2025届高考化学一轮复习专题训练 化学反应与 能量转化

2025届高考化学一轮复习专题训练 化学反应与 能量转化一、单选题1．用设计成对环境无害的燃料电池并以之为电源电解溶液制备，电解的工作原理如图所示，下列叙述错误的是( )A.燃料电池通入的电极接电解池的Y电极B.该电解装置实现了反应：C.该装置工作一段时间之后，N室pH将增大D.理论上每生成4mol产品，需消耗的质量为92g2．下列金属防护的措施不合理的是( )A.将车漆喷在汽车外壳上B.将水库铁闸门连接在直流电源的正极C.在船身上装锌块来避免船体遭受腐蚀D.向金属器材上涂抹油脂3．有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池（图1）。该电池在充电过程中，聚对苯二酚（图）被氧化，下列说法错误的是( )A.放电时，电流由a电极经外电路流向b电极B.充电时，a电极附近的pH减小C.充电时，b电极的电极反应方程式为D.电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜，放电时从a极区经过半透膜向b极区迁移4．2022年北京冬奥会中的火炬“飞扬”使用了氢燃料，在研制过程中，解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢、氢能安全利用等多项技术难题。我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水制氢，主要过程如图所示。下列说法不正确的是( )A.整个过程实现了光能向化学能的转化B.过程Ⅰ释放能量，过程Ⅱ吸收能量C.过程Ⅲ属于氧化还原反应D.整个过程中反应物的总能量小于生成物的总能量5．下列说法正确的是( )A.已知，则B.反应，当反应放出9.2kJ热量时，转移电子数为C.在101kPa时，氢气的摩尔燃烧焓为，则D.已知，则6．一定条件下，与发生加成反应有①、②两种可能，反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( )A.生成等物质的量比吸收的热量更多B.反应刚开始时，产物中的比例更大C.适当提高反应温度，可以提高产物中的比例D.反应①、反应②对应生成物的总键能相同7．下列化学反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是( )A.木炭燃烧 B.氢氧化钠与盐酸反应C.锌与稀硫酸反应 D.高锰酸钾的分解8．下列变化中，属于吸热反应的是( )A.铝粉与氧化铁粉末反应 B.碳酸钙受热分解C.酸碱中和反应 D.氧化钙溶于水9．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。下列叙述错误的是( )A.电极a为阴极B.从电极b移向电极aC.电极b发生的反应为D.生成3 mol半胱氨酸的同时生成1 mol烟酸10．标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下［已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是( )A.B.可计算键能为C.相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程ⅠD.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为11．将和置于密闭容器中，在下只发生如下两个反应：①②一段时间后，和恰好全部消耗，共放出热量。已知：部分化学键的键能如下表所示。则b的值为( )A.243 B.248 C.157 D.11112．高效地利用能源是人类文明进步的重要标志。下列能量转化关系错误的是( )A.A B.B C.C D.D二、填空题13．甲醇（）是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料。已知：（1）试写出在氧气中完全燃烧生成和的热化学方程式：_____________。（2）科研人员研发出一种由强碱溶液作电解质溶液的新型甲醇手机电池，充满电后手机可连续使用一个月，则放电时，甲醇在____________（填“正”或“负”）极发生反应。（3）某同学设计了一种用电解法制取的实验装置（如图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法不正确的是____________（填序号）。A.a为电源正极，b为电源负极B.可以用NaCl溶液作为电解质溶液C.A、B两端都必须用铁作电极D.阴极发生的反应为14．已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如表所示：(1)则反应=__________；=__________(填数值)。(2)850℃时，在密闭容器中进行反应①，开始时只加入，反应10后测得各组分的浓度如表：①该时间段内反应速率__________。②比较此时正逆反应速率的大小__________(填“>““<”或“=”)。15．某实验小组用0.50NaOH溶液和0.50硫酸溶液进行中和热的测定。（一）配制0.50NaOH溶液。（1）若实验中大约要使用245mLNaOH溶液，至少需要称量NaOH固体_______g。（2）从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器__________（填字母）。（二）测定稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热的实验装置如图所示。（3）写出该反应的热化学方程式（中和热）：_____________。（4）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。①请填写表中的空白：②近似认为0.50NaOH溶液和0.50硫酸溶液的密度都是1，中和后生成溶液的比热容。则测得中和热=________（取小数点后一位）。③上述实验数值结果与57.3有偏差，产生偏差的原因可能是_______（填字母）。A.实验装置保温、隔热效果差B.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中C.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液的温度16．短周期主族元素T的一种氧化物为。根据下列信息回答相关问题：（1）若气体具有刺激性气味，通入酸性溶液中，溶液由紫红色变为无色。食品中添加适量可起到防腐和抗氧化作用，则的化学式为__________，还可以使品红褪色，则体现了它的__________（A．氧化性 B．还原性 C．漂白性 D．酸性氧化物的通性）常温下，与T的简单氢化物不能大量共存，原因是__________（用化学方程式表示）。（2）若T位于第三周期ⅣA族，含有的材料在碱性土壤中会“短路”，其原因是__________（用离子方程式表示）。（3）常温下，若是红棕色气体。在针管实验中，乙管中充满，使甲管中物质和乙管中物质反应。启动实验后，下列叙述正确的是__________（填标号）。A．若甲管中充满淀粉溶液，则溶液变蓝B．若甲管中充满，则颜色无明显变化C．若甲管中充满溶液，则溶液变黄色（4）若将无色无味的气体持续通入澄清石灰水中，石灰水先变浑浊，后变澄清。在点燃条件下和镁单质能发生反应，且生成黑色固体。写出反应的化学方程式__________。将通入棉花包裹的粉末中，过一会儿，棉花燃烧起来。由此推知，和反应是__________（填“吸热”或“放热”）反应。三、实验题17．为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了如下实验：（1）将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里（发生化学反应），立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。①若如图1所示，发生的反应（假设没有气体生成）是_________（填“放热”或“吸热”）反应，X是_________（填两种物质的化学式）。②若如图2所示，发生的反应（假设没有气体生成）是_________（填“放热”或“吸热”）反应，以下选项中与其能量变化相同的是_________（填序号）。A.CO还原CuO的反应B.的分解反应C.Al和的反应（2）如图3所示，把试管放入盛有25 ℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块铝片，再滴入5 mL稀NaOH溶液。试回答下列问题：①实验中观察到的现象是：铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、_______。②产生上述现象的原因是_______。参考答案1．答案：D解析：A.由解题思路可知，通入的电极为燃料电池的负极，N室为阴极室，则燃料电池通入的电极接电解池的Y电极，A正确；B.M室电极反应为，则M室为阳极室，N室的电极反应为，则N室为阴极室，产品室发生了反应，则电解池的总反应为，B正确；C. N室发生反应，该装置工作一段时间之后，N室pH将增大，C正确；D.由电解池的总反应可知，每生成4mol，转移4mol电子，需要消耗0.5mol ，即46g ，D错误；故选D。2．答案：B解析：A.将车漆喷在汽车外壳上，可以使车身隔绝空气和水，防止被空气中的氧气氧化，故A正确；B.将水库铁闸门连接在直流电源的正极，铁闸门是阳极，会加快铁闸门的腐蚀，故B错误；C.在船身上装锌块，锌作负极，船体做正极，牺牲锌，避免了船体遭受腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；D.向金属器材上涂抹油脂，可以使金属器材隔绝空气和水，防止被空气中的氧气氧化，故D正确；故选:B。3．答案：D解析：该电池在充电过程中，聚对苯二酚被氧化，可知a为原电池的正极，b为原电池的负极。放电为原电池，电流由正极流向负极，即由a极流向b极，A不符合题意；充电时，聚对苯二酚在a电极被氧化，释放出，酸性增强，pH减小，B不符合题意；充电时b电极为阴极，发生还原反应，根据得失电子守恒和环境知该电极反应式正确，C不符合题意；放电为原电池，阳离子从负极向正极迁移，即由b极向a极迁移，D符合题意。4．答案：B解析：A.由图可知，利用太阳光在催化剂表面实现水分解为氢气和氧气，光能转化为化学能，A正确；B.过程Ⅰ发生了键断裂，吸收能量，B错误；C.过程Ⅲ中双氧水转化为氢气和氧气，有化合价变化，属于氧化还原反应，C正确；D.整个过程为水的分解反应，水的分解反应是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，D正确；故选B。5．答案：B解析：A.醋酸为弱酸，属于弱电解质，电离过程吸热，导致和氢氧根离子发生中和反应时放热量减少，则，A错误；B.根据反应式可建立关系式：，当反应放出9.2kJ热量时，消耗，转移电子数为0.6mol，即，B正确；C.在101kPa时，氢气的摩尔燃烧焓为，即1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量为285.8kJ，则，C错误；D._转化为HF(1)会放出热量，则的反应热更小，故，D错误；故选B。6．答案：C解析：A.焓变在给定反应中，只与始态和终态有关，与中间状态无关，根据图像可知，两个反应均为放热反应，生成等物质的量比放出的热量更多，故A错误；B.反应②的活化能比反应①的活化能低，化学反应速率快，因此相同条件下，的生成速率大于，反应刚开始时，产物中比例更大，故B错误；C.生成时焓变更小，升温时产生的逆向移动效应更明显，相对生成率更大，升高温度，平衡逆向进行，可以提高的比例，故C正确；D.反应的焓变反应物的总键能-生成物的总键能，两个反应物相同，，则反应②对应生成物的总键能更大，故D错误；故答案为C。7．答案：D解析：A.燃烧均为放热反应，故A不符合题意；B.酸碱中和反应为放热反应，故B不符合题意；C.金属单质置换酸中氢的反应为放热反应，故C不符合题意；D.高锰酸钾的分解为吸热反应，故D符合题意；故答案为D。8．答案：B解析：A.铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应，放出大量的热，属于放热反应，A错误；B.碳酸钙受热分解属于吸热反应，B正确；C.酸碱中和反应放出热量，属于放热反应，C错误；D.氧化钙溶于水生成氢氧化钙，放出热量，属于放热反应，D错误；答案选B。9．答案：D解析：该装置为电解池，在酸性介质中电解，电极a反应式：，发生得电子的还原反应，则电极a作阴极，A正确；电极b反应式：，发生失电子的氧化反应，则电极b作阳极，由电极b移向电极a，B、C正确；电解总反应为3+6+，生成3 mol半胱氨酸同时生成0.5mol烟酸，D错误。10．答案：C解析：结合图像解题思路，历程Ⅱ相当于历程Ⅰ在催化剂参与的条件下进行的反应，催化剂降低反应的活化能，但是不能改变反应的焓变，因此，A正确；已知和的相对能量为0（即），破坏中的键形成2 mol Cl，吸收的能量为，结合，得，B正确；催化剂不能改变反应物的平衡转化率，因此相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C错误；活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为，D正确。11．答案：C解析：12．答案：C解析：A.天然气燃气炉是将化学能转变为热能的装置，故A正确；B.太阳能电池是将太阳能转变为电能的装置，故B正确;C.水电站是将水的重力势能(动能)转变为电能的装置，故C错误;D.风力发电是利用风能转换成动能再转变为电能的装置，故D正确；故选C。13．答案：（1） （2）负（3）C解析：（1）将第一个热化学方程式乘以2加上第二个热化学方程式可得： 。（2）由题意知，该电池为新型燃料电池，发生氧化反应，作原电池的负极。（3）根据题意，白色沉淀较长时间不变色，则电解时应有还原性物质生成，使不易被氧化。电解时可以用NaCl溶液作为电解质溶液，此时阳极为铁电极，阴极可以不用铁作电极，阳极的电极反应为；阴极的电极反应为；电解时a应为电源正极，b为电源负极；B极为电解池阴极，电解产生的可将电解质溶液中溶解的排出，利于在较长时间内存在。14．答案：(1)90；0.5(2)；>解析：（1）将第二个方程式加上第一个方程式得到第三个方程式，则反应；则平衡常数相乘，，得到；故答案为：-90；0.5；（2）①该时间段内甲醇改变量为，则氢气的速率为；故答案为：；②此时浓度商，此时正逆反应速率的大小；故答案为：>。15．答案：（1）5.0（2）abe（3）或（4）①4.0；②-53.5；③ABC解析：（1）配制245mLNaOH溶液需要用250mL容量瓶，称取NaOH固体的质量为。（2）NaOH易潮解且有强腐蚀性，所以用烧杯称量，故选a、b、e。（3）中和热是指稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水对应的反应热。（4）①第2组中的=6.1℃，数据误差大，舍去不用，由剩余3组数据求出的平均值为4.0℃。②，中和热。③A项，隔热效果差，导致热量散失；B项，应该一次性将酸碱混合且要速度快；C项，用温度计测定NaOH溶液起始温度后应该用水把温度计上的碱液冲洗干净，擦干后再测定溶液的温度。16．答案：（1）；C；（2）（3）AC（4）；放热解析：(1)已知是一种无色有刺激性气味的气体，具有强还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而是酸性高酸钾溶液褪色，故若气体具有刺激性气味，通入酸性溶液中，溶液由紫红色变为无色，食品中添加适量可起到防腐和抗氧化作用，则的化学式为；还可以使品红褪色，则体现了它的漂白性，选C；常温下，与S的简单氢化物即HS不能大量共存，原因是(2)若T位于第三周期IVA族，故T为，则T的氧化物即，是酸性氧化物，能与碱反应，离子方程式为（3）常温下，若是红棕色气体即为，据解题思路解题：A.由于能与水反应生产，具有强氧化性，能将氧化为，故若甲管中充满淀粉溶液，则溶液变蓝，A符合题意B.由于能将氧化为S，的红棕色褪去且产生淡黄色固体，故若甲管中充满，则颜色有明显变化，B不合题意C.由于能与水反应生产，具有强氧化性，能将氧化为，故若甲管中充满溶液，则溶液变黄色，C符合题意故选AC(4)若将无色无味的气体持续通入澄清石灰水中，石灰水先变浑浊，后变澄清，点燃条件下和镁单质能发生反应，且生成黑色固体，则为为，黑色固体为C，反应的化学方程式；将通入棉花包裹的粉末中，过一会儿，棉花燃烧起来，由此推知，该反应是一个放热反应。17.（1）答案：①放热；（答案合理即可）②吸热；B解析：①若如图1所示，体系内压强大于外界大气压，说明体系内气体膨胀，反应放热，遇水放热的物质X可以是等；②若如图2所示，体系内压强小于外界大气压，说明体系内气体体积缩小，反应吸热，CO还原CuO的反应为放热反应，的分解反应为吸热反应，Al和的反应为放热反应。（2）答案：①饱和澄清石灰水中出现白色浑浊②铝和NaOH溶液反应生成，且该反应是放热反应，的溶解度随温度的升高而降低解析：把试管放入盛有25 ℃饱和澄清石灰水的烧杯中，向试管中放入几小块铝片，再滴入5 mL稀NaOH溶液，铝和NaOH溶液反应生成，且该反应是放热反应，的溶解度随温度的升高而降低，烧杯中的饱和澄清石灰水中会出现白色浑浊。化学键键能bc248172ABCD天然气燃气炉太阳能电池水电站风力发电化学能→热能和光能太阳能→电能化学能→电能风能→动能→电能化学反应反应热平衡常数(850℃)①②③物质浓度(mol/L)0.20.20.40.4序号abcdef仪器实验次数起始温度/℃终止温度/℃温度差平均值（-）/℃NaOH平均值126.226.026.130.1__________227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4