2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学反应与能量变化

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学反应与能量变化，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学反应与能量变化
一、单选题
1．（2023·上海·统考高考真题）为探究与一元酸HA(mol·L)的化学反应热效应，进行了如下四组实验。已知℃。
实验序号
试剂I
试剂Ⅱ
反应前温度
反应后温度
①
40 mL
2.12 g
25℃

②
20 mL HCl+20 mL
2.12 g
25℃

③
20 mL +20 mL
2.12 g
25℃

④
20 mL HCl
2.12 g 与20 mL 形成的溶液
25℃

下列说法错误的是
A．溶于水放热 B．与HCl反应放热
C． D．
2．（2023春·吉林·高三校联考期中）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，下列说法不正确的是

A．乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
B．甲：溶液中Zn2+向Cu电极方向移动，电子由锌经电解质溶液流向铜电极
C．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
D．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
3．（2023春·广东深圳·高三深圳市罗湖高级中学校考期中）某原电池的电池反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，与此电池反应不符合的原电池是
A．铜片、铁片、HCl溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、HCl溶液组成的原电池
C．银片、铁片、稀H2SO4溶液组成的原电池
D．锌、铁片、稀H2SO4溶液组成的原电池
4．（2023春·江西·高三统考期中）石墨炔是一种新型全碳材料，由中科院院士李玉良课题组首次合成；石墨炔具有捕获水分子、催化水分解的特点，以及其天然带隙能够吸收可见光、具备光能/电能转化等性质。科学家利用石墨炔的优良性能，设计出一种如图所示新型智能固体镁水电池，图中VB表示电池两极电压，CB表示“普通电池”。下列叙述正确的是

A．电池的总反应方程式为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
B．放电时电流由镁电极流向石墨炔电极
C．电池工作时有三种能量转化形式
D．转移2mol电子生成22.4LH2
5．（2023春·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期中）某化学兴趣小组的同学设计了锌铜原电池装置如图所示。下列说法错误的是
  
A．电子从锌片经导线流向铜片
B．电池工作时，铜电极上发生氧化反应
C．电池工作一段时间后，锌片质量减小
D．该装置能证明金属的活动性：
6．（2023春·安徽阜阳·高三安徽省阜南实验中学校考阶段练习）如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是


M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸溶液
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
7．（2023春·河北保定·高三定州市第二中学校考阶段练习）几种化学键的键能如下：
化学键



键能/()
498
436
463
下列说法中正确的是
A．过程放出能量
B．过程放出能量
C．反应为吸热反应
D．吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应
8．（2023春·黑龙江大庆·高三大庆中学校考期中）下列四个常用电化学装置的叙述错误的是

A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出
B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极
C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为
D．图Ⅳ所示电池中通入氧气的电极是正极
9．（2023春·山东济宁·高三济宁一中校考期中）某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构见图，下列有关说法正确的是
  
A．b极上的电极反应式为：
B．在固体酸膜中由b极流向a极
C．电路中每转移电子，便消耗(标准状况)
D．若将换成产生相同的电量，消耗燃料的物质的量相同
10．（2023春·山西太原·高三太原五中校考阶段练习）下图所示为镍锌可充电电池放电时电极发生物质转化的示意图，电池使用和为电解质溶液，下列关于该电池说法正确的是
  
A．放电时溶液中的移向负极
B．该电池放电过程中正极区域溶液的pH减小
C．理论上负极质量每减少，溶液质量增加
D．放电时正极反应为
11．（2023春·山西太原·高三太原五中校考阶段练习）近期科学家首次用X射线激光技术观察到CO与在催化剂表面生成的历程(部分微粒未画出)。反应过程如下图，下列说法正确的是
  
A．状态I→状态V是吸热反应
B．状态Ⅲ→状态V表示CO与的反应
C．是具有非极性共价键的直线形分子
D．CO和O生成的过程涉及电子转移
12．（2023春·天津和平·高三天津市第五十五中学校考期中）一种铁-空气电池的电池反应为：，原理如图所示，下列有关该电池的说法正确的是

A．b极为电池正极，发生氧化反应
B．当电路中转移电子时，消耗
C．a极的电极反应式为：
D．电子由a极经负载流向b极，再经NaOH溶液回到a极

二、多选题
13．（2023春·山东聊城·高三山东聊城一中校考期中）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，某微生物燃料电池的工作原理如图所示(质子交换膜只允许通过，a、b为电极)，下列说法错误的是
    
A．该电池在高温下进行效率更高
B．b为电池正极，发生还原反应
C．电子从电极a流出，经外电路流向电极b
D．若该电池中有参加反应，则电路中有0.4mol电子转移
14．（2023春·山东青岛·高三青岛二中校考期中）我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。

下列说法正确的是
A．该反应的方程式为
B．①→②吸收能量并形成了C-C键
C．过程中，有C-H键发生断裂
D．反应物和生成物中均含有极性键与非极性键

三、非选择题
15．（2023春·四川南充·高三校考期中）现代生活离不开方便实用的化学电源，各种各样的化学电源都是依据原电池原理制造的。
I．下图是某原电池装置图。
  
(1)Cu表面发生的电极反应式为___________。
(2)若放电前两个电极质量恰好相等，放电一段时间后再称量两个电极，发现质量相差2.81g，则导线上通过的n(e-)=___________mol。
II．一种新型微生物电池可将有机废水中的CH3COO-转化为CO2，其工作原理如图所示(a、b极均为情性电极)。
  
(3)b极为电源的___________(填“正”或“负”)极，外电路电流的方向为___________(填“a到b”或“b到a”)。
(4)a极反应式为___________
(5)已知该装置能实现海水的淡化，图中NaCl溶液就是在模拟海水。阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过，隔膜1和隔膜2一个是阴离子交换膜，一个为阳离子交换膜，则隔膜___________是阳离子交换膜(填“1”或“2”)。
16．（2023春·河南濮阳·高三濮阳外国语学校校考期中）依据原电池原理，请回答下列问题。
(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池属于___________(填“一次电池”或“二次电池”)，锌锰电池的正极材料是___________，负极发生的电极反应式为___________。若反应消耗19.5g负极材料，则电池中转移电子的数目为___________。
  
(2)以Al、Mg为电极，可以组装如图所示原电池装置。
    
①若电解质溶液为稀硫酸，Mg上发生的电极反应式为___________。
②若电解质溶液为NaOH溶液，Al上发生的电极反应式为___________。
(3)微型锌银电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电池总反应为。负极发生的电极反应式为___________，电池工作过程中，电解液中向___________(填“Ag/”或“Zn”)极迁移。
17．（2023春·四川成都·高三统考期中）化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问颕：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是_____(填字母，下同)。
A．Ba(OH)2+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+2H2O B．Cu+Ag+=Ag+Cu2+
C．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ D．CaO+H2O=Ca(OH)2
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图两个对比实验(除图Ⅱ中增加导线和铜片外，其余条件完全相同)。经过相同时间后，温度计示数：图I_____图Ⅱ(填“高于”、“等于”或“低于”)，产生气体的速率：图I_____图Ⅱ(填“大于”、“等于”或“小于”)。

(3)理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+”设计一种化学电池(正极材料用石墨棒)，回答下列问题：
①该电池的负极材料是_____(填化学式)，电解质溶液是_____(填化学式)溶液。
②正极上发生的电极反应为_____。
③若导线上转移的电子为1mol，则消耗的金属铜的质量为_____。
18．（2023春·云南大理·高三云南省下关第一中学校考期中）完成下列问题。
(1)下列变化中，属于放热反应的是___________，属于吸热反应的是___________。(填标号)
①氧化钙与水反应；②石灰石在高温下的分解反应；③酸碱中和反应；④二氧化碳通过炽热的炭发生的反应；⑤食物因氧化而腐败发生的反应；⑥与的反应；⑦干冰汽化。
(2)为探究固体M溶于水的热效应，选择如图所示装置进行实验(反应在甲中进行)。观察到烧杯里产生气泡，则M溶于水___________(填“一定”或“可能”)是放热反应。
  
(3)2022年2月18日，“美丽中国·绿色冬奥”专场新闻发布会在北京新闻中心举行。发展碳捕集与利用的技术，将CO2转化为高附加值的化学品，实现CO2资源化利用，是一项重要的碳减排技术。CO2加氢(RWGS)制合成气(CO)
RWGS反应：    反应ⅰ
副反应：    反应ⅱ
①已知：

则___________。
②混合动力汽车所用的燃料之一是乙醇，lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量，写出乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式___________。

参考答案：
1．D
【详解】A．由实验①可知，溶于水后，温度℃，则该过程放热，A正确；
B．由实验①②对比可知，温度，则与HCl反应放热，B正确；
C．由实验②③对比可知，将盐酸换成醋酸，醋酸是弱酸，其电离过程是吸热的，则温度，C正确；
D．实验②④对比可知，实验④中减少了碳酸钠溶解的过程，则放出的热量会少一些，故，D错误；
故选D。
2．B
【详解】A．乙中金属锌为负极，Ag2O为正极，正极上Ag2O得电子生成Ag和氢氧根离子，电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，A正确；
B．甲Zn为负极，Cu为正极，Zn2+向Cu电极移动，但是电子不经过电解质溶液，B错误；
C．丁中总反应方程式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，随着反应进行，硫酸逐渐被消耗，电解质溶液的酸性减弱，溶液中自由移动的离子减少，导电能力下降，C正确；
D．丙中锌筒为负极，Zn失电子生成Zn2+，发生氧化反应，锌筒变薄，D正确；
故答案选B。
3．D
【详解】A．铜片、铁片、HCl溶液组成的原电池，铁是负极，总反应为铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故不选A；
B．石墨、铁片、HCl溶液组成的原电池，铁是负极，总反应为铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故不选B；
C．银片、铁片、稀H2SO4溶液组成的原电池，铁是负极，总反应为铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故不选C；
D．锌、铁片、稀H2SO4溶液组成的原电池，锌是负极，总反应为锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，故选D；
选D。
4．A
【详解】A．放电时Mg失去电子做负极，石墨极做正极，电池的总反应方程式为，A项正确；
B．电流由正极流向负极，即由石墨极流向镁极，B项错误；
C．放电时化学能转化为电能、热能，太阳能转化为化学能，以及电能转化为光能等4种形式，C项错误；
D．转移2mol电子生成1mol，在标准状况下体积为22.4L，题干中未给出温度和压强，D项错误；
故选A。
5．B
【详解】A．金属性锌强于铜，锌片是负极，铜片是正极，电子从锌片经导线流向铜片，A正确；
B．铜片是正极，电池工作时，铜电极上铜离子得到电子，发生还原反应，B错误；
C．锌片是负极，锌溶解，电池工作一段时间后，锌片质量减小，C正确；
D．锌片是负极，铜片是正极，电解质是硫酸铜，该装置能证明金属的活动性：：，D正确；
答案选B。
6．C
【分析】电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，说明M、N与池中液体构成了原电池。N棒变细，作负极，M棒变粗，说明溶液中的金属阳离子在M极上得到电子，生成金属单质，M变粗，M做原电池的正极。
【详解】A．如果是锌、铜、稀硫酸构成原电池，则电池总反应式为Zn+2H＋=Zn2++H2↑，Zn作负极，M极变细，A项错误；
B．如果是铁、铜、稀盐酸构成原电池，电池总反应式为Fe+2H＋= Fe2++H2↑，则铁是负极，铜棒M是不会变粗的，B项错误；
C．如果是银、锌、硝酸银溶液构成原电池，电池总反应式为Zn+2Ag+=Zn2++2Ag，则锌是负极，N棒变细，析出的银附在银上，M棒变粗，C项正确；
D．如果是锌、铁、硝酸铁溶液构成原电池，电池总反应式为Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+，Zn作负极，M极变细，D项错误；
故选C。
7．B
【详解】A．过程中化学键发生断裂，吸收能量，故A错误；
B．过程中形成化学键，放出能量，故B正确；
C．反应是燃烧反应，属于放热反应，故C错误；
D．化学反应中必然有化学键的断裂与生成，故D错误；
故选B。
8．C
【详解】A．图I构成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，电子由锌片流出，故A正确；
B．图II为锌锰干电池，其中锌作负极，故B正确；
C．图III为铅蓄电池，放电时正极二氧化铅得电子生成硫酸铅，电极反应式为：，故C错误；
D．图Ⅳ为氢氧燃料电池，氢气失电子，a为负极；氧气在b电极得电子，b电极为正极，故D正确；
故选：C。
9．C
【详解】A．固体酸燃料电池以固体为电解质传递，则b极上的电极反应式为：，故A错误；
B．原电池“同性相吸”，则向正极移动即在固体酸膜中由a极流向b极，故B错误；
C．电路中每转移电子，便消耗0.05mol氢气，其体积为(标准状况)，故C正确；
D．甲烷在酸性电池中1mol甲烷转移8mol电子，1mol氢气转移2mol电子，若将换成产生相同的电量，消耗燃料的物质的量不相同，它们之比为4:1，故D错误。
综上所述，答案为C。
10．C
【分析】由图可知，电子由左侧流向右侧，则锌极为负极，失去电子发生氧化反应，而NiOOH为正极；
【详解】A．根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即K＋放电时向正极移动，故A错误；
B．根据电池的工作原理，电子从Zn流向另一极，即Zn为负极，负极反应式为Zn－2e－＋4OH－=，正极反应为NiOOH得到电子发生还原反应生成Ni(OH)2：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－；则该电池放电过程中正极区域溶液生成氢氧根离子，溶液的pH增大，故B错误；
C．负极反应式为Zn－2e－＋4OH－=，正极反应式为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，负极消耗6.5g锌，转移电子物质的量为6.5×2/65mol=0.2mol，溶液质量增加6.5g；正极上溶液相当于减轻H＋，即通过0.2mol电子时，正极减轻质量为0.2mol×1g/mol=0.2g，因此整个溶液质量增加(6.5－0.2)g=6.3g，故C正确；
D．根据上述分析，溶液为碱性环境，放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，故D错误；
故选C。
11．D
【详解】A．由图可知，状态I→状态V是，是放热反应，A错误；
B．由图中信息可知，状态Ⅲ→状态V表示CO与的反应，B错误；
C．含有的是，为极性键，所以是具有极性共价键的直线形分子，C错误；
D．CO和O生成的过程，C的化合价由+2升高到+4，失去电子，O的化合价由0变成-2价，得到电子，D正确；
故选D。
12．C
【详解】A．a极Fe被氧化为Fe(OH)2，为负极。b极O2被还原，为正极，发生还原反应，A项错误；
B．未表明气体为标准状态下，B项错误；
C．a极为负极，Fe失电子被氧化为Fe(OH)2，电极反应式正确，C项正确；
D．电子不能通过电解质溶液，D项错误。
答案选C。
13．AD
【分析】根据燃料电池的原理，有氧气参与的是正极，故b电极发生反应，b发生还原反应为正极；由图可知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子，所以两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2 放出电子，负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为，失电子发生氧化反应，电极反应式是；
【详解】A．高温下微生物失去活性，A错误；
B．根据分析，b为正极，发生还原反应，B正确；
C．电子由负极移向正极，则由a电极流出，经外电路流向电极b，C正确；
D．根据b电极反应式可知，0.2molO2参加反应时，转移0.8mol电子，D错误；
故答案为：AD。
14．AC
【详解】A．图中分析，1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸，生成CH3COOH，反应的方程式为CH4+CO2→CH3COOH，故A正确；
B．①→②的焓值降低，过程为放热过程，有C−C键形成，但不存在C−H的形成，故B错误；
C．图中变化可知甲烷在催化剂作用下经过选择性活化，其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一新的共价键，必有C−H键发生断裂，故C正确；
D．反应物和不含有非极性键，故D错误；
故选AC。
15．(1)Ag++e-=Ag
(2)0.02
(3) 正 b到a
(4)CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+
(5)2

【分析】该装置为原电池，有机废水中的CH3COO-发生失电子的氧化反应生成CO2,则a极为负极，电极反应式为： ，b极为正极，酸性条件下，H+得电子生成H2，反应式为，以此解题。
【详解】（1）在Zn−Cu−AgNO3原电池中，Zn化合价升高，失去电子，作负极，发生氧化反应，因此原电池的负极是Zn，正极是Cu，溶液中的银离子得到电子变为银单质，其正极的电极反应是Ag++e-=Ag；故答案为：Ag++e-=Ag；
（2）原电池总反应为：Zn+2Ag+= Zn 2++2Ag，当电路中转移2 mol e-时，两电极质量相差65 g +2×108 g =281 g，放电一段时间后再称量两个电极，发现质量相差2.81 g，则导线上通过的n(e-)为0.02 mol；故答案为：0.02；
（3）由分析可知，b极为电源的正极，外电路电流的方向由正极流向负极，即由b到a；
（4）由分析可知，a极为负极，电极反应式为：；
（5）原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即NaCl溶液中的Na +通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，达到海水淡化目的，所以隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜。
16．(1) 一次电池 石墨 (或0.6)
(2)
(3) Zn

【详解】（1）锌锰干电池只能一次性使用，不能充电，属于一次电池，锌锰电池中锌较活泼，锌失去电子发生氧化反应为正极，石墨为正极；负极发生的电极反应式为；若反应消耗19.5g负极材料，反应锌0.3mol，则电池中转移电子0.6mol，电子数目为(或0.6)；
（2）①若电解质溶液为稀硫酸，Mg失去电子发生氧化反应，为负极，发生的电极反应式为。
②若电解质溶液为NaOH溶液，镁不能和氢氧化钠反应，Al失去电子发生氧化反应，为负极，发生的电极反应式为；
（3）由总反应可知，锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，为负极，；原电池中阴离子向负极迁移，故电池工作过程中，电解液中向Zn极迁移。
17．(1)BC
(2) 高于 小于
(3) Cu Fe2(SO4)3溶液或FeCl3溶液 Fe3+-e-= Fe2+ 32g

【详解】（1）原电池构成的条件是自发的氧化还原反应，则
A．Ba(OH)2+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+2H2O无元素化合价的升降，为非氧化还原反应，不能设计成原电池，A不符合题意；
B．Cu+Ag+=Ag+Cu2+为氧化还原反应，且在常温下就能自发发生，可以设计成原电池，B符合题意；
C．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑为氧化还原反应，且在常温下就能自发发生，可以设计成原电池，C符合题意；
D．CaO+H2O=Ca(OH)2为非氧化还原反应，不能设计成原电池，D不符合题意；
故选BC；
（2）图I中发生化学腐蚀，能量的利用率低，图Ⅱ中发生电化学腐蚀，能量的利用率高，化学腐蚀中，有一部分化学能转化为热能，所以温度计的示数高于图Ⅱ的示数；图Ⅱ中形成原电池，反应速率加快，则产生气体的速率比I快，故答案为：高于；小于；
（3）反应中，Cu元素化合价升高，发生氧化反应，Cu作负极；正极上，Fe3+得电子生成Fe2+，电解质溶液需要提供Fe3+，故该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是Fe2(SO4)3溶液或FeCl3溶液，则
①该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是Fe2(SO4)3溶液或FeCl3溶液；
②正极上Fe3+得电子生成Fe2+，发生的电极反应为Fe3+-e-= Fe2+；
③根据反应可知，Cu2e-，所以若导线上转移的电子为1mol，则消耗的金属铜的质量为=32g。
18．(1) ①③⑤ ②④⑥
(2)可能
(3) -165.2kJ/mol C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH=-1380kJ/mol

【详解】（1）①金属氧化物与水反应是放热反应，故氧化钙和水反应是放热反应；
②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量，属于吸热反应；
③酸碱中和反应放出热量，为放热反应；
④二氧化碳通过炽热的炭，反应生成一氧化碳为吸热反应；
⑤食物因氧化而腐败是缓慢氧化的过程，过程中放出热量，属于放热反应；
⑥与的反应吸收热量，属于吸热反应；
⑦干冰汽化需要吸收大量的热，没有新物质产生，属于物理变化；
故属于放热反应的为①③⑤，属于吸热反应的是②④⑥。
（2）若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如固体氢氧化钠溶于水会放出热量，但是不属于放热反应。
（3）已知①，②，③，④，根据盖斯定律，将④×2-③=②，则。
②乙醇相对分子质量为46，lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量，则1mol乙醇完全燃烧放出热量为46×30.0kJ=1380 kJ，故乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1380KJ/mol；