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第六章 化学反应与能量
能力提升检测卷
时间：90分钟 分值：100分
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16*3分）
1．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）某同学设计的利用NO-空气质子交换膜燃料电池通过电解法制
备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法错误的是
A．Pt( I )的电极反应式为O+4e- +4H+=2H O
2 2
B．电解池中II和III之间的X膜应为质子交换膜
C．工作时，I池中 通过阴膜向II池中移动
D．若Pt(II )极消耗11.2 L NO，则Cr棒质量增加26 g
【答案】D
【解析】图中左边装置为NO-空气质子交换膜燃料电池，通入O 的Pt(I)作正极，NO失电子被氧化的Pt(II)
2
作负极，右边电解池中Cr棒作阴极，Cr3+在此得电子获得高纯铬，石墨作阳极，水中OH-在此失电子被氧
化为O，H+透过质子交换膜(X膜)迁移到II区域，与从I透过阴膜迁移来的 聚集获得硫酸。A．Pt(I)作
2
正极，O 在此得电子并结合通过质子交换膜迁移来的H+，电极反应方程式为O+4e- +4H+=2H O，A选项正
2 2 2
确；B．作为阳极的石墨电极处，水中OH-在此失电子被氧化为O，H+透过质子交换膜(X膜)迁移到II区域，
2
获得硫酸，B选项正确；C．工作时，I池中 通过阴膜向II池中移动获得硫酸，C选项正确；D．未标
明气体所处环境的温度与压强，无法计算，D选项错误；答案选D。
2．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）高铁酸盐作为一种对环境友好和高效的强氧化剂，在水处理等
方面展示了良好的应用前景。高浓度高铁酸钠溶液的制备可采用电合成的方法，泡沫镍作阴极、铁丝网作阳极，电解液为2.0mol·L-1的NaOH溶液。下列说法正确的是
A．工作时，阳极附近的pH增大
B．交换膜为质子交换膜
C．阴极反应式：4OH-+4e-=2H O+O↑
2 2
D．阳极反应式：Fe-6e-+8OH-= +4H O
2
【答案】D
【解析】A．阳极为铁失电子，后与氢氧根离子反应，故阳极附近的pH减小，故A错误；B．溶液显碱性，
不宜选择质子交换膜，故B错误；C．阴极为水电离的氢离子得电子，反应式为2HO+2e-=H ↑+2OH-，故
2 2
C错误；D．根据题意可知反应是为了制备高铁酸钠，可得阳极反应式为Fe-6e-+8OH-= +4H O，故D
2
正确；
故选D。
3．（2022·上海金山·二模）工业上通过惰性电极电解NaSO 浓溶液来制备NaOH和HSO ，a、b为离子交
2 4 2 4
换膜，装置如图所示。下列说法正确的是
A．c电极与电源负极相连
B．从d口得到HSO (aq)
2 4
C．若生成1 mol O ，有2 mol Na+穿过a
2
D．电解总反应：2NaSO +6H O 2HSO +4NaOH+O↑+2H ↑
2 4 2 2 4 2 2
【答案】D【解析】由图可知，c极产生氧气，发生氧化反应，故c极为阳极，则左侧电极为阴极，阳极反应式为：
2HO-4e- =O ↑+4H+，阴极反应式为：2HO+2e-=H ↑+2OH-，Na+通过a膜移向阴极室，SO 通过b膜移向阳
2 2 2 2
极室，则a膜为阳离子离子交换膜、b膜为阴离子交换膜；A．c极产生氧气，发生氧化反应，故c极为阳
极，c电极连接电源的正极，A错误；B．左侧溶液生成NaOH，从d口流出NaOH溶液，右室有硫酸生成，
硫酸从右室上口流出，B错误；C．若生成1molO ，电路中转移4mol电子，由电荷守恒可知，将有
2
4molNa+穿过阳离子交换膜，C错误；D．左室生成氢氧化钠和氢气，右室生成氧气和硫酸，电解总反应：
2NaSO +6H O 2HSO +4NaOH+O↑+2H ↑， D正确；故选D。
2 4 2 2 4 2 2
4．（2022·上海闵行·一模）溴乙烷与氢氧化钠水溶液反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．a为反应物储藏的总能量
B．若可使用催化剂，则a、b都减小
C．该反应放热，在常温常压下即可进行
D．该反应的热化学方程式为：CHCHBr+OH-→CHCHOH+Br-+(b-a)kJ
3 2 3 2
【答案】B
【解析】A．a为正反应的活化能，A错误；B．催化剂能降低反应的活化能，所以a、b都会减小，B正确；
C．该反应放热，该反应需要加热进行，放热与吸热反应条件无关，C错误；D．热化学方程式表明物质的
聚集状态，不同状态不同能量，D错误；故选B。
5．（2022·上海长宁·一模）常温常压下，1gH 在足量Cl 中燃烧生成HCl气体，放出92.3kJ的热量。下列
2 2
热化学方程式书写正确的是
A．H(g)+Cl (g)=2HCl(g)+92.3kJ
2 2
B． H(g)+ Cl(g)=HCl(g)-92.3kJ
2 2C．H+Cl=2HCl+184.6kJ
2 2
D．2HC1(g)=H(g)+Cl (g)-184.6kJ
2 2
【答案】D
【解析】A．反应热与物质的质量、物质的量成正比，故H(g)+Cl (g)=2HCl(g)+92.3kJ反应热应该为
2 2
184.6kJ，即热化学方程式为：H(g)+Cl (g)=2HCl(g)+184.6kJ，A错误；B．该反应是放出热量，故热化学
2 2
方程式应该为： H(g)+ Cl(g)=HCl(g)+92.3kJ，B错误；C．热化学方程式书写时应该注明每一个反应物
2 2
和生成物的状态，C错误；D．由A项分析可知H(g)+Cl (g)=2HCl(g)+184.6kJ ，故2HC1(g)=H(g)
2 2 2
+Cl(g)-184.6kJ，D正确；故答案为：D。
2
6．（2022·上海·模拟预测）下列能量属于反应热的是
A． 分解成H、 时吸收的能量 B．石墨转化成金刚石时吸收的能量
C． 变成 时吸收的能量 D．冰变成水时吸收的能量
【答案】B
【解析】化学反应中吸收或放出的能量为反应热，物理变化中的能量变化不是反应热。
A． 分解成H、 时吸收的能量仅仅是化学键断裂吸收的能量，不是反应热，A不合题意；B．
石墨转化成金刚石时吸收的能量是化学反应过程中吸收的热量，属于反应热，B符合题意；C． 变成
时吸收的能量是钠原子失去电子吸收的能量，不属于反应热，C不合题意；D．冰变成水时吸收的能
量是物理变化，不属于反应热，D不合题意；故答案为：B。
7．（2022·河北保定·一模）苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示，下列说法正
确的是
A．反应分三步进行，且各步均为吸热反应
B．决速步的能垒是C．总反应的
D．升温既能加快反应速率，又能提高该卤代反应的平衡转化率
【答案】B
【解析】A．根据图中信息得出前两步是吸热反应，第三步是放热反应，故A错误；B．第二步能垒最大，
是整个反应的决速步，其能垒是 ，故B正确；C．总反应的焓变是生成物总能量减去反应物总能量或
反应物的活化能减去生成物活化能，因此 ，故C错误；D．由于总反应是放热反应，
故升温可以加快反应速率，平衡逆向移动，因此不能提高该卤代反应的平衡转化率，故D错误。
8．（2022·江苏南通·模拟预测）2022年北京冬奥会火炬使用聚硅氮烷树脂和碳纤维合成的复合材料作外壳，
并以氢气为燃料，体现了科技、绿色、低碳等特点。下列说法正确的是
A．该复合材料有密度大、熔点低的特点
B．聚硅氮烷树脂和碳纤维都属于纯净物
C．燃烧时氢气与氧气发生氧化还原反应
D．可用如图表示氢气燃烧的能量变化
【答案】C
【解析】A．聚硅氮烷树脂和碳纤维合成的复合材料密度小、熔点高的特点，A项错误；B．聚硅氮烷树脂
和碳纤维均属于混合物，B项错误；C．燃烧时氢气与氧气发生反应生成水，有化合价变化是氧化还原反
应，C项正确；D．氢气燃烧反应为放热反应，图示应由反应物指向生成物，D项错误；故答案选C。
9．（2022·辽宁沈阳·三模）镁-锂双离子二次电池的装置如图所示，下列说法中错误的是A．放电时，Mg为负极
B．充电时每转移1mol电子，左侧电解质溶液质量减少5g
C．充电时，阳极的电极反应式为
D．电池工作时发挥了镁离子和锂离子电池的性能优势，并减少了锂资源的应用
【答案】C
【解析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+，右边为正极得电子发生还
原反应，反应式为 ，电解质溶液中锂离子透过锂离子交换膜移向正极，充
电时，外加电源的正极与右侧相连，阳极上LiFePO 失电子发生氧化反应，负极与左侧相连。A．由分析
4
可知，放电时，Mg为负极，故A正确；B．充电时，导线上每通过1mole-，左室发生还原反应，反应式为
Mg2++2e-=Mg，反应减少0.5mol Mg2+，但右侧将有1molLi+移向左室，所以溶液质量减轻12-7=5g，故B正
确；C．充电时，阳极的电极反应式为 ，故C错误；D．电池工作时可发
挥镁离子和锂离子电池的性能优势，能减少锂资源的应用，故D正确；故答案选C。
10．（2022·河南·三模）最近我国科学家设计了一种CO+H S协同转化装置，实现对天然气中CO 和HS
2 2 2 2
的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极
区发生反应为：①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+；②2EDTA-Fe3++H S=2H++S+2EDTA-Fe2+。该装置工作时，下
2
列叙述不正确的是A．协同转化总反应：CO+H S=CO+H O+S
2 2 2
B．ZnO@石墨烯电极的反应：CO+2e-+2H+=CO+H O
2 2
C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低
D．整个过程中主要能量转化：光能→电能→化学能
【答案】C
【解析】由图可知这是一个利用光伏电池将太阳能转化为电能，继而在通电条件下，两极周围发生氧化还
原反应的电解过程。由石墨烯电极区发生①反应可知右侧石墨烯流出电子作阳极，CO 得电子的左侧
2
ZnO@石墨烯为阴极。A．由图可知协同总反应是将CO 和HS转化为CO和S，故总反应为
2 2
CO+H S=CO+H O+S，A选项正确；B．ZnO@石墨烯为阴极，电极反应式为CO+2e-+2H+=CO+H O，B选
2 2 2 2 2
项正确；C．石墨烯作阳极，ZnO@石墨烯作阴极，阳极电动势高于阴极，C选项错误；D．整个过程的主
要能量变化形式为：光能→电能→化学能，D选项正确；答案选C。
11．（2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测）电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr O )时，以铁板作阴、
2
阳极，处理过程中存在反应Cr O +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H O，最后Cr3+以Cr(OH) 形式除去。下列说
2 2 3
法正确的是
A．阴极反应为Fe-3e-=Fe3+
B．电解过程中溶液pH不会变化
C．电路中每转移6mol电子，最多有1molCr O 被氧化
2
D．过程中有Fe(OH) 沉淀生成
3【答案】D
【解析】A．阴极附近聚集阳离子，酸性溶液中H+在阴极被还原，反应式为2H++2e-=H ，A选项错误；
2
B．根据电极反应式可判断溶液中H+被消耗而导致浓度减小，pH随即增大，B选项错误；C．Cr从+6价被
还原为+3价，电路中每转移6mol电子，最多有1mol重铬酸根离子被还原，C选项错误；D．随着溶液中
H+的消耗，溶液pH增大，Fe3+容易与OH-反应生成Fe(OH) 沉淀，D选项正确；答案选D。
3
12．（2022·湖南省新化县第一中学模拟预测）一种新型电解水制氢气技术采用全固态电池结构体系。在电
解水时，水蒸气(混有少量H)从电解池的氢电极通入，其装置原理如图所示。下列说法正确的是
2
A．氢电极、氧电极分别连接电源正极、负极
B．氢电极发生的反应：2HO+2e-=H +2OH-↑
2 2
C．多孔电极的结构有利于气体的扩散和传输
D．当电解2molH O时，则电解质中1molO2-由氢电极向氧电极迁移
2
【答案】C
【解析】A．电解水时产生氢气发生在氢电极，应是得电子的反应，为电解池阴极，与电源的负极连接，
相反氧电极与电源的正极连接，A选项错误；B．固体电解质传导O2-，因此氢电极的电极反应为：HO+2e-
2
=H ↑+O2-，B选项错误；C．两侧多孔氢电极和氧电极有利于气体的扩散和传输，C选项正确；D．当电解
2
2molH O时，转移4mole-，则电解质中2molO2-由氢电极向氧电极迁移，D选项错误；答案选C。
2
13．（2022·广东汕头·三模）某锂离子电池的总反应为： 。某小组以该电池为电源电
解处理含 废水和含 、 的酸性废水，并分别获得 溶液和单质镍。电解处理的工作原理
如图所示[ 为锂离子电池的电解质]。下列说法错误的是A．X与锂离子电池的FeS电极相连
B．a室的电极反应式为：
C．离子膜N为阳离子交换膜，离子膜M为阴离子交换膜
D．若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极将产生有毒气体
【答案】C
【解析】由电池的总反应方程式可知，锂为锂离子电池的负极，FeS为正极，由图可知，X电极与FeS电
极相连，为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，a室中溶液中钡离子
通过阳离子交换膜M进入b室，Y电极与锂电极相连，为电解池的阴极，镍离子在阴极得到电子发生还原
反应生成镍，c室中氯离子通过阴离子交换膜N进入b室。A．由分析可知，X电极与FeS电极相连，为电
解池的阳极，故A正确；B．由分析可知，X电极与FeS电极相连，为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极
失去电子发生氧化反应生成氧气和水，a室的电极反应式为 ，故B正确；C．由分析
可知，离子膜M为阳离子交换膜，离子膜N为阴离子交换膜，故C错误；D．若去掉离子膜M将a、b两
室合并，氯离子放电能力强干氢氧根离子，会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，故D正确；故答案
选C。
14．（2022·天津和平·三模）用电解法合成1，2—二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是A．该装置工作时，阴极区溶液中的离子浓度不断增大
B．X、Y依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜
C．液相反应中，C H 被CuCl 还原为1，2—二氯乙烷
2 4 2
D．该装置总反应为CH=CH +2H O+2NaCl H↑+2NaOH+ClCH CHCl
2 2 2 2 2 2
【答案】C
【解析】由电解池装置图可知，左侧与电源正极相连，为电解池的阳极，亚铜离子失去电子生成二价铜离
子，溶液中的氯离子经过阴离子交换膜X移向阳极，右侧为阴极，氢离子得到电子生成氢气，溶液中的钠
离子经过阳离子交换膜Y移向阴极，同时生成氢氧化钠。液相反应中氯化铜与乙烯反应生成1，2—二氯乙
烷和氯化亚铜。A在电解池装置中，阴极H+放电生成H 和NaOH，反应消耗水，阴极区溶液中的离子浓度
2
不断增大，故A正确；B.由分析可知，X、Y依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，故B正确；C. 液相反
应中，C H 与CuCl 反应生成1，2—二氯乙烷时碳元素化合价升高，发生氧化反应，应为C H 被CuCl 氧
2 4 2 2 4 2
化为1，2—二氯乙烷，故C错误；D.以NaCl溶液和乙烯为原料合成1，2-二氯乙烷中， CuCl循环使用，
其实质是NaCl、HO与 CH=CH 反应，所以总反应为CH=CH +2H O+2NaCl
2 2 2 2 2 2
H↑+2NaOH+ClCH CHCl，故D正确；故答案选C。
2 2 2
15．（2022·海南·一模）教师在进行电解水制取氢气和氧气的实验时，为增加导电性，常向水中加入某些
物质。下列物质中不适合添加的是
A．稀硫酸 B．食盐 C．NaOH D．NaSO
2 4
【答案】B
【解析】A．电解稀硫酸相当于电解水、但离子浓度大、导电性强，A不符合；
B． 电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，产生的不是氢气和氧气，电解产物和电解水的产物不同，
B符合；C． 电解 NaOH溶液相当于电解水、但离子浓度大、导电性强，C不符合；D． 电解NaSO 溶
2 4
液相当于电解水、但离子浓度大、导电性强，D不符合；答案选B。
16．（2022·河南·模拟预测）2022年北京冬奥会采用绿电制绿氢技术，即用光伏、风能等产生绿电，绿电
电解水制得的氢气叫绿氢，实现碳的零排放。下列有关说法正确的是
A．光伏电池能将太阳能全部转化成电能 B．绿氢在阴极上产生
C．常加入食盐增强水的导电性 D．阳极上发生还原反应
【答案】B【解析】A．物质能量转化过程中有损失，太阳能不能全部转化为电能，A项错误；B．电解水时，阴极电
极反应式为：2HO+2e-=H ↑+2OH-，B项正确；C．电解水时，阳极电极反应式为：2HO-4e-=O ↑+4H+，若
2 2 2 2
溶液中有食盐，则由于Cl-比OH-易失去电子，阳极极电极反应式为2Cl--2e-=Cl↑，得到氯气而不是氧气，
2
反应实质是电极NaCl和HO，而不是电解水，C项错误；D．阳极上发生氧化反应，D项错误；答案选
2
B。
二、主观题（共5小题，共52分）
17．（2022·全国·高三专题练习）（10分）实验室有如下材料：铜片、铁片、石墨棒、CuCl 溶液、FeCl
2 3
溶液、导线、电流表、盐桥(装有琼脂-KCl的U形管)、烧杯等。甲同学设计了如图1的原电池装置，但乙
同学发现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就会衰减，为解决以上问题，将原电池设计
成了带盐桥的装置，如图2所示。
图1： 图2：
(1)①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
_______(填序号，下同)。
a.C(s)+H O(g)=CO(g)+H (g) ΔH>0
2 2
b.2H (g)+O(g)=2HO(l) ΔH＜0
2 2 2
c.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H O(l) ΔH＜0
2
②甲同学设计的原电池，若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出改变后总的电极反
应式，若否，请写出理由：_______。
③乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电池两电极分别为：
a是_______(填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同)，b是_______。负极的电极反应式为_______，正
极的电极反应式为_______。
(2)关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是_______。
a.实验过程中，左侧烧杯中Cl−浓度增大
b.实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作
c.电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中
【答案】（除标注外，每空2分）(1)①b②2FeCl +Fe=3FeCl (或2Fe3++Fe=3Fe2+)
3 2
③铜片（1分） 石墨棒 （1分） Cu-2e-=Cu2＋ （1分） 2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋（1
分）
(2)c
【解析】根据所给材料和电解质溶液，再结合图示可知，铜电极为负极，石墨棒为正极，负极铜片失去电
子，形成铜离子，正极三价铁得到电子形成二价铁。
(1)①根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发
进行的氧化还原反应，排除c，故选b；
②若将石墨棒改为铁片，则铁的活泼性强于铜，总电极反应发生改变，为铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，
故电池反应式为2FeCl +Fe=3FeCl (或2Fe3++Fe=3Fe2+)；
3 2
③因为乙同学设计的原电池总电极反应与甲同学的相同，均为Cu+2Fe3＋=2Fe2＋+Cu2＋，因此两电极为铜片
和石墨棒，再根据电解液即可确定两电极的材料，左侧电解质为氯化铜溶液，则a为铜片，右侧电解质为
氯化铁溶液，则b为石墨棒；负极应该是铜片失去电子形成铜离子，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2＋，正极为
三价铁得到电子形成二价铁，电极反应式为：2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋；
(2)a．原电池中，阴离子向负极移动，由分析可知左侧为负极，则盐桥中的Cl−向负极移动，左侧烧杯中
Cl−浓度增大，a正确；b．当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b正确；
c．电子只能通过导线传递，盐桥传递的是离子，c错误；故选c。
18．（2021·山东枣庄·高三期中）（12分）利用电化学原理，将NO 、O 和熔融KNO 制成燃料电池，模
2 2 3
拟工业电解法来处理含 废水，电解过程中溶液发生反应： ，
已知Y是循环的绿色硝化剂NO。如图所示：
2 5
(1)以上装置中的反应共涉及___________种还原剂(填阿拉伯数字)。
(2)甲池工作时，电极石墨Ⅰ发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)；石墨Ⅱ附近发生的电极反
应式为___________。(3)工作时，甲池内的 向___________移动(填“左”或“右”)；在相同条件下，消耗的O 和NO 的体
2 2
积比为___________。
(4)乙池中Fe(I)棒上消耗1.00 mol Fe，则甲池消耗标况下的氧气的体积为___________。
(5)若外电路中转移了1.0 mol电子，则处理废液中的 的物质的量为___________。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)3
(2)氧化（1分） O+4e-+2N O=4
2 2 5
(3)左（1分） 1：4
(4)11.2 L
(5)0.083 mol
【解析】(1)甲池工作时NO 失去电子转化为NO，NO 为还原剂；甲池的石墨电极I为负极，石墨电极II
2 2 5 2
为正极；乙池中Fe(I)作阳极，Fe失去电子变为Fe2+，Fe为还原剂，产生的Fe2+在溶液中发生反应
，溶液中的Fe2+失去电子，作还原剂，因此在以上装置中的反应共
涉及3种还原剂；
(2)在甲池工作时，电极石墨I上NO 失去电子转化为NO，石墨I的电极反应式为：NO -e-+ =N O，
2 2 5 2 2 5
故石墨I发生的反应为氧化反应；石墨电极II上O 得到电子，发生还原反应，产生的微粒与NO 反应产
2 2 5
生 ，故石墨电极II上发生的反应为：O+4e-+2N O=4 ；
2 2 5
(3)石墨电极I为负极，石墨电极II为正极，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，溶液中的 向
正电荷较多的负极区移动，因此工作时，甲池内的 向左移动；根据同一闭合电路中电子转移数目相等，
1 mol O 反应得到4 mol电子，1 mol NO 转化为NO，发生反应时失去1 mol电子，故反应消耗O、NO
2 2 2 5 2 2
的物质的量的比是1：4，在相同条件下，气体的体积比等于气体的物质的量的比，故在相同条件下，消耗
的O 和NO 的体积比为1：4；
2 2
(4)乙池中Fe(I)棒上消耗1.00 mol Fe，Fe失去电子变为Fe2+，转移2 mol电子，则根据同一闭合电路中电子
转移数目相等，可知在甲池中反应消耗0.5 mol O，其在标准状况下的体积V(O )=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2
2 2
L；(5)若外电路中转移了1.0 mol电子，Fe(I)发生反应：Fe-2e-=Fe2+，乙池反应产生0.5 mol Fe2+，根据反应
可知：0.5 molFe2+被氧化需消耗 的物质的量n( )=
。
19．（2021·河南·义马市高级中学高三阶段练习）（13分）回答下列问题：
(1)一氧化碳催化加氢制甲醇，反应原理为： 。
①若已知CO、 、 的燃烧热分别为 、 、 ，则
_______。
②已知反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
436 413 343 465
且 ，试计算断开 气体中的 需提供的最低能
量为_______。
(2)燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为 。已知下列物质的燃烧
热(25℃、 )：
燃料 (辛烷)
燃烧热/( ) 285.8 283.0 890.3 5518
据上表数据填写：
①试写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式_______。
② 的热值为_______。
③上表所列燃料的热值最大的是_______(填化学式)。
(3)中和热是反应热的一种。①取 溶液和 盐酸进行实验，若实验测得的反应前后温度差平均值 ，中和后生
成溶液的比热容 (若近似认为 溶液和 盐酸的密度都是
)。则生成 时的反应热 _______(取小数点后一位，下同)。
②强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成 时的反应热 。若用一定浓度的稀
硫酸与含 的稀碱溶液完全反应，反应放出的热量为_______。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)
(2) （1分）
(3)
【解析】(1)①由 、 、 的燃烧热分别为 、 、 ，可写出三个对
应的热化学方程式，分别为：
(反应Ⅰ)
(反应Ⅱ)
(反应Ⅲ)
根据盖斯定律，由反应Ⅰ+反应Ⅱ-反应Ⅲ可得 。
② 反应物中化学键的键能之和一生成物中的化学键键能之和得：
，解得 。(2)①由于辛烷的燃烧热为 ，所以表示辛烷燃烧热的热化学方程式为：
。
②由于 的燃烧热为 ，则其热值为 。
③ 、 、 的热值分别为 、
、 。所以热值最大的是氢气。
(3)①由 ，反应中生成0.025mol水，则
。
②强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成 时的反应热 ，即消耗40g
放出热量57.3kJ，所以当有 反应时放出的热量为 。
20．（2022·江苏·徐州市第七中学模拟预测）（8分）用化学方法降解水中有机物已成为污水处理领域的重
要研究方向。
(1)酸性条件下，铁炭混合物处理污水中硝基苯时的物质转化示意图如图1所示。
①该物质转化示意图可以描述为_______。
②其他条件一定，反应相同时间，硝基苯的去除率与pH的关系如图2所示。pH越大，硝基苯的去除率越
低的原因是_______。(2)向含Fe2+和苯胺( )的酸性溶液中加入双氧水，会发生如下反应：Fe2++H++H O=Fe3+
2 2
+HO·+HO，HO·(羟基自由基)具有强氧化性，能将溶液中的苯胺氧化成CO 和N。写出该反应的离子方程
2 2 2
式：_______。
(3)利用电化学装置通过间接氧化法能氧化含苯胺的污水，其原理如图3所示。其他条件一定，测得不同初
始pH条件下，溶液中苯胺的浓度与时间的关系如图4所示。反应相同时间，初始溶液pH=3时苯胺浓度大
于pH=10时的原因是_______。[已知氧化性：HClO(H+)>ClO－(OH－)]
【答案】（每空2分）(1) 铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，C HNO 在炭表面得到电子变成
6 5 2
C HNO，C HNO再得到电子变成C HNH pH增大，Fe2+生成Fe(OH) 沉淀，Fe(OH) 沉淀覆盖在铁炭
6 5 6 5 6 5 2 2 2
混合物表面，阻碍了反应的进行，降低了反应速率
(2)2C HNH +62HO·→12CO ↑+N ↑+38H O
6 5 2 2 2 2
(3)酸性条件下Cl 不易与水反应生成HClO，pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO－浓
2
度，反应速率较慢
【解析】(1)①根据图中信息铁和硝基苯反应最终变为 和亚铁离子，该物质转化示意图可以描述
为铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，C HNO 在炭表面得到电子变成C HNO，C HNO再得到电子
6 5 2 6 5 6 5
变成C HNH ；故答案为：铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，C HNO 在炭表面得到电子变成
6 5 2 6 5 2
C HNO，C HNO再得到电子变成C HNH 。
6 5 6 5 6 5 2②其他条件一定，反应相同时间，硝基苯的去除率与pH的关系如图2所示。pH越大，硝基苯的去除率越
低的原因是pH增大，Fe2+生成Fe(OH) 沉淀，Fe(OH) 沉淀覆盖在铁炭混合物表面，阻碍了反应的进行，
2 2
降低了反应速率；故答案为：pH增大，Fe2+生成Fe(OH) 沉淀，Fe(OH) 沉淀覆盖在铁炭混合物表面，阻碍
2 2
了反应的进行，降低了反应速率。
(2)HO·(羟基自由基)具有强氧化性，能将溶液中的苯胺氧化成CO 和N，则该反应的离子方程式：
2 2
2C HNH +62HO·→12CO ↑+N ↑+38H O；故答案为：2C HNH +62HO·→12CO ↑+N ↑+38H O。
6 5 2 2 2 2 6 5 2 2 2 2
(3)根据图中信息，反应相同时间，初始溶液pH=3时苯胺浓度大于pH=10时的原因是由于氯气和水反应是
可逆反应，pH越小，酸性越强，则生成HClO越困难，导致pH=3时的HClO浓度远小于pH=10时的
HClO浓度，因此pH=3时反应速率较慢；故答案为：酸性条件下Cl 不易与水反应生成HClO，pH=3时的
2
溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO－浓度，反应速率较慢。
21．（2022·全国·高三专题练习）（9分）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯(ClO )为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开
2
发出用电解法制取ClO 的新工艺如图所示。
2
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO 。产生ClO 的电极应连接电源的
2 2
________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为_______。
②a极区pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)电解KMnO 溶液制备KMnO 。工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO )与KOH的混合物在铁坩埚(熔
2 4 4 2
融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的KMnO ，化学方程式为_______。用镍片作阳极(镍
2 4
不参与反应)，铁板为阴极，电解KMnO 溶液可制备KMnO 。上述过程用流程图表示如下：
2 4 4
则D的化学式为_______；阳极的电极反应式为_______。【答案】（除标注外，每空2分）(1)①正极（1分）Cl--5e-+2H O=ClO ↑+4H+ ②增大（1分）③阳（1
2 2
分）
(2)2MnO +4KOH+O 2KMnO +2H O KOH（1分） -e-= （1分）
2 2 2 4 2
【解析】(1)阳极与电源正极连接，失去电子，发生氧化反应；阴极连接电源负极，阴极发生还原反应，结
合反应式判断溶液酸碱性的变化情况；
(2)MnO 、KOH、O 混合加热，发生氧化还原反应产生KMnO ，电解KMnO 溶液，阴极上水得到电子变
2 2 2 4 2 4
为H 和OH-，阳极上 失去电子，发生氧化反应产生 。
2
(1)①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO 。Cl-失去电子，发生氧化反应产生
2
ClO ，则产生ClO 的电极为阳极，应连接电源的正极，阳极的电极反应式为：Cl--5e-+2H O=ClO ↑+4H+；
2 2 2 2
②b极为阳极，a极为阴极，水电离产生的H+得到电子发生还原反应产生H，H+不断放电，使a电极区
2
c(H+)减小，c(OH-)增大，因此溶液pH增大；
③根据图示可知，离子通过离子交换膜由阳极区进入到阴极区。由于阳极b电极上阴离子Cl-不断放电，使
附近的阳离子浓度增大，为维持平衡，溶液中的阳离子通过交换膜进入到阴极区，故图中使用的离子交换
膜是阳离子交换膜；
(2)根据题意可知MnO 、KOH、O 混合加热，发生氧化还原反应产生KMnO ，根据电子守恒、原子守恒，
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可知生成物还有HO，该反应的化学方程式为：2MnO +4KOH+O 2KMnO +2H O。然后电解反应产生的
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KMnO 溶液，在阳极区发生氧化反应： -e- = ，在阴极上发生反应：2HO+2e-=H ↑+2OH-，离
2 4 2 2
子交换膜为阳离子交换膜，阳极区的K+通过交换膜进入阴极区，则D物质是KOH溶液；阳极的电极反应
式为 -e-= 。
