内容正文:
实战
实战高考·化学
代表过渡态,IM表示中间产物)。催化剂
主要降低反应历程中第
步的能垒
(填序号)。
500
430.2
400
TS2
TS3
310.0
329.6
TS4
300
2852
200
209.4
185.1
100
IMI
IM2
0
C0(g+2H2(g
-100
-36.2
IM3
-200
①
②
③
④
反应历程
(2)已知:X的选择性
S(X)=
n(生成X消耗的C0)×100%。将3mol
n(参与反应的CO2)
H2和1 mol CO2充入密闭恒压容器中进
行上述反应,平衡时,CO2转化率α(CO2)、
CHOH选择性S1、CO选择性S2随温度
的变化关系如图所示。则图中表示S变
化的曲线是
(填标号);当温度高
于270℃时,α(CO2)逐渐增大的原因是
别人考什☑
高考全
真题精练
1.(2025湖北,12,3分)某电池的正极材料为
LiFePO4,负极材料为嵌锂石墨。利用人工
智能筛选出的补锂试剂LiSO2CF3,能使失
活的电池再生并延长寿命,且保持电池原结
构。将LiSO2CF3注入电池后充电补锂,过
程中[SO2CF3]-转化为气体离去。下列有
关充电补锂的说法错误的是()
A.[SO2CF3]-在阳极失去电子
B.生成气体中含有氟代烃
C,过程中铁元素的价态降低
86
条件不变,原料气中增加
0.4 mol CO(g),在某温度下达到平衡,测
得a(CO2)=0.1,n(CH3OH)=0.35,则
n(CO)=
mol。
100
80
60
40
20
0
150
200250270300
350温度/℃
(3)一定条件下,将3molH2和1molC02
充入恒容密闭容器中发生上述反应。不同
时间容器内的压强见下表,平衡时测得体
系内C0的摩尔分数为10%。
t/min
0
10
15
20
25
p/kPa
6.05.555.24.954.84.8
该温度下反应Ⅲ的平衡常数K。=
kPa2(列出计算式即可)。
国视野
答案:P424
D.[SO2CF3]-反应并离去是该电池保持原
结构的原因
2.(2025河北,10,3分)科研工作者设计了一
种用于废弃电极材料Li CoO2(x<1)再锂
化的电化学装置,其示意图如下:
A B-
直流电源
0
Li,CoO2
LiSO
Pt
电
电极
溶液
贵
已知:参比电极的作用是确定Li,CoO2再锂
化为LiCoO2的最优条件,不干扰电极反应。
下列说法正确的是(
)
A.Li,CoO2电极上发生的反应:Li,CoO2+
xe-+xLi+-LiCoOz
B.产生标准状况下5.6LO2时,理论上可
转化1已2mol的1i.Co0
C.再锂化过程中,SO}向Li.CoO2电极迁移
D.电解过程中,阳极附近溶液pH升高
3.(2025湖北,15,3分)某电化学制冷系统的
装置如图所示。[Fe(H2O)6]3+和
[Fe(H2O)6]2+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(①→②→③→④→①)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。下列描述错
误的是(
)
热交换区域Ⅱ
00
①
子
Fe(H,O)
[Fe(H2O)P
电
Fe(H,O)P
隔
Fe(H,O)P
板
③@
②
泵
热交换区域I
电源
A.阴极反应为[Fe(H2O)6]3++e
[Fe(H2O)6]2+
B.已知②处的电解液温度比①处的低,可
推断[Fe(H2O)6]+比[Fe(H2O)6]3+
稳定
C.多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的
热交换
D.已知电子转移过程非常快,物质结构来
不及改变。热效应主要来自于电子转
O专题6化学反应与能量转化
移后[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+
离子结构的改变
4.(2025广东,14,4分)一种高容量水系电池
示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上MnO2
减少;电极材料每转移1mol电子,对应的
理论容量为26.8A·h。下列说法错误的
是(
S/MnS
MnO,
离子交换膜
MnSO.
MnSO
溶液
溶液
A.充电时Ⅱ为阳极
B.放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C.放电时负极反应为MnS-2e一S+Mn2
D.充电时16gS能提供的理论容量为
26.8A·h
5.(2025广东,16,4分)某理论研究认为燃料
电池(图b)的电极I和Ⅱ上所发生反应的
催化机理示意图分别如图a和图c,其中O2
获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理
论上(
气体
气体
H,0
0,+H+e
质子交换膜
b
H'te
H'+e
87
实战
实战高考·化学
A.负极反应的催化剂是ⅰ
B.图a中,i到iⅱ过程的活化能一定最低
C.电池工作过程中,负极室的溶液质量保
持不变
D.相同时间内,电极I和电极Ⅱ上的催化
循环完成次数相同
6.(2024浙江,13,3分)金属腐蚀会对设备产
生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环
境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防
腐措施示意图:
钢闸门
(阴极)
海水
牺牲阳极
甲
e-2+
e
钢闸门
(阴极
海水
铺助阳极
之
下列说法正确的是(
A图甲、图乙中,阳极材料本身均失去电子
B.图乙中,外加电压偏高时,钢闸门表面可
发生反应:O2+2H20十4e—40H
C.图乙中,外加电压保持恒定不变,有利于
提高对钢闸门的防护效果
D.图甲、图乙中,当钢闸门表面的腐蚀电流
为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应
7.(2024新课标,6,6分)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
88
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)
控
传感
纳米P/导电聚合物
纳米CuO/导电聚合物
、器
葡萄糖酸
(C6H1202)
Cu,O
血液
0
00
0
Cuo
OH
80.99
9
葡萄糖
电池工作时,下列叙述错误的是(
)
A.电池总反应为2C6H2O6+O2
2C6H12O2
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l8mg葡萄糖,理论上a电极有
0.4mmol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
8.(2024湖北,14,3分)我国科学家设计了一
种双位点PbCu电催化剂,用H2C2O4和
NH2OH电化学催化合成甘氨酸,原理如
图,双极膜中H2O解离的H+和OH在电
场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液
中,甲醛转化为HOCH2O,存在平衡
HOCH2 O+OH-[OCH2O]2+
H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为
[OCH2O]2--e=HCOO+H·。下
列说法错误的是(
0
OH
电源
HO
0
门PbCu
Cu
0
HO
HCOO-
HO
HCHO
0
HO
CuHS0,·K,S0,
OH
KOH
溶液
溶液
HO
N'H
双极膜
A.电解一段时间后阳极区c(OH)减小
B.理论上生成1molH3N+CH2COOH双
极膜中有4molH2O解离
C.阳极总反应式为2HCHO-2e+4OH
-2HCOO-+H2+2H2O
D.阴极区存在反应H2C2O4十2e十2H+-
OHC-COOH+H2O
9.(2023全国甲,6,6分)用可再生能源电还原
C○2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()
太阳能
于交换膜
能
溶液
源
C2H4、CH,0H
风能
A.析氢反应发生在IrOz-Ti电极上
B.CI-从Cu电极迁移到IrO.一Ti电极
C.阴极发生的反应有2CO2+12H++12e
=C2H4+4H2O
D.每转移1mol电子,阳极生成11.2L气
体(标准状况)
10.(2023全国乙,12,6分)室温钠一硫电池被
认为是一种成本低、比能量高的能源存储
系统。一种室温钠一硫电池的结构如图所
示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个
电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素
纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生
O专题6化学反应与能量转化
反应:2s十e一号,等十e一
$,2Na*+晋¥+2(1-晋)e
Na2Sr。
钠电极
电解质
硫电极
下列叙述错误的是(
)
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为2Na++S+2e
Na2 S
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导
电性能
11.(2023全国新课标卷,10,6分)一种以V20
和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质
的电池,其示意图如下所示。放电时,Zn+可
插入V2O层间形成Zn.V2O·NHO。下列
说法错误的是(
而放电实绿
充电、0
V205
ZmzV203·nH20
Zn电极
V,0,电极
Zn(CF,S0),水溶液
A.放电时V2O为正极
B.放电时Zn+由负极向正极迁移
C.充电总反应:xZn十V2O5+nH2O
ZnzV2O5·nH2O
D.充电阳极反应:ZnzV2Os·nH2O一
2xe=xZn2++V2Os+nH2O
89答案册
实战高考·化学
高考全
真题精练
①C解析充电时,Li计在阴极得电子生成Li嵌入负极
材料,「SO2CF3]一在阳极失去电子生成气体离去,A正
确;[SO2CF3]-在阳极失去电子,反应为2[SO2CF3]一
2e-—2SO2个十CF3一CF3个,生成的气体中含有氟代
烃CF3一CF3,B正确;充电补锂时阳极反应为
2[SO2CF3]--2e一2SO2个+CF3-CF3↑,不涉及
正极材料反应,铁元素价态不变,C错误;[SO2C℉3]-反
应后离去,维持电池原结构,D正确。
②B解析由装置图可知,该装置中有直流电源,为电解
池,LizCoO2(x<1)转化为LiCoO2过程中,C0元素化合
价由十(4一x)降为十3,LizCoO2得电子发生还原反应,
为阴极,电极反应式为Liz CoO2+(1一x)e一十(1一x)
L计一LiCoO2,Pt电极为阳极,失电子,发生还原反应,
电极反应式为2H20-4e一O2个十4H+,据此回答。
由分析知,Liz CoO2电极上发生的反应:Liz CoO2十
(1一x)e-十(1一x)Li+=LiCoO2,A错误;由电极反应
式可知,产生标准状况下5.6L(即0.25mol)O2时转移
1nol电子,理论上可转化己mol的L.Co0,B正确:
SO子为阴离子,应向阳极移动,即向Pt电极迁移,C错
误;由阳极电极反应式可知,电解过程中,阳极产生H十
消耗H2O,酸性增强,则阳极附近pH降低,D错误。
③B解析由图可知,左侧电极发生反应
[Fe(H2O)6]2+一e-一[Fe(H2O)6]3+,则左侧电
极为阳极,右侧电极反应为[Fe(H2O)6]3++e
[Fe(H2O)6]2+,则右侧电极为阴极,据此解答。由分
析可知,阴极反应为[Fe(H2O)6]3+十e
[Fe(H2O)6]2+,A正确;已知②处的电解液温度比①
处的低,可以推断出[Fe(H2O)6]3++e
[Fe(H2O)6]2+是吸热反应,但无法推断
[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+的稳定性,B错误;
多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流,可阻止热交换,
C正确;题干明确指出电子转移过程非常快,物质结构来
不及改变,这意味着电子转移(即氧化还原反应)本身不
会直接导致结构变化,热效应实际上来源于电子转移完
成后,新生成的离子:[Fe(H2O)6]2+和
[Fe(H2O)6]3+因配位环境或电荷分布变化引起的结
构重组导致热量变化,D正确。
4B解析放电时,电极Ⅱ上MnO2减少,说明MnO2转
424
国视野
化为M2+,化合价降低,发生还原反应,为原电池的正
极,由于电解质溶液为MnSO4,故电解质应为酸性溶液,
正极反应为MnO2+2e+4H+一Mm2++2H2O;则电
极I为原电池负极,MnS失去电子生成S和Mn2+,负极
反应为MnS-2e—S十Mn2+。由分析可知,放电时电
极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;由分析可
知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为MnO2十2e十
4H+—Mn2++2H2O,反应消耗H+,溶液的pH升高,
B错误;由分析可知,放电时电极I为原电池负极,负极反
应为MnS-2e-一S十Mn2+,C正确;根据放电时负极
反应,可知充电时阴极反应为S十Mn2+十2e一MnS,
每消耗16gS,即0.5molS,转移1mol电子,据题意可
知,能提供的理论容量为26.8A·h,D正确。
⑤C解析该燃料电池为氢氧燃料电池,由题图可知该
原电池的电解质溶液呈酸性,氢气发生氧化反应,做负
极,电极方程式为H2一2e一一2H+;氧气发生还原反
应,做正极,电极方程式为O2十4e十4H+一2H2O。
由分析可知,氧气发生还原反应,做正极,正极反应的催
化剂是1,A错误;图a中,i到i过程为O2获得第一个
电子的过程,根据题中信息,O2获得第一个电子的过程
最慢,则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高,B错误;氢气发生
氧化反应,做负极,电极方程式为H2一2e—2H+,同
时,反应过程中负极每失去1个电子,就会有一个H十通过
质子交换膜进入正极室,故电池工作过程中,负极室的溶液
质量保持不变,C正确;由题图a、c可知,氧气催化循环一次
需要转移4个电子,氢气催化循环一次需要转移2个电子,
相同时间内,电极I和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D
错误。
⑥B解析图甲为牺牲阳极法,阳极一般为较活泼金属,其
作原电池的负极,失去电子被氧化;图乙为外加电流法,阳极
材料为辅助阳极,通常是惰性电极,本身不失去电子,电解质
溶液中的阴离子在其表面失去电子,A不正确;图乙中,外加
电压偏高时,钢闸门表面积累的电子很多,除了海水中的
H什放电外,海水中溶解的O2也会竞争放电,故可发生O2十
2HO十4e一4OH一,B正确;图乙当钢闸门表面的腐蚀电
流为零时保护效果最好,腐蚀电流会随着环境的变化而变
化,若外加电压保持恒定不变,则不能保证抵消腐蚀电流,不
利于提高对钢闸门的防护效果,C不正确;图甲、图乙中,当
钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明从牺牲阳极或外加电源
传递过来的电子阻止了Fe一2e一Fe2+的发生,钢闸门不
O实战册参考答案及解析
发生化学反应,但是牺牲阳极上发生了氧化反应,辅助阳极
反应为还原反应,应在阴极上发生反应,即在铜电极上发
上也发生了氧化反应,D不正确。
生反应,故A错误;离子交换膜为质子交换膜,只允许氢
7C解析由题中信息可知,b电极为负极,发生反应
离子通过,C一不能通过,故B错误;水在阳极失去电子发
Cu20+2OH--2e=2Cu0+H2O,然后再发生
生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O
C6H12O6+2CuO=C6H12O7十Cu2O;a电极为正极,发
4eO2个+4H+,每转移1mol电子,生成0.25mol
生反应O2十2H20十4e一4OH,总反应为2C6H12O6
O2,在标准状况下体积为5.6L,故D错误。
十O2一2C6H12O7,A、B正确;根据反应2C6H12O6十O2
0A解析由题意可知放电时硫电极得电子,硫电极为
一2C6H12O可知,1molC6H12O6参加反应时转移
原电池正极,钠电极为原电池负极。充电时为电解池装
2mol电子,18mgC6H2O6的物质的量为0.1mmol,则消
置,阳离子移向阴极,即钠电极,A错误;放电时Na在a
耗18mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2mmol电子流入,
电极失去电子,失去的电子经外电路流向b电极,硫黄粉
C错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故Na十迁移方
在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到
向为b→a,D正确。
Na2Sz,电子在外电路的流动方向为a→b,B正确;由题给
⑧B解析电解过程中,阳极区消耗OH,同时生成
的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为
H2O,故电解一段时间后阳极区c(OH)减小,A正确;
2Na++Ss+2e一NazS.,C正确;炭化纤维素纸中
阴极区的总反应为H2C2O4+HO一N+H3+6e-+6H寸
含有大量的炭,炭具有良好的导电性,可以增强硫电极的
-H3N+CH2COOH+3H2O,1molH2O解离成1mol
导电性能,D正确。
H+和1 mol OH,故理论上生成1 mol H3N+CH2 COOH双
们C解析由题给信息可知,放电时,Zn2+可插入V2O
极膜中有6molH2O解离,B错误;结合装置图,阳极总反应
层间形成ZnzV2O5·nH2O,V2O5发生还原反应,则放电
为2HCHO-2e+4OH--2HCOO+H2个+2HO,C
时V2O为正极,A正确;Zn为负极,放电时Zn失去电子
正确;阴极区Pb电极上发生反应HC2O4十2e-十2H+
变为Zn2+,阳离子向正极迁移,则放电时Zn2+由负极向
OHC-COOH+H2O,D正确。
正极迁移,B正确;电池在放电时的总反应为xZ十V2O5
⑨℃解析由题图可知,该装置为电解池,与直流电源正
十nH2O一ZnzV2O5·nH2O,则其在充电时的总反应
极相连的Ir○z一Ti电极为电解池的阳极,电极反应式为
为ZnzV2O5·nH2O一xZn+V2O5十nHO,C不正确;
2H2O一4e-一O2◆+4H+,铜电极为阴极,电极反应
充电阳极上ZnzV2O5·nH2O被氧化为V2O5,则阳极的
式为2CO2+12H++12e--C2H4+4H2O、2C02+
电极反应为ZnzV2O5·nH20-2xe-xZn2++V2O5
12H++12e-一C2H5OH十3H2O,C正确,电解池工作
十nH2O,D正确。
时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。析氢
专题7
化学反应速率与化学平衡
山东新高考全练
①D解析Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产
解,T3时温度升高,反应有正向进行的趋势,但反应物不
物均为含氟化合物,则其分解产物为NaF(s)和SiF4(g),
足,则3<Kp,C正确;T温度时,Kp=(SF4)=1,温
其分解的化学方程式为Na2 SiF6(s)一2NaF(s)十SiF4(g,
度不变,K。不变,则气体分压不变,仍为平衡状态,反应
根据题图数据分析可知,a线代表NaF(s),b线代表SiF4
速率不变,故逆反应速率不变,D错误。
(g),c线代表Na2SiF6(s)。由各线的走势可知,该反应为
2CD解析由图可知,T1比T2反应速率快,则T1>T2;
吸热反应,温度升高,化学平衡正向移动。a线所示物种
平衡时T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2
为NaF(s),NaF(s)是固相产物,A正确;T1温度时,向容
温度下;由于起始CO2与H2的物质的量之比为1:1,则
器中通入N2,恒容密闭容器的体积不变,各组分的浓度不
达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。根据分析,T1比
变,化学平衡不发生移动,虽然总压变大,但是气相产物
T2反应速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率
分压不变,仍为p1,B正确;T2时,Na2SiF6(s)已完全分
方程知k1>2,A项正确;反应的速率方程为v=
425