六化学反应与能量（山东、海南）2023届高考化学总复习.pdf

专题六化学反应与能量A组基础巩固练1.（2022北京丰台区一模）依据图示关系，下列说法不正确的是（）A.AW20B.l mol S（g）完全燃烧释放的能量小于2 968 kJC.AH2=AA/I-AH3D.16g S（s）完全燃烧释放的能量为1 484 kJ2.（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（）I_I负载I_ ILi|C uO&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广东广州一模）某学生设计了一种家用消毒液发生器，装置如图所示。下列说法错误的是（）阴极阳极A.该消毒液的有效成分是NaClOB.通电时CL发生氧化反应C.通电时电子从阳极经食盐溶液流向阴极D.该装置的优点是现用现配4.（2022吉林长春一模）下列关于如图所示转化关系（X代表卤素），说法正确的是（）A.H 2(g)+X2(g)2 H(g)+2 X(g)“2 1.5由1 0混0.5女0.0克-0.5-1.0*+CO2+/AU“7、2W+/._ _ _、2e-Aus注：*一催化剂COOH*+H*+eCO*+HqQ*+CO+HQ反应过程图I 电催化C O 2还原制甲酸（H C O O H）图2为电催化C O 2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2 2.4 L的C O 2气体,可生成H C O O H的物质的量为 mo l o图2B 组 能 力 提 升 练1.（2022吉林省吉林市二模）由N2。和NO反应生成N2和NCh的能量变化如图所示。下列说法错误的是（）7O6旦母 反应过程A.反应生成1 mol N2时转移2 mol e-B.反应物能量之和大于生成物能量之和C.N2O与N O反应的化学方程式为N2 O+NO N2+NO 2D.正反应的活化能大于逆反应的活化能2.（2022江苏南通中学二模）煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧;b.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热。这两个过程的热化学方程式如下：途径 a:C（s）+H 2 O（g）=CO（g）+H2（g）“尸。k J-mo l1H2（g）+|O 2（g）H2O（g）2=。2 k J.mo H co（g）4o2（g）co2（g）“3=Q k J-mo l1途径 b:C（s）+0 2（g）=C O2（g）“4=Q4 k J-mo l 下列说法正确的是（）A.A/3 0B.A/72+A H 3 A W4C.0 K OD.Q l+0 2 +033/由髭玄田N(-11.63)反应历程A.过渡态TS2比TS1更稳定B.过程PTS2为化合物M 生成化合物N 的决速步骤C.化合物M催化C02氢化反应过程中一定有Fe0的断裂D.该过程的热化学方程式为M（s）+CO2（g）N（s）11.63 kJ mor19.（2022山东日照一模）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2s04溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得O2、H2、H2s。4和NaOH。下列说法错误的是（）CuSO”溶液CuSOa溶液A.a为电解池的阴极B.电池放电过程中,Cu（2）电极上的电极反应式为C u-2 e C u2+C.当电路中转移2 m ol电子时,1 mol SO亍通过膜d向右移动D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH10.（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:CO2（g）+H2（g）H C O O H（g）AHi=+35.2 kJ m ol1反应 II:CO2（g）+3H2（g）C H3OH（g）+H2O（g）AH2=-24.7 kJ-mol-1反应 III:CO2（g）+H2（g）=F O（g）+H2O（g）“3反应 IV:CO2（g）+3H2（g）=C H 30cH 3（g）+|H2O（g）回答下列问题：（1）已知:2H2（g）+O2（g）=2H 2O（g）AH5=-483.6 kJ m ol1 CH30H（g）+O2（g）=H C O O H（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CO2,两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CO2+e-+H+HCOO*（*表示微粒与B i的接触位点）;第二步为-CO2电还原的选择性以途径一为主,理由是 o(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 Oa质子交换膜|：C H；C2H;liHCOOH：回吗参考答案专 题 六 化 学 反 应 与 能 量A 组 基 础 巩 固 练1.B 解析硫固体转化为硫蒸气的过程为吸热过程,则蛤变A”20,A正确;硫蒸气的能量高于硫固体，则 1 mol硫蒸气完全燃烧释放的能量大于2 968 kJ,B错误;由盖斯定律可知，婚变%+,则烙变A“2=-A”3,C正确;由题图可知 6 g 硫固体完全燃烧释放的能量为16 g,2 968 kJ m or=l 484 kJ,D 正确。32 g mol-12.D 解析 放电时,L i为负极,CuO 为正极，电子的流向:Li 负载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+Li2O CuO+2Li+,Li+向阴极移动，阳极质量减轻,D 正确。3.C解析电解食盐溶液会生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，故该消毒液的有效成分为次氯酸钠,A 正确;通电时C 发生氧化反应生成氯气,C1元素的化合价由-1价变为。价,B 正确;溶液中只有阴、阳离子，没有电子,电子不能经过电解质溶液,C 错误;该装置的优点是现用现配，以防次氯酸钠分解失效,D 正确。4.D 解析化学键的断裂要吸热，爆变大于0,即 H2(g)+X2(g)2H(g)+2X(g)AH20,A错误;反应蛤变与起始物质和终态物质有关，与变化途径无关，则有AH|=A“2+A”3,B错误;途径HI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HCk HBr、H I化学键所放出的能量逐渐减小,C 错误;途径I 生 成 HC1放出的热量比生成H I的多，氯气和氢气化合更容易，两反应的平衡常数分别为Ki、&,则 Ki&,D正确。5.B 解 析 电 极 b 上 N0&被还原生成NH才，则电极b 是阴极，接电源的负极,A 正确;NOgNH1,N元素化合价由+5价降低到-3 价,则处理1 mol NOg,电路中转移8 mol e；B 错误;电极a 是阳极,Cr放电生成HC1O,电极反应式为Cr+H20-2e-HC10+H+,C正确;据铁的化合物的催化机理可知,NOg、W 和 H 反应生成NH，反应的离子方程式为8H+NOg+2H+NHi+3H2O,D正确。6.A D 解析由题图可知，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，则参与反应的反应物总键能小于生成物的总键能,A 正确;产物P i与 P2的分子式均为HNCh,但产物P i结构中存在“一OO则产物P 中部分氧元素的化合价为-1 价,而产物P2中氧元素的化合价为-2 价，两者氧元素的化合价不同,B 错误;最大的正反应的活化能出现在由中间产物Z 到过渡态IV时，即最大正反应的活化能E 工=-18.92 kJ-mol-(-205.11 kJ mo-)=+186.19 kJ,moH,C错误;相同条件下，反应所需的活化能越小，则反应的速率越快，由于到产物P 所需活化能更小，故反应速率更快，故V(PI)V(P 2),D 正确。7.C 解析 根据题图中变化可知，充电时,钠离子转化为钠单质，化合价降低，钠箔为阴极，阴极的电极反应式:Na+e-=Na,A正确;充电时，碳纳米管为阳极，与之相连的电极b 为正极，钠离子向钠箔电极移动,B正确;放电时，碳纳米管发生的电极反应式:3 C C 2+4 e-+4 N a*2 N a 2 c o 3+C,转 移 0.4m o l 电子时，在碳纳米管电极会生成0.2 m o l 的 N a 2 c。3 和 0.1 m o l 的 C,增重质量为m=nM=0.2m o l x l 0 6 g-m o l +O.l m o l x l 2 g-m o r =2 2.4 g,C 错误;放电时，根据题图中实线箭头变化可知,电池的总反应为 3 c o 2+4 N a-2 N a 2 c O 3+C D 正确。8.C 解 析 电 极 B上 M i?+转化为M n C h,镒元素化合价升高，失电子,则电极B为阳极，电极A为阴极,得电子，发生还原反应,A正确;电极B上 M r?+失电子转化为M n C h,电极反应式为2 H2O+M n2+-2 e-M n O2+4 H+,B 正确;电极A为阴极,L i M m C l(得电子，电极反应式为2 L i M n 2 O 4+6 e +1 6 H+-2 L i+4 M n 2+8 H 2。,依据得失电子守恒，电解池总反应为 2 L i M n2O4+4 H+2 L i*+M n 2+3 M n O 2+2 H 2。,反应生成了 M n”,M r?+浓度增大,C错误;电解池总反应为2 L i M n2O4+4 H+-2 L i+M n 2+3 M n O 2+2 H 2。,电解结束后，可通过调节溶液p H 将 M i?+转化为沉淀除去，然后再加入碳酸钠溶液，从而获得碳酸锂,D正确。9.答案(1)纳 米 A U 5 5 活化能降低更多，催化效果更好,反 应 速 率 更 快 I I I(2)C H3O H-4 e+H2O H C 0 0 H+4 H+1.5解 析 纳 米 A U 5 5 活化能降低更多,催化效果更好，反应速率更快;表示物种从催化剂表面解吸的是过程m。催 化 C O 2 还原生产HCOOH阴极的电极反应式为C O 2+2 e*2 H+H C O O H,阳极的电极反应式为C H 3 O H-4 e +H 2 O H C O O H+4 H+,标准状况下,每处理2 2.4 L的 C O2气体，阴极 生 成 1 m o lH C O O H,阳极产生0.5 m o l H C O O H,故标准状况下，每处理2 2.4 L的 C O2气体，共 产 生 1.5 m o lH C O O H B 组 能 力 提 升 练1.D 解 析 N2O与 NO反应的化学方程式为N 2 O+N O N 2+N O 2,根据得失电子分析,N 2 O 中 N元素化合价由+1价转化成0 价,NO中 N元素化合价由+2 价转化成+4 价，反应生成1 mol N 2,转移电子物质的量为2 mol,A正确;反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,B 正确;N z O 与 NO反应的化学方程式为N2O+N O N2+N O2,C正确;209 k J-mor1为正反应活化能,3 4 8 k J-mol-1为逆反应活化能，则正反应活化能小于逆反应活化能,D 错误。2.D 解析反应C O生成C O?是放热反应，则 有 A”3 O,C错误;据盖斯定律可得:二十+，则有，4=A4|+A，2+A”3,由于A a 。,推 知 A/4 A/72+AH 3,B错误;。I、。2、。3、之间的关系为。4 =。|+。2+。3,其中 Q|O、。4 0,而。2、。3 0,口 正确。3.C解 析 反应中没有元素发生化合价变化，属于非氧化还原反应,A 错误;反应中有非极性键的断裂，但没有非极性键的形成,B 错误;P d CL 产是反应的催化剂，能降低反应的活化能,C 正确;反应中P d 的成键数目都为4,没有发生改变,D 错误。4.C解 析 放 电 时 Mg 转化为M gz、右侧电极为负极，左侧电极为正极,Fe S 得电子生成Fe 和L iz S,电极反应式为Fe S+2L i+2e-Fe+L i2S,A正确;充电时M g?+转化为M g,被还原，为阴极，连接外接电源的负极,B正确;充电时阳极电极反应式为Fe+L i2s-2e Fe S+2L i+,每 生 成 1 mol M g,消耗 1 mol M g2+,转 移 2 mol 电子，同时生成2 mol L i*,故电解质质量减少24 g-2x 7 g=l()g,C错误;电解液中含离子迁移速率更快的L i+,增强了导电性，提高了电流效率,D 正确。5.C解析本题结合光催化充电过程,考查了 L i-Ch充电电池的工作原理。根据电子守恒，将阴极反应和阳极反应加和可得充电时总反应方程式:L i2O 2 2L i+O 23 A 项叙述正确;根据题给信息，充电过程通过光照产生的电子和空穴实现光能转化为电能,B 项叙述正确;放电时，带正电的L i卡 应向电池的正极移动,C 项叙述错误;根据图示,放电时正极上Ch转化为L i2O2,电极反应为2L i+2e-+O 2 L i2O 2,D项叙述正确。6.A D 解析甲醇催化氧化制取甲醛是放热反应，升高温度，平衡逆向移动,即生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小,A 错误;甲醇生成甲醛的峰值较大，生成C O的峰值较小,即无催化剂时，生 成 C O比生成甲醛的活化能小,B 正确;C O?具有的能量比C O的低,则该条件 下 C 02比 C O的稳定性强,C 正确;该催化剂能增大甲醇生成C O的活化能，降低甲醇催化氧化生成甲醛的活化能,因此该催化剂降低了甲醇生成C O的反应速率,增大了甲醇催化氧化生成甲醛的反应速率,D 错误。7.B 解析由题干反应历程图可知，I 转化为n,I I 转化为H I,H I 转化为I V 的活化能分别为:44.7。k J-m o,14.2”k J m o l 和 2 7.8a k l m o l ,活化能越大反应速率越慢，故 在 I W中，I生成I I 的反应为决速步,A错误;根据HCOOH在 P d 催化剂表面脱氢的反应历程图可知HCOOH中的两个H原子被解离出来形成H 2,则用HCOOD代 替 H C O O H,得到的产物为H D,也可能是两个H C O O D分子一起被解离出来H和 D重新结 合 为 凡 和 D 2,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,HCOOH在催化剂P d 表面脱氢反应的焙变为-14.14k J m o r ,D 错误。8.A D 解析据题图可知T S 1 的能量比T S 2 的能量低，则 T S 1 更稳定,A错误;过程P T S 2 为两步反应中活化能较大的反应，为慢反应，为化合物M 生成化合物N的决速步骤,B正确;M 为催化剂,整个反应前后M 的结构不会发生改变，对 比 M 和 N的结构特点可知，当 N中 F eO断裂，重新连接H原子才能生成M,化合物M 催 化 C O?氨化反应过程中一定有F e0的断裂,C正确;题图示为一个C O?分子反应的历程,据题图可知该过程能量变化=-11.6 3 eV,当 1 m o l C O?参与反应时能量变化为-11.6 3 x 1.6 x 10-19 j x6 Q 2 x 102 3-1.12 xl 06 J=-l 12 0 k J,该反应的始变 A H=-1 12 0k J m o r .D 错误。9.D 解析 电解池可以制得。2、氏、H 2 s。4和 N a O H,根据电解池分析左边得到N a O H 和 H 2,右边得到。2、H 2 s o 4,则 a为阴极,b为阳极，则 C u(2)为负极,C u(l)为正极,A正确;电池放电过程中,C u(2)为负极，则负极上的电极反应式为C u-2 e-C u 2+,B 正确;当电路中转移2 m o i 电子时，阳极区剩余2 m o l H;要使溶液呈电中性，则 1 m o l S O f 通过膜d向右移动,C正确;电池放电过程中,C u(2)的电极反应式为C u-2 e-C u”,C u 的电极反应式为C u 2+2 e-=C u,反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5 m o i，右边硫酸铜物质的量为1 m o l,电池从开始工作到停止放电，则左右硫酸铜物质的量均为3 m o l,右侧有2 m o l C i?+生成，根据电子守恒有C u 2 e 2 N a O H,电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得16 0 g N a O H,D 错误。10.答 案 -42 3.7(2)H C O O*+H+e H C O O H 途径一的 活 化 能 更 低(3)C C)2+6 e+6 H+C H 3 O H+H 2 O解 析(1)反应 I :C O 2(g)+H 2(g)-H C O O H(g)H i=+3 5.2 k J-m o F 反应 11:C O 2(g)+3 H2(g)=C H 3 O H(g)+H2O(g)A/2=-2 4.7 k J-m o l-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)A45=-483.6 kJ-mol o利用盖斯定律，由反应+-可得:CH30H(g)+O?(g)=HCOOH(g)+H2O(g),则有46=(+3 5.2+2 4.7-483.6)k J-m o r =-42 3.7 k J-m o l c(2)途径一中第二步的反应物HCOO*、H+,获 得1个 e-后生成HCOOH,则第二步反应为HCOO*+H+e-H C O 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 C02电还原的选择性以途径一为主。(3)由题干信息图示可知,C02得到电子，结合溶液中的H*生成甲醇和FLO,故该电极的电极反应式为 CO2+6e+6H+CH3OH+H2O 0