专题1 化学反应与能量变化 单元测试 -2025-2026学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

**基本信息** 本卷为高中化学“化学反应与能量变化”单元复习卷，以2024-2025年多地名校期中/月考题为素材，融合科技前沿情境（如“天目一号”卫星、电动飞机等），全面考查能量变化与电化学核心知识，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|13/39|燃烧热、盖斯定律、原电池原理、电解池应用|结合“快舟一号甲”火箭等科技情境，考查化学观念与科学思维| |非选择题|4/61|键能计算、CO₂转化电化学装置、金属腐蚀防护|以CO₂捕集（14题）、电解精炼（15题）等综合题，体现科学探究与实践，契合高考命题趋势|

专题1 化学反应与能量变化 一、 选择题(本题包括13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意) 1. [2025徐州期中]2024年1月，从邮轮首航到电动飞机首飞再到航天首发，我国一批科技创新实现新的突破。下列说法不正确的是(　　) A. “天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时，可将化学能转化为电能 B. “快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推 C. “爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点 D. “AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点 2. [2025苏州一中月考]下列用来表示物质变化的化学用语正确的是(　　) A. 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe－2e－===Fe2+ B. 铅蓄电池放电时的正极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4 C. 粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有Cu－2e－===Cu2+ D. 用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ 3. [2025苏州中学期中]下列关于如图所示各装置的叙述正确的是(　　) 图1 图2 图3 图4 A. 图1是化学能转变为电能的装置，总反应为Cu＋2Fe3+===Cu2+＋2Fe2+ B. 图2是CH4-O2碱性燃料电池，电子由a电极经NaOH溶液流向b电极 C. 图3装置可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度不变 D. 图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连，以防止被海水腐蚀 4. [2025徐州期中]下列说法正确的是(　　) A. 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ/mol，则碳的燃烧热等于110.5 kJ/mol B. C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.9 kJ/mol，则金刚石比石墨稳定 C. 用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH>－57.3 kJ/mol D. 2 mol SO2与1 mol O2在催化剂、500 ℃下混合反应生成SO3，转移电子的数目约为4×6.02×1023 5. [2025南通如皋中学月考]下列有关电化学装置或原理说法正确的是(　　) ① ② A. 装置①的总反应式：Cu＋2Fe3+===Cu2+＋2Fe2+ B. 装置②中Cu电极上有大量气体产生 C. 电解精炼铜时，阳极质量变化与阴极质量变化相等 D. 在铁质物体表面镀铜时，电解质溶液可使用Fe2(SO4)3 6. 丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备，反应如下： 反应Ⅰ：C4H10(g)＋O2===C4H8(g)＋H2O(g)　 ΔH1＝－119 kJ/mol 反应Ⅱ：H2(g)＋O2===H2O(g)　ΔH2＝－242 kJ/mol 反应Ⅲ：C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH3 下列说法正确的是(　　) A. ΔH3＝－123 kJ/mol B. 使用催化剂可降低反应Ⅲ的ΔH3 C. H2的标准燃烧热为242 kJ/mol D. 如图所示，当反应温度高于590 ℃时丁烯的产率降低，则可能的原因是丁烷高温裂解生成短链烃类 7. 电解原理具有广泛的应用。下列关于图示四个装置的叙述错误的是(　　) 甲 乙 丙 丁 A. 装置甲可以在铁钉上镀铜 B. 若装置乙可以电解精炼铜，则X电极为纯铜 C. 装置丙的a端产生Cl2 D. 装置丁可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色 8. [2025南通期中]已知25 ℃时，某些物质的燃烧热数据如表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C(金刚石，s) CH4(g) 燃烧热ΔH/(kJ/mol) －285.8 －393.5 －395.0 －890.3 下列热化学方程式书写正确的是(　　) A. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ/mol B. CH4(g)===C(石墨，s)＋2H2(g)　ΔH＝＋74.8 kJ/mol C. C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝－1.5 kJ/mol D. CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ/mol 9. 镁和卤素单质(X2)反应的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A. 热稳定性：MgF2＞MgCl2＞MgBr2＞MgI2 B. 标准状况下22.4 L F2(g)与足量的Mg充分反应，吸热1 124 kJ C. 工业上可用电解饱和MgCl2溶液的方法冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量 D. 由图可知，MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)　ΔH＝－117 kJ/mol 10. [2025泰州中学期中]某乙烯燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A. 放电时，电子由电极b经外电路流向电极a B. 电极a的反应式为CH2===CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋ C. 当有0.2 mol H＋通过质子交换膜时，电极b表面理论上消耗O2的体积为1.12 L D. 验证生成CH3CHO的操作：取反应后的左室溶液，加入新制Cu(OH)2，加热，观察现象 11. [2025徐州期末]新型FeCl3/FeCl2Cl2双膜二次电池放电时的工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A. X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜 B. 放电时，N极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－ C. 充电时，M极应与电源的负极相连 D. 充电时，总反应为2FeCl32FeCl2＋Cl2↑ 12. [2025连云港东海高中月考]“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为下列说法错误的是(　　) A. 相同电量下，H2理论产量是传统电解水的1.5倍 B. 阴极反应式：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C. 电解时，OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动 D. 阳极反应式：2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑ 13. [2025连云港期末]电解法制备CeO2超细粉体的装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A. b为直流电源的正极 B. 电解生成1 mol CeO2时，理论上需通入5.6 L O2 C. 电解时，阳极反应式：Ce3+＋4OH－＋e－===CeO2＋2H2O D. 电解一段时间后电解质溶液pH减小 二、 非选择题(本题包括4小题，共61分) 14. (15分)[2025苏州中学期中]捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。 (1) 国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－270 kJ/mol。几种化学键的键能如表所示，则a＝________。 化学键 C—H H—H O—H C===O 键能/(kJ/mol) 413 436 a 745 (2) 将CO2还原为CH4，是实现CO2资源化利用的有效途径之一，装置如图1所示。 图1 ①H＋的移动方向为________(填“自左至右”或“自右至左”)；d极反应式为________________________。 ②若电源为CH3OH­O2­KOH清洁燃料电池，当消耗1 mol CH3OH时，离子交换膜中通过________mol H＋，该清洁燃料电池中的正极反应式为______________________________。 (3) CO2催化加氢是资源化利用CO2的途径之一。甲烷水蒸气催化重整是制取高纯氢的方法之一，反应器中主要反应：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH。 反应器中还存在如下反应： ⅰ. CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1＝a kJ/mol ⅱ. CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝b kJ/mol ⅲ. CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3＝c kJ/mol 利用ΔH1、ΔH2、ΔH3，可得反应：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH＝________kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。 (4) 催化电解CO2转化可实现CO2资源化利用。科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池，电池的工作原理如图2。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。生成的Na2CO3固体沉积在Ni碳纳米管电极表面。 图2 ①放电时，ClO移向________(填“Na”或“Ni”)电极。 ②充电时，阳极的电极反应式为_______________________________________ ________________________________。 15. (16分)[2025淮安金湖一中联考]某实验小组同学利用如下装置对电化学原理进行了一系列探究活动。 (1) 甲池装置为________(填“原电池”或“电解池”)。 (2) 甲池反应前两电极质量相等，工作一段时间后，两电极质量相差14 g(Cu—64，Ag—108)，则导线中通过________mol电子。实验过程中，甲池左侧烧杯中NO的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3) 若乙池中为AgNO3溶液，则乙池发生的总反应为_________________ ____________________________。 工作一段时间后，若要使乙池中溶液恢复原浓度，可向溶液中加入____ ___________(填化学式)。 (4) 若乙池中为NaCl溶液，在一定条件下该装置可制备ClO2。已知ClO2易溶于水，可与NaOH发生反应。产生ClO2的电极反应式为________________ ________________________________________________________。 (5) 若将乙池改为电解法提纯粗镓，原理如图所示。 ①粗镓与电源________(填“正”或“负”)极相连。 ②镓在阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO，GaO在阴极放电的电极反应式为______________________________________________。 16. (16分)[2025淮安期中]铜和铁是常见金属。但生铁易生锈，请讨论电化学实验中有关铁的性质。 甲 乙 丙 (1) ①已知甲中总反应为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，右电极产生H2，则甲池中右电极材料为________(填“Fe”或“C”，下同)，左电极材料为________。 ②乙中的电解质为硝酸酸化的AgNO3溶液，现用来电解精炼银，则左电极材料为________(填“粗银”或“纯银”)。 ③装置丙中，易生锈的是________(填“a”或“b”)点，发生________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，其正极反应式为______________________________________。 (2) 如图为保护钢闸门的两种方法，根据所学知识完成下列填空。 丁 戊 ①利用原电池原理保护钢闸门的是________(填“丁”或“戊”)，在此过程中________(填“Fe”“Zn”或“辅助阳极”)失电子。 ②装置戊中通电后，电子流向________(填“钢闸门”或“辅助阳极”)。 17. (14分)对二氧化碳转化的研究有利于探索碳达峰、碳中和的实现路径。 (1) 以CO2和H2为原料通过两步反应可合成乙烯，反应 Ⅰ 为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝a kJ/mol。反应Ⅱ的能量变化如图1。写出CO2和H2合成乙烯的热化学方程式：______________________________________。　 图1 (2) 电化学还原CO2可将其转化为CH4、C2H4、C3H6等，实现对CO2的综合利用。在酸性条件下电化学还原CO2的装置如图2所示。 图2 ①CO2转化为C3H6的电极反应式为__________________________________。 ②电解过程中阳极室和阴极室使用质子交换膜隔开，其作用除了可以维持两室的电荷平衡外，还有_____________________________________________。 (3) 当pH＝1时，向阴极室加入KCl溶液，电化学还原CO2过程中，CH4(其他含碳产物未标出)和H2的法拉第效率随KCl溶液浓度的变化如图所示。已知：法拉第效率FE(B)%＝×100%。 图3 ①当c(KCl)＝3 mol/L时，阳极每产生标准状况下44.8 L O2，阴极产生CH4的物质的量为________。 ②结合图3所示变化规律，KCl溶液的作用可能为____________________ ___________________________。 ③电化学还原CO2时，电极纳米材料内部的孔通道数量与纳米材料的粒子粒径成正比。在相同条件下，电解得到部分还原产物的FE%随粒子粒径大小的关系如图4所示。随着粒子粒径的不断增大，碳氢化合物的法拉第效率逐渐升高的原因是________________________________________________________。 图4 答案与解析 1. A　光伏发电系统工作时，可将光能转化为电能，A错误。 2. D　正极发生得电子的还原反应，A、B错误；电解精炼铜时，阳极(粗铜)溶解的金属有Cu及比Cu活泼的杂质(如Zn、Fe等)，C错误。 3. D　Cu电极不参与反应，总反应为Fe＋2Fe3+===3Fe2+，A错误；电子在导线中流动，不流经电解质溶液，B错误；电镀时，待镀铁件作阴极，铜作阳极，C错误。 4. C　碳的燃烧热的热化学方程式中应该生成 CO2(g)，A错误；能量越低越稳定，金刚石的能量高于石墨，故石墨比金刚石稳定，B错误；醋酸为弱电解质，电离需要吸热，故反应热ΔH>－57.3 kJ/mol，C正确；可逆反应不能完全转化，转移电子的数目小于4×6.02×1023，D错误。 5. A　装置②为电解池，Cu与电源正极相连，作阳极，优先失电子被氧化为Cu2+，无气体产生，B错误；电解精炼铜时，阳极(粗铜)溶解的金属有Cu及比Cu活泼的杂质(如Zn、Fe等)，阴极只析出Cu，因相对原子质量有差异，故阳极质量变化与阴极质量变化不相等，C错误；在铁质物体表面镀铜时，电解质溶液可使用CuSO4溶液，D错误。 6. D　根据盖斯定律，反应Ⅲ＝反应Ⅰ－反应Ⅱ，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－119 kJ/mol－(－242 kJ/mol)＝＋123 kJ/mol，A错误；催化剂只能改变反应的活化能，进而改变反应的速率，但不能改变反应的ΔH，B错误；H2的标准燃烧热的热化学方程式中应该生成H2O(l)，C错误。 7. D　装置丁有外接电源，为电解池，但铁作阴极，该电极上发生得电子的还原反应，Fe不溶解，D错误。 8. B　H2的燃烧热的热化学方程式中应该生成H2O(l)，A错误；CH4(g)===C(石墨，s)＋2H2(g)　ΔH＝CH4的燃烧热－C(石墨，s)的燃烧热－2倍的H2(g)的燃烧热＝(－890.3＋393.5＋2×285.8) kJ/mol＝＋74.8 kJ/mol，B正确；C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝C(石墨，s)的燃烧热－C(金刚石，s)的燃烧热＝(－393.5＋395.0) kJ/mol＝＋1.5 kJ/mol，C错误；CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝CH4的燃烧热－CO的燃烧热，CO的燃烧热未知，故不能计算出该反应的ΔH，D错误。 9. A　能量越低越稳定，结合图像知，热稳定性MgF2＞MgCl2＞MgBr2＞MgI2，A正确；由图可知，F2(g)和镁的反应为放热反应，需要放热，B错误；电解饱和MgCl2溶液不能制得金属Mg，C错误；Br2(l)的相对能量未知，不能计算出MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)的ΔH，D错误。 10. B　通入O2的电极b是正极，是电子流向的一极，A错误；气体所处的状况未知，不能利用 22.4 L/mol 进行计算，C错误；用新制Cu(OH)2检验CH3CHO，需要在碱性条件下反应，故加入新制Cu(OH)2之前，需要先调节溶液至碱性，D错误。 11. A　由放电时Fe2+→Fe3+、Cl2→2Cl－知，M极为失电子的一极，作负极，N极为得电子的一极，作正极，该装置可以淡化NaCl浓溶液，由阳离子移向正极(N极)区、阴离子移向负极(M极)区知，X为阴离子交换膜，Y为阳离子交换膜，A错误。 12. A　由题给部分反应机理知，b极虽是阳极，但能产生H2，a极是阴极，也能产生H2，每转移2 mol电子会产生2 mol H2，但电解水时，每转移2 mol电子只能产生1 mol H2，故相同电量下，H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；H2O在阴极上得电子生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B正确；电解时，阴离子移向阳极，即OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动，C正确；HCHO在阳极上失电子生成HCOO－，同时伴随H2生成，故电极反应式为2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑，D正确。 13. D　石墨电极上通入O2，发生得电子的还原反应，故石墨为电解池的阴极，与直流电源的负极相连，故b为直流电源的负极，A错误；气体所处的状况未知，不能利用22.4 L/mol进行计算，B错误；电解时，阳极发生失电子的氧化反应，应该“－e－”，C错误；电解总反应为4Ce3+＋O2＋12OH－4CeO2＋6H2O，电解一段时间后，H2O的量增加，OH－的量减少，故电解质溶液pH减小，D正确。 14. (1) 463　(2) ①自左至右 CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O　②6 O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(3) a－b－c (4) ①Na　②C－4e－＋2Na2CO3===4Na＋＋3CO2↑ 解析：(1) ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，则ΔH＝(2×745＋4×436－413×4－4a)kJ/mol＝－270 kJ/mol，解得a＝463。(2) ②碱性条件下，CH3OH转化为CO，C元素化合价由－2升高到＋4，化合价升高6价，由电荷守恒知，当消耗1 mol CH3OH时，离子交换膜中通过6 mol H＋。(3) 根据盖斯定律，ⅰ－ⅱ－ⅲ可得目标热化学方程式，故其ΔH＝(a－b－c) kJ/mol。(4) 由3CO2＋4Na2Na2CO3＋C知，Na元素化合价升高，Na作负极，放电时，阴离子移向负极，故ClO移向Na电极。 15. (1) 原电池　(2) 0.1　增大 (3) 4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑　Ag2O (4) Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ (5) ①正　②GaO＋3e－＋2H2O===Ga＋4OH－ 解析：(2) 甲池中总反应为2Ag＋＋Cu===Cu2+＋2Ag，转移2 mol 电子时，两电极质量相差2×108 g－(－64 g)＝280 g，当两电极质量相差14 g，导线中通过电子的物质的量＝×2 mol＝0.1 mol。阴离子移向原电池的负极区，故盐桥中的NO向左池(即负极区)迁移，甲池左侧烧杯中NO的浓度增大。(5) ①电解精炼镓时，粗镓作阳极，粗镓与电源正极相连。 16. (1) ①C　Fe　②粗银 ③a　吸氧　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2) ①丁　Zn　②钢闸门 解析：(1) ①原电池中产生H2的电极是正极，较不活泼的一极，则甲池中右电极材料为C，左电极材料为Fe。②左电极与电源正极相连，作阳极，电极材料应该是粗银。 17. (1) CO2(g)＋3H2(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(a＋b－c)kJ/mol (2) ①3CO2＋18e－＋18H＋===C3H6＋6H2O ②防止阳极产生的氧气进入阴极室内氧化CO2的还原产物，防止阴极CO2还原产物进入阳极室内 (3) ①0.2 mol　②KCl的浓度大于1 mol/L时，KCl抑制了阴极产生H2，提高了CO2电化学还原生成CH4的选择性　③随着粒子粒径增大，内部的孔通道逐渐增多，有利于电解过程中的电子传递，能使被还原的物质进一步还原，所以随着粒子粒径不断增大，碳氢化合物的法拉第效率逐渐升高 解析：(1) 反应 Ⅱ 为CO(g)＋2H2(g)===C2H4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－(c－b)kJ/mol，根据盖斯定律，反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得目标热化学方程式，则其ΔH＝(a＋b－c)kJ/mol。(2) ②电解过程中，阳极上失电子生成O2和H＋，CO2的还原产物能被O2氧化，故电解过程中阳极室和阴极室使用质子交换膜隔开，防止阴极CO2还原产物进入阳极室内。(3) ①阳极的反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极产生标准状况下44.8 L O2，即生成2 mol O2时，转移电子总数为8 mol，当c(KCl)＝3 mol/L时，由图可知，FE(CH4)%＝20%，则生成甲烷所用的电子数为1.6 mol，根据阴极电极方程式CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，生成甲烷物质的量为0.2 mol。②KCl的浓度大于1 mol/L时，KCl抑制了阴极产生H2，提高了CO2电化学还原生成CH4的选择性。③纳米材料内部的孔通道数量与纳米材料的粒子粒径成正比，随着粒子粒径增大，内部的孔通道逐渐增多，有利于电解过程中的电子传递，能使被还原的物质进一步还原，故随着粒子粒径不断增大，碳氢化合物的法拉第效率逐渐升高。 学科网（北京）股份有限公司 $