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专题05 化学反应与能量
题型一 化学反应的热效应
题型二 原电池
题型三 电解池
题型四 新型电池
题型一 化学反应的热效应
1．（2024 届高考·河南·高三一模）如图1、图2 分别表示
和
分解时的能量变化情况(单位：
kJ)。下列说法错误的是
A．CO 的燃烧热
B．
C．O=O 的键能为
D．无法求得
的反应热
2．（2024 届高考·陕西商洛·高三一模）氢能是清洁能源之一，工业制取氢气涉及的重要反应之一是：
已知：①
②
③
下列叙述正确的是
A．
的燃烧热为
B．
1
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C．12gC(s)不完全燃烧全部生成CO(g)时放出热量为221kJ
D．
平衡常数表达式为
3．（2024 届高考·内蒙古赤峰·统考一模）苯和液溴反应进程中的能量变化如图所示。
已知：①断裂化学键所需要的能量(kJ/mol)：
C−H
C−Br
Br−Br(g)
H−Br(g)
413
276
194
366
②
③
下列叙述正确的是
A．该反应为放热反应，ΔH=-55 kJ/mol
B．第一步是该反应的决速步骤
C．该反应的原子利用率约为 88%
D．可用NaOH 溶液除去溴苯中混有的Br2
4．（2024 届高考·四川资阳·统考一模）我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术，助力“碳中
和”目标。该催化反应历程如图所示：
已知部分化学键的键能数据如下：
共价键
键能(kJ/mol)
413
497
462
351
348
2
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下列说法不正确的是
A．该催化反应历程中没有非极性键断裂
B．催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变
C．总反应的原子利用率为100%
5．（2024 届高考·辽宁沈阳·高三一模）基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基
中，用于催化一氧化碳加
氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“ ”标注，下列说法中错误的是
A．整个反应历程中有极性键的断裂和生成
B．过渡态相对能量：TS55>TS44>TS77
C．物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程
D．反应决速步的活化能为
6．（2024 届高考·湖南长沙·高三一模）
分子在FC（氟化石墨烯）表面可能沿下列反应历程进行分
解，即该反应历程为酸根路径：
，其分解的各基元反应能量曲
线如下图所示（TS 表示过渡态），下列说法不正确的是
A．该反应历程的第一步反应为吸热反应
B．该反应历程的控速步骤为
C．
比
稳定
D．随着
分子的不断分解，O 原子在FG 表面的覆盖度升高，对后续的分解反应会产生影响
7．（2024 届高考·辽宁鞍山·统考一模）HA、HB 为两种一元酸，为研究25°C 时反应
的相关性质，查阅此温度下相关数据：△H=+29.1kJ/mol；
3
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△S=+150.0J/(K·mol)，下列说法正确的是
A．由于此过程△H>0，故HB 比HA 内能更低
B．△S 对该反应自发性的影响小于△H
C．相对于B-，A-与质子的结合能力更强
D．体积和物质的量浓度均相同的NaA 和NaB 两溶液中，前者离子总数更多
8．（2024 届高考·江苏连云港·统考一模）周期表中ⅡA 族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物性质与
铝相似，
的熔点为
，熔融时
能导电，而
不能导电；
的燃烧热为
，实
验室中常用酸性
测定物品中不溶性
的含量。铍镍合金可用于制造弹簧秤的弹簧，
可
用作隔音材料，
可用作工业废气脱硫剂。下列化学反应表示正确的是
A．
与
溶液反应：
B．镁的燃烧：
C．向
溶液中滴加足量
溶液：
D．用酸性
测定
的含量：
9．（2024 届高考·江苏南通·统考一模）
催化重整可获得合成气
。重整过程中主要反
应的热化学方程式为
反应①
反应②
反应③
反应④
研究发现在密闭容器中
下，
，平衡时各含碳物种的物质的量随温
度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．图中a 表示
B．
的
4
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C．其他条件不变，在
范围，随着温度的升高，平衡时
不断增大
D．当
，其他条件不变时，提高
的值，能减少平衡时积碳量
10．（2024 届高考·湖南岳阳·高三一模）
催化氧化
制取
的新路径，其反应为：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
一定条件下，向容积为
的容器中通入
和
，若仅考虑上述反应，
平衡转化率和
平衡时
的选择性随温度、压强变化的关系如图所示，
、
代表不同压强下乙烷的平衡转化率。
已知：
的选择性
下列说法不正确的是
A．压强
B．一定温度下，增大
会降低
的平衡转化率
C．压强为
、温度为T 时，反应达平衡时，混合气体中
D．反应
题型二 原电池
1．（2024 届高考·吉林·高三一模）如图，b 为
标准氢电极，可发生还原反应（
）或
氧化反应（
），a、c 分别为
、
电极。实验发现：1 与2 相连a 电极质量减小，
2 与3 相连c 电极质量增大。下列说法正确的是
5
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A．1 与2 相连，盐桥1 中阳离子向b 电极移动
B．2 与3 相连，电池反应为
C．1 与3 相连，a 电极减小的质量等于c 电极增大的质量
D．1 与2、2 与3 相连，b 电极均为
流出极
2．（2024 届高考·广东深圳·统考一模）我国科学家设计了水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所
示。下列说法正确的是
A．硫电极为负极
B．
通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移
C．硫电极上发生的反应为
D．理论上，每消耗1mol
，同时消耗2 mol
3．（2024 届高考·广东深圳·统考一模）我国科学家研发了一种由废水（含
、
等）提铀并同步产
电的工艺，其工作原理和相关物质转化关系如图所示，下列有关该过程的说法不正确的是
A．电子从
电极经导线流向CCF 电极
B．CCF 电极上发生的反应有：
C．生成（
的反应中，
D．利用电解法再次获得含
溶液，需将附着
、
的电极置于阳极
6
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4．（2024 届高考·山东烟台·统考一模）水系锌锰二次电池放电时存在电极
剥落现象，造成电池容量
衰减。研究发现，加入少量KI 固体能很大程度恢复“损失”的容量，原理如图。已知PBS 膜只允许
通过。下列说法错误的是
A．放电时，0.6mol
参加反应，理论上负极减少13g
B．充电时，电路中每通过2mol
，阳极区溶液减少87g
C．放电时的总反应：
D．PBS 膜的优点是能有效抑制电池的自放电
5．（2024 届高考·广东佛山·统考一模）按如图装置进行探究实验，关闭K 后，反应开始。下列说法错误
的是
A．石墨电极A 为正极
B．U 型管中M 代表阳离子交换膜
C．a 中产生白色沉淀，溶液中
减小
D．b 中溶液变为橙黄色，说明非金属性：Cl>Br
6．（2024 届高考·河北邯郸·统考一模）储氢合金LaNi5储氢时的化学式为LaNi5H6(设各元素的价态均为
0)。以LaNi5H6(m)和NiO(OH)(n)为电极，KOH 溶液为电解质溶液的二次电池结构如图所示(已知电池工作
之前隔膜两侧电解质溶液的质量相等)。
7
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下列说法正确的是
A．充电时，n 极发生还原反应
B．充电时，电子流向：n→交换膜→m
C．放电时，m 极的电极反应式为
D．放电时，若转移1 mol
，隔膜左侧电解质溶液的质量减少39 g
7．（2024 届高考·广东湛江·统考一模）如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹起、流量侦测与
控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是
A．电子由氧气通入的Pt 电极流出
B．质子(
)通过质子交换膜从负极流向正极
C．每消耗22.4 L
，会产生1 mol 醋酸
D．左侧Pt 电极表面发生的反应：
8．（2024 届高考·甘肃兰州·统考一模）环氧乙烷主要用于生产乙二醇及表面活性剂和乙二醇醚溶剂等，被
广泛应用于日用化学品、医药和农药等领域。电化学合成环氧乙烷的装置示意图如下所示：
已知：
下列说法不正确的是
8
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A．Pt 电极接电源正极
B．Pt 电极区的反应方程式为：
C．制备1mol 环氧乙烷，Ni 电极区产生标准状况下22.4LH2
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
9．（2024 届高考·西藏拉萨·统考一模）硅锰电池是一种新型电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的
是
A．Si@C 电极为电池的负极
B．电池工作时，H+向MnO2电极区移动
C．电池放电时，MnO2发生还原反应
D．放电时，当导线上每通过0.2mol 电子，则会生成0.1molSiO2
10．（2024 届高考·四川巴中·统考一模）电化学原理可应用于处理环境污染问题。一种能有效消除氮氧化
物(
)污染物又能充分利用化学能的装置如图。下列说法正确的是
A．电极M 为正极，电极N 上发生氧化反应
B．电子流向：电极M→负载→电极N→溶液→电极M
C．电极N 上的电极反应式为
D．当生成
(标准状况)
时，反应中转移电子的物质的量为
题型三 电解池
1．（2024 届高考·山西·高三一模）羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，在直流电源的
作用下，利用如图所示装置处理含苯酚废水和含甲醛废水(已知：
在膜a、b 间解离为
和
)。下
列说法错误的是
9
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A．直流电源的电极电势：右端高于左端
B．阳极的电极反应式为：
C．电解质
的作用是可以增强溶液的导电能力
D．每处理9.4g 苯酚，理论上有2.8mol
透过膜b
2．（2024 届高考·广东江门·统考一模）高氯酸（
）是制备导弹和火箭的固体推进剂高氯酸铵（
）的原料之一，下图为一种惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模拟装置。下列有关说法不正
确的是
A．b 为电源的正极
B．电极M 处发生氧化反应
C．
从左到右穿过质子交换膜
D．电极N 的电极反应式：
3．（2024 届高考·广东江门·统考一模）我国科学家设计了一种
协同转化装置，实现对天然气中
和
的高效去除，装置如下图。其中电极分别为ZnO＠石墨烯（石墨烯包裹ZnO）和石墨烯。下列
有关说法不正确的是
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A．ZnO＠石墨烯电极连接光伏电池的负极
B．石墨烯区电极反应：
C．协同转化的总反应式：
D．金属导线上每转移1mol 电子，
和
被去除的总体积约11.2L（标准状况）
4．（2024 届高考·山东泰安·统考一模）利用微生物电化学处理有机废水，同时可淡化海水并获得酸碱。现
以NaCl 溶液模拟海水、采用惰性电极，用如右图所示的装置处理有机废水(以含有机酸
溶液为
例)，在直流电场作用下，双极膜间的水解离成
和
。下列说法正确的是
A．阳极反应式为：
B．膜a 为阴离子交换膜，膜b 为阳离子交换膜
C．产品室生成的物质为NaOH
D．当阴极产生
气体时，理论上可除去模拟海水中
5．（2024 届高考·山东临沂·统考一模）电解法制备Cu2O 的装置如图所示，已知生成Cu2O 的反应为
Cu2Cl2+2OH—=Cu2O+H2O+2Cl—，下列说法错误的是
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A．铂电极连接电源的负极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．铜电极反应为2Cu—2e—+2Cl—=Cu2Cl2
D．制备7.2gCu2O，阴极区溶液质量减少0.1g
6．（2024 届高考·广东佛山·统考一模）如图装置可合成重要的化工中间体乙醛酸，双极膜中的
能解
离为
和
，下列说法正确的是
A．石墨也可以用Pb 代替
B．双极膜解离出来的
向石墨电极移动
C．
在Pb 电极表面发生反应：
D．当石墨电极析出1 mol
，Pb 电极附近一定生成2 mol 乙醛酸
7．（2024 届高考·福建宁德·统考一模）近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(
等)在常温常压下合成
尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通CO2至饱和，在电极上
反应生成
，电解原理如图所示。下列说法不正确的是
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A．电极b 连接电源的正极，发生氧化反应
B．电极a 发生的电极反应式为
C．当电极a 区生成3.0g 尿素时，电极b 区质量减少6.4g
D．电极a 区电解质溶液pH 增大
8．（2024 届高考·广西河池·统考一模）利用燃料电池原理可处理高浓度的氨氮废水，同时电解含有苯酚、
乙腈(
)的水溶液合成扑热息痛(
)，装置如图所示，其中a、b 的电极材料为
石墨。
下列说法正确的是
A．溶液中的
由甲室向乙室迁移
B．工作一段时间后，甲室溶液pH 下降
C．乙室每产生1mol
，a 电极理论上可产生
33.6L(标准状况下)
D．丙室中反应的总方程式为：
9．（2024 届高考·甘肃兰州·统考一模）环氧乙烷主要用于生产乙二醇及表面活性剂和乙二醇醚溶剂等，被
广泛应用于日用化学品、医药和农药等领域。电化学合成环氧乙烷的装置示意图如下所示：
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已知：
下列说法不正确的是
A．Pt 电极接电源正极
B．Pt 电极区的反应方程式为：
C．制备1mol 环氧乙烷，Ni 电极区产生标准状况下22.4LH2
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
10．（2024 届高考·安徽黄山·统考一模）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装的电解池可实现大电流催
化电解氯化铵废水，同时制得盐酸和氨水.工作时，
在双极膜界面处被催化解离成
和
，有利于
电解反应顺利进行，装置如图所示（M、N 均为惰性电极）。下列说法正确的是
A．a 膜是阳离子交换膜，b 膜是阴离子交换膜
B．Ⅰ室生成氨水，Ⅱ室生成盐酸
C．每生成
，双极膜处共有
解离
D．与平面结构相比，“卯榫”结构双极膜表面积大，更有利于电子通过
题型四 新型电池
1．（2024 届高考·辽宁·高三一模）2022 年度化学领域十大新兴技术之一的钠离子电池(Sodium-ion battery)
是一种二次电池，电池总反应为：NaxC6+Na1-xTMO2
6C+NaTMO2，下列说法错误的是
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A．放电时正极反应式：Na1-xTMO2 + xNa+ + xe—=NaTMO2
B．钠离子电池的比能量比锂离子电池高
C．充电时a 电极电势高于b 电极
D．放电时每转移1mol 电子，负极质量减少23 g
2．（2024 届高考·江西南昌·统考一模）科学家发明了一种可充电的
电池，采用纳米管材料可以
有效催化充放电过程中的析氧反应和
的还原反应装置如图所示，其中双极膜在电场作用下能将水解离
成
和
，下列说法错误的是
A．析氧反应发生在充电时的左侧电极
B．充电时
溶液浓度增大
C．放电时，双极膜产生的
向锌电极迁移
D．放电时，正极反应式为
3．（2024 届高考·辽宁辽阳·统考一模）氢键在电池中的应用广泛，可精细调控电极和电解质的性质，提高
可充电电池的性能。某可充电电池装置如图所示（其他阴离子不参与反应，已略去）。下列叙述错误的是
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A．放电时，电极X 为负极
B．放电时，阳离子向电极Y 迁移
C．充电时，电极Y 与电源正极连接
D．充电时，电极X 的电极反应式为
4．（2024 届高考·山东潍坊·统考一模）复旦大学设计了一种可充电的铋-空气电池，有较强稳定性。该电
池使用了三氟甲磺酸铋
非碱性水系电解质溶液，简写为
，
工作原理如图所示，已知：
水解方程式为
，下列说法错误的是
A．充电时，X 为阴极
B．放电时，正极附近pH 升高
C．充电时，阳极电极反应式为
D．放电时，电路中每转移
电子，负极区电解质溶液增重
5．（2024 届高考·河北·高三一模）某锂离子电池其原理如图所示，下列说法不正确的是
A．隔膜为阳离子交换膜
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B．放电时，A 极发生反应为
C．充放电过程中，只有一种元素化合价发生变化
D．用此电池电解(惰性电极)足量
溶液，当有1mol 离子穿过隔膜时，产生气体分子数目为
6．（2024 届高考·内蒙古赤峰·统考一模）一种高效储能电池——锂硫电池具有价格低廉、环境友好等特点，
适用于航空航天领域。其原电池模型以及充、放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，Li+由a 极移向b 极
B．碳添加剂的作用是增强电极的导电性
C．放电时，1molLi2S8转化为Li2S6得到2mol 电子
D．充电时，阳极总反应：8Li2S-16e-=S8+16Li+
7．（2024 届高考·四川乐山·统考一模）光电化学池是在可见光驱动下发生电池反应。我国科学家研制了以
半导体和Pt 为电极，以
的水/乙腈溶液作为电解质溶液构建的光电化学池，成功实现了烯烃环
氧化，同时生成
，装置如图所示。下列说法正确的是
A．
在电池反应中只起电解质作用
B．GEM 膜中
向Pt 电极移动
C．电池工作时，Pt 电极附近pH 减小
D．标况下每生成22.4L
，对应生成
8．（2024 届高考·河南新乡·统考一模）锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌电
池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法错误的是
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A．基态锰原子价电子排布式为
B．放电过程中，a 极的电极反应式为
C．放电过程中，转移
时，b 极消耗
D．配离子
中Zn 采用的是
杂化，该配离子为空间四面体结构
9．（2024 届高考·广西·高三一模）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作
原理如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是
A．该装置是原电池，b 极是负极
B．该电池工作时，应选用质子交换膜
C．该电池工作时，电子从a 经电流表A 流向b，离子从右经交换膜向左迁移
D．电极a 反应：(C6H10O5)n-24e-+7H2O=6CO2↑+24H+
10．（2024 届高考·河南·高三一模）铝硫二次电池是一种具有高能量密度、廉价原材料、有前途的替代储
能装置，一种铝硫电池如图所示，M 极为表面吸附了硫的活性电极，电解质为
，
(
、
)。下列说法错误的是
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A．放电时铝电极的电极反应式为
B．电池放电时的反应原理为
C．离子交换膜为阳离子交换膜
D．充电时，M 极为阳极，
被氧化
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