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文档简介
专题06化学反应与能量
目录
第一部分风向速递洞察考向,感知前沿
第二部分分层突破固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01反应热与热化学方程式
题型02盖斯定律及其应用
题型03原电池原理及应用
题型04电解原理及金属防护
B组·抢分能力练
第三部分真题验证对标高考,感悟考法
1.(2025·江浙皖高中发展共同体高三联考)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法正确的是()
A.铜板打上铁铆钉后,铜板B.牺牲阳极防护输水C.连接锌棒后,电子由
D.外加电流保护
更易被腐蚀管腐蚀铁管道流向锌
【答案】B
【解析】A项,形成Fe-Cu原电池,Cu作正极被保护,Cu不易被腐蚀,A错误;B项,镁比铁活泼,此
为牺牲阳极的阴极保护法,B正确;C项,锌比铁活泼,形成锌-铁原电池,锌作负极,电子由锌流向铁管
道,C错误;D项,此为外加电源的阴极保护法,被保护金属钢制管桩应与电源负极相连,D错误;故选B。
2.【多步骤反应流程机理图】(2026·广东深圳高三期中)在Fe2O3的催化作用下,向200C的恒温
恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2,发生反应CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g),该
反应经历两步,反应过程及能量变化如图所示。下列说法正确的是()
A.由图可知,反应i和反应ⅱ均为放热反应
B.反应ⅱ为决速步
C.其他条件不变,降低温度可以提高总反应中甲烷的转化率
D.使用Fe2O3改变了总反应的焓变
【答案】C
【解析】A项,由图可知,反应i的反应物总能量低于生成物总能量,属于吸热反应;反应ⅱ的反应物总能
量高于生成物总能量,属于放热反应,A错误;B项,决速步(速率控制步骤)是反应速率较慢的一步,而反
应速率与活化能正相关(活化能越大,速率越慢),能量图中,反应ⅰ的活化能(反应物到过渡态的能量差)
远大于反应ⅱ,因此反应ⅰ是决速步,B错误;C项,总反应是放热反应,其他条件不变,降低温度,平
衡正向移动,可以提高总反应中甲烷的转化率,C正确;D项,Fe2O3先消耗后生成,在反应中作催化剂,
作用是降低反应的活化能,加快反应速率,但不改变反应的焓变,D错误;故选C。
3.(2026·北京朝阳高三期中)设计如下路线理解和探究Na2CO3固体溶解过程的能量变化。
注:①离子在水中往往以水合离子形式存在,如水合钠离子,简写作Na+。
②碳酸钠水合物有Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O三种。
下列说法不.正.确.的是()
A.由于Na2CO3和H2O还可能生成Na2CO3·7H2O等物质,ΔH1难以直接测定
B.ΔH2和ΔH3可利用图2所示的装置进行测定
−1
C.根据盖斯定律可知:Na2CO3(s)+10H2O(l)=Na2CO3·10H2O(s)ΔH1=-92.3kJ·mol
D.根据各微粒的状态,可推测ΔH5>0
【答案】D
【解析】A项,因为碳酸钠和水反应可能生成Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O等多种水合物,反应过程复杂,
很难控制只生成Na2CO3·10H2O这一种产物,所以ΔH1难以直接测定,A正确;B项,图2是量热计装置,
ΔH2是Na2CO3·10H2O溶解过程的热效应,ΔH3是Na2CO3溶解过程的热效应,溶解过程的热效应可以通过
量热计测定温度变化,所以ΔH2和ΔH3可利用图2所示的装置进行测定,B正确;C项,根据盖斯定律,由
−1−1
图1可知ΔH3=ΔH1+ΔH2,已知ΔH2=+65.6kJ·mol,ΔH3=-26.7kJ·mol,则
ΔH1ΔH3ΔH226.765.692.3kJ/mol,即Na2CO3(s)+10H2O(l)=Na2CO3·10H2O(s)ΔH1=
−1
-92.3kJ·mol,C正确;D项,由图可知,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH5,过程iv为离子键断裂的过程,吸
收能量,即ΔH4>0,ΔH5<0,则ΔH5<0,D错误;故选D。
4.(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)我国目前已经实现通过电化学合成尿素,模拟装置如图所示。下
列说法不.正.确.的是()
A.b极上的电势比a极上的电势高
-+-
B.阴极反应式为CO2+2NO3+18H+16e=CO(NH2)2+7H2O
C.电路上转移4mol电子时,理论上有4molH+通过交换膜向左迁移
D.电解一段时间b极区溶液pH不变
【答案】D
【解析】根据物质变化可知,石墨电极上H2O失电子,石墨为阳极,则b为电源正极,a为电源负极,Fe/Fe3O4
电极为阴极。A项,由分析可知,b极为电源正极,a极为电源负极,电源正极(b极)电势高于负极(a极),A
--
正确;B项,阴极CO2和NO3转化为尿素,N从+5价降为-3价(2个N得16e⁻),阴极反应式为CO2+2NO3+18H
+--+
+16e=CO(NH2)2+7H2O,B正确;C项,阳极电极反应式为2H2O-4e=O2↑+4H,电路上转移4mol电子时,
阳极生成4molH+,H+通过质子交换膜向左(阴极区)迁移,C正确;D项,b极区为阳极,电极反应式为
-++
2H2O-4e=O2↑+4H,H浓度增大,pH减小,D错误;故选D。
5.【结合有机反应考查电化学】(2026·浙江省杭州第二中学高三月考)电化学合成是一种绿色高
效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述不.正.确.的是()
A.过程中可能生成
B.H从电极b移向电极a
C.电极b发生的反应为:
D.生成3mol半胱氨酸的同时生成1mol烟酸
【答案】D
【解析】该装置是电解池,电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中“加氧脱氢”,发生氧化反应,则b为阳
极,a为阴极,阴极的电极反应式为:。A项,
电极a上,胱氨酸中硫原子之间的化学键断裂生成半胱氨酸,则过程中可能生成中间体
,A项正确;B项,b为阳极,a为阴极,H+为阳离子,电解池中向阴极移动,
B项正确;C项,电极b为阳极,3-甲基吡啶中-CH3氧化为-COOH,反应式为
,C项正确;D项,由分析可知,生成2mol半胱氨酸
转移2mol电子,生成1mol烟酸转移6mol电子,在得失电子守恒下,3mol半胱氨酸转移3mol电子,应
生成0.5mol烟酸,D项错误;故选D。
6.(2026·福建漳州高三期中)我国科学家开发了如图所示的电化学装置,实现了H2O2的制备和废弃PET的
回收利用。下列说法错误的是()
A.溶液中OH移向电极B
B.电极B的电势高于电极A的电势
---
C.阳极区发生的反应为:HOCH2CH2OH+8OH-6e=2HCOO+6H2O
D.理论上每消耗3molO2,电极B消耗乙二醇2mol
【答案】D
【解析】电极A中氧气转化双氧水,发生得到电子的还原反应,电极A是阴极,电极反应
-----
O2+2H2O+2e=H2O2+2OH,电极B是阳极,电极反应HOCH2CH2OH+8OH-6e=2HCOO+6H2O,所以溶液
中OH-移向阳极即电极B。A项,根据分析可知,电极B是阳极,所以溶液中OH-移向阳极即电极B,A正
确;B项,电极A是阴极,电极B是阳极,所以电极B的电势高于电极A的电势,B正确;C项,电极B
---
为阳极,发生氧化反应,阳极发生的反应为:HOCH2CH2OH+8OH-6e=2HCOO+6H2O,C正确;D项,阳
---
极电极反应式为:HOCH2CH2OH+8OH-6e=2HCOO+6H2O,理论上消耗3molO2,此时转移6mol电子,
则电极B消耗乙二醇的物质的量是1mol,D错误;故选D。
7.(2026·安徽部分学校高三联考)锌-空气二次电池具备高性能、长寿命以及可充电等优点,其原理如图所示。
下列说法正确的是()
A.充电过程中,a、b电极附近溶液pH均未发生改变
2---
B.充电过程中,a极的电极反应为[Zn(OH)4]+2e=Zn+4OH
C.放电过程中,a极的电极电势高于b极的电极电势
-
D.放电过程中,2.24LO2(标准状况)参与反应时,有0.2molOH由b极区向a极区迁移
【答案】B
--2-
【解析】该二次电池放电时,a电极为负极,发生的电极反应为Zn+4OH-2e=[Zn(OH)4],b电极为正极,
---
发生的电极反应为O2+2H2O+4e=4OH,b极室生成的OH穿过阴离子交换膜进入a极室;充电时,a电极为
2-----
阴极,发生的电极反应为[Zn(OH)4]+2e=Zn+4OH,b电极为阳极,发生的电极反应为4OH-4e=O2↑+2H2O。
A项,充电过程中,a极生成OH-,电极附近溶液pH升高,b极消耗OH-,电极附近溶液pH降低,A错误;
2-2---
B项,充电过程中,在a极上[Zn(OH)4]得电子还原为Zn,电极反应式为[Zn(OH)4]+2e=Zn+4OH,B正
确;C项,放电过程中,a电极为负极,b电极为正极,则a极的电极电势低于b极的电极电势,C错误;
-
D项,放电过程中,标准状况下2.24LO2(0.1mol)参与反应时,转移0.4mol电子,则有0.4molOH由b
极区向a极区迁移,D错误;故选B。
8.(2025·陕西西安高三期中)烟酸是B族维生素,可以预防和治疗多种疾病。利用碳封装过渡金属电极可电
催化将3-甲基吡啶氧化为烟酸,工作原理如图所示,在电场作用下,双极膜中H+、OH-离子分别向两极迁
移。下列说法正确的是()
--
A.a极的电极反应式为2H2O-2e=7OH+H2↑
B.a极电势高于b极电势
C.制备0.1mol烟酸时双极膜中质量减少10.8g
D.碳封装过渡金属电极能催化提高b电极上还原反应的速率
【答案】C
【解析】从题图可判断,电极a与碱性NaOH溶液相接,电极b与酸性H2SO4溶液相接,且利用b极上“碳
‐过渡金属”电极催化氧化3‐甲基吡啶生成烟酸,可知b极为阳极(氧化极),a极为阴极(还原极)。在外加电源
作用下,阳极电势高于阴极电势,故a极电势低于b极电势。A项,a极为阴极,发生还原反应,得到电子,
--
电极反应式为2H2O+2e=2OH+H2↑,故A错误;B项,b极为阳极(氧化极),a极为阴极(还原极)。在外加
电源作用下,阳极电势高于阴极电势,故a极电势低于b极电势,故B错误;C项,
6e6OH+4H2O,制备0.1mol烟酸时转移电子为0.6mol,根据电子
守恒可知,双极膜中有0.6molOH-移向阳极,0.6molH+移向阴极,即质量减少0.6mol×18g/mol=10.8g,故
C正确;D项,碳封装过渡金属电极的作用是促进3‐甲基吡啶在阳极发生氧化反应,而非加快阴极的还原
速率,故D错误;故选C。
9.【结合反应机理考查电化学应用】(2026·重庆巴蜀中学高三质检)亚砜类化合物有广泛应用,
如图为以NaCl溶液为电解质溶液,采取电解法制备甲基苯基亚砜()的装置。
下列说法正确的是()
A.a接电源负极,为阴极
B.电解一段时间后需补充NaCl
C.电解的总反应为:
D.a极上生成1molCl•,则理论上最多生成140g的
【答案】C
--+-
【解析】a主要发生Cl-e=Cl•,发生氧化反应,故a为阳极,接电源正极;b主要发生2H+2e=H2↑,发
生还原反应,故b为阴极,接电源负极;a极生成的Cl•先将氧化为,再与
结合生成,在b发生水解生成和氯离子,最后脱氢生成
。
【解析】A项,根据分析a接电源正极,为阳极,A错误;B项,反应过程中,氯离子被氧化为Cl•参与反
应后又被还原为氯离子,整体无损耗,故无需补充,B错误;C项,根据分析可知,总反应的反应物为
和水,生成物为和氢气,故总反应为,
C正确;D项,分析过程可以发现,生成一个需要2个Cl•,故a极上生成1molCl•,则理论上
最多生成0.5mol的即70g的,D错误;故选C。
10.(2026·安徽皖豫联考高三期中)工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐,
电解过程如图所示。下列说法错.误.的是()
A.电解时,阴极反应为
B.理论上外电路中迁移2mol电子,消耗1mol糠醛
C.电极B为阳极,发生氧化反应
D.生成糠酸盐的离子反应为
【答案】B
【解析】该双极膜电解槽中:阴极(电极A):接电源负极,糠醛得电子发生还原反应,生成糠醇,阴极反
应为2e2H;阳极(电极B):接电源正极,发生氧化反应,MnOOH被氧
化为MnO2,MnO2再将糠醛氧化为糠酸盐。A项,电解时,糠醛得电子发生还原反应,生成糠醇,阴极反
应为2e2H,A不符合题意;B项,理论上外电路中迁移2mol电子,阳
极室和阴极室各需要消耗1mol糠醛,共需要消耗2mol糠醛,B符合题意;C项,电极B为阳极,发生氧
化反应,C不符合题意;D项,由图可知,糠醛在阳极室生成糠酸盐,结合电荷和原子守恒得离子方程式为
2MnO2OH2MnOOH,D不符合题意;故选B。
11.(2026·辽宁名校联盟高三联考)某课题组为探究海水pH值、含盐量对某钢材腐蚀行为的影响,测量了钢
材光洁部分的失重速率,实验结果如下图。下列说法正确的是()
A.实验中,钢材浸泡结束取出,快速干燥,立即称重
B.据图1推测,不同pH时钢材腐蚀速率:5.08.0
C.海水含盐量升高,有利于形成原电池,腐蚀速率一定加快
D.含盐量大于3.5%时,失重速率下降与海水中溶解氧含量下降有关
【答案】D
【解析】A项,钢材在实验pH值(中性环境中)主要发生吸氧腐蚀,生成铁锈附着,质量增加,需要清除附
着物后再测量失重量,故A错误;B项,pH值到达5.0时为酸性,会发生析氢腐蚀,无法比较腐蚀速率,
故B错误;C项,图2可知,当含盐量超过一定值约3.5%后,失重速率下降,并非含盐量升高,腐蚀速率
一定加快,故C错误;D项,含盐量升高,溶剂极性上升,氧气是非极性分子,根据相似相溶原理,溶解
度应下降,而海水中溶解氧气的量会影响钢材的吸氧腐蚀,故失重速率下降可能与海水中溶解氧气的量下
降有关,故D正确;故选D。
01反应热与热化学方程式
1.(2026·山西运城高三期中)氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得H2。在催化剂作用下,单个
HCOOH释氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。研究发现,其他条件不变时,以
HCOOK水溶液代替HCOOH释氢的效果更佳。下列叙述正确的是()
A.HCOOH催化释放氢的过程中有极性键和非极性键的断裂
B.其他条件不变时,以HCOOK水溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的纯度
C.键长:CHOH,在催化剂表面解离CH键比解离OH键更容易
D.HCOOH催化释氢的热化学方程式为HCOOHgCO2gH2gΔH0.45eV
【答案】B
【解析】A项,在催化剂作用下,甲酸分解生成氢气和二氧化碳,转化过程中涉及N-H键的断裂和形成、
O-H键的断裂以及H-H键的形成,不存在非极性键的断裂,A错误;B项,其他条件不变,若用HCOOK
溶液代替HCOOH,反应生成KOH能吸收CO2,所以最终所得气体中CO2的量会减少,提高释放氢气的纯
度,B正确;C项,由图2的能量变化曲线可知,物质Ⅱ到Ⅲ的变化是解离O-H键,物质Ⅲ到Ⅳ的是解离
C-H键,解离O-H键的活化能小于解离C-H键的活化能,所以解离C-H键比解离O-H更困难,C错误;D
项,图2表示1个HCOOH分子生成CO2(g)和H2(g)时放出能量0.45eV,而热化学方程式中ΔH为1mol反
应的热量变化,D错误;故选B。
2.化学反应H2+Cl2=2HCl的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是()
A.光照和点燃条件下的反应热相同
B.H-Cl键的键能为862kJ·mol-1
-1
C.热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-183kJ·mol
D.2mol气态氢原子的能量高于1mol氢气的能量
【答案】B
【解析】A项,反应热效应只与反应的始态和终态有关,与条件、途径无关,因此该反应在光照和点燃条
件下的反应热效应是相同的,A正确;B项,由图可知2molHCl分子中的化学键形成时要释放862kJ能量,
-1
所以H-Cl键的键能为431kJ·mol,B错误;C项,由图可知1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)
放出(862-679)kJ=183kJ能量,因此氢气与氯气反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-183
kJ·mol-1,C正确;D项,气态氢原子形成氢气分子时形成化学键,形成化学键释放能量,因此2mol气态
氢原子的能量高于1mol氢气的能量,D正确;故选B。
3.研究表明,在一定条件下,气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说
法正确的是()
A.HNC比HCN更稳定
B.HCN转化为HNC,反应条件一定要加热
C.HNC(g)HCN(g)ΔH=-59.3kJ·mol-1
D.加入催化剂,可以减小反应的热效应
【答案】C
【解析】A项,能量越低越稳定,根据图示,HNC比HCN的能量高,HCN比HNC更稳定,故A错误;B
项,HCN转化为HNC是吸热反应,吸热反应的发生不一定需要加热,故B错误;C项,根据图示,HCN
-
比HNC的能量低(186.5-127.2)KJ,所以HNC(g)HCN(g)ΔH=-59.3kJ·mol1,故C正确;D项,
加入催化剂,能降低反应活化能,反应的热效应不变,故D错误;故选C。
4.下列对热化学方程式的解读或书写正确的是()
A.已知C石墨,sC金刚石,sΔH>0,则石墨比金刚石稳定
B.已知①S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1;②S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2,则ΔH1>ΔH2
1
C.已知甲烷燃烧热为890.3kJmol,则甲烷燃烧的热化学方程式可以表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+
-1
2H2O(g)ΔH=-890.3kJ·mol
D.已知中和热ΔH=57.4kJmol1,则1mol硫酸和足量稀NaOH溶液反应的反应热就是中和热
【答案】A
【解析】A项,已知C石墨,sC金刚石,sΔH>0,说明石墨的能量较低,金刚石的能量高,能量越高
越不稳定,所以石墨比金刚石稳定,A正确;B项,气态硫比固态硫能量大,故燃烧时要放出更多的热量,
所以ΔH1的数值大,燃烧放热,焓变都是负值,数值越大,负数反而越小,所以ΔH1<ΔH2,B错误;C项,
甲烷燃烧的热化学方程式中,应该生成液态水,C错误;D项,1mol硫酸和足量稀NaOH溶液反应生成
2molH2O,不是中和热,D错误;故选A。
5.标准状态下,1mol纯物质的相对能量及解离为气态原子时所消耗的能量如下表所示:
物质O2(g)N2(g)NO2g)C(s,石墨)CH4(g)CO2(g)
相对能量/kJ·mol−100x0-75-393.5
解离总耗能/kJ4989466327171656y
下列说法正确的是()
A.x=180
B.逐级断开CH4(g)中的每摩尔C—H所消耗的能量均为414kJ
C.解离每摩尔C(s,石墨)中的碳碳键平均耗能为239kJ
D.根据NO(g)+CH4(g)CO2(g)+N(g)+2H2O(g)的ΔH可计算出H—O键能
【答案】D
−1
【解析】A项,焓变=生成物总能量-反应物总能量,则N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=2xkJ·mol,焓变
=反应物总键能-生成物总键能,即498+946-632×2=2x,x=90,故A错误;B项,逐级断开CH4(g)中的每摩
尔C—H所消耗的能量不相等,故B错误;C项,石墨晶体中每个碳原子形成3条共价键,两个碳原子形
成1条键,则1mol石墨含有1.5molC-C键,解离每摩尔C(s,石墨)中的碳碳键平均耗能为478kJ,故C错
误;D项,焓变=反应物总键能-生成物总键能,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)的ΔH可计算出y值,再根据
NO(g)+CH4(g)CO2(g)+N(g)+2H2O(g)的ΔH可计算出H—O键能,故D正确;故选D。
6.根据如图所给信息,得出的结论正确的是()
A.48g碳完全燃烧放出热量为1574kJ/mol
B.2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221.0kJ/mol
C.2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)ΔH=+283.0kJ/mol
D.C(s)+O2(g)===CO2(s)ΔH=-393.5kJ/mol
【答案】B
【解析】48gC完全燃烧放热为393.5kJ/mol×4mol=1574kJ,不是1574kJ/mol,故A错误;据图示可知,
1molC燃烧生成CO放热393.5kJ-283.0kJ=110.5kJ,所以2molC燃烧生成CO放热221.0kJ,故B正
确;1molCO燃烧生成1mol二氧化碳放热283.0kJ,所以2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)ΔH=+566.0kJ/mol,
故C错误;应该生成二氧化碳气体,不是固态,故D错误。
02盖斯定律及其应用
7.依据下列含硫物质转化的热化学方程式,得出的相关结论正确的是()
①S(g)+CO2(g)SO2(g)ΔH1
②S(s)+CO2(g)SO2(g)ΔH2
③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+H2O(1)ΔH3
④2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH4
⑤2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(1)ΔH5
A.ΔH1>ΔH2B.ΔH3<ΔH4C.ΔH4=ΔH2+ΔH3D.2ΔH5=3ΔH3-ΔH4
【答案】D
【解析】A项,气态S的能量比固体S的大,所以气态S燃烧时放出的热量多,放热反应的ΔH为负数,
绝对值大的ΔH反而小,故A错误;B项,反应③是H2S的不完全燃烧,反应④是H2S的完全燃烧,完全
燃烧放出的热量多,放热反应的ΔH为负数,绝对值大的ΔH反而小,所以ΔH3>ΔH4,故B错误;C项,根
据盖斯定律,②×2+③得2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH4=2ΔH2+ΔH3,故C错误;D项,根
11
据盖斯定律[③×3-④]得SOg2HSg3Ss2HOlΔH=3ΔH-ΔH,故D正确;故选D。
22225234
8.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)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
【答案】C
2+2+
【解析】根据盖斯定律可得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又易知Ca半径大于Mg半径,所以CaCO3的离子键强度
2-2+
弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO。A项,ΔH1表示断裂CO3和M的离子键所吸收的能量,离
2-
子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项正确;B项,ΔH2表示断裂CO3
2-2+
中共价键形成O和CO2吸收的能量,与M无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项正确;C项,
由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,CaO的离
子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C项错误;D项,ΔH1+ΔH2>0,
ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。故选C。
9.已知[ΔH2、ΔH3、ΔH5对应的反应中O2(g)已省略,且ΔH2>ΔH5]:
下列说法正确的是()
A.ΔH1>0B.ΔH3的值是CH3CH2CH2CH3(g)的燃烧热
C.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4D.稳定性:正丁烷>异丁烷
【答案】C
【解析】A项,ΔH2、ΔH3分别表示异丁烷与正丁烷的燃烧热,若ΔH2>ΔH5,说明燃烧1mol两种物质时前
者释放的热量较后者少,由此知异丁烷的能量较低,则正丁烷转化为异丁烷是放热反应,故A错误;B项,
燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,含H元素的物质燃烧生成的指定产物为液态水,
所以ΔH3的值不是正丁烷的燃烧热,故B错误;C项,ΔH1+ΔH2和ΔH3+ΔH4的始态和终态相同,由盖斯定
律可知,ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4,故C正确;D项,相同条件下,能量越低越稳定,则稳定性:正丁烷<异丁
烷,故D错误;故选C。
10.已知几种物质之间的能量关系如图所示,下列说法中不正确的是()
A.使用合适催化剂,不能减小反应的焓变
B.g中,热能转化为产物内部的能量
C.H28.7kJ/mol
D.g,反应物的总能量高于生成物的总能量
【答案】B
【解析】A项,使用合适催化剂可降低反应的活化能,但不能减小反应的焓变,故A正确;B项,
ΔH=119.6kJ/mol-208.4kJ/mol=-88.8kJ/mol中,产物内部的能量转化为热
能,故B错误;C项,ΔH=237.1kJ/mol-208.4kJ/mol=+28.7kJ/mol,故
C正确;D项,ΔH=-119.6kJ/mol,反应为放热反应,反应物的总能
量高于生成物的总能量,故D正确;故选B。
11.根据HX的水溶液能量循环图:
下列说法不.正.确.的是()
A.由于氢键的存在,ΔH1(HF)>ΔH1(HCl)
B.已知HF气体溶于水放热,则ΔH1(HF)<0
C.相同条件下,ΔH2(HCl)>ΔH2(HBr)
D.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6
【答案】B
【解析】A项,ΔH1为脱水能,为吸热过程,焓变大于零,HF与水分子间存在氢键,所以ΔH1(HF)的焓变
更大,故ΔH1(HF)>ΔH1(HCl),A正确;B项,ΔH1为脱水能,为吸热过程,焓变大于零,B错误;C项,
ΔH2为离解能,为吸热过程,氯原子半径小于溴原子,故氢氯键键能更大,则相同条件下,ΔH2(HCl)>ΔH2(HBr),
C正确;D项,由盖斯定律可知,反应的焓变于途径无关,故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6,D正确;
故选B。
12.点阵能(U)是衡量晶体中离子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体化学性质的重要物理量。
为探究NaCl的离子键强弱,设计如下图所示的Born-Haber循环。
由此可得U/(kJ/mol)为()
A.+746.9B.-746.9C.+749.6D.-749.6
【答案】C
+1
【解析】由题干信息可知,Na(s)→Na(g)ΔH1=+108.4kJ/mol,Na(g)→Na(g)ΔH2=+495.0kJ/mol,Cl2(g)
2
-+-
→Cl(g)ΔH3=+119.6kJ/mol,Cl(g)→Cl(g)ΔH4=-384.3kJ/mol,Na(g)+Cl(g)=NaCl(s)ΔH5=-UkJ/mol,
1
Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s)ΔH=-410.9/mol,根据盖斯定律可知,
2
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=(+108.4kJ/mol)+(+495.0kJ/mol)+(+119.6kJ/mol)+(-384.3kJ/mol)+(-UkJ/mol)=-
410.9kJ/mol,即得U=749.6,故选C。
13.依据下列含硫物质转化的热化学方程式,得出的相关结论正确的是()
①S(g)+CO2(g)SO2(g)ΔH1
②S(s)+CO2(g)SO2(g)ΔH2
③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+H2O(1)ΔH3
④2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH4
⑤2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(1)ΔH5
A.ΔH1>ΔH2B.ΔH3<ΔH4C.ΔH4=ΔH2+ΔH3D.2ΔH5=3ΔH3-ΔH4
【答案】D
【解析】A项,气态S的能量比固体S的大,所以气态S燃烧时放出的热量多,放热反应的ΔH为负数,
绝对值大的ΔH反而小,故A错误;B项,反应③是H2S的不完全燃烧,反应④是H2S的完全燃烧,完全
燃烧放出的热量多,放热反应的ΔH为负数,绝对值大的ΔH反而小,所以ΔH3>ΔH4,故B错误;C项,根
据盖斯定律,②×2+③得2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH4=2ΔH2+ΔH3,故C错误;D项,根
11
据盖斯定律[③×3-④]得SOg2HSg3Ss2HOlΔH=3ΔH-ΔH,故D正确;故选D。
22225234
03原电池原理及应用
14.【25年江苏卷T8改编】以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示,总反应为
催化剂
2HO2HO。下列说法正确的是()
2光22
A.电极a上发生氧化反应生成H2
B.H+通过质子交换膜从左室移向右室
C.光解前后,H2SO4溶液的pH不变
D.理论上,外电路每通过0.04mol电子,电极b上产生0.01mol气体
【答案】B
-+
【解析】光解过程中,电极a上电子流出,发生氧化反应,a为负极,电极反应式为:2H2O-4e=O2↑+4H;
+-
电极b上电子流入,发生还原反应,b为正极,电极反应式为:2H+2e=H2↑。A项,根据分析,电极a为
+
负极,发生氧化反应,生成物为O2,A错误;B项,原电池中阳离子向正极移动,电极a上生成H,电极
b上消耗H+,H+通过质子交换膜从左室移向右室,B正确;C项,在探究溶液浓度变化时,不仅要关注溶
质的变化,也要关注溶剂的变化,光解总反应是电解水,H2SO4溶液中H2O减少,H2SO4溶液浓度增大,pH
减小,C错误;D项,生成1molH2,转移2mol电子,外电路通过0.04mol电子时,电极b上生成0.02mol
H2,D错误;故选B。
15.【逻辑思维与科学建模】(2025·浙江省台州市高三二模)一种Zn-CO2离子液体电池可以在
+-+
供电的同时将CO2转化为CH4,电解质为离子液体[EMIM][BF4]及少量水,其中的[EMIM]是一种季铵离
子,在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后,碳纳米管表面可检测出有ZnCO3
生成。
下列说法正确的是()
A.a电极为负极,[EMIM]+在该电极上被氧化
-2-
B.b电极反应式为:5CO2+2H2O+8e=4CO3+CH4
C.[EMIM]+是电池中唯一的质子源
D.[EMIM]+作为电池促进剂的原理是通过生成[ZnNHC]2+增加电荷浓度,从而增强了离子电流强度
【答案】B
【解析】碳纳米管通入二氧化碳,生成甲烷和ZnCO3,发生还原反应,得到电子,是正极,电极反应:
-2-
5CO2+2H2O+8e=4CO3+CH4;则锌为负极,锌失电子,发生氧化反应。A项,a电极为负极,锌被氧化,
-2-
A错误;B项,b电极反应式为:5CO2+2H2O+8e=4CO3+CH4,B正确;C项,根据左图可知,水也是质
子源,C错误;D项,根据左图可知,2个[EMIM]+生成1个[ZnNHC]2+,没有增加电荷的浓度,D错误;
故选B。
16.【逻辑思维与科学建模】胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类,它是在硫酸中添加胶凝剂,
使硫酸电液变为胶态,具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理,下列说法
不正确的是
A.该电池中较大离子直径约为1×10-9~1×10-7
B.充电时,储罐乙所在电极接直流电源正极
4--3-
C.放电时,负极反应为[PW12O40]-e=[PW12O40]
D.放电时,若外电路转移1mol电子,理论上储罐甲质量增加1g
【答案】B
(4-x)--
【解析】由题干图示信息可知,放电时储罐甲的电极反应为:[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8]+xe=
4-4--3-
[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8],发生还原反应,作正极,而储罐乙的电极反应为:[PW12O40]-e=[PW12O40],
发生氧化反应,作负极。A项,胶体的粒子直径为1~100nm,故该胶体液流电池中较大离子直径约为
-9-73--4-
1×10~1×10,A正确;B项,根据电池工作原理图储罐乙充电时,发生电极反应:[PW12O40]+e=[PW12O40],
作阴极,接在直流电源的负极,B错误;C项,根据电池工作原理图放电时,负极反应为:
4--3-+
[PW12O40]-e=[PW12O40],C正确;D项,转移1mol电子时,理论上有1molH从右向左迁移,则储罐甲质
量增加1g,D正确;故选B。
17.【24年全国新课标卷T6改编】一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血
糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池
停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是()
A.电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7
B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C.消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.2mmol电子流入
D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为a→b
【答案】D
--
【解析】由题中信息可知,b电极为负极,发生反应Cu2O+2OH-2e=2CuO+H2O,然后再发生C6H12O6+2CuO=
--
C6H12O7+Cu2O;a电极为正极,发生反应O2+2H2O+4e=4OH,在这个过程中发生的总反应为
2C6H12O6+O2=2C6H12O7。A项,由题中信息可知,当电池开始工作时,a电极为电池正极,血液中的O2在a
---
电极上得电子生成OH,电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH;b电极为电池负极,Cu2O在b电极上失电子
--
转化成CuO,电极反应式为Cu2O+2OH-2e=2CuO+H2O,然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原
为Cu2O,则电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7,A正确;B项,b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为
葡萄糖酸后被还原为Cu2O,Cu2O在b电极上失电子转化成CuO,在这个过程中CuO的质量和化学性质保
持不变,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;C项,根据反应2C6H12O6+O2=2C6H12O7
可知,1molC6H12O6参加反应时转移2mol电子,18mgC6H12O6的物质的量为0.1mmol,则消耗18mg葡
萄糖时,理论上a电极有0.2mmol电子流入,C正确;D项,原电池中阳离子从负极移向正极迁移,故Na
+迁移方向为b→a,D错误。故选D。
18.钠离子电池因具有安全性高、能量密度大等特点而具有良好的发展前景。某钠离子电池工作原理如图
所示,下列有关说法中正确的是()
A.②表征的是放电时的电子流向
-+
B.放电时,M极电极反应式为MoO3+xe+xNa=NaxMoO3
C.若使用氢氧燃料电池给该电池充电,氢电极应连接M极
D.充电时,外电路中每转移0.2mole-,理论上N极将减重4.6g
【答案】B
【解析】A项,由电池的工作原理图可知放电时Na转变为Na+,N极为负极,M极为正极。②表征的是
-+
充电时电子的流向,A项错误;B项,放电时,M极的电极反应式为MoO3+xe+xNa=NaxMoO3,B项正确;
C项,若使用氢氧燃料电池给该电池充电,氢电极应连接该电池负极,即N极,C项错误;D项,充电时,
由电子守恒可知外电路每转移0.2mole-,理论上N极将增重4.6g,D项错误;故选B。
19.《中国锂硫电池市场现状深度调研与发展趋势(2022-2028年)》主要研究分析了锂硫电池行
业市场运行态势并对锂硫电池行业发展趋势作出预测。一种锂硫电池的工作原理如图所示,其中电极a常
用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法正确的是()
下列说法中正确的是
A.放电时,锂电极的电势高
B.电解质溶液可以用无机物水溶液代替
C.电池充电时间越长,电池中的Li2Sx量越多
D.电池工作时,外电路中流过0.2mol电子,负极材料减重1.4g
【答案】D
-++
【解析】由电池反应16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)可知负极锂失电子发生氧化反应,电极反应为:Li-e=Li,Li
+-
移向正极,所以B电极为负极,A电极为正极;原电池的正极发生还原反应:3Li2S8+2Li+2e=4Li2S6、
+-+-
2Li2S6+2
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