2025年高考化学二轮专项突破：化学反应与能量（含解析）

专项突破卷四化学反应与能量

(90分钟100分)

可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Na23Cl35.5Mn55Cu64Zn

65

第I卷(选择题共45分)

一、选择题(本题包括15小题,每小题3分，共45分,请你选出一个最符合题意的答案)

L下列过程能实现将化学能转化为电能的是

A.电池充电B.光合作用

C.手机电池工作D.太阳能板充电

2.下列诗句中不包含放热反应的是

A.只要功夫深，铁杵磨成针B.煮豆燃豆箕，豆在釜中泣

C.爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏D.火树银花合，星桥铁锁开

3.一定条件下，二氧化碳与氢气反应可制得甲烷。已知：

1

①CC)2(g)+H2(g)------CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJ-mol-

1

②2co(g)+2H?(g):-----CO2(g)+CH4(g)AH=-247.1kJ-mol

③常见物质的化学键的键能如下表：

化学键C=OH—HC—HH—O

键能/（kJ.mo「i）a436414464

则。为

A.801.65B,784.25C,730.05D.680.65

4.2021年三星堆遗址重启考古挖掘工作，“青铜神树”的面世再一次震惊世界。青铜器出土

呈青色是因为在潮湿环境中青铜发生了电化学腐蚀，其原理如图所示。下列说法不无建

的是

-a：多孔粉状锈

b：多孔催化层

--C：青铜基体

Cu

A.腐蚀过程中，负极材料是图中的c

B.腐蚀过程中，只有02参与反应

C.正极的电极反应式为C>2+4e-+2H------:40H

D.被海水浸蚀的青铜器锈蚀速率加快

:

5.已知C02加氢制甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)~=CH3OH(g)+H2O(g)AH=-

46kJ.moP,其在催化剂Cu-ZnO-ZrO2上的主反应历程如图所示(丛一**H+*H,*标记的

物质是该反应历程中的中间产物或过渡态)。下列说法错误的是

A.升高温度,该反应的反应速率减慢的原因可能是催化剂失活

B.第④步反应只有极性键形成

C.Cu-ZnO-ZrO2既能加快反应速率，又能改变AH

D.该反应逆反应的活化能比正反应的大

6.我国科技工作者设计了一种电解装置，能将甘油(C3H8。3)和二氧化碳转化为甘油醛

(C3H6。3)和合成气，其原理如图所示。下列说法不正确的是

催

催化化

电极电

极

甘油葭b

(CsHA)^

甘油整

Na2c。3溶液H20(g)

A.催化电极b与电源负极相连

B.电解时催化电极a附近溶液的pH增大

C.电解时阴离子透过交换膜向a极迁移

D.生成的甘油醛与合成气的物质的量相等

7.一种Zn-MnCh新型电池可以制备高浓度K2sCU溶液，其装置如图所示｛K0H溶液中,Z1?+

以［Zn(OH)4广形式存在｝。下列有关该电池的说法正确的是

A.M极发生氧化反应

B.甲室溶液的pH减小

C.N极的电极反应式:Zn+4OH-+2e^=[Zn(OH)4]2-

D.当电路中流过0.5mol电子时,M、N极的质量共减少38g

8.消除天然气中的H2s是能源研究领域的热点，科学家研究表明，利用CuFe2O4表面吸附

H2s时有两种机理途径，如图所示。

85.6

途径1

相0-13.5/——\

0n25.0•

对----途径2

能-21.1

*表示催化剂吸附物种

量

、

k(

・J-342.3-362.6

m-419.2-430.4

Fo-347.4-3775

)-443.5、:坐监“小

-580.5

'一—-586.3

—5671..........................

HSHS*过渡态H*+HS*过渡态2H*+S*过渡态H*+OH*+S*H/)*+S*

吸附历程

途径2决速步骤的能垒和途径1中步骤H2S*-HS*+H*的焰变分别是

A.135.5kJ-mol1,-430kJ-mol1

B.204.5kJ-mol1,-382.8kJ-mol-1

C.61.6kJ-mof1,-529.1kJ-mol1

D.41.7kJ-mol-1,-428.9kJ-mol'1

9.利用如图装置电解四甲基氯化核［(CH3)4NC1］的水溶液制备四甲基氢氧化镂

［(CH3)4NOH］O下列说法正确的是

阳离子交换膜

A.电极A上发生还原反应

B.产物c是Cl2

C.a处可收集(CH3)4NOH

D.阳离子交换膜可提高(CH3)4NOH的纯度

10.右图是以KC1、NaNCh为原料制取KNO3和NaCl的电化学装置,

A膜为阴离子交换膜,C膜为阳离子交换膜,M、N为电极。下列有关说法中错误的是

A.电源a极的电势比b极的低

B.X溶液为KNCh溶液

C.III室中NO3通过膜A移向n室,V室中C「通过膜A移向W室

电解

D.电解总反应:2C「+2H2。-=CbT+H2T+2OH-

11.以下是银催化乙烯与氢气的反应机理示意图。下列说法正确的是

A.催化剂可加快反应速率,降低反应的能量变化

B.过程②释放能量，过程③④吸收能量

C.反应中有非极性键的断裂、极性键的形成

D.催化剂在反应过程中质量和性质均会改变

12co2一定条件下可转化为CH3OH,电化学装置如图所示。下列说法正确的是

A.若导线上有4mol电子移动，则质子交换膜左侧产生22.4LO?

B.装置中进行的总反应一定是自发的氧化还原反应

C.图中的能量转化形式为光能一＞电能--化学能

+

D.b极的电极反应式为CO2+6H-6e"==CH3OH+H2O

+

13.N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O表面转化为无害气体，其反应原理为

N2O(g)+CO(g)^^CO2(g)+N2(g)有关化学反应的物质变化过程及能量变化关系如

图所示。下列说法不正确的是

A.AH=AH1+AH2

B.AH=-226kJ-mol1

C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

+

D.为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O和Pt2Oj

14.工业上采用Na[Ag(CN)2]和HCN的混合溶液作电镀液进行镀银，其装置如图所示。下

列说法正确的是｛已知:Na[Ag(CN)2]-----Na++[Ag(CN)2[,[Ag(CN)J-^Ag++2CN1

A.X极为电源的负极

B.铜杯上发生的电极反应为Cu-2e-----Cu2+

C.HCN可减小电镀液中Ag+的浓度

D.其他条件相同时，同浓度的Na[Ag(CN)2]析出Ag的速率比AgNCh快

15.近日，电催化固氮领域取得重要进展,利用双功能催化剂可实现室温条件下电催化氮气

还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：

|电源｝

质子交换膜

下列说法错误的是

A.a极与电源负极相连

B.b极发生氧化反应

C.阴极区的电极反应为N2+3H2O+6e-----=2NH3+6OH-

第II卷（非选择题共55分）

二、非选择题（本题包括5小题，共55分）

16.（11分）为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如图所示的三套实验装置。

⑴①题给装置中,不能用来探究“钠和无水乙醇反应是吸热反应还是放热反应”的是

（填字母）。

②某同学选用装置A进行实验（实验前U形管里液面左右相平），在甲试管里加入适量氢

氧化银晶体与氯化镂固体，搅拌，U形管中可观察到的现象

是，说明该反应为（填“放热反应"或“吸热反

应”）；若换成生石灰和水，则U形管中可观察到的现象是o

（2）化学反应的焰变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。

①实验测得，标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳时释放出

445kJ的热量，写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:»

>

②已知传统热裂解法制乙烯的反应为CH3—CH3(g)—CH2=CH2(g)+H2(g)AM,有关

化学键的键能如表所示：

化学键C—HC=CC—CH—H

键能/(kJmoH)414615347435

通过计算得出该反应的焰变NH\=。

③现代的氧化裂解法制乙烯的反应的热化学方程式如下：

:1

C2H6(g)+|o2(g)------C2H4(g)+H2O(g)AH2=-110kJ-mol

通过比较AHi和AH2,说明和热裂解法相比，氧化裂解法的优点是

(任写一点)。

17.(12分)《打赢蓝天保卫战三年行动计划》如期圆满收官，氮氧化物排放量大幅度减少。

(1)已知汽车发动机工作时会引发N2和。2反应生成NO,其反应过程中的能量变化如下：

反应N2(g)一2N(g)O2(g)-2O(g)N(g)+O(g)-NO(g)

反应热AHiAH2AH3

热量值/(klmol」)945498630

①AHi0,AH3Oo(填“>”或“<”)

②N2(g)+Ch(g)------2NO(g)\H=kJ-mol1。

⑵利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染气体，其热化学方程式为4NH3

:

(g)+6NO(g)------=5N2(g)+6H2O(g)AH=-1807.98kJ-molL下列能表示该反应中能量变化

反应过程反应过程反应过程

⑶氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

CO(g)+NO2(g)------NO(g)+CO2(g)NH=-akJ-mol'C^O)

:

2CO(g)+2NO(g)==N2(g)+2CO2(g)NH=-bkJ-mol">0)

若用标准状况下1.12LCO还原NO?至N2(CO完全反应)，整个过程中转移电子的物质的

量为mol,放出的热量为kJ(用含有。和》的代数式表示)。

18.(8分)化学知识的学习是在不断探究的过程中形成的。下列是几组同学对电化学知识

的探讨。

(1)甲小组探究电解饱和CuCL溶液的阳极产物。用图1所示装置电解饱和CuCb溶液，一

段时间后,观察到阴极电极表面附着白色固体，电极底部有少量红色固体生成。用于检验

阳极产物的试剂是o

(2)乙小组通过观察电流表的指针偏转探究电极上发生的氧化还原反应。连接装置(如图

2所示)，断开开关K时,将铝片和铜片同时插入稀硫酸中,A1表面产生大量无色气泡,Cu表

面无明显变化;闭合开关K,电流表指针向右偏转,A1和Cu表面均产生大量无色气泡。

①该电池的负极是(填“A1”或“Cu”)。

②用化学用语表示Cu表面产生无色气泡的原因:。

③该小组同学将图2装置中的稀硫酸换成浓硝酸，铝电极换成铁电极，两极均产生大量红

棕色气体。改进实验装置(如图3所示)，闭合开关K后南铁电极快速插入浓硝酸中，观察

到指针快速向右偏转,此时外电路中电流方向为o

19.(13分)人们运用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需求。以下各种电池广泛

运用于日常生活、生产和科学技术等领域，请根据题中提供的信息填空：

(1)锂硒电池具有优异的循环稳定性。

①一种锂硒电池放电时的工作原理如图1所示，正极的电极反应式

为。

外加电源或负载

②LizSj与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示，图中3种LizSe,与碳基体的结合能

力由大到小的顺序是o

(2)Li-CuO二次电池的比能量高、工作温度宽。Li-CuO二次电池中，金属锂作极。

比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量,用来衡量电池的优劣，则Na、Mg、Al分

别作为电极时比能量由大到小的顺序为o

(3)全钢液流电池充电时间短，续航能力强，被誉为“完美电池”。图3是铀电池基本工作原

充电

理示意图,电池总反应为VO2++V3++H2。版电V2++V0I+2H+,放电时,H+由B区通过质子交

换膜移动到A区。

①放电时,A区为电池的(填“正极”或“负极”)区,B区电解液含有的含钢离子

为。

②充电时,B区溶液pH(填“增大”、“减小”或“不变3A区发生的电极反应

为0

20.(11分)甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。

I.甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料

(1)已知在常温常压下:①2cH30H⑴+3Ch(g)-----2CO2(g)+4H2O(g)AH=-1275.6kJ-moF

1

i,②H2O(1)­=H2O(g)AH=+44.0kJ-mol。写出表示甲醇燃烧热的热化学方程

式:o汽油的主要成分之一是辛烷［C8H18⑴］。已知：25℃、

101kPa时,0.2mol辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出1103.6kJ热量。相同

质量的甲醇和辛烷分别燃烧时释放的热量用于燃烧石灰石制备CaO,则得到CaO多的是

(填“甲醇”或“辛烷

:1

⑵已知:CH30H(g)+|02(g)~=CO2(g)+2H2(g)AHi=-192.9kJ-mol-;H2(g)+1o2(g)~=

1

H2O(g)AH2=-241.8kJ-mol。

则甲醇与水蒸气催化重整反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的焰变

△“3=o

(3)CH3OH(1)+O2(g)------CO(g)+2H2O(g)A”=-393kJ-mol」,该反应相关化学键键能数据

如表所示，则产□

化学键0=0C—Ogo(CO)H—OC—H

E/CkJ.mol1)496343X465413

II.甲醇的合成

(4)研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下,CO?和也可发生两个平衡反应，分别生成CH30H

和CO。反应的热化学方程式如下：

反应I30H(g)+H2O(g)AHi=-53.7kJ-mol-1

反应II:CO2(g)+H2(g)^^CO(g)+H2O(g)AH2

11

已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ-mol和-285.8kJ.mol;

1

②H2CXI)-----=H2O(g)AH3=+44.0kJ-molO

反应II的A42=kJ-mol1o

参考答案

1.C解析:A项,电池充电是将电能转化为化学能;B项，光合作用是将太阳能转化为化学能;D

项，太阳能板充电是将太阳能转化为电能。

2.A解析:铁杵磨成针只是物质形态发生变化，没有新物质生成，所以属于物理变化，不是放热

反应,A项符合题意;“豆箕”是大豆的秸秆，主要成分为纤维素，纤维素燃烧是将化学能转化为

热能,B项不符合题意;“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”中火药爆炸为氧化还原反应，生成

二氧化碳、二氧化硫等物质，属于放热反应,C项不符合题意;“火树银花”描述的是灯光和焰火,

发生了燃烧反应,化学能转化成热能,D项不符合题意。

3.A解析:根据盖斯定律可得CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(g)AH=-164.7kJ-mol-U^

反应物总键能-生成物总键能,可解得a=801.65,A项正确。

4.B解析:由图示可得，铜失电子，作负极,A项正确;铜的腐蚀产物为绿色的碱式碳酸铜，氧气、

水蒸气、二氧化碳均参与反应,B项错误;正极上氧气得电子,正极反应式为02+46+2H20-

4OH,C项正确;海水中有电解质，使得原电池反应速率加快，锈蚀加速,D项正确。

5.C解析:升高温度，只有催化剂失活该反应的反应速率才会减慢,A项正确;第④步反应是

*H+*HO^H2O,形成H—O键,B项正确;催化剂Cu-ZnO-ZrO2能加快反应速率，但不能改变

=

△H,C项错误;该反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g)A//=-46

kJ-molT,所以逆反应的活化能比正反应的大,D项正确。

6.B解析:由示意图可知，催化电极b表面上CO2被还原为CO,为电解池的阴极，与电源的负

极相连,A项正确;催化电极a为阳极，电极表面上甘油(C3H8。3)被氧化为甘油醛(C3H6。3),电极

反应式为C3H8。3-2日+2c=CH6O3+2HCO3,溶液中C0歹的水解程度大于HCC)3的，碳酸

钠溶液的碱性强于碳酸氢钠溶液,则电极a附近溶液的pH减小,B项错误;电解池工作时，阴离

子向阳极区移动，即阴离子透过交换膜向a极迁移,C项正确;阳极上生成1molC3H6O3转移2

mole：阴极上生成1molCO和H2的混合气体转移2moie;电解池工作时，阴、阳极转移电子

的物质的量相等，则生成的甘油醛与合成气的物质的量相等,D项正确。

7.D解析:根据图示的电池结构和题目所给信息可知,N极为电池的负极,电极反应式为Zn-

2+=2+

2e+4OH===[Zn(OH)4]oM极为电池的正极,电极反应式为MnO2+2e+4H==Mn+2H2Oo

+

M极为电池的正极，发生还原反应,A项错误；甲室电极反应式为MnO2+2e+4H^=

MP+2H2O,消耗H+,溶液的pH增大,B项错误;N极的电极反应式为Zn-2e+4OH—

2

[Zn(OH)4]-,C项错误;根据两极反应式可知，当电路中流过0.5mol电子时,M极减少的质量为

87g-mol"x0.25mol=21.75g,N极减少的质量为65g-mol4xO.ZSmol=16.25g,即总共减少的质

量为21.75g+16.25g=38g,D项正确。

8.A解析:活化能越大,反应速率越慢，反应速率最慢的反应制约反应速率,由图可知途径2最

大能垒为[-377.5-(-513.0)]kJ-mol-^135.5kJ-moE,途径1中步骤H?S*—HS*+H*的焰变为[-

443.5-(-13.5)]kJ-mol-^-430kJ-mol-^A项正确。

9.D解析:该电解池中，阳极反应式为2C「-2e-=-CLT,阴极反应式为2H2O+2e--

H2T+2OH-,中间为阳离子交换膜，则四甲基钱根离子通过交换膜进入阴极区生成(CH3)4NOH,

所以B为阴极，生成的c是氢气,A为阳极，生成的b为氯气。综上所述,D项正确。

10.A解析:M极通入KC1溶液,N极通入NaNO3溶液，整个过程电解制取KNO3和NaCl,则

M极上C1放电，故M极为阳极,N极为阴极,阴极反应式为2H2O+2e==田2?+20日,阳极反应

式为2C1-2e-^Cl2T,I室与V室均通入KC1溶液,VII室与III室均通入NaNCh溶液，由于阳离

子向阴极移动，阴离子向阳极移动,111室中NO3通过膜A移向H室,Na+通过膜C移向中间室

(IV室),V室中C「通过膜A移向中间室(IV室),K+通过膜C移向VI室，在IV室获得NaCl,则II

室、VI室获得KNCh。a为电源的正极,b为电源的负极，所以a极电势比b极高,A项错误;根

据分析，可知X溶液为KNO3溶液,B项正确;根据分析，可知III室中NO3通过膜A移向H室,V

电解

室中C1-通过膜A移向IV室,C项正确;电解总反应:2C「+2H2O^C12T+H2T+2OH-Q项正确。

11.C解析:催化剂可改变反应的活化能，但不能降低能量变化,A项错误;过程②断裂化学键

吸收能量，过程③④形成化学键释放能量,B项错误;H—H是非极性键,C—H是极性键,因此反

应中有非极性键的断裂、极性键的形成,C项正确;催化剂在化学反应中质量和化学性质均没

有改变,D项错误。

12.C解析:若导线上有4mol电子移动，根据原电池的正极2H2。〜Ch〜4*质子交换膜左侧产

生1molO2,没有指明状态，无法计算体积,A项错误;装置中进行的反应是通过光能完成的，不

是自发的氧化还原反应,B项错误;图中的能量转化形式为光能一电能一化学能,C项正

+

确;b极为原电池的正极，其电极反应式为CO2+6H+6e===CH3OH+H2O,D项错误。

=+

13.D解析:①N2O+Pt2O+==Pt20j+N2A//b®Pt20j+CO===Pt2O+CO2AH2,结合盖斯定

律由①+②得到N2O(g)+CO(g)===CO2(g)+N2(g)AH=AHI+AH2,A项正确油图示分析可知,

反应物的能量高于生成物，反应为放热反应，反应焰变△"=生成物总焰-反应物总焰=134

klmol-i-360kJ-mol^-226kJmol'.B项正确;正反应活化能£i=134kJmol1小于逆反应活化

1+

能£2=360kJmol,C项正确;①N2O+Pt2O+=~Pt20j+N2AHi,②Pt20]+CO==Pt2O+CO2

A“2,反应过程中Pt2。+和Pt2o+参与反应，后又生成,不需要补充,D项错误。

14.C解析:银棒作电镀池的阳极，发生的电极反应为Ag-e~Ag+,故X极为电源的正极,A

项错误;铜杯表面实现镀银，表面发生的电极反应为Ag++e-：=Ag,B项错误;由于HCN=^

H++CN;抑制反应[Ag(CN)2]"^^Ag++2CN-正向进行,C项正确;相同浓度时,[Ag(CN)才比

AgNO3更难电离,溶液中Ag+的浓度相对较小,D项错误。

15.C解析:根据图示可知,a极为阴极,b极为阳极,b极发生氧化反应,a极与负极相连,A、B两

+

项均正确;阴极区的电极反应为N2+6H+6e-===2NH3,C项错误;可由右室通过交换膜向左室

迁移,D项正确。

16.⑴①C(2分)

②左端液面升高,右端液面降低(1分);吸热反应(1分);左端液面降低，右端液面升高(1分)

⑵①CH4(g)+2O2(g)—CO2(g)+2H2O⑴A77=-890kJ-mol"(2分)

②+125kJ-mo「i(2分)

③氧化裂解反应是放热反应，节约能源(或氧化裂解反应热力学趋势上大)(2分)

解析:(2)@CH3—CH3(g)―*CH2=CH2(g)+H2(g)△上反应物的总键能-生成物的总键能

=6x414kJ-mol1+347kJ-mol1-(4x414kJmol'+615kJ-mo「i+435kJ-mol1)=+125kJ-mol'o

17.⑴①>(2分);<(2分)

②+183(2分)

(2)C(2分)

(3)0.1(2分);(2a+b)/80(2分)

解析:⑴①N2(g)―*2N(g)是断裂化学键的过程，吸收能量,AM>0,N(g)+O(g)―*NO(g)是形成

化学键的过程，放出能量,公”3<0。

1

②I,N2(g)―*2N(g)AHi=+945kJ-mol;

1

II.O2(g)—*2O(g)AH2=+498kJ-mol-;

1

III.N(g)+O(g)―*NO(g)AH3=-630kJ-mol;

=

根据盖斯定律，由I+11+2xIII得至I]N2(g)+O2(g)==2NO(g)AH=+183kJ-mol'o

⑵4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)AH=-1807.98kJ-mol」,反应为放热反应，反应物能量

高于生成物，反应焰变为负值，为-1807.98kJ-mol'o

⑶假设两个反应分别为①②，由①x2+②可得4CO(g)+2NO2(g)—N2(g)+4CCh(g)

△H=-(2a+6)kJ-mol-i,反应中转移8个电子。因此标准状况下1.12LCO还原NO2时，转移电子

的物质的量为‘"J-]X2=0.1mol,放出的热量为竽乎x(2a+b)kJ=(2a+b)/80kJ„

22.4L-mol14mol

18.(1)湿润的淀粉-KI试纸(2分)

(2)@A1(2分)

②2H++2e-^H2T(2分)

③由Cu电极流向铁电极(2分)