第六章 化学反应与能量（测试）（含答案） 2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

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时间：75分钟 分值：100分
可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Fe 56 Cu 64 Br 80 Ag 108 Ba 137
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共15×3分）
1．(2024·浙江省丽水湖州衢州三地市高三下学期教学质量检测)我国科学工作者进行了如下模拟实验：将甲、乙两片相同的铁片用导线连接插入海水中，铁片甲附近通入氧气，铁片乙附近通入氮气，下列说法正确的是( )
A．铁片乙作正极B．氮气在铁片乙上失电子
C．在海水中阳离子向铁片乙移动D．铁片乙的腐蚀速率明显高于铁片甲
2．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是( )
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2
②NaOH(aq)＋eq \f(1,2)H2SO4(浓)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH3
NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4
C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4
3．(2024·浙江省绍兴市高三选考科目诊断性考试)已知反应NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH=(E2- E1)kJ·ml−1
B．正反应活化能E1等于反应物的键能之和
C．由图可知升温对NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)的逆反应速率影响更大
D．恒温条件下，缩小容器体积，平衡不移动，所以正逆反应速率均不变
4．(2024·浙江省金华市曙光中学调研)“北溪”天然气管道至少泄漏8万吨天然气，近20年间甲烷的温室效应率是的84倍。已知管道接口处有钢铁材料等，海水的pH约为8.0。设为阿伏伽德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是( )
A．损坏的钢铁材料在海水中主要发生吸氧腐蚀
B．制造管道时表面涂层能起到抗腐蚀作用
C．w g铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为
D．修复管道时在钢管表面镶嵌锌块，这种方法叫牺牲阳极法
5．（2024·湘豫名校联考联盟高三第四次模拟考试）锌—空气电池具有能量密度高、成本低、易组装等优势。某锌—空气碱性电池示意图如下，下列说法错误的是( )
A．放电时，甲极的电势比乙极高
B．放电时，负极反应：Zn+4OH--2e-= [Zn(OH)4]2-
C．充电时当有通过中间隔膜时，理论上甲极释放出5.6LO2
D．该电池是一种对环境友好的二次电池
6．(2024·浙江省稽阳联谊学校高三联考)级联电池是指在同一个反应腔体中耦合两个连续的电化学反应，它可以大大提高了电池的能量密度。某水系级联电池，工作原理如图所示
已知电解质为CuSO4溶液，步骤2中的电池反应为：(单独构建该步电池时效率较低)。下列说法不正确的是( )
A．放电时，步骤1的正极反应式为2Cu2++S+4e-=Cu2S
B．Cu2S对步骤2的正极反应可能起催化作用，提高了电池工作效率
C．若用该电池进行铜的电解精炼，则消耗6.5g锌时，得到的精铜质量大于6.4g
D．步骤2工作过程中，电池工作环境氧气浓度越大，正极板质量增加也越多
7．（2024·山东省泰安市高三四模）我国科学家首次设计了一种可充电的铋-空气电池，具有较强稳定性，该电池使用了非碱性的三氟甲磺酸铋水系电解质溶液，简写为 Bi(OTf)₃(Mr=656g·ml⁻¹)，该电池工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，Y极电极反应式：2H2O+O₂+4e⁻=4OH⁻
B．充电时，Y电极发生还原反应
C．电解质溶液的作用是让电子在电池内通过，形成闭合回路
D．若标准状况下消耗1.68L O2，理论上负极区电解质溶液增重65.6g
8．(2024·浙江省Z20名校联盟)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2在电极表面产生，提高放电效率。下列说法不正确的是( )
A．钛箔作阴极，发生还原反应
B．阳极反应主要为：Cl--2e-+H2O=HClO+H+
C．电解后海水pH明显下降
D．理论上生成1mlH2转移电子数为2NA
9．(2024·浙江省义乌五校高三联考)华南师范大学兰亚乾教授课题组从催化剂结构与性能间关系的角度，设计了一种催化剂同时作用在阳极和阴极，用于CH3OH氧化和CO2还原反应耦合的混合电解，工作原理如图甲所示。不同催化剂条件下CO2→CO电极反应历程如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A．电解总反应为2CO2+CH3OH2CO+HCOOH+H2O
B．理论上若有44gCO2被转化，则有2mlH+从左侧向右侧迁移
C．与Ni8-TET催化剂相比，使用Ni-TPP时催化效果更好
D．若以铅蓄电池为电源，则B极应与PbO2极相连接
10．（2024·湖北省T8联盟高三二模）近日，科学家开发///NiOOH光阳极用于持续太阳能制氢，装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A．能量转化形式太阳能→化学能→电能
B．阳极材料涉及元素均为前四周期元素
C．电极N的反应式为H2O-4e-=O2↑＋4H＋
D．阴极区c(Zn＋)越大，H2产率越高
11．（2024·福建省三明市三模）利用CP／CdS复合光催化剂可实现温和条件下废弃聚乳酸塑料(PLA)高选择性地转化为丙氨酸小分子，其转化历程如下：
下列说法错误的是( )
A．该过程光能转化为化学能
B．每生成1ml丙氨酸，催化剂吸收2.41eV的能量
C．乳酸铵转化为丙酮酸主要发生氧化反应
D．PLA转化为乳酰胺的化学方程式为：+nNH3H2On+nH2O
12．(2024·浙江省义乌中学高三首考模拟)电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高，有望代替传统的工业合成氨工艺。利用工业废水发电进行氨的制备(纳米Fe2O3作催化剂)的原理如图所示，其中M、N、a、b电极均为惰性电极。下列说法错误的是( )
已知：b极区发生的变化视为按两步进行，其中第二步为Fe+H2O+N2→NH3+ Fe2O3 (未配平)。
A．M极是负极，发生的电极反应为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+
B．Fe2O3在b极发生电极反应：Fe2O3+3H2O+6e-=2Fe+6OH-
C．理论上废水发电产生的N2与合成NH3消耗的N2的物质的量之比为
D．上述废水发电在高温下进行优于在常温下进行
13．(2024·浙江省北斗星盟高三联考)一定条件下，丙烯与HCl反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的反应历程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．合成CH3CH2CH2Cl的反应中，第一步为反应的决速步
B．其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物CH3CHClCH3的比例
C．根据该反应推测，丙烯与加成的主要产物为2-溴丙烷
D．反应的主要产物为CH3CHClCH3，是由于活性中间体比更稳定，所需活化能更低
14．(2024·浙江省新阵地教育联盟、浙江十校高三联考)室温时用稀硝酸可将苯酚直接硝化，转化关系及部分产物产率表示如下：
反应历程：
下列说法不正确的是( )
A．工业生产中产物Ⅱ由于存在分子内氢键，易被水蒸气蒸出，产品容易提纯
B．反应生成产物Ⅱ过程中最大能垒为E2-E1
C．反应足够长的时间，升高温度可提高体系中产物Ⅰ的产率
D．反应中体系中加入浓硫酸有利于产生活性中间体，可促使反应进行
15．（2024·江西省高三三模）钙钛矿具有独特的晶体结构，广泛应用于太阳能电池材料、传感器等诸多领域。图1、2均为钙钛矿型化合物，图1中另两种离子为、Ti4+，图2中另两种离子为和，晶胞参数，a=B=y=90°。图2钙钛矿型化合物制成的太阳能电池与锂硫电池集成，可实现太阳能直接对锂硫电池充电，其原理如图3所示：
图3碳电极为共享电极，导电玻璃基底上涂TiO2作为电子传输层。充电时，钙钛矿层吸收太阳光产生光生电子（）和空穴（），分离后输送到两个电极上。下列说法不正确的是( )
A．共享碳电极为钙钛矿太阳能电池的负极
B．锂硫电池放电时，Li+由金属锂电极迁移至含硫层
C．充电时，共享碳电极上电极反应式可写作：
D．该装置至少涉及了3种形式能源的转化
二、非选择题（共5小题，共55分）
16．(10分)肼(N2H4)又称联氨，为二元弱碱，在水中的电离与氨类似，广泛用于火箭推进剂、有机合成及电池燃料。回答下列问题：
(1)肼(N2H4)可用做发射卫星的火箭燃料。已知：
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ•ml-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=﹣543kJ•ml-1
写出气态肼和NO2生成氮气和水蒸气的热化学方程式_______。
(2)联氨(化学式为，二元弱碱)是重要的火箭燃料，在水中的电离方程式与氨相似。若N2H4+H+N2H5+的，。
①联氨第一步电离反应的平衡常数值为_____。
②联氨与硫酸形成的正盐的化学式为__________，其水溶液中离子浓度的大小关系是______。
(3)肼除了可作火箭的推进剂外，还可用于新型环保电池中，电池工作原理如图所示。
①O2-向_______移动(填“电极甲”或“电极乙”)。
②该电池的负极反应式为_______。
17．(10分)有机物的电化学合成是一种环境友好的化学合成方法，图1和图2中的电极相连时可实现电化学原理制取对氨基苯甲酸。
(1)图2为碱性肼燃料电池，c电极与 (填 “a”或“b”)相连，c电极发生的电极反应式为 。
(2)图1、图2相连时a电极为 (填“正““负”“阴“或“阳”)极。生成的离子方程式为 。
(3)通过离子交换膜的离子是 ；当电路中转移0.6 ml电子时消耗标准状况下O2体积为 ，电解池左室质量变化 g。
18．(10分)党的二十大报告提出推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。回答下列问题：
(1)研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。选择性催化还原技术是利用还原剂氨或尿素[CO(NH2)2]，把烟气中的NO还原成N2和H2O。相关反应的热化学方程式如下：
N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH1＝+180.5kJ·ml−1
2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g) ΔH21＝-112.0kJ·ml−1
CO(NH2)2 (s)＋6NO2(g)=7N2(g)+4CO(g)＋8H2O(g) ΔH3＝-2780.0kJ·ml−1
2CO(NH2)2 (s)＋6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH4
ΔH4=_______。
(2)科学家研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。图中第一步逆反应的活化能为_______kJ·ml-1(用a、b、c的代数式表示)。
(3)液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。
= 1 \* GB3 ①有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH3还原NO的反应机理如图所示，该过程可描述为___________________________________________。
= 2 \* GB3 ②使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图
该脱硝过程的总反应的化学方程式为_________________________；反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为_____________________________________。
19．(13分)铝的阳极氧化是一种重要的表面处理技术，其原理是用电化学方法处理铝件表面，优化氧化膜结构，增强铝件的抗腐蚀性，同时便于表面着色。取铝片模拟该实验，并测定氧化膜厚度，操作步骤如下：
(1)铝片预处理
铝片表面除去油垢后，用2ml/LNaOH溶液在60～70℃下洗涤，除去铝表面薄氧化膜，离子方程式为：_______；再用10％(质量分数)的HNO3溶液对铝片表面进行化学抛光。若取一定体积68％(质量分数)的浓硝酸配制该化学抛光液，需要用到的玻璃仪器有_______、_______、玻璃棒和胶头滴管。
(2)电解氧化
取预处理过的铝片和铅做电极，控制电流恒定为0.06A，用直流电源在5～6ml/L硫酸中电解。其中铝片接电源_______极，产生氧化膜的电极反应式为氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示)，C阶段多孔层产生孔隙的离子反应方程式为_____，A阶段电压逐渐增大的原因是_____。
(3)氧化膜质量检验
取出阳极氧化并封闭处理过的铝片，洗净、干燥，在铝片表面滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL浓硫酸)，用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间，可判断氧化膜的耐腐蚀性。写出该变色反应的离子方程式：_______。
(4)氧化膜厚度测定
①取氧化完毕的铝片，测得表面积为4.0cm2，洗净吹干，称得质量为0.7654g；
②将铝片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分钟进行溶膜处理；
③取出铝片，洗净吹干，称得除膜后铝片质量为0.7442g。
已知氧化膜的密度为2.7g/cm3，可以计算得出氧化膜厚度为_____μm(1μm=1×10-4cm)。
20．(12分)电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题，常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。
(1)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图-1所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图-2所示。
①电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是 。
②控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为 ml。
③科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究，其目的是 。
(2)一种铜基复合电极材料Au/Cu2O的制备方法：将一定量Cu2O分散至水与乙醇的混合溶液中，向溶液中逐滴滴加HAuCl4 (一种强酸)溶液，搅拌一段时间后离心分离，得Au/Cu2O，溶液呈蓝色。写出Cu2O还原HAuCl4的离子方程式： 。
(3)金属Cu/La复合电极材料电催化还原CO₂制备甲醛和乙醇的可能机理如图-3所示。研究表明，在不同电极材料上形成中间体的部分反应活化能如图-4所示。

X为 ，补充完整虚线框内Y的结构