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第六章 化学反应与能量
测试卷
时间：90分钟 分值：100分
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O16 Na 23 Cl 35.5
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16×3分）
1．（2023·上海静安·统考二模）2022年6月17日，经中央军委批准，首艘自主设计建造的弹射型航空母
舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”， 舷号“18” ，为我国第三艘航空母舰。下列说法正确的是
A．为屏蔽自身不被定位，福建舰的舰体采用的是高强度耐腐蚀低磁钢，其熔点高于纯铁
B．雷达系统相控阵化是福建舰的一大特色，所用碳化硅材料属于新型有机物
C．下水前，福建舰在舰体表面刷漆涂上中国海军灰白色涂装，目的之一是防止金属腐蚀
D．当前，各国常规动力航空母舰的燃料都是重油，为混合物，主要成分属于酯类
2．（2023·北京海淀·统考二模）甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理，相同时间后继
续进行实验。
实验①：甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K[Fe(CN) ]溶液，Ⅰ中产生蓝色沉淀，Ⅱ中无沉淀。
3 6
实验②：乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液，滴加K[Fe(CN) ]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。
3 6
下列说法正确的是
A．Ⅰ是牺牲阳极保护法，正极反应式为
B．Ⅱ为外加电流阴极保护法，Fe电极与外接电源的正极相连
C．由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异，推测K[Fe(CN) ]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ
3 6
D．由实验可知，两种保护法均能保护 ，且Ⅱ保护得更好
3．（2023·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）铁碳微电解技术是处理酸性废水的一种工艺，装置如
图所示。若上端口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性中间体羟基自由基( )；若上端口关闭，可得到
强还原性中间体氢原子( )。下列说法错误的是
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学科网（北京）股份有限公司A．自由基均为阴极产物
B． 完全转化为羟基自由基( )时转移了2mol电子
C．若处理含酚类的酸性废水，则上端口应关闭
D．处理含 的酸性废水后，体系pH升高
4．（2023·辽宁·校联考模拟预测）未来的某一天，我们开着一辆电动汽车，当电池能量即将耗尽时，只需
将汽车开到附近的加氨站，5分钟内就能加满一桶液态氨，电池表便显示满格，加满后汽车能开1000公里
以上，且加氨价格低廉。随着“氨—氢”燃料电池的推出，这样的场景很快就要变成现实。我国某大学设
计的间接氨燃料固体氧化物燃料电池的工作原理如图所示，氨首先经过重整装置在催化剂(未标出)表面分
解生成 与 。下列说法错误的是
A．电池工作时，a极的电极反应式为
B．电池工作时，b极发生还原反应
C． 的键角小于 的键角
D．大面积推广“氨—氢”燃料电池，有利于减少碳的排放量
5．（2023·甘肃·统考三模）以硝酸盐为离子导体的Na－O 电池装置与其某一电极M附近的反应机理如图
2
所示。下列说法正确的是
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学科网（北京）股份有限公司A．镍电极上发生氧化反应
B．NO 是该电池的氧化剂
C．固体电解质只起到离子导体的作用
D．M的电极反应为2Na++O +2e-=Na O
2 2 2
6．（2023·四川·校联考模拟预测）某企业研发的钠离子电池“超钠F1”于2023年3月正式上市、量产。钠
离子电池因原料和性能的优势而逐渐取代锂离子电池，电池结构如图所示。该电池的负极材料为NaC (嵌
x y
钠硬碳)，正极材料为Na Mn[ Fe(CN) ]
2 6
(普鲁士白)。在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。
下列说法不正确的是
A．由于未使用稀缺的锂元素，量产后的钠离子电池的生产成本比锂离子电池的低
B．放电时，负极的电极反应式为NaC -xe-= C +xNa+
x y y
C．放电时，Na+移向电势较高的电极后得到电子发生还原反应
D．充电时，每转移1mol电子，阳极的质量减少23g
7．（2023·河南·校联考模拟预测）我国科学家最近合成的ZnO@SnO 微米花作为负极材料提高锌镍二次电
2
池的循环性能，工作原理如图所示。已知：正极材料为NiOOH/Ni(OH) 。
2
下列叙述错误的是
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学科网（北京）股份有限公司A．放电时，上述装置主要将化学能转化成电能
B．放电时，负极表面副反应可能是Zn+2OH-= +H ↑
2
C．充电时，阴极附近电解质溶液pH降低
D．充电时，1molOH-向阳极迁移时理论上转移1mol电子
8．（2023·福建泉州·泉州五中校考一模）一种新型的锂—空气二次电池的工作原理如图所示。下列说法中
错误的是
A．电路中有2mol电子通过时，水性电解液的质量增加16g
B．催化剂可以吸附氧气，促进氧气得电子发生还原反应
C．电池充电时，电子从电源负极流向锂电极，锂电极作阴极
D．固体电解质既可以传递离子又可以起到隔膜的作用
9．（2023·宁夏吴忠·统考模拟预测）联二苯( )是有机热载体，也是高质量绝缘液的原料。
工业上可用电解高浓度苯甲酸钠/NaOH混合液合成联二苯，其原理如图所示。
下列说法正确的是
A．OH-向Y极迁移
B． 在阳极放电，发生还原反应
C．电解过程中总反应为：2 +2OH- +
D．当电路中有1mol电子通过时就会有11.2LH 生成
2
10．（2023·江西九江·统考三模）科学家基于Cl 易溶于CCl 的性质，研究出一种储能电池，原理如图。下
2 4
列说法正确的是
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学科网（北京）股份有限公司A．充电时，多孔活性炭电极接电源负极
B．充电时阳极反应： NaTi (PO )－2e－=NaTi(PO )+2Na+
3 2 4 3 2 4 3
C．1molCl 参与反应，理论上NaCl溶液增重117g
2
D．放电时NaCl溶液的pH减小
11．（2023·江西上饶·校联考二模）Li－O 电池比能最高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近
2
年科学来家研究了一种光照充电Li－O 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h+)，驱
2
动阴极反应(Li+ +e－= Li)和阳极反应LiO+2h+=2Li++O )对电池进行充电，下列叙述错误的是
2 2 2
A．放电时，电池的总反应2Li+O=Li O
2 2 2
B．充电时，Li+从锂电极穿过离子交换膜向光催化电极迁移
C．放电时，每转移2mol电子，消耗标况下的O 体积为22.4L
2
D．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
12．（2023·上海闵行·统考二模）一定条件下，在密闭容器中，氮气与氢气合成氨气，能量变化曲线如图
所示。下列说法正确的是
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学科网（北京）股份有限公司A．加入催化剂，E、E 都变小
1 2
B．N(g)+3H(g) 2NH (g)+600kJ
2 2 3
C．升温可以增大该反应的化学平衡常数
D．通入1molN 和3molH 充分反应，放热小于92kJ
2 2
13．（2023·上海长宁·统考二模）常温常压下，1mol CHOH与O 发生反应时，生成CO或HCHO的能量
3 2
变化如图(反应物O 和生成物水略去)，下列说法正确的是
2
A．加入催化剂后，生成CO的热效应变大，生成HCHO的热效应变小
B．加入催化剂后，生成HCHO的速率变大，单位时间内生成HCHO量变多
C．1mol CHOH完全燃烧生成液态水和二氧化碳(g)放出393kJ的热量
3
D．生成HCHO的热化学方程式为2CHOH+O =2HCHO+2H O+316kJ
3 2 2
14．（2023·天津·校联考二模）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现
T℃时(各物质均为气态)， 与水在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图。
下列说法不正确的是
A．反应
B．选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和反应Ⅱ的活化能
C． 和 的总能量大于 和3molH (g)的总能量
2
D．反应Ⅱ的热化学方程式表示为
15．（2023·浙江杭州·浙江省临安中学校联考一模）一定条件下，反应物和生成物的相对能量与反应历程
示意图如下，下列说法不正确的是
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学科网（北京）股份有限公司A．由历程I可计算， 的总键能
B．由历程Ⅱ可知，相同条件下 的浓度比 的浓度对反应速度影响更大
C．相同条件下， 的平衡转化率，历程I 历程Ⅱ
D．由历程I和历程Ⅱ可得，
16．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应：
反应Ⅰ： ，
反应Ⅱ：
根据能量变化示意图，下列说法正确的是
A．
B．反应Ⅱ决定整个反应的速率
C．催化剂可以降低总反应的焓变
D．
二、主观题（共5小题，共52分）
17．（8分）（2023·重庆·校联考模拟预测）2021年，我国科学家以二氧化碳为原料，通过全合成方法成
功制得了淀粉，取得了科技领域的一个重大突破。以CO 为原料制备甲醇、合成气、淀粉等能源物质具有
2
广阔的发展前景。
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学科网（北京）股份有限公司I.在催化剂的作用下，氢气还原CO 的过程中可同时发生反应①②。
2
①CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g) H=-50kJ·mol-1
2 2 3 2 1
②CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) H=+41.1kJ·mol-1
2 2 2 2 △
(1)CO(g)+2H (g) CHOH(g) H= kJ·mol-1。
2 3 3△
(2)已知反应①的△S=-177.2J·mol-1·K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？_______(填标号)。
△
A．0℃ B．5℃ C．25℃ D．500℃
II.固体氧化物电解池(SOEC)利用废热电解水和CO 来制合成气(主要组分为一氧化碳和氢气)，因为高温电
2
解可降低内阻，所以相比于低温电解池表现出更高的电解效率。
(3)a为电源的 极(填“正”或“负”)。
(4)生成一氧化碳和氢气物质的量之比为1：3时的电极反应式为 。
18．（12分）（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）电催化还原 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。
(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 的装置示意图如图-1所示。控
制其他条件相同，将一定量的 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。
①电解前需向电解质溶液中持续通入过量 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 代替原有的 进行研究，其目的是 。
(2)一种铜基复合电极材料 的制备方法：将一定量 分散至水与乙醇的混合溶液中，向溶液中
逐滴滴加 (一种强酸)溶液，搅拌一段时间后离心分离，得 ，溶液呈蓝色。写出 还原
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学科网（北京）股份有限公司的离子方程式： 。
(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。
①X为 。在答题卡上相应位置补充完整虚线框内Y的结构。
②与单纯的Cu电极相比，利用Cu/La复合电极材料电催化还原 的优点是 。
19．（10分）（2023·江苏·校联考模拟预测）硫和氮是生物必须的营养元素，含硫和氮的化合物在自然界
中广泛存在。
(1)火山喷发产生HS在大气中发生如下反应：
2
①2HS(g)+O(g)=2S(g)+2H O(l) H=akJ•mol-1
2 2 2
②S(g)+O(g)=SO(g) H=bkJ•mol-1
2 2 △
写出HS(g)燃烧的热化学方程式 。
2 △
(2)氮的氧化物脱除可以利用电化学原理处理，利用如图所示装置可同时吸收SO 和NO。
2
已知：HSO 是一种弱酸。
2 2 4
①阴极的电极反应式为 。
②若无能量损失，相同条件下，SO 和NO的体积比为 时，两种气体都能被完全处理。
2
(3)太阳能光电催化—化学耦合分解HS的装置如图所示。
2
①该太阳能光电催化—化学耦合分解HS的过程可描述为 。
2
②从能源利用和资源综合利用角度分析该方法优点是 。
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学科网（北京）股份有限公司20．（12分）（2023·北京顺义·北京市顺义区第一中学校考模拟预测）环状碳酸酯( )是一种重要
的工业原料，可用作锂离子电池电解质的溶剂。一种由苯乙烯经电解制备环状碳酸酯的实验操作如下：
i．将一定量电解质、苯乙烯、水-二甲亚砜溶剂依次放入塑料烧杯中，搅拌均匀后放入高压反应釜内，充
入一定量 气体；
ii．以石墨和铜片为两个电极，电解至苯乙烯完全消耗后，停止电解；
iii．分离、提纯产品，计算产率。
在相同条件下，采用不同电解质进行实验I～Ⅳ，实验结果如表：
实验序
电解质 产率/% 实验现象
号
I 微量
Ⅱ 68 阴极产生气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
Ⅲ a
Ⅳ NaI 0 阴极产生气体；阳极附近有白色固体析出
已知：i．电解效率
ii．环状碳酸酯的产率=n(生成的环状碳酸酯)/n(投入的苯乙烯)
iii． 在碱性环境中会歧化为 和 。
(1)针对实验Ⅲ进行如下分析：
①取反应后石墨电极附近溶液滴加淀粉溶液变蓝，则石墨作 极(填“阳”或“阴”)。
②苯乙烯与石墨电极上生成的 发生加成反应，再发生水解反应，得到中间产物1-苯基-2-碘乙醇(
)，在一定条件下进一步转化为苯基环氧乙烷( )后者与 进行
加成反应，得到的环状碳酸酯的结构简式为 。
③实验中加入80mL密度为0.91 的苯乙烯，η(环状碳酸酯)≈63%，则电路中通过2mol电子时，产生
mol环状碳酸酯：a= 。
(2)对比实验I～Ⅲ可知，其他条件相同时，电解质分别选用 、 、 时，环状碳酸酯的产
率依次显著升高，从原子结构角度解释，是因为 ，导致 、 、 的放电能力依次增强。
(3)探究实验Ⅳ中未生成环状碳酸酯的原因，继续实验。
①实验Ⅳ中阴极产生气体为 。
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学科网（北京）股份有限公司②经X光单晶衍射实验证实，实验Ⅳ中得到的白色固体含 ，用化学用语和必要的文字解释得
到该物质的原理 。
21．（10分）（2023·北京朝阳·统考三模）某研究小组探究镁、铝与 溶液的反应。
实验Ⅰ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入60℃的温水中，观察到开始时镁条表面有气泡，5
分钟后气泡迅速减少直至反应停止；铝条表面无明显现象。
实验Ⅱ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入饱和 溶液( )中，观察到镁条表面有气
泡，且持续时间较长，溶液中产生白色浑浊，铝条表面持续产生气泡。
(1)实验Ⅰ中镁条表面产生气泡的反应为 。
(2)实验Ⅱ中饱和 溶液 的原因 (写离子方程式)。
(3)探究实验Ⅰ和Ⅱ现象不同的原因，设计实验Ⅲ。
实验
a b
Ⅲ
电流计指针向右偏转，镁条上无明显现象；随后电 电流计指针持续向右偏转，示数逐渐减小，
现象 流计指针迅速归零继而向左偏转，镁条上少量气泡 溶液中有白色浑浊物，铝条上持续有气泡产
产生，铝条上持续有气泡产生 生
①实验a是b的对照组，所用NaOH溶液的浓度为 。
②实验a中开始时Mg是原电池的 极。
③用化学用语表示实验a中铝条上持续产生气泡的原因 。
④查阅资料，实验b中沉淀成分为 ，实验证实了沉淀中含有 ，将白色浑
浊物过滤、洗涤，加入0.1mol/L盐酸y mL恰好完全反应，产生标况下的 气体x mL，x、y之间的关系
为 (用含x、y的表达式表示)。
⑤实验a中电流计指针出现反向偏转，而实验b中电流计指针未发生反向偏转的原因 。
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