第六章 化学反应与能量（综合训练）（天津专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦化学反应与能量核心模块，整合反应热、电化学、催化剂机理等知识点，通过基础辨析与综合应用结合，构建概念-原理-实践的逻辑体系，体现化学观念与科学思维的融合。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|----------|----------|----------| |概念辨析|4题|反应热、焓变等基础概念判断|从能量变化本质（键能）到概念应用（燃烧热、中和热）| |原理应用|5题|原电池/电解池分析、催化剂机理推断|基于电化学原理，结合新型电池（钙-氧气电池）等实际情境| |综合计算|3题|键能计算焓变、混合气体燃烧热计算|运用盖斯定律及燃烧热数据，建立定量关系| |实验探究|2题|中和热测定、电解实验分析|从实验操作到误差分析，体现科学探究与实践能力|

第六章 化学反应与能量 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O16 Mg 24 Cl 35.5 V 51 一、选择题：共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 1．利用太阳光可驱动二氧化碳与水在催化剂作用下合成甲醇。下列说法正确的是 A．该过程实现了电能转化为化学能 B．该反应为吸热反应 C．催化剂能改变该反应的平衡转化率 D．该反应不属于氧化还原反应 2．氢气是清洁能源，其燃烧反应的能量变化是化学研究的重要内容。下列说法正确的是 A．放热反应的ΔH>0，吸热反应的ΔH<0 B．氢气燃烧的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 C．所有化学反应都伴随着能量变化，且能量变化都表现为热量变化 D．1 mol H2与0.5 mol O2反应生成1 mol H2O(g)和生成1 mol H2O(l)，放出的热量相同 3．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是 A．铜作负极被还原 B．银电极的电极反应式为： C．电子从铜片经外电路流向银片 D．向银电极移动 4．燃烧热和中和热是常见的两种反应热，下列说法正确的是 A．已知   ΔH，该式表示Mg的燃烧热为809.7 kJ·mol-1 B．已知  ；  ，则1 mol碳不完全燃烧，产物中CO和CO2体积比为1：2时，放出的热量为225.5 kJ C．已知中和热，即   D．已知  ；  。则HF在水溶液中电离过程的 5．下列说法正确的是 A．由图1可得，1 mol 和1 mol 完全反应放出的能量为180 kJ B．图2可表示与的反应的热量变化 C．利用图3的装置可以测定中和反应的反应热 D．由图4可以写出的热化学方程式：   kJ·mol-1 6．下列关于反应热和焓变的理解正确的是 A．化学反应的焓变都等于反应热 B．焓变单位是，是指1 mol物质参加反应时的能量变化 C．化学反应的反应热都可以通过实验直接测量 D．当反应体系放热(吸热)时，其焓减小(增大)，() 7．我国院士团队研发的离场电催化技术实现了硫化氢的高效全分解，原理如图所示。 下列说法正确的是 A．离子交换膜M为阳离子交换膜 B．电极上发生的反应为 C．处理34 g大约可以回收22.4 L（标准状况）高纯度的 D．吸收塔中发生的反应为 8．钒催化剂催化氧化苯制备苯酚的反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。下列说法错误的是 A．步骤③生成的物质是 B．在催化循环中作催化剂 C．步骤③的活化能关系为 D．步骤①反应为 9．近日，复旦大学科研人员创建出一种新型钙-氧气电池，可在室温条件下充放电，稳定运行700次循环，展现出高安全性、较低成本等优势。最新创建出的钙-氧气电池主要由金属钙电极、碳纳米管—空气电极和有机电解质三个部分组成，工作原理如图所示： 下列说法中错误的是 A．充电时，碳纳米管做阳极 B．放电时，负极电极反应式为： C．以此电池为电源电解精炼铜每生成6.4 g金属铜，正极质量增加7.2 g D．使用有机电解质，可以有效解决电解液易与钙金属负极反应，导致负极失效的问题 10．转化为的反应为  。在有、无催化剂条件下氧化成过程中能量的变化如图所示。450℃、作催化剂时，该反应经两步实现，第一步①：    第二步②：   下列说法正确的是 A． B．无论是否使用催化剂，该反应的焓变均相同 C．作催化剂时，降低了反应的活化能，进而提高反应的平衡转化率 D．作催化剂时，第二步反应速率大于第一步反应速率 11．一种利用、制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．的电势高于的电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．消耗可产生 D．利用该装置制备金属锂可在常温下进行 12．下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是 A．图①，在轮船外壳上镶嵌锌块，可减缓船体的腐蚀速率 B．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀 C．图③，运动器材表面刷油漆可减缓金属腐蚀 D．图④，若金属比活泼，可防止输水管腐蚀 二、非选择题：共4题，共52分。 13．（12分）回答下列问题： (1)如图所示，某反应在不同条件下的反应历程分别为a、b． ①据图可判断出反应物的总键能______(填“”“”或“”，下同)生成物的总键能，则该反应的反应热______0。 ②其中b反应历程采用的条件为______(填序号)。 A．升高温度    B．增大反应物的浓度    C．增大压强    D．使用催化剂 (2)已知拆开键、键、键需要的能量分别为436 kJ、391 kJ和946 kJ，则与反应生成的热化学方程式为______。 (3)在相同温度和压强下，将46 g乙醇分别在纯氧中和空气中完全燃烧，在纯氧中燃烧热为，在空气中燃烧热为，则______(填“”、“”、“”或“无法判断”)。 (4)实验室用盐酸与50 mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定混合液温度升高的情况计算中和反应的反应热。 ①该装置缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为：______。 ②实验室提供了和两种浓度的NaOH溶液，应选择______的溶液进行实验。 ③装置图中碎泡沫塑料所起作用为：______。 (5)向溶液中加入少量水，溶液中数值______(填“增大”、“减小”、“不变”)。 14．（14分）研究反应中的能量变化有利于更好地认识和利用反应。 已知：①几种物质的摩尔燃烧热（298 K，101 kPa）如表所示。 物质 石墨 一氧化碳 氢气 二甲醚 乙烷 甲烷 化学式 C(s) CO(g) H2(g) CH3OCH3(g) C2H6(g) CH4(g) △H/（kJ·mol-1） -393.5 -283 -285.8 -1455 -1560 -890 ②H2O(g)=H2O(l)  。 (1)二甲醚（CH3OCH3）是一种新型燃料，应用前景广阔。写出二甲醚燃烧的热化学方程式：______。若18.6 g由CO和二甲醚组成的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出287 kJ热量，则混合气体中，CO和二甲醚的物质的量之比为_____，该混合气体的平均相对分子质量为_____。 (2)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)   ②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)   反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H-H C-O C≡O H-O C-H E/（kJ·mol-1） 436 343 1076 465 413 由此计算，______kJ·mol-1；反应②中反应物的总能量_______（填“大于”或“小于”）生成物的总能量。 (3)等质量的H2(g)、C(石墨，s)、CH4(g)完全燃烧时放出热量最多的是_____。 (4)根据以上数据计算，CH4(g)=C(石墨，s)+2H2(g)的焓变_____kJ·mol-1。 (5)甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。计算：E=____kJ。 15．（12分）水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能，已知表中所列键能数据，则___________(用小写字母表示)。 化学键 键能 (2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。如图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的___________(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应为___________。 (3)发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知： ① ② 写出气态肼和反应的热化学方程式：___________。 (4)酸溶于水可形成的电子式为___________；由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会对微粒的空间结构产生影响，如中的键角大于中的键角，据此判断和的键角大小：___________(填“>”或“<”)。 (5)已知在酸性介质中能将+6价铬还原成+3价铬。请写出与溶液在酸性条件下反应的离子方程式：___________。 16．（14分）氮及其化合物的转化与应用一直是化工领域重要的研究课题。 (1)以双催化剂可以实现在温和条件下以H2O为氢源合成氨，其反应为：  。其主要过程的催化机理如图1所示(部分微粒未表示)。 ①已知：反应的焓变为，要计算该合成氨反应的焓变，还需要另一个反应___________的焓变(填化学方程式)。 ②使用双催化剂合成NH3时，Au的含量过高和过低都会导致NH3产率降低，可能的原因为：___________。 (2)在室温下用电解法将空气转化为硝酸，其原理如图2所示。 ①阴极石墨棒上O2转化为·OH的电极总反应为___________。 ②H2N2O2是·OH与N2反应生成HNO3的中间产物，其结构式为___________。 ③若将阳极产生的O2通入阴极参与反应，则该电解工艺生成1 mol HNO3最终消耗O2的物质的量为___________。 (3)电解氧化吸收法可将废气中的NO转变为。分别向0.1 mol·L-1 NaCl溶液和0.08mol·L-1 Na2SO4溶液中通入NO，测得电流强度与NO的去除率的关系如图3所示。电解0.1mol·L-1NaCl溶液时，溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图4所示。(已知：的氧化性弱于) ①电解Na2SO4溶液时产生H2O2.H2O2氧化吸收NO的离子方程式为___________。 ②图3中NaCl电解液比Na2SO4电解液的NO去除率大，原因是___________。 ③随着电流强度的增大，电解NaCl溶液时NO去除率下降的原因是___________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 化学反应与能量 高三化学·参考答案 一、选择题：共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B B C D B D C A B B C B 二、非选择题：共4题，共52分。 13．（12分） (1) （1分） （1分） D（1分） (2)  （2分） (3)（1分） (4) 环形玻璃搅拌棒 （1分） 0.55 （2分） 保温、隔热，防止热量损失（2分） (5)不变（1分） 14．（14分） (1) kJ·mol-1 （2分） 5：1 （2分） 31（2分） (2) -99 （2分） 小于（1分） (3)H2（g）（1分） (4)+75.1（2分） (5)3448（2分） 15．（12分） (1)（2分） (2) 负 （1分） ClO-+H2O+2e-=2OH-+Cl（2分）- (3)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝－1096.7kJ·mol－1（2分） (4)     （2分） >（1分） (5)Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O（2分） 16．（14分） (1) （1分） Au含量多，吸附、的活性中心变少，Au含量少，吸附CO的活性中心变少，两者都使反应速率变小，不能保障催化循环顺利进行，从而降低的产率（2分） (2) （2分） H-O-N=N-O-H （1分） 1.25 mol（2分） (3) （2分） 电解氯化钠溶液生成，氧化性强于，而且电解氯化钠溶液生成烧碱，溶液的碱性更强，更有利于NO的去除 （2分） 随着电流强度增大，电流强度大于4时产生的浓度减小，浓度增大，氧化性弱（2分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 化学反应与能量 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O16 Mg 24 Cl 35.5 V 51 一、选择题：共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 1．利用太阳光可驱动二氧化碳与水在催化剂作用下合成甲醇。下列说法正确的是 A．该过程实现了电能转化为化学能 B．该反应为吸热反应 C．催化剂能改变该反应的平衡转化率 D．该反应不属于氧化还原反应 【答案】B 【解析】A．该过程由太阳光驱动，实现的是光能转化为化学能，并非电能转化为化学能，A错误； B．甲醇燃烧生成二氧化碳和水是放热反应，其逆反应即二氧化碳和水合成甲醇的反应为吸热反应，且该反应需要吸收太阳光的能量才能进行，B正确； C．催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡状态，不能改变该反应的平衡转化率，C错误； D．该反应化学方程式为2CO2 + 4H2O2CH3OH + 3O2↑，其中C元素化合价从+4价降低为-2价，部分O元素化合价从-2价升高为0价，存在化合价升降，属于氧化还原反应，D错误； 故答案选B。 2．氢气是清洁能源，其燃烧反应的能量变化是化学研究的重要内容。下列说法正确的是 A．放热反应的ΔH>0，吸热反应的ΔH<0 B．氢气燃烧的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 C．所有化学反应都伴随着能量变化，且能量变化都表现为热量变化 D．1 mol H2与0.5 mol O2反应生成1 mol H2O(g)和生成1 mol H2O(l)，放出的热量相同 【答案】B 【解析】A．放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0， A错误； B．根据盖斯定律，反应热仅取决于体系的始态和终态，与反应路径无关，B正确； C．化学反应伴随能量变化，但能量变化还可能以光、电等形式表现，并非仅热量变化，C错误； D．生成H2O(l)时释放的热量比生成H2O(g)更多（因液态水能量更低），因此放出的热量不同，D错误； 故答案为：B。 3．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是 A．铜作负极被还原 B．银电极的电极反应式为： C．电子从铜片经外电路流向银片 D．向银电极移动 【答案】C 【分析】该装置中，铜易失电子发生氧化反应而作负极；银作正极，正极上银离子得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，溶液中阴离子向负极移动，据此分析作答。 【解析】A．由分析可知，该原电池中铜作负极，发生氧化反应，A错误； B．该原电池中银为正极，银离子在其表面发生还原反应，电极反应式为：，B错误； C．原电池工作时，电子从铜电极经外电路流向银电极，C正确； D．原电池工作时，向铜电极移动，D错误； 故答案选C。 4．燃烧热和中和热是常见的两种反应热，下列说法正确的是 A．已知   ΔH，该式表示Mg的燃烧热为809.7 kJ·mol-1 B．已知  ；  ，则1 mol碳不完全燃烧，产物中CO和CO2体积比为1：2时，放出的热量为225.5 kJ C．已知中和热，即   D．已知  ；  。则HF在水溶液中电离过程的 【答案】D 【解析】A．燃烧热的定义是“在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量”，应该是Mg与氧气的反应，A错误； B．根据盖斯定律可得C(s)+O2(g)=CO2(g)  △H=-393.5 kJ· mol-1，设CO的物质的量为x mol，CO2为2x mol，由碳守恒得，，放出热量为，计算错误，B错误； C．中和热是“生成1 mol H2O时的反应热”，该反应生成2 mol H2O，△H应为-57.3×2 kJ·mol-1=-114.6 kJ·mol-1，C错误； D．HF电离的△H可通过“HF与NaOH反应的△H-HCl与NaOH反应的△H”计算：△H=-67.7 kJ·mol-1-(-57.3) kJ·mol-1=-10.4 kJ·mol-1，D正确； 故选D。 5．下列说法正确的是 A．由图1可得，1 mol 和1 mol 完全反应放出的能量为180 kJ B．图2可表示与的反应的热量变化 C．利用图3的装置可以测定中和反应的反应热 D．由图4可以写出的热化学方程式：   kJ·mol-1 【答案】B 【解析】A．图1中N2和O2反应生成NO，断键吸收能量为946 kJ/mol+498 kJ/mol=1444 kJ/mol，成键放出能量为2×632 kJ/mol=1264 kJ/mol，ΔH=(1444-1264)kJ/mol=+180 kJ/mol，为吸热反应，A错误；   B．图2显示反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，与的反应是吸热反应，B正确；   C．测定中和热需环形玻璃搅拌棒使反应充分，图3装置缺少玻璃搅拌棒，C错误；   D．热化学方程式必须标注各物质聚集状态，D错误；   故选B。 6．下列关于反应热和焓变的理解正确的是 A．化学反应的焓变都等于反应热 B．焓变单位是，是指1 mol物质参加反应时的能量变化 C．化学反应的反应热都可以通过实验直接测量 D．当反应体系放热(吸热)时，其焓减小(增大)，() 【答案】D 【解析】A．只有恒压条件下的反应热才等于焓变，并非所有化学反应的焓变都等于反应热，A错误； B．焓变单位指的是每摩尔按给定反应方程式进行的完整反应对应的能量变化，不是1mol物质参加反应的能量变化，B错误； C．很多反应的反应热无法通过实验直接测量，例如碳不完全燃烧生成一氧化碳的反应热需要通过盖斯定律计算得到，并非所有反应热都能直接测量，C错误； D．，放热反应中体系放出能量，生成物总焓小于反应物总焓，焓减小，；吸热反应中体系吸收能量，生成物总焓大于反应物总焓，焓增大，，D正确； 故选D。 7．我国院士团队研发的离场电催化技术实现了硫化氢的高效全分解，原理如图所示。 下列说法正确的是 A．离子交换膜M为阳离子交换膜 B．电极上发生的反应为 C．处理34 g大约可以回收22.4 L（标准状况）高纯度的 D．吸收塔中发生的反应为 【答案】C 【分析】由图可得，太阳能电池为电源，与X区、Y区构成电解池，电解池左右两边分别为吸收塔、催化塔，吸收塔中氧化生成、、H+，催化塔中还原生成和，所以X区中Fe2+转化为Fe3+，发生氧化反应，Pt1是阳极，Y区中V 3+转化为V2+，发生还原反应，Pt2是阴极。 【解析】A．X区（阳极）发生反应，仅需要从X区迁移到Y区平衡电荷；若M为阳离子交换膜，会允许等阳离子也通过，造成原料损失和杂质污染，M为仅允许通过的质子交换膜，不是普通阳离子交换膜，A错误； B．Pt2电极方程式为：，B错误； C．34 g H2​S的物质的量为；依据分析整个装置的总反应为，1 mol H2S分解生成1 mol H2，标准状况下1 mol气体体积为，C正确； D．为弱电解质，离子方程式中化学式不能拆分，故吸收塔中发生的反应为，D错误； 故选C。 8．钒催化剂催化氧化苯制备苯酚的反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。下列说法错误的是 A．步骤③生成的物质是 B．在催化循环中作催化剂 C．步骤③的活化能关系为 D．步骤①反应为 【答案】A 【解析】A．X为，步骤②的产物经步骤③失去一个氢，且被还原为，失去一个氧，故Z是，A错误； B．由图可知先参与反应后生成，物质的量不变，故是催化剂，B正确； C．步骤③为放热反应，故反应物总能量高于生成物总能量，故活化能关系为，C正确； D．由图可知被氧化为，转化为和，则步骤①反应为，D正确； 故答案选A。 9．近日，复旦大学科研人员创建出一种新型钙-氧气电池，可在室温条件下充放电，稳定运行700次循环，展现出高安全性、较低成本等优势。最新创建出的钙-氧气电池主要由金属钙电极、碳纳米管—空气电极和有机电解质三个部分组成，工作原理如图所示： 下列说法中错误的是 A．充电时，碳纳米管做阳极 B．放电时，负极电极反应式为： C．以此电池为电源电解精炼铜每生成6.4 g金属铜，正极质量增加7.2 g D．使用有机电解质，可以有效解决电解液易与钙金属负极反应，导致负极失效的问题 【答案】B 【分析】据图可知，放电时，碳纳米管—空气电极处产物应为，故放电时负极(金属钙电极)反应式为：，正极(碳纳米管—空气电极)反应式为：，有机电解质的作用是提供钙离子迁移的通道，放电时向正极迁移。 【解析】A．充电时，碳纳米管电极为阳极，A正确； B．放电时，负极电极反应式为，B错误； C．以此电池为电源电解精炼铜，每生成6.4 g金属铜(0.1 mol)时，电路中迁移0.2 mol电子，电池正极生成，故质量增加7.2 g，C正确； D．使用有机电解质，可以有效解决电解液易与钙金属负极反应，导致负极失效的问题，D正确。 故选B。 10．转化为的反应为  。在有、无催化剂条件下氧化成过程中能量的变化如图所示。450℃、作催化剂时，该反应经两步实现，第一步①：    第二步②：   下列说法正确的是 A． B．无论是否使用催化剂，该反应的焓变均相同 C．作催化剂时，降低了反应的活化能，进而提高反应的平衡转化率 D．作催化剂时，第二步反应速率大于第一步反应速率 【答案】B 【解析】A．根据盖斯定律，总反应可由反应①反应②得到，故，代入数据得，，A错误； B．焓变只由反应物和生成物的总能量差决定，催化剂仅改变反应路径，不改变反应的焓变，B正确； C．催化剂降低反应活化能，可加快反应速率，但不改变平衡状态，无法提高反应的平衡转化率，C错误； D．反应活化能越大，反应速率越慢，由图可知第二步反应的活化能高于第一步，故第二步反应速率小于第一步，D错误； 故选B。 11．一种利用、制备金属锂的装置如图所示。下列说法正确的是 A．的电势高于的电势 B．隔膜为阴离子交换膜 C．消耗可产生 D．利用该装置制备金属锂可在常温下进行 【答案】C 【分析】据图可知，有外接电源，所以该装置为电解池，在该电解池中，根据由左向右移动可知，M为阳极，电极反应：；N为阴极，电极反应：。 【解析】A．由分析知，M为阳极、N为阴极，所以a为电源正极、为电源的负极，a的电势高于b的电势，A错误； B．电解过程中，阳极区的需要通过隔膜向阴极区移动，补充阴极区参与反应的，因此隔膜为阳离子交换膜，不是阴离子交换膜，B错误； C．由电极反应式可知，产生，即，转移，产生0.1 mol Cl2，电解池左侧的反应为，0.1 mol Cl2消耗，即， C正确； D．金属是活泼碱金属，常温下为固体、不导电无法电解，且会与水剧烈反应，因此该电解过程需要在高温熔融状态下进行，D错误； 故选C。 12．下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是 A．图①，在轮船外壳上镶嵌锌块，可减缓船体的腐蚀速率 B．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀 C．图③，运动器材表面刷油漆可减缓金属腐蚀 D．图④，若金属比活泼，可防止输水管腐蚀 【答案】B 【解析】A．该方法为牺牲阳极的阴极保护法，锌活泼性强于铁，锌优先被腐蚀从而保护船体，可减缓船体的腐蚀速率，A正确； B．外加电流法中，若将钢闸门与电源正极相连，钢闸门作阳极，会加速失去电子被氧化，反而加快腐蚀，不能防止钢闸门腐蚀，B错误； C．运动器材表面刷油漆可以隔绝金属与氧气、水等腐蚀介质接触，可减缓金属腐蚀，C正确； D．若金属比活泼，形成原电池时作负极被腐蚀，钢铁输水管作正极被保护，可防止输水管腐蚀，D正确； 故选B。 二、非选择题：共4题，共52分。 13．（12分）回答下列问题： (1)如图所示，某反应在不同条件下的反应历程分别为a、b． ①据图可判断出反应物的总键能______(填“”“”或“”，下同)生成物的总键能，则该反应的反应热______0。 ②其中b反应历程采用的条件为______(填序号)。 A．升高温度    B．增大反应物的浓度    C．增大压强    D．使用催化剂 (2)已知拆开键、键、键需要的能量分别为436 kJ、391 kJ和946 kJ，则与反应生成的热化学方程式为______。 (3)在相同温度和压强下，将46 g乙醇分别在纯氧中和空气中完全燃烧，在纯氧中燃烧热为，在空气中燃烧热为，则______(填“”、“”、“”或“无法判断”)。 (4)实验室用盐酸与50 mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定混合液温度升高的情况计算中和反应的反应热。 ①该装置缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为：______。 ②实验室提供了和两种浓度的NaOH溶液，应选择______的溶液进行实验。 ③装置图中碎泡沫塑料所起作用为：______。 (5)向溶液中加入少量水，溶液中数值______(填“增大”、“减小”、“不变”)。 【答案】(1) D (2)   (3) (4) 环形玻璃搅拌棒 0.55 保温、隔热，防止热量损失 (5)不变 【解析】（1）①从能量变化图像中能看到，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应为放热反应，因此；反应物的总键能小于生成物的总键能； 催化剂能降低反应的活化能，且不会改变反应的焓变；b的反应历程中，反应的活化能低于a，但反应的始态和终态没有发生变化，这是使用催化剂的特征；升高温度、增大反应物浓度、增大压强都会改变反应的速率或平衡状态，和图像中的变化不符，因此选D； （2）合成氨反应：  ；反应的焓变反应物的键能总和生成物的键能总和；反应物键能总和：；生成物键能总和：，；因此反应的热化学方程式为：  ； （3）燃烧热的定义是：1 mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定氧化物时所放出的热量，燃烧热的数值只与反应物和生成物的状态有关，与燃烧的环境无关；46 g乙醇的物质的量为1 mol，在纯氧和空气中完全燃烧的生成物均为和，因此燃烧热； （4）①中和热测定实验中，需要用环形玻璃搅拌棒搅拌混合液，使酸和碱充分反应，保证温度测量的准确性； ②为了保证盐酸完全被中和，需要让NaOH溶液稍过量，因此应选择溶液； ③碎泡沫塑料具有保温、隔热的作用，能够减少实验过程中热量的散失，让测得的温度变化更接近真实的反应热情况； （5）醋酸的电离平衡为：，同时存在水的电离：，，该式中分子、分母同乘以，整理后得到溶液中，由于、均为温度的函数，温度不变，比值不变。 14．（14分）研究反应中的能量变化有利于更好地认识和利用反应。 已知：①几种物质的摩尔燃烧热（298 K，101 kPa）如表所示。 物质 石墨 一氧化碳 氢气 二甲醚 乙烷 甲烷 化学式 C(s) CO(g) H2(g) CH3OCH3(g) C2H6(g) CH4(g) △H/（kJ·mol-1） -393.5 -283 -285.8 -1455 -1560 -890 ②H2O(g)=H2O(l)  。 (1)二甲醚（CH3OCH3）是一种新型燃料，应用前景广阔。写出二甲醚燃烧的热化学方程式：______。若18.6 g由CO和二甲醚组成的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出287 kJ热量，则混合气体中，CO和二甲醚的物质的量之比为_____，该混合气体的平均相对分子质量为_____。 (2)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)   ②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)   反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H-H C-O C≡O H-O C-H E/（kJ·mol-1） 436 343 1076 465 413 由此计算，______kJ·mol-1；反应②中反应物的总能量_______（填“大于”或“小于”）生成物的总能量。 (3)等质量的H2(g)、C(石墨，s)、CH4(g)完全燃烧时放出热量最多的是_____。 (4)根据以上数据计算，CH4(g)=C(石墨，s)+2H2(g)的焓变_____kJ·mol-1。 (5)甲烷与氧气反应过程中的能量变化如图所示。计算：E=____kJ。 【答案】(1) kJ·mol-1 5：1 31 (2) -99 小于 (3)H2（g） (4)+75.1 (5)3448 【解析】（1）二甲醚的摩尔燃烧热为 ，其燃烧的热化学方程式为：；设的物质的量为，的物质的量为，根据题意：，，解得 ，，故；混合气体的平均相对分子质量； （2）反应①的焓变： ，反应②，根据题干数据可列式： i. ； ii. ； iii. ； 目标反应②可通过ii -i -iii 得到，故，为吸热反应，故反应物总能量小于生成物总能量； （3）等质量（1 g）的 、、 完全燃烧放出的热量分别为：：，：，：，故放出热量最多的是； （4）已知：① ② ③ 根据盖斯定律，等于①-②-③×2，故 ，； （5），由能量变化图可知： 。 15．（12分）水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能，已知表中所列键能数据，则___________(用小写字母表示)。 化学键 键能 (2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。如图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的___________(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应为___________。 (3)发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知： ① ② 写出气态肼和反应的热化学方程式：___________。 (4)酸溶于水可形成的电子式为___________；由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会对微粒的空间结构产生影响，如中的键角大于中的键角，据此判断和的键角大小：___________(填“>”或“<”)。 (5)已知在酸性介质中能将+6价铬还原成+3价铬。请写出与溶液在酸性条件下反应的离子方程式：___________。 【答案】(1) (2) 负 ClO-+H2O+2e-=2OH-+Cl- (3)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝－1096.7kJ·mol－1 (4)     > (5)Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 【解析】（1）的反应物总键能-生成物的总键能=()； （2）E电极上Mg→Mg(OH)2，发生氧化反应，E为该燃料电池的负极；F是正极，F电极上的电极反应为ClO-+H2O+2e-=2OH-+Cl-； （3）根据盖斯定律②×2－①得2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-543kJ·mol-1×2-10.7kJ·mol-1=-1096.7kJ·mol-1； （4） 的电子式为 ；H3O+和H2O中中心原子O的价层电子对数都为4，中O有1对孤电子对，中O有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力，水中键角被压缩程度更大，故和的键角大小：>； （5）该反应中，铬元素的化合价从+6价降低为+3价，被还原，铁元素的化合价从+2价升高为+3价，被氧化，1mol得到6mol电子，1molFe2+失去1mol电子，根据电子守恒可确定与Fe2+的化学计量数分别是1和6，再根据电荷守恒和原子守恒确定其它粒子的化学计量数，所以与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。 16．（14分）氮及其化合物的转化与应用一直是化工领域重要的研究课题。 (1)以双催化剂可以实现在温和条件下以H2O为氢源合成氨，其反应为：  。其主要过程的催化机理如图1所示(部分微粒未表示)。 ①已知：反应的焓变为，要计算该合成氨反应的焓变，还需要另一个反应___________的焓变(填化学方程式)。 ②使用双催化剂合成NH3时，Au的含量过高和过低都会导致NH3产率降低，可能的原因为：___________。 (2)在室温下用电解法将空气转化为硝酸，其原理如图2所示。 ①阴极石墨棒上O2转化为·OH的电极总反应为___________。 ②H2N2O2是·OH与N2反应生成HNO3的中间产物，其结构式为___________。 ③若将阳极产生的O2通入阴极参与反应，则该电解工艺生成1 mol HNO3最终消耗O2的物质的量为___________。 (3)电解氧化吸收法可将废气中的NO转变为。分别向0.1 mol·L-1 NaCl溶液和0.08mol·L-1 Na2SO4溶液中通入NO，测得电流强度与NO的去除率的关系如图3所示。电解0.1mol·L-1NaCl溶液时，溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图4所示。(已知：的氧化性弱于) ①电解Na2SO4溶液时产生H2O2.H2O2氧化吸收NO的离子方程式为___________。 ②图3中NaCl电解液比Na2SO4电解液的NO去除率大，原因是___________。 ③随着电流强度的增大，电解NaCl溶液时NO去除率下降的原因是___________。 【答案】(1) Au含量多，吸附、的活性中心变少，Au含量少，吸附CO的活性中心变少，两者都使反应速率变小，不能保障催化循环顺利进行，从而降低的产率 (2) H-O-N=N-O-H 1.25 mol (3) 电解氯化钠溶液生成，氧化性强于，而且电解氯化钠溶液生成烧碱，溶液的碱性更强，更有利于NO的去除 随着电流强度增大，电流强度大于4时产生的浓度减小，浓度增大，氧化性弱 【解析】（1）①该合成氨反应-所给已知反应可得反应：，那么还需要的另一个反应为。 ②结合催化机理可知，为吸附、的活性中心，Au为吸附CO的活性中心。Au含量过高时，占据表面的活性位点，导致吸附、的活性中心减少；Au含量过低时，吸附CO的活性中心不足，两者均会降低反应速率，使催化循环无法顺利进行，最终导致产率降低。 （2）①阴极发生还原反应，由图知，O2得电子转化为过氧化氢，过氧化氢在催化作用下产生·OH，电解质溶液为酸性，结合电荷守恒、原子守恒可得阴极总反应式为。 ②·OH与N2()可发生加成反应生成，故其结构式为。 ③生成1mol时，N元素从0价升高至+5价，共失去5mol电子。O2作为氧化剂，1molO2分子得到4mol电子，根据电子转移守恒，最终消耗O2的物质的量为。 （3）①氧化NO时，O元素从-1价降低至-2价，每个得到2个电子，N元素从+2价升高至+5价，每个NO失去3个电子，根据电子守恒，系数为3，NO系数为2，结合电荷守恒、原子守恒配平得离子方程式为。 ②电解NaCl溶液时，放电生成，的氧化性强于电解溶液生成的，且NaCl溶液电解过程中生成，溶液碱性更强，更有利于NO的吸收与氧化，故NO去除率更高。 ③由图4可知，随着电流强度增大，电流强度大于4A时，浓度逐渐减小，浓度逐渐增大，的氧化性弱于，氧化NO的能力下降，故NO去除率随电流强度增大而降低。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $