2023届高考化学总复习（老高考旧教材）六化学反应与能量.pdf

专题六化学反应与能量A组基础巩固练1.（2022四川凉山检测）下图是CO和O在钉催化剂的表面形成化学键的过程。下列说法正确的是（）状 态I 状态口 状态出表示c O表示o”表示催化剂A.CO2和CO都能与碱反应生成盐和水B.该过程中,CO先断键成C和OC.CO与O形成化学键的过程中放出能量D.钉催化剂降低了该反应的熔变2.（2022湖北省名校联盟联考）某Li-CuO二次电池以含Li+的有机溶液为电解质溶液，放电时的工作原理为2Li+CuO=Li2O+Cu。下列说法正确的是（）聚丙烯多孔膜（只容许Li*通过）A.放电时电子的流向:Li电解质溶液CuOB.放电时，正极的电极反应式为CuO-2e=Cu+O2-C.充电时,L i与直流电源正极相连D.充电时，阳极的质量减轻3.（2022陕西渭南二模）如图分别代表澳甲烷与（CH3）3CBr发生水解反应的过程。下列说法不正确的是（）I,CH3Br+NaOH CHsOH+NaBrII.（CH3）3CBr+NaOH*（CH3）3COH+NaBr 史纥型1 （CH3%&6H/（CH3）3C*+Br+OH-s（CyH 3）3CBr I_（CH；）；C 西 i的反应过程 一 U的反应过程,A.反应I的“4 C O 2(g)+5H2O(l)A W=-2 8 7 8 k J-m o l-1（C H 3）2C H C H3（g）+y O2（g）M C O 2（g）+5H2O（l）A H=-2 8 6 9 k J-m o l-1下列说法不正确的是（）A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子B.正丁烷的稳定性大于异丁烷C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程D.异丁烷和正丁烷互为同分异构体6.（20 22贵州贵阳一模）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪的结构简图如图所示。下列说法正确的是（）A.呼出气体的流速越快检测结果越准确B.内电路中电流方向:Pt 2 T质子交换膜Pt iC.电路中流过2 m o i电子时，有11.2 L 0 2被氧化D.负极的电极反应为 C H3c H2OH-4e+H 2 O =C H 3c o 0 H+4H+7.（20 22广东广州一模）我国科学家研发了一种室温下可充电的Na-C C h电池，示意图如图所示。放电时,Na 2c o 3与C均沉积在碳纳米管中，下列说法错误的是（）ar-ibr负载/电源一|总 Na*C（hC/Na2C0钠 箔 有 机 电 解 质 碳 纳 一 版_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 米管IA.充电时，阴极的电极反应式:N a+e =N aB .充电时，电源b极为正极,Na+向钠箔电极移动C.放电时，转移0.4 m o l电子，碳纳米管电极增重21.2 gD.放电时，电池的总反应为3c o 2+4 N a 2 N a 2c o 3+C8 .（20 22浙江6月选考卷）通过电解废旧锂电池中的L iM md可获得难溶性的Li 2c o 3和Mn C h,电解示意图如图（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（）A.电极A为阴极，发生还原反应B.电极 B 的电极反应:2H2O+Mn 2+-2e-Mn O2+4H+C.电解一段时间后溶液中M d+浓度保持不变D.电解结束，可通过调节p H除去Mi?、再加入Na 2c o 3溶液以获得Li 2c o 39 .（20 22福建泉州二模泼展碳捕集与利用的技术，将C O2转化为高附加值的化学品，实现C 0 2资源化利用,是一项重要的碳减排技术。C 0 2电还原反应机理如图1所示，由图可知，催化剂选择纳米AU 5 5（纳米AU 5 5指的是含5 5个原子的A u纳米颗粒）,理由是 o表示物种从催化剂表面解吸的是过程（填“I ”“1【”或“HI”）。5.O5.O5.O4A之崛SKE*+co2+z-2H+/._2e-Au注：*一催化剂工 COOH*+H*+e 工 C0*+H,0*+C0+H,0反应过程图1（2）电催化C02还原制甲酸（HCOOH）图2 为电催化CO2还原生产HCOOH的示意图，阳极的电极反应式为。标准状况下,每处理22.4 L 的CO2气体,可生成HCOOH的物质的量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _B 组 能 力 提 升 练1.（2022新疆昌吉第一次诊断）下列说法正确的是（）A.反应1实现了氮的固定B.反应2 没有发生电子的转移C.催化剂a 表面只发生了非极性共价键的断裂和形成D.在催化剂b 表面形成氮氧键的过程是吸热过程2.（2022新疆二模）天津大学研制了一种纳米Cu-SiO2反应器用于催化草酸二甲酯（DMO）和氢气反应获得EG,反应过程示意图如下，下列说法正确的是（）A.DMO分子中所有原子可能在同一平面上B.EG的分子式为C2H6。2C.反应过程中H2分子中的极性键发生了断裂D.反应前后DMO分子中只有碳氧单键发生了断裂3.（2022贵州遵义二模）镇镉电池是一种新型的封闭式体积小的充电电池。其工作原理如图所示，下列说法错误的是（）e-CdCd(OH)2KOH溶液NiO(OH)Ni(OH)2a bA.放电时b极为正极B.放电时a极的反应为Cd+2e+2 O H-C d（OH）2C.充电时电流的方向:外电源正极b极电解质溶液-a极外电源负极D.用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2 mol e;阴极生成0.2 g H24.（2022河南许昌阶段性测试）高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是（）阳膜、/阴膜泵L碱性电解质一Zn(OH)J2-*：:Zn中性电解质Na5FQH2FQ酸性电解质泵A.充电时，中性电解质NaCl的浓度增大B.放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH1Zn（0H）4p-C.充电时/mol FQH2转化为FQ转移2 m ol电子D.放电时，正极区溶液的pH增大5.双极膜（BP）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H20解离成H+和OH:作为离子源。利用双极膜电渗析法处理含NaA的废水，工作原理如图，图中“一”和“一”表示离子通过交换膜的方向。下列说法错误的是（）QXt极 室 I料 室 产 品 室 INa。溶液”交换膜11交换膜n BP 交换膜ni含NaA废水Yt产品室n 极室n一 O0H-H溶NA液C1一 Na*A.R电极与电源正极相连，发生的电极反应为2H2O-4e-=O2T+4H+B.交换膜I、in为阳离子交换膜,交换膜n 为阴离子交换膜C.“双极膜”电渗析法可应用于从盐溶液(MX)制备相应的酸(HX)和碱(MOH)D.若去掉双极膜(BP),电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol气体6.(2022陕西咸阳检测)自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点。HNO自由基与02反应历程的能量变化如图所示，下列说法正确的是()1000-100-200-300过渡态IHNO+O2/H45中 俞 物X：-12.16过渡态IV-18.92过渡态II-153.58中间产物Y中间产物Z-201.34-205.11_ O产物P?（HO-N）-320.40、O 产物Pi整 个.。)A.反应物的键能总和大于生成物的键能总和B.产物P 与 P2的分子式、氧元素的化合价均相同C.该历程中最大正反应的活化能E.,=186.19 kJD.相同条件下,Z 转化为产物的速率:u(Pi)v(P2)7.(2022湖北武汉二模)甲酸脱氢可以生成二氧化碳，甲酸在催化剂Pd表面脱氢的反应历程与相对能量的变化关系如图所示。下列说法正确的是()7OE-2WS耀玄运A.在 I IV中,IH生成IV的反应为决速步B.用 HCOOD代替HCOOH反应,产物可能含有HD、D2和 H2C.如将催化剂换成Rh,反应的焰变及平衡产率增大D.HCOOH在催化剂Pd表面脱氢反应的焙变为14.1a kJ mol-8.（2022四川遂宁第二次诊断）太阳能发电和阳光分解水是清洁能源研究的主攻方向。染料敏化的TiCh纳米晶薄膜半导体光解水的基本原理如图，下列对该装置的相关说法错误的是（）TiO?半导体电极（甲）对电极（乙）NaO,溶液%、*S O；、2 HJ、S20g-H2O、OZ+SO；+H*e-（ZA.SO宁由甲电极向乙电极定向移动B.甲电极反应为2 S O i-2 e-S201-光解C.电池总反应为2H2 0-2比廿0 2TD.实现了光能一电能一化学能的转换产电9.（2022四川宜宾二模）“容和一号”铁一格液流电池的总反应为Fe3+ca+兔而Fe2+Cr3+o闭合Ki,断开R时,工作原理如下图所示，其中a电极上涂有固态氢化钿（BiHx）。下列说法错误的是（）.与 电 源A.充电时,a电极连接电源的负极B.放电时，正极反应式为Fe3+e =F e2+C.放电时,H+从a极区移向b极区D.充电时,BiH,只起导电的作用10.（2022四川绵阳第三次诊断）某课题组利用盐度梯度和氧化还原工艺，成功地设计了下图所示的电池装置,将酸性废水中存在的高毒性CnO歹转化为低毒性Cr3+o下列说法错误的是（）A.该电池利用溶液盐度梯度产生电动势,C 2表示身浓度盐溶液B.根据图中所示,AM为阴离子交换膜,CM为阳离子交换膜C.电池正极的电极反应式为CnO自+6U+14H+-2CN+7H2OD.负极产生标准状况下6.72 L氧气时，理论上转化0.2 mol CnO名11.(2022福建泉州三模)CO2加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CO2加氢反应的热化学方程式如下：反应 I C C hlgH fhgL H C O O H lg)”i=+35.2 kJ mol-1反应 II:CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H20(g)“2=24.7 kJ moF1反应 ni:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为反应 IV:CO2(g)+3H2(g)C H 30cH 3(g)+|H2O(g)回答下列问题：(I)已知:2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g)AH5=-483.6 kJ m ol1 0CH30H(g)+O2(g)HCOOH(g)+H2O(g)”6=kJ mor1 o我国科学家以B i为电极在酸性水溶液中可实现电催化还原C02,两种途径的反应机理如下图所示，其中,TS表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。1.10 eV 0.31 eV途径一,8 2电还原经两步反应生成HCOOH:第一步为C02+e-+H+H C00*(*表示微粒与B i的接触位点);第二步为 oCO2电还原的选择性以途径一为主,理由是。(3)目前，科研人员在研究C02光电催化还原为甲醇的领域也取得了一定的进展，其原理如 图 所 示,则 生 成 甲 醇 的 电 极 反 应 式 为。参考答案专 题 六 化 学 反 应 与 能 量A 组 基 础 巩 固 练1.C解 析 C O 为不成盐氧化物,不能与碱发生反应,A 错误;根据形成化学键的过程图示可知，该过程中C O 未断键,B 错误;形成化学键时会释放能量,C 正确;催化剂只是降低了反应的活化能，不会改变反应的蛤变,D 错误。2.D 解析 放电时,L i为负极,CuO为正极，电子的流向:Li 负载一CuO,A错误;放电时，正极的电极反应式为CuO+2e+2Li+Cu+Li2O,B错误;放电时,L i为负极，充电时,L i与直流电源负极相连，为阴极,C 错误;充电时，阳极的电极反应式为Cu-2e-+Li2。=CuO+2Li+,Li*向阴极移动，阳极质量减轻,D 正确。3.C 解 析 反 应 I 中反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应,(),A 不符合题意;反应I 有一个过渡态，反应H 有两个过渡态,B 不符合题意;反应I 中有CB r键的断裂，由C H.a 转化成CH3OH,反应II也 有 CB r键的断裂，还 有 C一O 键的形成，由(CFhCBr转化成(CH3)3COH,C符合题意;反应H 卤代姓先自身转变为过渡态，然后氢氧根与过渡态结合，氢氧化钠不直接与卤代煌一起转化到活化态，所以增加氢氧化钠的浓度不能使反应II速率增大,D 不符合题意。4.B解析装置甲为银锌原电池，电子只在外电路中移动，不会在电池内部移动,A 错误;装置乙中锌筒为负极,Z n 失去电子变成Z/Z n 不断反应，即外壳会逐渐变薄，容易出现漏液,B 正确；装置丙在使用过程中，反应生成了水,KOH溶液的浓度降低，碱性减弱,p H 变小,C 错误;装置丁电极 b 上 Ch得到电子，与 H+结合生成水,电极反应式为O2+4e+4H+2H20,D错误。5.B解析设题给热化学方程式依次为,由-可得CH3cH2cH2cH3(g)一(CH3)2CHCH3(g)A/7=-2 878 kJ-mol+2 869 kJ mol=-9 kJ-mo，则正丁烷转化成异丁烷是放热过程，说明正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子,A 不符合题意;CH3CH2cH2cH3(g)一(CH3)2CHCH3(g)”V(P2),D 正确。7.B 解析由题干反应历程图可知，I 转化为n,II转化为HI,i n 转化为IV的活化能分别:4 4.7 a k J-m o l-1,14.2 a k J-m o 和 2 7.8 a k J-m o,活化能越大反应速率越慢，故 在 I IV中，I 生成II的反应为决速步,A 错误;根据H C OOH 在 P d 催化剂表面脱氢的反应历程图可知H C OOH 中的两个H 原子被解离出来形成H2,则 用 H C OOD代 替 H C O O H,得到的产物为HD,也可能是两个H C OOD分子一起被解离出来H 和 D重新结合为H?和 D?,故还可能含有D?和 H2,B正确;催化剂只能改变反应的活化能，从而改变反应速率，不影响化学平衡，即如将催化剂换成Rh,反应的始变及平衡产率不变,C错误;由题干反应历程图可知,HCO O H在催化剂P d 表面脱氢反应的焙变为-14.1a k J m o r,D 错误。8.A解 析 SO彳没有从甲电极向乙电极定向移动，在甲电极发生的反应为2SON-2e-S2OM，然后发生反应2s 2。/+2H 2。=2T+4H+4SO?,A 错误,B正确;根据题意可知，电池总反应为 2H 2。型 O2T+2H 2f,C 正确;题给装置实现了太阳能一电能一化学能的转化,D正确。9.D 解析 铁-络液流电池总反应为F e 3+C F+藕 F e Z+f C r3：放电时,C 产发生氧化反应生成C r3+,a 电极为负极，电极反应为CEe-C产,F e 3+发生得电子的还原反应生成F e2+,b 电极为正极,电极反应为F e 3+U F e 2+,放电时，阳离子移向正极，阴离子移向负极;充电和放电过程互为逆反应，即 b电极为阳极,a电极为阴极，充电时在阳极上F e?+失去电子发生氧化反应生成F e?+,电极反应为F e 2+F e 3+,阴极上C 片发生得电子的还原反应生成C/+,电极反应为C r3+e C r2%充电时为电解池,C,+发生得电子的还原反应生成C l a 电极为阴极,阴极连接电源的负极,A正确;放电时,b电极为正极,F e 3+发生得电子的还原反应生成F e 2+,电极反应为F e3+e -F e2+,B 正确;电池放电时，阳离子移向正极,阴离子移向负极,a电极为负极,b电极为正极，则 H+从 a极区移向 b极区,C正确;充电时,C 产发生得电子的还原反应生成C 产，左侧发生反应为B i H,、+C 产 B i+C F+H-B i H.、.起导电和转移电子的作用,D错误。10.A 解析 根据图示可知,N a+通 过 CM向正极迁移,C 通 过 AM膜移向负极,图示负极上不断产生H+,则 C2 中含有的H C 1 浓度增大,含有的N a C l 浓度降低，故该电池利用溶液盐度梯度产生电动势,C2 表示低浓度盐溶液,A错误;AM离子交换膜通过了 C r,C M 通过了 N a+,因此AM属于阴离子交换膜,CM属于阳离子交换膜,B正确;在左边电极上,C n O 手得到电子发生还原反应变为 C r3,因此左边电极为正极，正极的电极反应式为C r2O+6e+14H+2C r3+7H2O,C 正确;在右边电极上,F L O 失去电子产生H+和。2,右边电极为负极，反应中产生1 m o l O2时转移4 m o i 电子，则根据同一闭合回路中电子转移守恒可得关系式:252。夕 302,负极产生标准状况下6.72 L氧气时,其物质的量n(02)=-2 1-7=0.3 m o l,则正极上理论上转化0.2 m o l C r2O ,D 正确。22.4 L mol11.答案(1)-423.7(2)H C OO*+H+e =H C O O H 途 径 一 的 活 化 能 更 低(3)(2。2+6修+6H+C H3O H+H2O解 析(1)反应 I :C O2(g)+H 2(g)L H C OOH(g)A Wi=+35.2 k J m o r1反应 I I :C O2(g)+3H 2(g)C H3OH(g)+H2O(g)A/72=-24.7 k J-m o l-12H 2(g)+O2(g)-2H 20(g)A“5=-483.6 k J m o r。利用盖斯定律，由反应+-可得:C H 30H(g)+C 2(g)i H C OOH(g)+H 2O(g),则有”6=(+35.2+24.7-483.6)k J-m o l =-423.7 k J-m o Po(2)途径一中第二步的反应物H C O O*、H;获 得 1 个 U 后生成H C O O H,则第二步反应为H C OO*+H+e-HCO O H。在一个反应中,正反应的活化能越大，反应越困难，从题图中可以看出，途径一反应的活化能比途径二低，所 以 C 02电还原的选择性以途径一为主。(3)由题干信息图示可知,CO?得到电子，结合溶液中的H+生成甲醇和 比0,故该电极的电极反应式为 C O2+6 e+6 H+CH3 OH+H2 O o