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

**基本信息** 以化学反应与能量为核心，整合热化学、电化学及反应机理，通过新情境与新考法实现知识综合应用，培养科学思维与探究能力。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |热化学与能量图像|3题（如第1、4、6题）|反应机理+能量图像、热化学方程式比较|从反应能量变化本质推导机理与图像关系，建立盖斯定律应用逻辑| |电化学原理与应用|8题（如第3、7、12题）|原电池/电解池分析、金属腐蚀与防护、新电池设计|以电极反应为核心，关联离子移动、能量转化，构建电化学装置工作原理模型| |真实情境综合应用|4题（如第15、18、19题）|碳达峰、钛冶炼、丙烷脱氢等工业流程|结合实际生产需求，运用化学观念解决能量转化与物质制备问题，体现科学态度与责任|

第六章 化学反应与能量 （考试时间：90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 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Co 59 一、选择题：共14小题，每小题3分，共42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．【新考法·反应机理 + 能量图像】H2O2是重要的绿色消毒液和氧化剂，研究其分解反应有重要意义。在含有少量I－的溶液中，H2O2分解的机理是：ⅰ．H2O2＋ I－= H2O ＋ IO－；ⅱ．H2O2＋ IO－=H2O ＋ O2↑＋ I－。分解反应过程中能量变化如图所示，下列判断不正确的是 A．I－改变了H2O2分解的路径，曲线②为含有I－的反应过程 B．反应i和ii均为放热过程 C．反应i的反应速率比反应ii慢 D．I－不能改变总反应的能量变化 【答案】B 【详解】A．根据题意得出I－改变了H2O2分解的路径，曲线②为含有I－的反应过程，故A正确； B．曲线②中，根据图中信息得到反应i是反应物质总能量低于生成物总能量，是吸热反应，故B错误； C．根据图中信息反应i的活化能大于反应ii的活化能，因此反应i的反应速率比反应ii慢，故C正确； D．催化剂不能改变反应的活化能，因此I－不能改变总反应的能量变化，故D正确。 综上所述，答案为B。 2．一些常见反应的热化学反应方程式如下： ①   ②   ③   ④   欲利用以上反应设计原电池装置，下列说法正确的是 A．①不可以设计成原电池装置 B．②不可以设计成原电池装置 C．③可以设计成原电池装置 D．④中反应物只有接触才能形成原电池装置 【答案】B 【详解】A．①是自发的氧化还原反应可以设计成燃料电池，故A错误； B．②不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故B正确； C．③是吸热反应，不能设计成原电池，故C错误； D．将铁放入FeCl2溶液中，将FeCl3放入另一个装置中，两个装置之间用盐桥连接，反应物不直接接触，④也可形成原电池，故D错误； 故选B。 3．【新情境·远洋舰船铜镍合金海水腐蚀】（2026·北京海淀·二模）B30铜镍合金的主要成分为Ni(约30%)、Cu(约68%)，该合金在洁净富氧的天然海水中表面会生成薄而致密的钝化膜，常用于制造远洋舰船。使用过程中，钝化膜在多种因素作用下缓慢被破坏，导致B30合金重新暴露于海水中(如图)。 已知：Ni在金属活动性顺序中位于H前。下列说法不正确的是 A．钝化膜被破坏后会发生电化学腐蚀，Ni作负极 B．正极的主要反应为 C．海水中的、等离子会加速合金的电化学腐蚀 D．使用预成膜等技术加厚钝化膜，有助于延缓合金的腐蚀 【答案】B 【详解】A．Ni金属活动性强于Cu，钝化膜破坏后合金与海水构成原电池，Ni作负极发生电化学腐蚀，A正确； B．海水为富氧的中性环境，正极发生吸氧腐蚀，主要反应为，析氢反应为酸性环境下的正极反应，不符合该场景，B错误； C．海水中的、等离子可增强海水导电性，且易破坏钝化膜，会加速合金的电化学腐蚀，C正确； D．钝化膜可隔绝合金与海水的接触，加厚钝化膜有助于延缓合金腐蚀，D正确； 故选B。 4．【新情境·AlH3固体火箭推进剂燃烧】（2026·北京·三模）是一种储氢材料，可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发的燃烧反应，燃烧时温度随时间变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下：          下列分析正确的是 A．燃烧需要激光加热引发，所以燃烧是吸热反应 B．其他条件相同时，等物质的量的Al(s)燃烧放热大于Al(g)燃烧放热 C．在反应过程中，a点时物质所具有的总能量最大 D．   【答案】D 【详解】A．燃烧反应均为放热反应，反应的吸放热与引发反应的条件无关，A错误； B．Al(s)的能量低于等物质的量的Al(g)，因此Al(s)燃烧放出的热量小于Al(g)燃烧放出的热量，B错误； C．该反应为放热反应，物质的总能量在反应开始时最大；a点温度最高，说明反应正在剧烈进行，体系总能量已经降低，并非最大，C错误； D．根据盖斯定律，将题给第一个反应+第二个反应×3+第三个反应×2，加和即可得到目标反应，故，D正确； 故选D。 5．下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)，说法正确的是 A． ＜0 B．生成HX(g)的反应热与途径有关，所以 C．若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ吸收的热量依次增多 D．Cl2(g)、I2(g)分别发生反应Ⅰ，同一温度下的平衡常数分别为K1、K3，则K1＞K3 【答案】D 【详解】A．化学键的断裂要吸热，焓变大于0， △H2＞0，故A错误； B．反应焓变与起始物质和终了物质有关，与变化途径无关，途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关，所以△H1=△H2+△H3 ，故B错误； C．途径III是形成化学键的过程，是放热过程，Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，和氢气反应越来越微弱，故形成HCl、HBr、HI化学键所放出的能量逐渐减小，故C错误； D．途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HI的多，氯气和氢气化合更容易，两反应的平衡常数分别为K1，K3，则K1＞K3，故D正确； 故选：D。 6．碳酸钠晶体()失水可得到或，两个化学反应的能量变化示意图如下： 下列说法不正确的是 A． B．碳酸钠晶体()失水是化学变化 C．向中滴加几滴水，温度升高 D．失水生成： 【答案】D 【详解】A．1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)的能量，故，故A正确； B．碳酸钠晶体()失水生成新物质，是化学变化，故B正确； C．1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)，向中滴加几滴水，放出能量，温度升高，故C正确； D． 根据盖斯定律②－①得，故D错误； 选D。 7．中科院福建物构所YaobingWang团队首次构建了一种可逆水性Zn—CO2电池，实现了CO2和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法中错误的是 A．放电时，负极电极反应式为 B．CO2转化为HCOOH过程中，Zn电极的电势低于多孔Pd电极的 C．充电过程中，甲酸在多孔Pd电极表面转化为CO2 D．当外电路通过2mol电子时，双极膜中离解水的物质的量为1mol 【答案】D 【详解】A．根据图中知，Zn发生失去电子的反应，电极反应式为，A项正确； B．CO2转化为HCOOH时为放电过程，Zn电极为负极，多孔Pd电极为正极，负极电势较低，B项正确； C．充电过程中，HCOOH转化为CO2，C项正确； D．根据溶液呈电中性，可知外电路通过2mol电子时，双极膜中离解的水的物质的量为2mol，D项错误。 故选D。 8．（2026·北京·一模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．制备简易氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．电镀时，待镀件（铁钉）作阴极接电源负极，镀层金属（Cu）作阳极接电源正极，电解质为含Cu2+的硫酸铜溶液，该装置符合镀铜要求，A正确； B．铅蓄电池放电时，Pb作负极，PbO2作正极，稀硫酸为电解质，B正确； C．外加电流的阴极保护法的原理是被保护金属接电源负极作阴极，才能防止被腐蚀，该装置中铁管道接电源正极，作阳极会加快腐蚀，C错误； D．该装置中，一侧电极吸附H2，一侧吸附O2，稀硫酸作电解质，可构成氢氧燃料电池，D正确； 故选C。 9．（2024·北京·三模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 【答案】C 【详解】A．由分析可知，装置工作时，甲室为电解池，电解的总反应，反应中生成氢离子透过阳膜进入甲室，A正确； B．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸，B正确； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，钴酸锂电极为正极，酸性条件下钴酸锂在正极得到电子发生还原反应生成锂离子、钴离子和水，电极反应式，C错误； D．若甲室钴离子减少200 mg，电解转移电子的物质的量，若乙室钴离子增加300 mg，电解转移电子的物质的量，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D正确； 答案选C。 10．图为用惰性电极电解制备高锰酸钾的装置示意图如下。下列说法正确的是 A．a为电源正极 B．Ⅰ中的K+通过阳离子交换膜移向Ⅱ C．若不使用离子交换膜，KMnO4的产率可能会降低 D．若阴极产生0.2 mol气体，理论上可得到0.2 mol KMnO4 【答案】C 【详解】A．由以上分析知，a为电源负极，A不正确； B．在电解池中，阳离子向阴极移动，所以Ⅱ中的K+通过阳离子交换膜移向Ⅰ，B不正确； C．若不使用离子交换膜，Ⅱ中因阳离子所带正电荷总数多于阴离子所带的负电荷总数，而使电解反应难以持续进行，从而造成KMnO4的产率降低，C正确； D．若阴极产生0.2 mol气体，则转移电子0.4mol，理论上可得到0.4 mol KMnO4，D不正确； 故选C。 11．我国科研人员发明膜电极电解器电解脱硫废水制备硫酸铵技术，下图为制备装置示意图。下列说法正确的是 A．电极a为阴极 B．b极有NH3生成 C．b极附近酸性增强 D．SO在a极放电的电极反应式是：SO+ H2O −2e- =SO + 2H+ 【答案】D 【详解】A．电极a为阳极，A错误； B．b极为阴极，电解质为硫酸，酸性环境，发生的电极反应为，产生气体为，B错误； C．b极消耗氢离子，酸性减弱，C错误； D．a极附近转化为，故在a极放电的电极反应式为：，D正确； 故选D。 12．【新情境·氧阴极氯碱】（2026·北京·三模）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是 A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液 C．电极B的电极反应式为： D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 【答案】C 【详解】A．电极A氯离子失电子生成氯气，A是阳极，接电源正极，发生氧化反应，故A正确； B．电极B氧气得电子生成氢氧根离子，选用阳离子交换膜，钠离子由左向右右室移动，右室获得浓度较高的溶液，故B正确； C．电极B是阴极，氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：，故C错误； D．改进设计，B电极通入氧气，提高电极B上反应物的氧化性，降低电解电压，减少能耗，故D正确； 选C。 13．（2024·北京朝阳·二模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法不正确的是 A．a电极为负极，c电极为阳极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH减小 D．每吸收，理论上可以得到 【答案】D 【详解】A．由分析知，a电极为负极，c电极为阳极，A正确； B．b电极的电极反应式为：，B正确； C．c极的电极反应式为，即每转移4mol电子，有4molH+通过质子交换膜进入d极区，但c极区溶液中的水被消耗，因此pH减小，C正确； D．根据电极反应式为，每吸收1molNO2生成1mol，转移1mol电子，电极上电子数目守恒，结合电极反应式：，理论上1mol不可能得到，D错误； 故选D。 14．我国科研人员以Zn和尖晶石百锰酸锂（ZnMn2O4）为电极材料，研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式：xZn +Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0<x<1）。下列说法正确的是 A．ZnMn2O4是负极材料 B．充电时，Zn2+向ZnMn2O4电极迁移 C．充电时，阳极反应：ZnMn2O4-xZn2+-2xe-=Zn1-x Mn2O4 D．充放电过程中，只有Zn元素的化合价发生变化 【答案】C 【详解】A. 原电子放电是Zn失电子发生氧化反应，为负极材料，故A错误； B. 充电时其原理为电解原理，充电时原来的负极连接电源的负极变为Zn极，Zn2+向阴极即Zn电极迁移，故B错误； C. 充电时，阳极ZnMn2O4发生氧化生成Zn1-x Mn2O4，其电极反应为ZnMn2O4-xZn2+-2xe-=Zn1-x Mn2O4，故C正确； D. 充放电过程中，只有Zn元素的化合价降低，Mn元素的化合价升高，故D错误；答案为C。 二、非选择题：共5题，共58分。 15．（10分）当今世界，“碳达峰”“碳中和”已经成为了环保领域的“热词”，我国力争于2030前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。深度脱碳(CO2)的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。 I.大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧，CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： (a)CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH1=akJ·mol-1 (b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1 (c)2CO(g)CO2(g)+C(s) ΔH3=ckJ·mol-1 (d)······ (1)根据盖斯定律，反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH =_______ kJ·mol-1。 II.利用电化学方法可实现二氧化碳的资源化利用。 (2)原电池法：我国科学家研究Li—CO2电池，取得重大突破。该电池发生的原电池反应为：4Li+3CO2=2Li2CO3+C。 ①在Li—CO2电池中，Li为单质锂片，是该原电池的_______(填“正”或“负”)极。 ②CO2电还原过程依次按以下四个步骤进行，写出步骤I的电极反应式 i._______ ii.C2O=CO+CO2 iii.CO2+2CO=2CO+C iv.CO+2Li+=Li2CO3 (3)电解法：如电解CO2制HCOOK。该原理示意图如下： ①Pt片为电解池的_______极。 ②写出CO2还原为HCOO-的电极反应式：_______。 ③电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_______。 【答案】(1)a-c（2分） (2)负（1分） 2CO2+2e-= C2O（2分） (3) 阳极（1分） CO2+2e-+HCO=HCOO-+CO或2CO2+2e-+H2O =HCOO-+HCO（2分） 阳极产生氧气，pH减小，HCO浓度降低；K+部分迁移到阴极区（2分） 【详解】（1）根据盖斯定律，反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH =ΔH1-ΔH2=( a-c)kJ·mol-1。 （2）①由电池总反应可知，锂元素化合价升高发生氧化反应，Li是该原电池的负极。 ②CO2电还原的电极反应式为3 CO2+4 e-+4Li+= 2 Li2CO3+C；反应依次分四个步骤进行，由ii可知i中CO2得到电子反应生成C2O，反应电极反应式为2CO2+2e-= C2O； （3）①电解CO2制HCOOK，由图可知，二氧化碳在Sn极发生还原反应生成HCOO-，Sn极为阴极，则Pt片为电解池的阳极； ②CO2在Sn极得到电子，发生还原反应生成HCOO-，电极反应式：CO2+2e-+HCO=HCOO-+CO或2CO2+2e-+H2O =HCOO-+HCO； ③电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是阳极产生水电离出的氢氧根离子放电氧气，溶液pH减小，HCO浓度降低，同时K+部分通过阳离子交换膜迁移到阴极区。 16．（10分）锂电池有广阔的应用前景。用“循环电沉积”法处理某种锂电池，可使其中的Li电极表面生成只允许通过的和C保护层，工作原理如图1，具体操作如下。 i.将表面洁净的Li电极和电极浸在溶有的有机电解质溶液中。 ii.0-5min，a端连接电源正极，b端连接电源负极，电解，电极上生成和C。 iii.5-10min，a端连接电源负极，b端连接电源正极，电解，电极上消耗和C，Li电极上生成和C．步骤ii和步骤iii为1个电沉积循环。 iv.重复步骤ⅱ和步骤ⅲ的操作，继续完成9个电沉积循环。 (1)步骤ii内电路中的由___________向___________迁移(填“Li电极”或“电极”)。 (2)已知下列反应的热化学方程式。 步骤ii电解总反应的热化学方程式为___________。 (3)步骤iii中，Li电极的电极反应式为___________。 (4)和C只有在的催化作用下才能发生步骤ⅲ的电极反应，反应历程中的能量变化如下图。下列说法正确的是___________(填字母序号)。 a.反应历程中存在碳氧键的断裂和形成 b.反应历程中涉及电子转移的变化均释放能量 c.催化剂通过降低电极反应的活化能使反应速率加快 (5)受上述“循环电沉积”法的启示，科学家研发了适用于火星大气(主要成分是)的“”可充电电池，工作原理如图2.“”电池充电时，Li电极表面生成Li而不会形成和C沉积，原因是___________。 【答案】Li电极（1分） 电极（1分） （2分） （2分） ac（2分） 电池中的膜只允许锂离子通过，二氧化碳被阻隔，充电时锂离子在锂电极放电得到Li（2分） 【详解】(1)从图1可以看出，步骤ii中a端连电源正极，作阳极，阳离子向阴极移动，从Li电极向电极迁移，故填Li电极、电极； (2)步骤ii的总反应为，根据盖斯定律，可得总反应的反应热为=-1250kJ/mol，即总反应的热化学方程式为，故填； (3)步骤iii中Li电极作阴极，电极反应式为，故填； (4)a.从图中可以看出碳酸根到二氧化碳存在碳氧键的断裂，从C到CO存在碳氧键的形成，故a正确； b.图中涉及电极转移时，能量增加，吸收能量，故b错误； c.催化剂可以降低活化能，加快反应速率，故c正确； 故填ac； (5)电池中的膜只允许锂离子通过，二氧化碳被阻隔，充电时锂离子在锂电极放电得到Li，所以只生成Li，故填电池中的膜只允许锂离子通过，二氧化碳被阻隔，充电时锂离子在锂电极放电得到Li； 17．（10分）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示： (1)已知：                    反应I的热化学方程式：_______。 (2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。 (3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。 (4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。 ①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。 (5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。 已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。 ①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。 ②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。 【答案】(1) （2分） (2)分液（1分） (3)（2分） (4)增大（1分） 阴极： ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大（2分） (5)阴（1分） c（1分） 【详解】（1）反应①     反应②         反应③     按盖斯定律，反应Ⅰ=-×①-②-×③，反应Ⅰ的=---，则反应I的热化学方程式为： 。 （2）反应I所得产物溶液在碘过量时会自发分成两层，则为互不相溶的两层液体，分离两层溶液的实验操作是分液。 （3）反应I为，电解法实现反应I时，阳极二氧化硫失去电子被氧化转变为硫酸根，阳极的电极反应式：。 （4）①通过电解电渗析浓缩HI溶液，电渗析过程中，阳极碘离子失去电子被氧化转变为碘单质，则阳极液中I2的浓度会增大。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理为：阴极电极反应为 ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大。 （5）①采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，X电极上水提供的氢离子转变为氢气，是还原反应，则X极是阴极。 ②Y为阳极，进入b中碘离子通过阴离子交换膜进入c室，右侧双极膜在直流电场作用下可将水解离产生的H+在c室、OH-在阳极Y放电产生氧气，则电解后，c室获得较浓的氢碘酸。 18．【新情境·钛铁矿冶炼金属钛】（14分）（2026·北京东城·二模）钛储量大，用途广。冶炼金属钛的两种方法如下。 I. 一种由钛铁矿(主要含 )冶炼金属钛的流程如下图。 (1)碳化在高温下进行，有 生成。该反应的化学方程式为___________。 (2)氯化时，若只通入空气，则发生： 已知 补全氯化反应的热化学方程式： ___________ (3)资料：氯化产物中及所含主要杂质的性质如下表。 化合物 沸点/°C 136 58 316 熔点/°C -25 -69 304 在中的溶解性 - 互溶 微溶 氯化产物冷却至室温，___________(填操作，下同)得到粗，再经过___________进一步纯化。 (4)利用溶液1可制备流程中所需的某些物质，方案为___________。 Ⅱ．电解熔融 ，制备金属Ti的装置示意图如下。 (5)石墨电极为电解池的___________极。 (6)以普通电极电解时，生成的金属钛迅速被熔融电解液中的高价钛氧化，生成熔点高、不导电的，对应的化学方程式为___________。以泡沫铁为电极， 可有效抑制金属钛与高价钛接触， 从而获得金属钛。 【答案】(1)（2分） (2)-690（2分） (3)过滤（2分） 蒸馏（2分） (4)由溶液1制备无水，电解熔融制备Mg和（2分） (5)阳（2分） (6)（2分） 【详解】（1）碳化过程中，与焦炭反应生成粗TiC、粗Fe和CO，该反应过程中，Fe从+2价降至0价，部分C从0价降至-4价，部分从0价升至+2价，结合质量守恒可写出该反应方程式：； （2）根据盖斯定律，反应3=反应1+反应2，则； （3）由表格信息可知，在室温状态下，和均为液体，为固体，可通过过滤将与和分离。的沸点显著高于，因此可通过蒸馏分离和，进而得到纯的； （4）由分析可知，溶液1为溶液，经处理可得无水。电解熔融的可得Mg和； （5）从示意图可以看出，泡沫铁电极表面生成Ti，Ti元素从+4价降至0价，该电极发生还原反应，则泡沫铁电极为阴极，石墨电极为阳极； （6）由题干信息可知，以普通电极电解时，生成的Ti被电解液中的高价钛氧化生成，其中Ti元素为+3价。在该反应过程中，单质Ti的化合价从0价升至+3价，中的Ti元素从+4价降至+3价，结合质量守恒可写出该反应方程式：。 19．（14分）（2026·北京·三模）丙烯是重要的化工原料，丙烷催化脱氢是制丙烯的主要方法。 已知： ⅰ.   ⅱ.   ⅲ.   ⅳ.   Ⅰ.直接脱氢法 (1)丙烷直接脱氢制得丙烯和氢气的热化学方程式：___________。 (2)将预热至一定温度的丙烷通入装置1(绝热容器)，如下图。 ①推测装置1进料口气体的温度___________出口气体温度(填“>”、“<”或“=”)。 ②当进料口丙烷温度高于700℃，测得实验转化率降低。分析实验转化率降低可能原因：___________。 Ⅱ.催化膜脱氢法 装置2(下图)由内外两层构成，内管壁可选择性透过、，而、等更大的分子无法透过。夹层通入，内管通入预热至580℃的丙烷，其他条件与装置1相同。 (3)测得装置2中实验转化率大于580℃的理论平衡转化率，结合平衡移动原理分析可能原因：___________。 Ⅲ.电化学催化脱氢法 为了在常温条件下实现丙烷脱氢，研究人员开发了离子液体高选择性电催化丙烷脱氢(下图)。 (4)①步骤ⅳ的反应类型为___________。 ②电催化丙烷脱氢的总反应的化学方程式：___________。 ③离子液体的作用：降低在电极放电的能垒，而无法在阳极放电产生。若不用离子液体，丙烯的选择性下降，主要是由于生成了副产物：___________。 【答案】(1)（2分） (2)>（2分） 催化剂表面有积炭附着；高于，催化剂失活（2分） (3)透过内管壁进入夹层，浓度降低，脱氢反应平衡正移；透过内管壁从夹层进入内管，和反应，浓度降低且反应放热提高了内管反应物的温度，丙烷脱氢反应吸热，平衡正移（3分） (4)消去反应（1分） （2分） （2分） 【详解】（1）根据盖斯定律，将反应ⅰ减去反应ⅱ再减去反应ⅳ，即可得到丙烷直接脱氢生成丙烯和氢气的热化学方程式。计算焓变：，故热化学方程式为。 （2）①丙烷脱氢反应为吸热反应，装置1为绝热容器，反应过程中吸收体系热量，体系温度降低，因此进料口气体温度大于出口气体温度。②当进料口丙烷温度高于700℃时，丙烷发生副反应分解生成炭黑，炭黑附着在催化剂表面，降低催化剂活性，或高温条件下催化剂失活，导致丙烷实验转化率降低。 （3）装置2的内管壁可选择性透过，脱氢反应生成的通过内管壁进入夹层，使平衡体系中浓度降低，脱氢反应平衡正向移动。夹层通入的可通过内管壁进入内管，与发生反应，进一步降低浓度，同时该反应为放热反应，使内管体系温度升高，脱氢反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，因此丙烷实验转化率高于580℃的理论平衡转化率。 （4）①由图可知，步骤ⅳ中2-溴丙烷脱去生成含有碳碳双键的丙烯，反应类型为消去反应。 ②根据反应机理，为反应的催化剂，总反应为丙烷与反应生成丙烯和水，配平后总反应的化学方程式为。 ③若不用离子液体，在阳极放电生成羟基自由基，羟基自由基具有强氧化性，可与丙烯发生加成反应生成2-丙醇，即，导致丙烯选择性下降。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 化学反应与能量 参考答案 一、选择题：共14小题，每小题3分，共42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 13 14 B B B D D D D C C C D C D C 二、非选择题：共5题，共58分。 15．（10分） (1)a-c（2分） (2)负（1分） 2CO2+2e-= C2O（2分） (3) 阳极（1分） CO2+2e-+HCO=HCOO-+CO或2CO2+2e-+H2O =HCOO-+HCO（2分） 阳极产生氧气，pH减小，HCO浓度降低；K+部分迁移到阴极区（2分） 16．（10分） Li电极（1分） 电极（1分） （2分） （2分） ac（2分） 电池中的膜只允许锂离子通过，二氧化碳被阻隔，充电时锂离子在锂电极放电得到Li（2分） 17．（10分） (1) （2分） (2)分液（1分） (3)（2分） (4)增大（1分） 阴极： ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大（2分） (5)阴（1分） c（1分） 18．（14分） (1)（2分） (2)-690（2分） (3)过滤（2分） 蒸馏（2分） (4)由溶液1制备无水，电解熔融制备Mg和（2分） (5)阳（2分） (6)（2分） 19． （14分） (1)（2分） (2)>（2分） 催化剂表面有积炭附着；高于，催化剂失活（2分） (3)透过内管壁进入夹层，浓度降低，脱氢反应平衡正移；透过内管壁从夹层进入内管，和反应，浓度降低且反应放热提高了内管反应物的温度，丙烷脱氢反应吸热，平衡正移（3分） (4)消去反应（1分） （2分） （2分） / 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：90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 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Co 59 一、选择题：共14小题，每小题3分，共42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．【新考法·反应机理 + 能量图像】H2O2是重要的绿色消毒液和氧化剂，研究其分解反应有重要意义。在含有少量I－的溶液中，H2O2分解的机理是：ⅰ．H2O2＋ I－= H2O ＋ IO－；ⅱ．H2O2＋ IO－=H2O ＋ O2↑＋ I－。分解反应过程中能量变化如图所示，下列判断不正确的是 A．I－改变了H2O2分解的路径，曲线②为含有I－的反应过程 B．反应i和ii均为放热过程 C．反应i的反应速率比反应ii慢 D．I－不能改变总反应的能量变化 2．一些常见反应的热化学反应方程式如下： ①   ②   ③   ④   欲利用以上反应设计原电池装置，下列说法正确的是 A．①不可以设计成原电池装置 B．②不可以设计成原电池装置 C．③可以设计成原电池装置 D．④中反应物只有接触才能形成原电池装置 3．【新情境·远洋舰船铜镍合金海水腐蚀】（2026·北京海淀·二模）B30铜镍合金的主要成分为Ni(约30%)、Cu(约68%)，该合金在洁净富氧的天然海水中表面会生成薄而致密的钝化膜，常用于制造远洋舰船。使用过程中，钝化膜在多种因素作用下缓慢被破坏，导致B30合金重新暴露于海水中(如图)。 已知：Ni在金属活动性顺序中位于H前。下列说法不正确的是 A．钝化膜被破坏后会发生电化学腐蚀，Ni作负极 B．正极的主要反应为 C．海水中的、等离子会加速合金的电化学腐蚀 D．使用预成膜等技术加厚钝化膜，有助于延缓合金的腐蚀 4．【新情境·AlH3固体火箭推进剂燃烧】（2026·北京·三模）是一种储氢材料，可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发的燃烧反应，燃烧时温度随时间变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下：          下列分析正确的是 A．燃烧需要激光加热引发，所以燃烧是吸热反应 B．其他条件相同时，等物质的量的Al(s)燃烧放热大于Al(g)燃烧放热 C．在反应过程中，a点时物质所具有的总能量最大 D．   5．下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)，说法正确的是 A． ＜0 B．生成HX(g)的反应热与途径有关，所以 C．若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ吸收的热量依次增多 D．Cl2(g)、I2(g)分别发生反应Ⅰ，同一温度下的平衡常数分别为K1、K3，则K1＞K3 6．碳酸钠晶体()失水可得到或，两个化学反应的能量变化示意图如下： 下列说法不正确的是 A． B．碳酸钠晶体()失水是化学变化 C．向中滴加几滴水，温度升高 D．失水生成： 7．中科院福建物构所YaobingWang团队首次构建了一种可逆水性Zn—CO2电池，实现了CO2和HCOOH之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法中错误的是 A．放电时，负极电极反应式为 B．CO2转化为HCOOH过程中，Zn电极的电势低于多孔Pd电极的 C．充电过程中，甲酸在多孔Pd电极表面转化为CO2 D．当外电路通过2mol电子时，双极膜中离解水的物质的量为1mol 8．（2026·北京·一模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．制备简易氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 9．（2024·北京·三模）设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法不正确的是 A．装置工作时，离子通过阳膜进入甲室 B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少200mg，乙室增加300mg，则此时已进行过溶液转移 10．图为用惰性电极电解制备高锰酸钾的装置示意图如下。下列说法正确的是 A．a为电源正极 B．Ⅰ中的K+通过阳离子交换膜移向Ⅱ C．若不使用离子交换膜，KMnO4的产率可能会降低 D．若阴极产生0.2 mol气体，理论上可得到0.2 mol KMnO4 11．我国科研人员发明膜电极电解器电解脱硫废水制备硫酸铵技术，下图为制备装置示意图。下列说法正确的是 A．电极a为阴极 B．b极有NH3生成 C．b极附近酸性增强 D．SO在a极放电的电极反应式是：SO+ H2O −2e- =SO + 2H+ 12．【新情境·氧阴极氯碱】（2026·北京·三模）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是 A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液 C．电极B的电极反应式为： D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 13．（2024·北京朝阳·二模）研究人员利用电化学原理吸收废气中的，其工作原理如下图所示。 下列说法不正确的是 A．a电极为负极，c电极为阳极 B．b电极的电极反应式为： C．反应一段时间后，c极区溶液pH减小 D．每吸收，理论上可以得到 14．我国科研人员以Zn和尖晶石百锰酸锂（ZnMn2O4）为电极材料，研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式：xZn +Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0<x<1）。下列说法正确的是 A．ZnMn2O4是负极材料 B．充电时，Zn2+向ZnMn2O4电极迁移 C．充电时，阳极反应：ZnMn2O4-xZn2+-2xe-=Zn1-x Mn2O4 D．充放电过程中，只有Zn元素的化合价发生变化 二、非选择题：共5题，共58分。 15．（10分）当今世界，“碳达峰”“碳中和”已经成为了环保领域的“热词”，我国力争于2030前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。深度脱碳(CO2)的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。 I.大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧，CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： (a)CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH1=akJ·mol-1 (b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1 (c)2CO(g)CO2(g)+C(s) ΔH3=ckJ·mol-1 (d)······ (1)根据盖斯定律，反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH =_______ kJ·mol-1。 II.利用电化学方法可实现二氧化碳的资源化利用。 (2)原电池法：我国科学家研究Li—CO2电池，取得重大突破。该电池发生的原电池反应为：4Li+3CO2=2Li2CO3+C。 ①在Li—CO2电池中，Li为单质锂片，是该原电池的_______(填“正”或“负”)极。 ②CO2电还原过程依次按以下四个步骤进行，写出步骤I的电极反应式 i._______ ii.C2O=CO+CO2 iii.CO2+2CO=2CO+C iv.CO+2Li+=Li2CO3 (3)电解法：如电解CO2制HCOOK。该原理示意图如下： ①Pt片为电解池的_______极。 ②写出CO2还原为HCOO-的电极反应式：_______。 ③电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_______。 16．（10分）锂电池有广阔的应用前景。用“循环电沉积”法处理某种锂电池，可使其中的Li电极表面生成只允许通过的和C保护层，工作原理如图1，具体操作如下。 i.将表面洁净的Li电极和电极浸在溶有的有机电解质溶液中。 ii.0-5min，a端连接电源正极，b端连接电源负极，电解，电极上生成和C。 iii.5-10min，a端连接电源负极，b端连接电源正极，电解，电极上消耗和C，Li电极上生成和C．步骤ii和步骤iii为1个电沉积循环。 iv.重复步骤ⅱ和步骤ⅲ的操作，继续完成9个电沉积循环。 (1)步骤ii内电路中的由___________向___________迁移(填“Li电极”或“电极”)。 (2)已知下列反应的热化学方程式。 步骤ii电解总反应的热化学方程式为___________。 (3)步骤iii中，Li电极的电极反应式为___________。 (4)和C只有在的催化作用下才能发生步骤ⅲ的电极反应，反应历程中的能量变化如下图。下列说法正确的是___________(填字母序号)。 a.反应历程中存在碳氧键的断裂和形成 b.反应历程中涉及电子转移的变化均释放能量 c.催化剂通过降低电极反应的活化能使反应速率加快 (5)受上述“循环电沉积”法的启示，科学家研发了适用于火星大气(主要成分是)的“”可充电电池，工作原理如图2.“”电池充电时，Li电极表面生成Li而不会形成和C沉积，原因是___________。 17．（10分）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示： (1)已知：                    反应I的热化学方程式：_______。 (2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。 (3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。 (4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。 ①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。 ②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。 (5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。 已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。 ①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。 ②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。 18．【新情境·钛铁矿冶炼金属钛】（14分）（2026·北京东城·二模）钛储量大，用途广。冶炼金属钛的两种方法如下。 I. 一种由钛铁矿(主要含 )冶炼金属钛的流程如下图。 (1)碳化在高温下进行，有 生成。该反应的化学方程式为___________。 (2)氯化时，若只通入空气，则发生： 已知 补全氯化反应的热化学方程式： ___________ (3)资料：氯化产物中及所含主要杂质的性质如下表。 化合物 沸点/°C 136 58 316 熔点/°C -25 -69 304 在中的溶解性 - 互溶 微溶 氯化产物冷却至室温，___________(填操作，下同)得到粗，再经过___________进一步纯化。 (4)利用溶液1可制备流程中所需的某些物质，方案为___________。 Ⅱ．电解熔融 ，制备金属Ti的装置示意图如下。 (5)石墨电极为电解池的___________极。 (6)以普通电极电解时，生成的金属钛迅速被熔融电解液中的高价钛氧化，生成熔点高、不导电的，对应的化学方程式为___________。以泡沫铁为电极， 可有效抑制金属钛与高价钛接触， 从而获得金属钛。 19．（14分）（2026·北京·三模）丙烯是重要的化工原料，丙烷催化脱氢是制丙烯的主要方法。 已知： ⅰ.   ⅱ.   ⅲ.   ⅳ.   Ⅰ.直接脱氢法 (1)丙烷直接脱氢制得丙烯和氢气的热化学方程式：___________。 (2)将预热至一定温度的丙烷通入装置1(绝热容器)，如下图。 ①推测装置1进料口气体的温度___________出口气体温度(填“>”、“<”或“=”)。 ②当进料口丙烷温度高于700℃，测得实验转化率降低。分析实验转化率降低可能原因：___________。 Ⅱ.催化膜脱氢法 装置2(下图)由内外两层构成，内管壁可选择性透过、，而、等更大的分子无法透过。夹层通入，内管通入预热至580℃的丙烷，其他条件与装置1相同。 (3)测得装置2中实验转化率大于580℃的理论平衡转化率，结合平衡移动原理分析可能原因：___________。 Ⅲ.电化学催化脱氢法 为了在常温条件下实现丙烷脱氢，研究人员开发了离子液体高选择性电催化丙烷脱氢(下图)。 (4)①步骤ⅳ的反应类型为___________。 ②电催化丙烷脱氢的总反应的化学方程式：___________。 ③离子液体的作用：降低在电极放电的能垒，而无法在阳极放电产生。若不用离子液体，丙烯的选择性下降，主要是由于生成了副产物：___________。 / 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