuO C6H12O7+Cu2O,可得电池总反应为2C6H12O6+O2 2C6H12O7,A正确。由b电极上发生的反应可知,b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确。18 mg葡萄糖的物质的量为=0.1 mmol,由2C6H12O6+O2 2C6H12O7可知,消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极上消耗0.05 mmol O2,转移0.05 mmol×4=0.2 mmol电子,C错误。原电池中,阳离子由负极移向正极,则Na+的迁移方向为b→a,D正确。 名师点津　　　解答本题时应注意在两电极分别发生的反应,由题图知,在正极氧气得电子生成OH-,负极电极反应为Cu2O-2e-+2OH- 2CuO+H2O,不是C6H12O6(葡萄糖)直接参与电极反应。 9.C　析氢反应过程得电子,为还原反应,在阴极(Cu电极)上发生,A错误;电解池中阴离子向阳极移动,但此装置中使用了质子交换膜,只能允许H+通过,Cl-无法从Cu电极迁移到IrOx-Ti电极,B错误;阴极发生的电极反应有2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e-C2H5OH+3H2O,C正确;阳极区电解质溶液为硫酸溶液,阳极电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,则每转移1 mol 电子生成0.25 mol O2,在标准状况下的体积为5.6 L,D错误。 高考风向　　　近些年,“碳达峰、碳中和”是热点,围绕二氧化碳的利用与清除设置题目是热门考点。 本题与2019年江苏卷第20题(2)电解法转化CO2制HCOOH相似,都是以电解法转化CO2生成有机物为情境,均考查了电解池电极反应式的书写,隔膜在离子移动或物质浓度变化中的应用;本题还考查了离子的移动方向和电解相关计算等,2019年江苏卷第20题(2)还考查了电解过程中物质的浓度变化原因。 高考模拟练 1.C　增大反应物O2浓度,反应速率加快,能加快生锈速率,A正确;铁与O2在有水的环境中易反应,故增大空气湿度能加快铁生锈的速率,B正确;在铁表面刷漆能隔绝空气,使铁不易生锈,C错误;升高温度,反应速率加快,能加快生锈速率,D正确。 素养解读　　　本题结合生活中铁锈蚀的条件,考查外界条件改变对化学反应速率的影响,体现了证据推理与模型认知、科学态度与社会责任的化学学科核心素养。 2.D　由于反应X 2Z分①X Y和②Y 2Z两步进行,随着不断反应,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后Y的物质的量浓度在减小,说明Y的消耗速率大于生成速率,C项正确;由题图可知,t3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。 3.A　由题图可知,A电极是正极,B电极是负极。微生物作用下CH2O和硫酸根离子在酸性条件下生成二氧化碳、HS-和水,离子方程式为2CH2O+S+H+ 2CO2+HS-+2H2O,A正确;阳离子向正极移动,则H+从海底沉积层通过交接面向海水层移动,B错误;没有指出气体所处状况,不确定消耗氧气的体积,C错误;温度过高会使微生物失去活性,导致反应速率减慢,D错误。 4.D　反应A中4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量,所以反应A的ΔH=-115.6 kJ·mol-1,A错误;用E(H—O)、E(H—Cl)分别表示H—O键的键能、H—Cl键的键能,反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,故4×E(H—Cl)+498 kJ·mol-1-[2×243 kJ·mol-1+4×E(H—O)]=-115.6 kJ·mol-1,整理得4E(H—Cl)-4E(H—O)=-127.6 kJ·mol-1,故断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差 kJ=31.9 kJ≈32 kJ,H2O中H—O键的键能比HCl中H—Cl键的键能大,故B错误,D正确;氧气能够将Cl-氧化为氯气,氯元素的非金属性比氧元素弱,故C错误。 5.B　加入催化剂可加快反应速率,缩短反应达到平衡的时间,合成SO3的最佳条件是加入催化剂,温度为450 ℃,A错误;450 ℃时,SO2的平衡转化率为90%,此时参加反应的SO2为2 mol×90%=1.8 mol,若5 min达到平衡,则v(SO2)==0.18 mol·L-1·min-1,由速率之比等于化学计量数之比可得v(O2)=v(SO2)=0.09 mol·L-1·min-1,B正确;升高温度,正、逆反应速率均增大,C错误;N点温度高于M点,但N点催化剂的催化效率低于M点,所以v(N)有可能小于v(M),D错误。 6.D　　　　2N2O5(g) 　　　4NO2(g)+　　　O2(g) 转化量(mol)　　　　5-b　　　　10-2b　　　　 2NO2(g) 　　　N2O4(g) 转化量(mol)　　　　2a　　　　a 达到平衡时N2O4为a mol,N2O5为b mol,平衡时NO2的物质的量为(10-2b-2a) mol,平衡时O2的物质的量为 mol。平衡时c(O2)== mol·L-1,A正确;平衡时n(总)=[b+(10-2b-2a)+a+] mol= mol,根据等温等容条件下,压强之比等于物质的量之比,即=,则=,p平衡=p0,B正确;NO2为红棕色气体,当体系颜色不变时,说明NO2的浓度不变,即各反应均已达到平衡状态,C正确;从反应开始到达到平衡时,用NO2(g)表示的化学反应速率v(NO2)=== mol·L-1·min-1,D错误。 7.答案　(1)2NH3 N2+3H2 (2)小于　(3)0.024　(4)BC　 (5)2　适当增大氨气的浓度(合理即可) 解析　(3)充入2 mol NH3发生反应,5 min末测得容器中n(NH3)=1.2 mol,v(NH3)==0.016 mol·L-1·min-1,v(H2)=v(NH3)=0.024 mol·L-1·min-1。 (4)该反应是可逆反应,NH3不能完全转化,则NH3的浓度不可能为0,A错误;反应达到化学平衡状态时各物质的物质的量不再改变,则H2的物质的量保持不变可说明达到平衡状态,B正确;正反应速率与逆反应速率相等说明反应达到平衡状态,C正确;NH3、N2、H2的物质的量之比为2∶1∶3,不能说明反应达到平衡状态,D错误。 (5)由反应2NH3 N2+3H2可知,生成3 mol H2时转移6 mol电子,装置中生成1 mol H2时,电路中通过2 mol电子;为提高制取氢气的反应速率,可适当增大氨气的浓度。 8.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,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 学科网（北京）股份有限公司 $