第六章 化学反应与能量 章末综合检测卷（解析版） 高考化学【一轮 夯实基础】复习精讲精练

这是一份第六章 化学反应与能量 章末综合检测卷（解析版） 高考化学【一轮 夯实基础】复习精讲精练，共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第I卷（选择题）
一、选择题（每小题3分，共48分）
1．（2021·重庆市第七中学校）化学与生活、生产、能源、环境和社会可持续发展等密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．废旧电池属于有害垃圾，因含有重金属，故采用深挖填埋的方式进行处理
B．牺牲轮船船体上镶嵌的铜片，可以避免船体遭受腐蚀
C．工业上常采取电解熔融氯化物制备活泼金属(如Na、Mg、Al等)
D．燃料电池是利用燃料和氧化剂反应，将化学能直接转化为电能的化学电源
【答案】D
【详解】
A．废旧电池含重金属，属于有害垃圾，深埋处理容易引起土壤、水体污染，应该集中回收处理，故A错误；
B．当船体上镶嵌铜块时，铜的活泼性比铁弱，铁做负极加速被腐蚀，不能保护船体，故B错误；
C．氯化铝为共价化合物，熔融状态不导电，所以工业用电解氧化铝的方法制取铝，故C错误；
D．燃料电池是原电池装置，可直接将化学能转化为电能，故D正确；
故选：D。
2．（贵州省贵阳市2022-2023学年高三上学期8月摸底考化学试题）某反应由两步反应构成，其反应能量曲线如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．反应1为吸热反应
B．反应2对总反应速率起决定作用
C．使用催化剂会改变A→C反应的反应热
D．反应2逆反应的活化能大于正反应的活化能
【答案】C
【详解】
A．由图可知，对于反应1来说，反应物能量低，产物能量高，为吸热反应，A正确；
B．由图可知，反应2的活化能较大，决定总反应的反应速率，B正确；
C．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应热，C错误；
D．由图可知，反应2为放热反应，其逆反应的活化能大于正反应的活化能，D正确；
故选C。
3．（2022·江苏·宝应县教育局教研室）双极膜电渗析法制备缩水甘油()的原理：将3-氯-1，2-丙二醇的水溶液通过膜M与双极膜之间的电渗析室，最终得到的缩水甘油纯度很高(几乎不含无机盐)。在直流电场的作用下，双极膜复合层间的H2O解离成OH-和H+并分别通过阴膜和阳膜。下列说法正确的是（ ）
A．装置工作时，3-氯-1，2-丙二醇被氧化
B．3-氯-1，2-丙二醇生成缩水甘油的过程中均有极性键和非极性键的断裂和生成
C．装置工作时，阴极上发生的电极反应：2H+ + 2 e-=H2↑
D．缩水甘油能在NaOH醇溶液加热条件下发生消去反应
【答案】C
【分析】图示电解法原理利用3-氯-1，2-丙二醇制备缩水甘油()，对比反应物和产物可知反应类型为取代反应。
【详解】
A．根据元素化合价统计，反应前后C、H、O原子化合价均未改变，A不符合题意；
B．反应过程中有C—Cl键、O—H键断裂，均是极性键，B不符合题意；
C．电解池阴极电子流入，H+在阴极得电子生成H2，阴极上发生的电极反应：2H++2e-=H2↑，C符合题意；
D．醇的消去反应条件为浓硫酸、加热，在NaOH醇溶液加热条件下不能发生消去反应，D不符合题意；
故选C。
4．（2022·全国）已知为吸热反应，，其中键的键能分别为，则键的键能为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，由题意可知，所以。
5．（2022·贵州黔东南）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图，我国学者发现时，甲醇在铜基催化剂上的反应机理如下(该反应为可逆反应)：
下列有关说法正确的是（ ）
A．反应Ⅰ和反应Ⅱ相比，反应Ⅰ更容易发生
B．反应
C．与在低温条件下更容易反应
D．通过控制催化剂的用量可以控制反应进行的程度
【答案】B
【详解】
A．由图示可知，反应II的活化能比反应I的活化能低，则反应II更容易发生，A错误；
B．由图示可知，与的能量低于与的能量，反应为吸热反应，焓变大于0，B正确；
C．由图示可知，为吸热反应，，其熵变，与在高温条件下更容易反应，C错误；
D．催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，但不能使平衡发生移动，因此不能控制反应进行的程度，D错误；
答案选B。
6．（2021·重庆市第七中学校）通过以下反应均可获取H2，下列有关说法正确的是（ ）
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) ΔH1=＋571.6 kJ·ml-1
②焦炭与水反应制氢：C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH2=＋131.3 kJ·ml-1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH3=＋206.1 kJ·ml-1
A．反应①可知，氢气的燃烧热为571.6kJ·ml-1
B．反应②为吸热反应，不能自发进行
C．反应③使用催化剂，∆H3减小
D．反应CH4(g) = C(s) + 2H2(g) 的∆H=＋74.8 kJ·ml-1
【答案】D
【详解】
A．燃烧热是指常温常压下1ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，由反应①可知，氢气的燃烧热为285.8kJ·ml-1，A选项错误；
B．根据反应自发进行，反应②熵变大于0，则该反应在高温条件下可以自发进行，B选项错误；
C．催化剂只能改变反应速率，不改变焓变，C选项错误；
D．根据盖斯定律，将热化学方程式③-②可得：CH4（g）═C（s）+2 H2（g）△H=△H3-△H2=+206.1kJ•ml-1-131.3kJ•ml-1=+74.8kJ•ml-1，D选项正确；
答案选D。
7．（2022·内蒙古·满洲里市第一中学）下列四个常用电化学装置的叙述错误的是（ ）
A．水果电池中电流从铜片流出
B．干电池中锌皮作负极
C．铅蓄电池放电过程中硫酸溶液浓度减小
D．燃料电池正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】D
【详解】
A．锌的活动性比铜强，锌作负极，铜作正极，水果电池中电流从铜片流出经导线到锌片，A正确；
B．锌为金属，石墨为非金属，干电池中锌皮作负极，B正确；
C．铅蓄电池中Pb作负极，PbO2作正极，总反应为：PbO2+2H2SO4+Pb=2PbSO4+2H2O，消耗了硫酸，放电过程中硫酸溶液浓度减小，C正确；
D．氢氧燃料电池中氢气为负极，氧气为正极，正极氧气得电子结合氢离子生成水，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，D错误；
答案选D。
8．（2021·天津静海）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是（ ）
A．图Ⅰ所示电池中，的作用是催化剂
B．图Ⅱ所示电池充电过程中，阳极的反应为：
C．图Ⅲ装置工作过程中，若阳极质量减少6.4g，则电路中转移电子数为
D．图Ⅳ所示电池中，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag
【答案】D
【详解】
A．碱性锌锰电池中，作氧化剂，故A错误；
B．图Ⅱ所示电池充电过程中，阳极的反应为：，故B错误；
C．电解精炼铜，阳极Cu、Fe、Zn等金属放电，阳极质量减少6.4g，电路中转移电子数不一定为，故C错误；
D．图Ⅳ所示电池中，作正极，发生反应，是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag，故D正确；
选D。
9．（2022·广东广州·模拟预测）铝空气电池因成本低廉、安全性高，有广阔的开发应用前景。一种铝空气电池放电过程示意如图，下列说法正确的是（ ）
A．为正极，放电时发生氧化反应
B．放电时往极迁移
C．外电路中，电流从流向
D．该电池负极电极反应为：
【答案】D
【分析】由图可知，a电极为铝空气电池的负极，碱性条件下，铝失去电子发生氧化反应生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为，b电极为正极，水分子作用下，空气中的氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e—+2H2O=4OH—。
【详解】
A．由分析可知，a电极为铝空气电池的负极，碱性条件下，铝失去电子发生氧化反应生成偏铝酸根离子和水，故A错误；
B．由分析可知，a电极为铝空气电池的负极，b电极为正极，放电时阴离子氢氧根离子往负极a极迁移，故B错误；.
C．由分析可知，a电极为铝空气电池的负极，b电极为正极，放电时，外电路中电流从正极b流向负极a，故C错误；
D．由分析可知，a电极为铝空气电池的负极，碱性条件下，铝失去电子发生氧化反应生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为，故D正确；
故选D。
10．（2021·贵州遵义·高三阶段练习）遵义市梅岭化工厂的锂电池技术在全国处于领先地位，其产品多次运用在我国载人航天飞船上。某锂离子二次电池的总反应为2LiFePO4F+Li3Ti2(PO4)32Li2FePO4F+LiTi2 (PO4)3，下列说法正确的是（ ）
A．放电时，溶液中的Li+向负极移动
B．放电时，电子由负极经电解液移向正极
C．充电时，阳极电极反应式为Li2FePO4F –e-= LiFePO4F+Li+
D．充电时，溶液中的Li+向阳极移动，得电子被还原
【答案】C
【详解】
A．放电时，阳离子向正极运动，溶液中的Li+向正极移动，A错误；
B．电子不能经过电解液的内电路，只能在外电路中运动，B错误；
C．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为Li2FePO4F –e-= LiFePO4F+Li+，C正确；
D．充电时，溶液中的Li+向阴极移动，在阴极得电子被还原，D错误；
故选C。
11．（安徽省2023届高三第一次教学质量检测联考化学试题）在“碳中和”背景下，开发以CO2为原料，通过电化学方法，将其转化为CO利国利民。某科研团队设计的一种电化学装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该装置能量转化方式只有太阳能→化学能→电能
B．该电池的总反应为CO2+H2O=CO+H2+O2
C．电极b表面发生反应CO2+2e-+2H+=CO+H2O
D．标准状况下，电极a生成1.12 L O2时，两极电解质溶液质量相差1.6 g
【答案】C
【详解】
A．该装置能量转化方式除太阳能→化学能→电能外，还有化学能转化为热能，A错误；
B．该电池的负极H2O失去电子，被氧化产生O2，负极的电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑；正极上CO2得到电子被还原为CO，正极的电极反应式为2CO2+4e-+4H+=2CO+2H2O，将正极、负极电极式叠加，可得总反应方程式为：2CO2=2CO+O2，B错误；
C．根据图示可知：电极b为正极，CO2得到电子被还原生成，电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2O，C正确；
D．根据选项B分析可知该电池总反应为2CO2=2CO+O2，可见：每生成1 ml CO，反应同时生成0.5 ml O2。在标准状况下，电极a生成1.12 LO2时，即生成0.05 ml O2时，生成0.1 ml CO，左侧电解质溶液减少0.1 ml H2O，右侧电解质溶液增加0.1 ml H2O，因此两极电解质溶液质量相差0.2 ml×18 g/ml=3.6 g，D错误；
故合理选项是C。
12．（2022·全国）已知：
，
，
具有正四面体结构，中键的键能为，中键的键能为。下列叙述正确的是（ ）
A．键的键能大于键的键能
B．可求的反应热
C．键的键能为
D．键的键能为
【答案】C
【详解】
A．键的键长大于键，故键的键能小于键，A项错误；
B．由已知两个反应可得：，但是无法求的反应热，B项错误；
C．设键的键能为，则，，C项正确；
D．设键的键能为，为正四面体结构，1个分子中有6个键，由题给第1个反应得，解得，D项错误；
答案选C。
13．（2022·辽宁·抚顺县高级中学校）已知：，。某实验小组用溶液和溶液测定中和反应的反应热，简易量热装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．用环形铜质搅拌器替代环形玻璃搅拌器，测得中和反应的偏低
B．的反应热
C．向内筒加料时，应一次性快速加入且立即盖紧杯盖
D．增大反应物溶液的体积，测得的中和反应的反应热同倍数增大
【答案】C
【详解】
A．用环形铜质搅拌棒替代环形玻璃搅拌棒，将增大热量的散失，故测得中和反应的ΔH偏高，A错误；
B．由于信息可知，HF是弱酸，且电离过程中能够吸收热量，故的反应热ΔH＞-57.3kJ⋅ml-1，B错误；
C．为了减少热量的损失，减小实验误差，向内筒加料时，应一次性快速加入且立即盖紧杯盖，C正确；
D．增大反应物溶液的体积，放出的热量同倍数增大，但测得的中和反应的反应热不变，D错误；
故答案为：C。
14．（2022·湖南·雅礼中学）下列有关的推论正确的是（ ）
A．，， ，则
B． ，则金刚石比石墨稳定
C． ，则碳的燃烧热的数值小于
D． ，则含有40gNaOH的稀溶液与过量稀醋酸充分反应，最终放出的热量为57.4kJ
【答案】A
【详解】
A．由 ，由盖斯定律，故得，A正确；
B．金刚石能量更高，而能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定性更高，B错误；
C．燃烧热指的是1ml纯物质完全燃烧生成对应的稳定的物质时的热量，而C完全燃烧生成的稳定物质为CO2，又由 ，由盖斯定律，设题中的为，则C的燃烧热 ，但要注意题问的是数值上，故其燃烧热数值上大于110.50，C错误；
D．稀醋酸为弱酸，弱酸的电离吸热，故1ml中和反应放出的热量会小于57.4kJ，D错误；
故选：A。
15．（2022·山西·芮城中学）下列实验装置不能达到实验目的的是（ ）
【答案】D
【详解】
A．二氧化硫与NaOH溶液反应，图中实验可形成喷泉实验，故A正确；
B．Cu与浓硝酸反应放热，试管中气体受热膨胀，U型管中红墨水左低右高可证明，故B正确；
C．氨气极易溶于水，挤压胶头滴管，气球变大可证明，故C正确；
D．浓硫酸难挥发，蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近不会产生白烟，故D错误；
故选D。
16．（2021·重庆市第七中学校）下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是（ ）
A．乙装置中负极发生的反应是CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+
B．若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜
C．丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出
D．当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g
【答案】D
【分析】如图，乙为碱性条件下的甲醇燃料电池，c为负极，反应式为：CH3OH - 6e- + 8OH- =+ 6H2O，d为正极，反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故甲电解池中b为阴极，a为阳极，丙电解池中，f为阴极，反应式为：2H++2e-=H2↑，e为阳极，反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，K+由阳极移向阴极；
【详解】
A．乙装置中负极发生的反应是CH3OH - 6e- + 8OH- =+ 6H2O +，A项错误；
B．镀铜时，镀层金属为阳极，镀件金属为阴极，a为阳极不能作为镀件，不可实现a上镀铜，B项错误；
C．丙装置制得的KOH应通过h口排出，C项错误；
D．当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，根据电极反应式，转移电子为0.4ml，丙装置中参加反应的Cl-为0.4ml，生成Cl2为0.2ml，转移至阴极室的K+也为0.4ml，丙装置中阳极室溶液质量减少=m(Cl2)+m(K+)=0.2ml×71g·ml-1+0.4ml×39g·ml-1=29.8g，D项正确；
答案选D。
第II卷（非选择题）
二、非选择题（共52分）
17．（2022·上海·复旦附中）化学反应在实现物质转化的同时还伴随着能量转化，最常见的一种能量变化就是化学能与热能之间的转化。在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可用于制取氧气。
(1)A是用CaCO3制取CO2的装置。写出A中发生反应的离子方程式：_______。
(2)按要求填写表中空格：
(3)反应后取D中溶液，向其中逐滴加入稀盐酸，产生的CO2气体体积与所加入盐酸的体积之间的关系如图所示：
则加入盐酸之前D中溶质的成分以及对应物质的量之比是_______。
(4)为了达到实验目的，是否需要在B装置之后增加一个吸收水蒸气的装置，请说明理由：_____________________。
(5)研究发现，一定条件下CO2加氢可制备甲酸(HCOOH)。工业上利用甲酸的能量关系转换图如下：
则：反应的焓变∆H=_______。
(6)溶液与1.95g锌粉在简易热量计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃，反应后最高温度为30.1℃。
已知：，溶液的比热容近似为、溶液的密度近似为，忽略溶液质量的变化、忽略金属吸收的热量。
①上述反应放出的热量数值为_______J。
②请书写上述反应的热化学方程式(以离子方程式形式表示)______________。
【答案】
(1)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
(2)除去CO2气体中混入的HCl Na2O2 NaOH溶液
(3)Na2CO3、NaHCO3，1:1
(4)不需要，后续操作是用排水法收集气体
(5)-31.4kJ∙ml-1
(6)4.18×103 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu ∆H=-209kJ∙ml-1
【解析】
（1）A是用CaCO3与盐酸反应制取CO2的装置，生成CO2气体的同时，还有CaCl2等生成，则A中发生反应的离子方程式：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑。答案为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑；
（2）B装置中，用于除去CO2气体中混入的HCl，应使用饱和NaHCO3溶液；C装置中，U形管内的固体用于与CO2反应产生O2，则固体应为Na2O2；D装置中，用于吸收未反应CO2气体的液体，则液体应为NaOH溶液。答案为：除去CO2气体中混入的HCl；Na2O2；NaOH溶液；
（3）装置中，滴入稀盐酸的体积从25mL~75mL，应是与NaHCO3反应，则稀盐酸体积从0~25mL，应是与Na2CO3反应生成NaHCO3，生成的NaHCO3也需消耗稀盐酸25mL，从而得出原NaHCO3需消耗稀盐酸的体积为25mL，则加入盐酸之前D中溶质的成分为Na2CO3、NaHCO3，对应物质的量之比是1:1。答案为：Na2CO3、NaHCO3，1:1；
（4）因后面实验是将气体通入水中，所以不需要在B装置之后增加一个吸收水蒸气的装置，理由：后续操作是用排水法收集气体。答案为：不需要，后续操作是用排水法收集气体；
（5）由甲酸的能量关系转换图，可得到以下热化学方程式：HCOOH(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H1=+72.6kJ∙ml-1 ①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ∆H2=-283.0kJ∙ml-1 ②H2(g)+O2(g)= H2O(g) ∆H3=-241.8kJ∙ml-1 ③依据盖斯定律，将③-①-②得：反应的焓变∆H=∆H3-∆H1-∆H2=-31.4kJ∙ml-1。答案为：-31.4kJ∙ml-1；
（6）①溶液的质量m=100mL×=100g，∆t=30.1℃-20.1℃=10℃，=×100g×10℃=4.18×103J。②参加反应的n(Zn)=n(CuSO4)=0.2000ml/L×0.1L=0.02ml，则1mlZn参加反应时，放热=209kJ∙ml-1，热化学方程式：Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu ∆H=-209kJ∙ml-1。答案为：4.18×103；Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu ∆H=-209kJ∙ml-1。
18．（2022·江西·模拟预测）建设生态文明，研究碳的化合物对减少CO2在大气中累积及实现可再生能源的有效利用具有重要意义。
(1)已知有关化学键的键能E数据如下
CO2和H2在一定条件下能发生反应：CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)，该反应的活化能为akJ·ml-1，其反应过程如图所示，则Ea2=_______kJ/ml(用含a的代数式表示)
(2)该反应在_______(填“高温”或“低温”)能自发进行。
(3)一定温度下，在一刚性密闭容器中，充入等物质的量的CO2和H2，此时容器的压强为48kPa，发生以上反应，6min时达到平衡，此时容器压强为30KPa，则0~6min内用H2的分压表示反应速率为_______。该温度下，此反应的平衡常数KP=_______(KP是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。
(4)恒温恒容条件下，为了提高CO2的转化率，可采取的措施为_______(写一点即可)，能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．混合气体的密度不再变化
B．甲酸的浓度不变
C．CO2的消耗速率与HCOOH的生成速率相等
D．混合气体的平均相对分子质量不再变化
(5)利用太阳能电池电解能实现CO2转化为HCOOH，如图所示。
①电解过程中，b极发生的电极反应式为______________。
②每转移1ml电子，阳极区溶液质量减轻_______g。
【答案】
(1)a+51
(2)低温
(3)3KPa/min 0.5KPa-1
(4)充入一定量的H2(或移出HCOOH) BD
(5)CO2+2H++2e-=HCOOH 9
【解析】
（1）根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，ΔH=745KJ·ml-1×2+436KJ·ml-1-413KJ·ml-1-715KJ·ml-1-356KJ·ml-1-463KJ·ml-1=-51KJ·ml-1，据图：ΔH=Ea1-Ea2，Ea2=Ea1-ΔH=(a+51)kJ·ml-1。
（2）该反应ΔH