考点6 化学反应与能量—高考化学一轮复习考点创新题训练（含解析）

考点6 化学反应与能量—高考化学一轮复习考点创新题训练
1.我国科学家设计的二氧化碳熔盐捕获及电化学转化装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.c电极为电源的正极
B.捕获时，过程①②中碳元素的化合价均未发生变化
C.d电极的电极反应式为
D.转移1 mol电子可捕获2.8 L（标准状况）
2.大连化物所实现了通过羟基自由基（）将空气直接转化为的技术，该技术中的生成速率是直接利用时的225倍，反应原理如图所示。下列说法不正确的是( )
已知：过氧化氢（）与的混合溶液有很强的氧化性，。
A.电极电势：M极>N极
B.电解过程中溶液中的向N极移动
C.可以有效活化，转化成1 mol中间产物转移个电子
D.的浓度过高将会导致被消耗从而影响与的反应
3.我国科研团队利用电化学原理实现低电压制氢与甲酸盐的生产，装置如图所示。图中的双极膜夹层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是( )
A.催化电极b连接电源的负极
B.阳极上的电极反应式为
C.每生成1 mol ，阳极区溶液中的减少
D.电解过程中，阴极区溶液中不变
4.国家政策推动光伏产业大规模高质量发展。光伏发电项目中，四甲基氢氧化铵常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵为原料，采用电渗析法合成，工作原理如图。下列说法正确的是( )
A.并网光伏发电时，电子由a极通过电解质溶液到b极
B.c膜为阳离子交换膜，d、e膜均为阴离子交换膜
C.当电路中有0.05 mol电子通过时，溶液中有0.05 mol 通过d膜从右向左迁移
D.制备18.2 g四甲基氢氧化铵时，a、b两极共产生3.36 L气体（标准状况）
5.某垃圾渗透液的处理过程可以实现发电、环保两位一体，其装置如图所示，下列说法正确的是( )
A.该装置工作时，X的电势高于Y
B.膜b为阴离子交换膜，当装置工作一段时间后，Y附近的增大
C.在Y附近滴入几滴酚酞试剂，电池工作一段时间后，红色加深化
D.电路中通过电子的物质的量是生成的物质的量的3倍
6.钠离子电池有巨大的市场前景，某水系钠离子二次电池，总反应为。下列说法错误的是( )
A.放电时b极电势高于a极电势
B.充电时，当电路中有2 mol电子通过时b极质量减轻46 g
C.放电时a极区中不变
D.充电时a极的电极反应式：
7.我国科研团队利用电化学原理实现低电压制氢与甲酸盐的生产，装置如图所示。图中的双极膜夹层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是( )
A.催化电极b连接电源的负极
B.阳极上的电极反应式为
C，每生成1 mol ，阳极区溶液中的减少
D.电解过程中，阴极区溶液中不变
8.磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为。图甲为某磷酸铁锂电池的切面示意图，图乙为晶胞充放电时脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法错误的是( )
A.放电时，负极反应式为
B.（a）过程中1 mol ，转移电子
C.（（b）代表放电过程，脱离石墨，经电解质嵌入正极
D.充电时的阳极反应式：
9.我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如下：
下列说法不正确的是
A.催化剂参与了化学反应
B.①→②的过程要释放能量
C.反应过程中只存在极性键的断裂和形成
D.生成的总反应原子利用率为100%
10.利用与反应能高选择性生成甲醇，体系能量随反应进程变化如下图实线所示。分别与、反应的历程相似。已知：参与反应的原子质量数越大，速率越慢。下列说法错误的是( )
A.该反应的总反应式为
B.该反应是放热反应
C.过渡态2比过渡态1稳定
D.与反应的能量变化应为图中曲线b
11.某团队研究在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理，部分反应历程（其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示）如图所示。
下列历程中属于放热过程的是( )
A.
B.
C.
D.
12.，对于由判定为不能进行的反应，利用偶联反应可以有效地促进其发生。如利用分解制备[①]，即使高温也无法自发进行，若加入C使其偶联[②]：①+②（偶联）：，则在高于温度T时即可获得。下列说法不正确的是( )
A.
B.偶联后生成的可以作为保护气避免被氧化
C.温度T约为983 ℃
D.偶联反应有助于实现能量低的物质转化为能量高的物质
13.以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程，下列有关说法正确的是( )
①
②
③
A.
B.、、均为
C.在不同油耗汽车中发生反应③，会不同
D.植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能
14.以为催化剂的光热化学循环分解的反应机理如图所示；已知：常温常压下，由最稳定的单质合成lmol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。和CO的摩尔生成焓分别为、。
下列说法错误的是( )
A.过程①吸收能量
B.反应过程中Ti元素的化合价未发生变化
C.该过程中存在的能量转化形式；光能→化学能，热能→化学能
D.二氧化碳分解的热化学方程式为
15.“绿水青山就是金山银山”，研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。
（1）已知：
写出C（s）与反应生成的热化学方程式：______________________________________。
（2）已知：。在2 L恒容密闭容器中，投入0.2 mol 和0.4 mol CO，经过一段时间后达到平衡状态，测得CO的转化率为50%。该温度下，反应的平衡常数为_________。
（3）原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。热解温度为500 ℃、900 ℃得到的煤焦分别用S-500、S-900表示，相关信息如表：
煤焦 元素含量/% 比面积/（）
C H
S-500 80.79 2.76 105.69
S-900 84.26 0.82 8.98
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过反应器（图甲）。不同温度下，进行多组平行实验，测定相同时间内NO的出口浓度，可得NO的脱除率与温度的关系如图乙所示[已知：NO的脱除主要包含吸附和化学还原（）两个过程]。
①已知煤焦表面存在的官能团有利于吸附NO，其数量与煤焦中氢、碳质量比密切相关，比值小，表面官能团少。由图乙可知，相同温度下，单位时间内S-500对NO的脱除率比S-900的高，可能原因是____________（答两条）。
②350 ℃后，随着温度升高，单位时间内NO的脱除率增大的原因是______________________________________。
（4）电解吸收法的原理如图丙所示：
①从A口出来的物质的是____________________。
②写出电解池阳极的电极反应式：____________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：过程①②中，捕获时发生的反应分别为、，其中碳元素的化合价均未发生变化，B正确；将过程①②的反应和阴、阳极的电通电极反应式按一定的系数比相加，可得总反应，转移4 mol电子时，消耗1 mol ，则转移1 mol电子可捕获的体积为（标准状况），D错误。
2.答案：C
解析：由要点图解知，M极为阳极，N极为阴极，则电极电势：M极>N极，A正确；电解过程中阳离子向阴极移动，向N极移动，B正确；中N元素的化合价为+1价，生成1 mol中间产物转移个电子，C错误；具有强氧化性，的浓度过高，将会与继续反应从而影响与的反应，D正确。
3.答案：C
解析：由题图中丙三醇被氧化生成可知，催化电极a是阳极，则催化电极a连接电源的正极，催化电极b连接电源的负极，A正确；阳极发生氧化反应，丙三醇被氧化生成，C元素的平均化合价由价升为+2价，则1 mol丙三醇充分反应转移，即阳极反应式为，B正确；由阳极反应式可知，当转移时，消耗，双极膜中有迁移进入阳极区，因此转移时，阳极区溶液中的减少3 mol，每生成转移，阳极区溶液中的减少，C错误；电解时阴极区每消耗，电路中通过，双极膜中有迁移进入阴极区，使阴极区溶液中不变，D正确。
4.答案：D
解析：并网光伏发电时，电解质溶液中存在阴、阳离子的定向移动，没有电子移动，A错误；由分析可知透过c膜向a极移动，根据NaCl溶液由稀变浓、溶液由浓变稀，可知透过e膜向左侧移动、透过d膜向右侧移动，所以c、e膜为阳离子交换膜、d膜为阴离子交换膜，B错误；由分析可知不参与电极反应，当电路中有0.05 mol电子通过时，溶液中有0.05 mol 通过d膜从左向右迁移，C错误；18.2 g四甲基氢氧化铵的物质的量为，此时转移电子0.2 mol，则a极生成0.1 mol氢气，b极生成0.05 mol氧气，两极共产生0.15 mol气体，在标准状况下体积为3.36 L，D正确。
5.答案：C
解析：由图解可知该装置属于原电池装置，X为负极，Y为正极，原电池中正极的电势高于负极，所以Y的电势高于X,A错误；向负极（X）移动，K向正极（Y）移动，所以膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜，装置工作一段时间后，X附近的增大，B错误；Y是正极，电极反应式为，则加入酚酞试剂后随着电池工作，Y附近碱性增强，红色加深，C正确；电池的总反应为，每生成4 mol 转移15 mol电子，电路中通过电子的物质的量是生成的物质的量的倍，D错误。
6.答案：D
解析：放电时，b极为正极，a极为负极，正极电势高于负极电势，A正确；充电时，由b极的电极反应式可知，有2 mol电子发生转移时，b极生成2mol ，质量减轻46 g，B正确；由电极反应式知，放电时b极上转化为，故电路中转移时，1 mol 由a极区移向b极区（b极为正极），交换膜为阳离子交换膜，此时a极失去生成1 mol ，则a极区中不变，C正确；充电时a极是阴极，发生得电子的还原反应，D错误。
7.答案：C
解析：由题图中丙三醇被氧化生成可知，催化电极a是阳极，则催化电极a连接电源的正极，催化电极b连接电源的负极，A正确：阳极发生氧化反应，丙三醇被氧化生成，C元素的平均化合价由价升高为+2价，则1 mol丙三醇充分反应转移，即阳极反应式为，B正确；由阳极反应式可知，当转移8 mol 时，消耗11 mol ，双极膜中有8 mol 迁移进入阳极区，因此转移8 mol 时，阳极区溶液中的减少3 mol，每生成1 mol ，转移2 mol ，阳极区溶液中的减少mol，C错误；电解时阴极区每消耗1 m0l ，电路中通过1 mol ，双极膜中有1 mol 迁移进入阴极区，使阴极区溶液中不变，D正确。
8.答案：B
解析：由思路分析可知，放电时负极反应式为，A正确；（a）过程中部分转化为，Fe元素化合价升高，为了平衡电荷，脱出，晶胞中减少了个棱上和1个面上的，总共减少个，（a）过程（即充电过程）阳极反应式，所以1 mol，转移子 mol电子，B错误，D正确；放电时，该材料在正极发生还原反应，（b）过程正极反应式为，结合A项负极反应式可知，放电过程Ii脱离石墨，经电解质嵌入正极，C正确。
9.答案：C
解析：A.由反应的该历程示意图，可知催化剂参与了反应过程，故A正确；
B.①→②的焓值降低，过程为放热过程，故B正确；
C.反应过程中必然要形成C-C，为非极性键，故C错误；
D。图中分析，1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸，生成总反应的原子利用率为100%，故C正确；
答案选C。
10.答案：D
解析：略
11.答案：A
解析：反应物的总能量高于生成物则为放热反应，反之则为吸热反应，由图可知，、均为吸热过程，B、C、D项均不符合题意。故选A。
12.答案：C
解析：由盖斯定律可知，反应①+②可得，若要该反应能发生，则应满足：，因为、，说明，且，A正确；还原性较强，偶联后反应的另一产物为，可保护不被氧化，B正确；，将、代入可解得T>983 K，C错误；反应①的，由可知，该反应的，反应吸热，偶联后反应能发生，说明偶联反应有助于实现能量低的物质转化为能量高的物质，D正确。
13.答案：A
解析：A项，，可以得到：，故A正确；
B项，(1)是光合作用的原理和(3)乙醇的燃烧是放热反应，属于无氧呼吸，是需要吸收能量，故，故B错误；
C项，在不同油耗汽车中发生反应(3)，是相同的，故C错误；
D项，植物的光合作用通过反应(1)将太阳能转化为化学能，故D错误。
综上所述，本题正确答案为A。
14.答案：B
解析：A.由反应机理图可以看出过程①有旧化学键的断裂需要吸收能量，A正确；
B.由反应机理图可以看出反应过程中Ti元素的成键数发生变化，化合价也发生变化，B错误；
C.由反应机理图可以看出该过程中存在的能量转化形式有光能→化学能，还有热能→化学能，C正确；
D.和CO的摩尔生成焓分别为、，可以写出热化学方程式①②，根据盖斯定律②-①可以得出，D正确；
故选B。
15.答案：（1）
（2）10
（3）①热解温度高，S-900的氢、碳质量比小，表面官能团少，不利于NO吸附；S-900的比表面积小，吸附能力弱，不利于NO吸附
②温度升高，反应速率增大（或催化剂活性增强）
（4）①
②
解析：（1）反应的化学方程式为，将已知反应依次编号为①、②、③，由盖斯定律可知，②×2-①-③得反应，则，C与反应生成的热化学方程式为。
（2）根据题意可列出三段式：
。
（3）①煤焦表面存在的官能团有利于NO的吸附，结合表格数据可知，S-900的氢、碳质量比小，表面官能团少，不利于一氧化氮吸附，对一氧化氮的脱除率小于S-500；由表格数据可知，S-900的比表面积小，吸附能力弱，不利于一氧化氮吸附，对一氧化氨的脱除率小于S-500。
②由图乙可知，350 ℃后，随着温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，一氧化氮的脱除率增大。
（4）①由图丙可知，NO在右室被氧化为，N元素化合价升高，则右室为阳极室，左室为阴极室，右室的通过阳离子交换膜进入左室，左室的电极反应式为，故A口出来的气体为。
②NO在阳极上发生失电子的氧化反应，则阳极的电极反应式为。