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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：H 1 Li 7 C 12 N 14 O16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca
40 Fe 56 Cu 64 Br 80 Ag 108 Ba 137
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共15×3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，铁片甲附近通入氧气，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，有关ΔH的比较正确的是( )
①CH(g)＋2O(g)===CO (g)＋2HO(g) ΔH
4 2 2 2 1
CH(g)＋2O(g)===CO (g)＋2HO(l) ΔH
4 2 2 2 2
②NaOH(aq)＋HSO (浓)===NaSO (aq)＋HO(l) ΔH
2 4 2 4 2 3
NaOH(aq)＋CHCOOH(aq)===CH COONa(aq)＋HO(l) ΔH
3 3 2 4
A．ΔH＞ΔH；ΔH＞ΔH B．ΔH＞ΔH；ΔH＜ΔH
1 2 3 4 1 2 3 4
C．ΔH＝ΔH；ΔH＜ΔH D．ΔH＜ΔH；ΔH＞ΔH
1 2 3 4 1 2 3 4
3．(2024·浙江省绍兴市高三选考科目诊断性考试)已知反应NO (g)＋CO(g) NO(g)＋CO(g)的能
2 2
量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH=(E - E )kJ·mol−1
2 1
B．正反应活化能E 等于反应物的键能之和
1
C．由图可知升温对NO (g)＋CO(g) NO(g)＋CO(g)的逆反应速率影响更大
2 2
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·浙江省金华市曙光中学调研)“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 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 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．w g铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为
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—空气电池具有能量密度高、成本低、易组装
等优势。某锌—空气碱性电池示意图如下，下列说法错误的是( )
A．放电时，甲极的电势比乙极高
B．放电时，负极反应：Zn+4OH--2e-= [Zn(OH) ]2-
4
C．充电时当有 通过中间隔膜时，理论上甲极释放出5.6LO
2
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
已知电解质为CuSO 溶液，步骤2中的电池反应为： (单独
4
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2Cu2++S+4e-=Cu S
2
B．Cu S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
2C．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·山东省泰安市高三四模）我国科学家首次设计了一种可充电的铋-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 铋 水 系 电 解 质 溶 液 ， 简 写 为
Bi(OTf)₃(Mr=656g·mol⁻¹)，该电池工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时，Y极电极反应式：2HO+O₂+4e⁻=4OH⁻
2
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1.68L O ，理论上负极区电解质溶液增重65.6g
2
8．(2024·浙江省Z20名校联盟)某无隔膜流动海水电解法制H 的装置如图所示，其中高选择性催化剂
2
PRT可抑制O 在电极表面产生，提高放电效率。下列说法不正确的是( )
2
A．钛箔作阴极，发生还原反应
B．阳极反应主要为：Cl--2e-+H O=HClO+H+
2
C．电解后海水pH明显下降
D．理论上生成1molH 转移电子数为2N
2 A
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CHOH氧化和CO 还原反应耦合的混合电解，工作
3 2
原理如图甲所示。不同催化剂条件下CO→CO电极反应历程如图乙所示。下列说法不正确的是( )
2A．电解总反应为2CO+CH OH 2CO+HCOOH+H O
2 3 2
B．理论上若有44gCO 被转化，则有2molH+从左侧向右侧迁移
2
C．与Ni -TET催化剂相比，使用Ni-TPP时催化效果更好
8
D．若以铅蓄电池为电源，则B极应与PbO 极相连接
2
10．（2024·湖北省T8联盟高三二模）近日，科学家开发 / / /NiOOH光阳极用于持续
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→化学能→电能
B．阳极材料涉及元素均为前四周期元素
C．电极N的反应式为HO-4e-=O ↑＋4H＋
2 2
D．阴极区c(Zn＋)越大，H 产率越高
2
11．（2024·福建省三明市三模）利用CoP／CdS复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1mol丙氨酸，催化剂吸收2.41eV的能量
C．乳酸铵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： +nNH HO n +nH O
3 2 2
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Fe O 作催化剂)的原理如图所示，其中M、N、
2 3
a、b电极均为惰性电极。下列说法错误的是( )
已知：b极区发生的变化视为按两步进行，其中第二步为Fe+H O+N→NH + Fe O (未配平)。
2 2 3 2 3
A．M极是负极，发生的电极反应为C H O+6H O-24e-=6CO ↑+24H+
6 12 6 2 2
B．Fe O 在b极发生电极反应：Fe O+3H O+6e-=2Fe+6OH-
2 3 2 3 2
C．理论上废水发电产生的N 与合成NH 消耗的N 的物质的量之比为
2 3 2
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HCl反应生成CHCHClCH 和CHCHCHCl
3 3 3 2 2
的反应历程如图所示。下列说法不正确的是( )A．合成CHCHCHCl的反应中，第一步为反应的决速步
3 2 2
B．其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物CHCHClCH 的比例
3 3
C．根据该反应推测，丙烯与 加成的主要产物为2-溴丙烷
D．反应的主要产物为CHCHClCH，是由于活性中间体 比 更稳定，所
3 3
需活化能更低
14．(2024·浙江省新阵地教育联盟、浙江十校高三联考)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：
反应历程：
下列说法不正确的是( )
A．工业生产中产物Ⅱ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Ⅱ过程中最大能垒为E-E
2 1
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 ，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1、2均为钙钛矿型化合物，图1中另两种离子为 、Ti4+，图2中另两种离子为 和 ，
晶胞参数 ， 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 基底上涂TiO 作为电子传输层。充电时，钙钛矿层吸收太阳光
2
产生光生电子（ ）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阳能电池的负极
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：
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)肼(N H)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
2 4
成及电池燃料。回答下列问题：
(1)肼(N H)可用做发射卫星的火箭燃料。已知：
2 4
①N(g)+2O(g)=2NO (g) H=+67.7kJ•mol-1
2 2 2
②NH(g)+O(g)=N(g)+2HO(g) H=﹣543kJ•mol-1
2 4 2 2 △2
写出气态肼和NO 生成氮气和水蒸气的热化学方程式_______。
2 △
(2)联氨(化学式为 ，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NH+H+
2 4
NH+的 ， 。
2 5
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)肼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。
①O2-向_______移动(填“电极甲”或“电极乙”)。
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。
(1)图2为碱性肼燃料电池，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 (填“正““负”“阴“或“阳”)极。生成 的离
子方程式为 。
(3)通过离子交换膜的离子是 ；当电路中转移0.6 mol电子时消耗标准状况下O 体积为 ，
2
电解池左室质量变化 g。
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)]，把烟气中的NO还原成N 和HO。相关反应的热化学方程式如下：
2 2 2 2
N(g)+O(g)= 2NO(g) ΔH ＝+180.5kJ·mol−1
2 2 1
2NO(g)+O (g)= 2NO (g) ΔH2 ＝-112.0kJ·mol−1
2 2 1
CO(NH) (s)＋6NO (g)=7N(g)+4CO(g)＋8HO(g) ΔH ＝-2780.0kJ·mol−1
2 2 2 2 2 3
2CO(NH) (s)＋6NO(g)=5N (g)+2CO (g)＋4HO(g) ΔH
2 2 2 2 2 4
ΔH=_______。
4
(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·mol-1(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，NH 还原 NO 的反应机理如图所示，该过程可描述为
3
___________________________________________。
②使用Fe O 为催化剂，可能的反应过程如图
2 3
该脱硝过程的总反应的化学方程式为_________________________；反应过程图中，虚线方框里的过
程可描述为_____________________________________。
19．(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
如下：
(1)铝片预处理
铝片表面除去油垢后，用2mol/LNaOH溶液在60～70℃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HNO 溶液对铝片表面进行化学抛光。若取一定体积68％(质量分数)的浓
3
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0.06A，用直流电源在5～6mol/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_____。(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
(3gK Cr O+75mL水+25mL浓硫酸)，用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间，可判断氧化膜的
2 2 7
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/cm3，可以计算得出氧化膜厚度为_____μm(1μm=1×10-4cm)。
20．(12分)电催化还原CO 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
2
材料、铜基复合电极材料等。
(1)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。
2
控制其他条件相同，将一定量的CO 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
2
图-2所示。
①电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO 的原因是 。
2
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13CO 代替原有的CO 进行研究，其目的是 。
2 2
(2)一种铜基复合电极材料Au/Cu O的制备方法：将一定量Cu O分散至水与乙醇的混合溶液中，向溶
2 2
液中逐滴滴加HAuCl (一种强酸)溶液，搅拌一段时间后离心分离，得Au/Cu O，溶液呈蓝色。写出Cu O
4 2 2
还原HAuCl 的离子方程式： 。
4
(3)金属Cu/La复合电极材料电催化还原CO₂制备甲醛和乙醇的可能机理如图-3所示。研究表明，在不
同电极材料上形成中间体的部分反应活化能如图-4所示。X为 ，补充完整虚线框内Y的结构
