高考化学专题九 化学反应与能量 五年（2018-2022）真题分类集训

专题九化学反应与能量悟知识原电池结构模型电解池结构模型考点1化学反应与热能考向1化学反应的能量变化1．[湖南2022·12，4分](双选)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示：下列有关四种不同反应进程的说法正确的是()A．进程Ⅰ是放热反应B．平衡时P的产率：Ⅱ＞ⅠC．生成P的速率：Ⅲ＞ⅡD．进程Ⅳ中，Z没有催化作用2．[浙江2022年1月·18，2分]相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：下列推理不正确的是()A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B．ΔH2＜ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D．ΔH3－ΔH1＜0，ΔH4－ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性3．[浙江2021年1月·24，2分]在298.15K、100kPa条件下，N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K－1·mol－1。一定压强下，1mol反应中，反应物[N2(g)＋3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是()考向2反应热的计算4．[重庆2021·10，3分]“天朗气清，惠风和畅。”研究表明，利用Ir＋可催化消除大气污染物N2O和CO，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH＝－283kJ·mol－1，则2N2O(g)=2N2(g)＋O2(g)的反应热ΔH(kJ·mol－1)为()A．－152B．－76C．＋76D．＋1525．[浙江2022年6月·18，2分]标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根据HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol－1。下列说法不正确的是()A．H2的键能为436kJ·mol－1B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C．解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2D．H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)ΔH＝－143kJ·mol－16．[浙江2018年4月·21，2分]氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法正确的是()A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大D．一定条件下，气态原子生成1molH—X键放出akJ能量，则该条件下ΔH2＝akJ·mol－1考向3反应热的大小比较7．[浙江2021年6月·21，2分]相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是()(g)＋H2(g)→(g)ΔH1(g)＋2H2(g)→(g)ΔH2(g)＋3H2(g)→(g)ΔH3(g)＋H2(g)→(g)ΔH4A．ΔH1>0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH48．[浙江2020年7月·22，2分]关于下列ΔH的判断正确的是()CO32－(aq)＋H＋(aq)=HCO3－(aq)ΔH1CO32－(aq)＋H2O(l)HCO3－(aq)＋OH－(aq)ΔH2OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH3OH－(aq)＋CH3COOH(aq)=CH3COO－(aq)＋H2O(l)ΔH4A．ΔH1<0ΔH2<0B．ΔH1<ΔH2C．ΔH3<0ΔH4>0D．ΔH3>ΔH49．[浙江2019年4月·23，2分]MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是()A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3考点2原电池考向1一次电池1．[湖南2022·8，3分]海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂－海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是()A．海水起电解质溶液作用B．N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂－海水电池属于一次电池2．[重庆2021·13，3分]CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质。当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是()A．CO32－迁移方向为界面X→电极bB．电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1C．电极b为负极，发生的电极反应为2CO32－－4e－=O2↑＋2CO2↑D．电池总反应为Li2CO3=Li2O＋CO2↑3．[全国Ⅲ2020·12，6分]一种高性能的碱性硼化钒(VB2)－空气电池如图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2＋16OH－－11e－=VO43－＋2B(OH)4－＋4H2O。该电池工作时，下列说法错误的是()A．负载通过0.04mol电子时，有0.224L(标准状况)O2参与反应B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C．电池总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=8B(OH)4－＋4VO43－D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极4．[河北2021·9，3分]K－O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是()A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水5．[全国Ⅰ2020·12，6分]科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－=Zn(OH)42－B．放电时，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2molC．充电时，电池总反应为2Zn(OH)42－=2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充电时，正极溶液中OH－浓度升高考向2二次电池6．[广东2021·9，2分]火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时()A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子C．阳离子由正极移向负极D．将电能转化为化学能7．[全国乙2022·12，6分]Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li－O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－=Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2)对电池进行充电，下列叙述错误的是()A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li＋O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－=Li2O28.[全国甲2022·10，6分]一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)42－存在]。电池放电时，下列叙述错误的是()A．Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO42－通过隔膜向Ⅱ区迁移C．MnO2电极反应：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2OD．电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)42－＋Mn2＋＋2H2O9．[辽宁2021·10，3分]如图，某液态金属储能电池放电时产生金属间化合物Li3Bi。下列说法正确的是()A．放电时，M电极反应为Ni－2e－=Ni2＋B．放电时，Li＋由M电极向N电极移动C．充电时，M电极的质量减小D．充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－=3Li＋＋Bi10．[浙江2022年1月·21，2分]pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag－AgCl电极)和另一Ag－AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝eq\f(（E－常数）,0.059)。下列说法正确的是()A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为AgCl(s)＋e－=Ag(s)＋Cl－(0.1mol·L－1)B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pHD．pH计工作时，电能转化为化学能11．[全国Ⅱ2018·12，6分]我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na－CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是()A．放电时，ClO4－向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－=2CO32－＋CD．充电时，正极反应为：Na＋＋e－=Na12．[天津2019·6，6分]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放电时，溶液中离子的数目增大C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充电时，a电极接外电源负极13．[福建2021·9，4分]催化剂TAPP－Mn(Ⅱ)的应用，使Li－CO2电池的研究取得了新的进展。Li－CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。下列说法错误的是()A．Li－CO2电池可使用有机电解液B．充电时，Li＋由正极向负极迁移C．放电时，正极反应为3CO2＋4Li＋＋4e－=2Li2CO3＋CD．*LiCO2、*CO、*LiC2O3和C都是正极反应的中间产物14．[全国Ⅲ2018·11，6分]一种可充电锂－空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是()A．放电时，多孔碳材料电极为负极B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移D．充电时，电池总反应为Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O215．[广东2022·16，4分]科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－=Na3Ti2(PO4)3下列说法正确的是()A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的pH减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g16．[湖南2021·10，3分]锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：下列说法错误的是()A．放电时，N极为正极B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－=ZnD．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过考向3燃料电池17．[山东2021·10，2分]以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池。下列说法正确的是()A．放电过程中，K＋均向负极移动B．放电过程中，KOH物质的量均减小C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L18．[浙江2018年11月·17，2分]最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A．右边吸附层中发生了还原反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－=2H2OC．电池的总反应是2H2＋O2=2H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO4－向左移动19．[全国Ⅰ2019·12，6分]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是()A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动考点3电解池考向1电解原理及其应用1．[广东2022·10，2分]以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为Mg－2e－=Mg2＋B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等2．[全国Ⅱ2020·12，6分]电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。如图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag＋注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是()A．Ag为阳极B．Ag＋由银电极向变色层迁移C．W元素的化合价升高D．总反应为WO3＋xAg=AgxWO33．[海南2021·9，4分]液氨中存在平衡：2NH3NH4＋＋NH2－。如图所示为电解池装置，以KNH2的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是()A．b电极连接的是电源的负极B．a电极的反应为2NH3＋2e－=H2↑＋2NH2－C．电解过程中，阴极附近K＋浓度减小D．理论上两极产生的气体物质的量之比为1∶14．[湖北2021·15，3分]Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H＋浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是()A．电解时只允许H＋通过离子交换膜B．生成O2和H2的质量比为8∶1C．电解一段时间后阴极区溶液OH－的浓度增大D．CrO3的生成反应为Cr2O72－＋2H＋=2CrO3＋H2O5．[江苏2021·12，3分]通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(装置示意见题图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是()A．电解后KOH溶液的物质的量浓度减小B．电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2OC．电解的总反应方程式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑D．电解过程中转移4mol电子，理论上可获得22.4LO26．[全国Ⅰ2018·13，6分]最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA­Fe2＋－e－=EDTA­Fe3＋②2EDTA­Fe3＋＋H2S=2H＋＋S＋2EDTA­Fe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是()A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S=CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA­Fe3＋/EDTA­Fe2＋，溶液需为酸性7．[浙江2022年6月·21，2分]通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，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＋Mn2＋－2e－=MnO2＋4H＋C．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3考向2隔膜电解池的综合应用8．[浙江2020年1月·18，2分]在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是()A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH－迁移的数量等于导线上通过电子的数量9．[山东2020·13，4分]采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是()A．阳极反应为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑B．电解一段时间后，阳极室的pH未变C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量10．[广东2021·16，4分]钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是()A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16gC．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D．电解总反应：2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2Co＋O2↑＋4H＋11．[天津2021·11，3分]如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是()A．a是电源的负极B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D．当0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成标准状况下)12．[全国甲2021·13，6分]乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是()A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B．阳极上的反应式为＋2H＋＋2e－→＋H2OC．制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移13．[北京2021·15，9分]环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如图。(1)①阳极室产生Cl2后发生的反应有：___________________________________、CH2=CH2＋HClO→HOCH2CH2Cl。②结合电极反应式说明生成溶液a的原理_______________________________________________________________________。(2)一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。电解效率η和选择性S的定义：η(B)＝eq\f(n（生成B所用的电子）,n（通过电极的电子）)×100%S(B)＝eq\f(n（生成B所用的乙烯）,n（转化的乙烯）)×100%①若η(EO)＝100%，则溶液b的溶质为________。②当乙烯完全消耗时，测得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%。推测η(EO)≈70%的原因：Ⅰ.阳极有H2O放电Ⅱ.阳极有乙烯放电Ⅲ.阳极室流出液中含有Cl2和HClO……ⅰ.检验电解产物，推测Ⅰ不成立。需要检验的物质是________。ⅱ.假设没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，则η(CO2)≈________%。经检验阳极放电产物没