第六章 化学反应与能量（测试）（学生版）

第六章化学反应与能量

测试卷

时间：75分钟分值：100分

可能用到的相对原子质量：H1Li7C12N14016Na23Al27P31S32Cl35.5K39

Ca4()Fe56Cu64Br8()Ag108Ba137

一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15x3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，铁片中附近通入氧气，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，有美△〃的比较正确的是()

①CHMg)+2O2(g)=CO2(g)+2H20(g)bH\

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)kHz

②NaOH(aq)+^H2so4(浓)=1Na2so4(aq)+H2O⑴

NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)

A.A”3>A“4B.A”I>A“2；

C.△〃尸D.A〃IVA〃2：NH0

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()

O

A.该反应的AH=(E2-Ei)kJ.mol।

B.正反应活化能Ei等于反应物的键能之和

C.由图可知升温对NO2(g)+CO(g)N0(g)+C02(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•浙江省金华市阴光中学调研）“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CO?的84倍。已知管道接口处有钢铁材料等，海水的pH约为8.0。设以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.wg铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为2XNA

56

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）锌一空气电池具有能量密度高、成本低、易组装等

优势。某钟一空气碱性电池示意图如下，下列说法错误的是（）

2

%O2'OH-X[Zn(OH)4]-

A.放电时，甲极的电势比乙极高

2

B.放电时，负极反应：Zn+4OH-2e=[Zn（OH）4]-

C.充甩时当有ImolOHT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

<3^C

/////

步骤2

已知电解质为CuS04溶液，步骤2中的电池反应为：CuJZn+.Q=（1-4幻01+2^0120+2112+（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2CM++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•山东省泰安市高一四模）我国科学家首次设计了一种可充电的钢•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钮F3C—S—OBi水系电解质溶液，简写为

Bi(OTf)3(Mr=656gmor»),

A.放电时，Y极电极反应式：2H2O+O2+4C~=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1.68LCh,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生的装置如图所示，其中高选择性催化剂

PRT可抑制02在电极表面产生，提高放电效率。下列说法不氐现的是（）

A.钛箔作阴极，发生还原反应

B.阳极反应主要为：Cr-2e+H2O=HCIO+H*

C.电解后海水pH明显下降

D.理论上生成Imolfh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CH30H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C02-C0电极反应历程如图乙所示。下列说法不•正•确•的是（）

COOH*---Ni8-TET

\---Ni—TPP

1.5。eVz，rr

决速

步骤.68\cV

CO2（aq）,

\CO（叫）.

质子交换膜-2

反应历程

图甲

图乙

A.电解总反应为2cCh+CH30H曳鼠2co+HCOOH+H2O

B.理论上若有44gCO2被转化，则有2moiH+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，见B极应与PbCh极相连接

10.（2024湖北省T8联盟高三二模）近日，科学家开发WO/NaBiO/TiQ/NiOOH光阳极用「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T化学能T电能

B.阳极材料涉及兀索均为前四周期兀索

+

C.电极N的反应式为H2O^e=O2t+4H

D.阴极区c（Zn'）越大，比产率越高

11.（2024.福建省三明市三模）利用CoP/CdS及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Imol丙氨酸，催化剂吸收2.41eV的能量

C.乳酸铉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：+nNH3*H2O->nHO^JtN^+nH20

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Fez。?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（）

A.M极是负极，发生的电极反应为C6Hl2O6+6H2O-24e=6CO2T+24H+

B.FezCh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3:5

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HC1反应生成CH3cHeICHa和CH3cH2cH2cl

的反应历程如图所示。下列说法不正确的是（）

反应历庵

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CH3cHe1CH3的比例

C.根据该反应推测，丙烯与HBr加成的主要产物为2-滨丙烷

D.反应的主要产物为CH3cHe1CH3,是由于活性中间体CH,dH-CH，比CHCHp-CH,更稳定，所需

活化能更低

14.（2024.浙江省新阵地教育联盟、浙江卜校高三联考）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：

5啥&+9际

35X0%

反应历程：

A.工业生产中产物I【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I【过程中最大能垒为Ez-Ei

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6^=0，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I、2均为钙钛矿型化合物，图1中另两种离子为1T%图2中另两种离子为C1♦和Pb",晶

胞参数a=b=c=0.569nm,a邛千90°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FTO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（片）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即能电池的负极

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：8Sj<16h'=KS8

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）腓（N2HQ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）册（N2H4）可用做发射卫星的火箭燃料己知：

①N2（g）+2O2（g尸2NO2（g）△H=+67.7kJ*mor,

②N2H4（g）+Ch（g）=N2（g）+2H2O（g）AH=-543kJ-mol-1

写出气态腓和NO2生成氮气和水蒸气的热化学方程式O

（2）联氨（化学式为N2H4,二元弱碱）是重要的火箭燃料，在水中的电离方程式与氨相似。若N2H4+H+

2H5+的K=8.7xl（）7,跖=1.0x10F。

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）胧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。

固体氧化物电解质

①。2-向移动（填“电极甲”或"电极乙）o

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。

⑴图2为碱性腓燃料电池，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电极为一(填“正”“负””阴”或"阳”)极。生成NH2-0HCOOH的离子方程式

为O

(3)通过离子交换膜的离子是；当电路中转移0.6mol电子时消耗标准状况下0?体积为一，电解

池左室质量变化—go

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(NH?)2],把烟气中的NO还原成N2和H?O。相关反应的热化学方程式如下：

1

N2(g)+O2(g)=2N0(g)AH)=+180.5kJmol

2NO(g)+O2(g)=2NO?(g)AH2i=-11l.OkJ-mor1

CO(NH2)2(S)+6NO2(g)=7N2(g)+4CO(g)+8H2O(g)AH3=-2780.0kJmolT

2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)AH4

AH4=O

(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.moH(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有氧条件下，在Fe基催化剂表面，N%还原NO的反应机理如图所示，该过程可描述为

②使用Fe?O3为催化剂，可能的反应过程如图

虚线方框里的过程

可描述为.

I。.(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

（1）铝片预处理

铝片表面除去油垢后，用2moi/LNaOH溶液在60〜70C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。若取一定体枳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Q06A,用直流电源在5〜6moi/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

1•铝2无孔层;3•多孔层。

氧化媵生长阶段示意图

（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（3gK2CnO7+75mL

水+25mL浓硫酸），用秒表测定表面颜色变为绿色（产生CN+）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/cm\可以计算得出氧化膜厚度为pmClp^lxlO^o

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。

⑴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CO?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。

口CH30H

■C2H5OH

□HCOOH

HCOOH□H2

CHAOHJoo

C2H5OH

.9图

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mol。

③科研小组利用13co2代替原有的CO2进行研究，其目的是o

（2）一种铜基复合电极材料Au/CuzO的制备方法：将一定量Cu2