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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
1．（2024·贵州·二模）苯甲醇与溴化氢的反应
代表苯基)是分步进行
的：
①
②
③
反应能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A．酸性条件下有利于该反应发生
B．第①、③步反应速率比第②步快
C．过渡态2 的能量最高，所以第②步反应速率最慢
D．第③步是放热反应
2．（2024·贵州·二模）利用计算机技术测得乙炔(
)在
催化作用下生成
的反应历程及
相对能量变化如图所示。下列说法正确的是
1
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A．
的
B．反应历程中能量最高的物质中含有两种官能团
C．升高反应体系的温度可以提高乙炔的平衡转化率
D．决速步骤的反应为
3．（2024·江西景德镇·二模）一定温度下，反应
的机理第1 步为
，理论计算后续步骤可能的反应机理如图所示，TS1 和TS2 表示过渡态。下列说法错误的是
A．该反应的
B．机理a、b 均表示2 步基元反应
C．机理a、b 决速步的能垒：
D．由机理a 可知键能大小：Cl-Si<H-Si
4．（2024·江西宜春·模拟预测）一定条件下，丙烯与
反应生成
和
的反应
历程如图所示。【已知Arrhenius 经验公式为
(
为活化能，k 为速率常数，R 和C 为常
数)】，下列说法正确的是
A．反应
的
为
B．丙烯与
的加成反应为放热反应，所以该反应一定能自发进行
C．其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物
的比例
D．根据该反应推测，丙烯与
加成的主要产物为2-溴丙烷
5．（2024·甘肃·二模）如图(
表示活化能)是
与
生成
的部分反应过程中各物质的能量变化
2
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关系图，下列说法正确的是
A．题述反应为吸热反应
B．升高温度，
、
均减小，反应速率加快
C．第一步反应的方程式可表示为
D．第一步反应的速率大于第二步反应的速率
6．（2024·湖南岳阳·二模）N-羧基丙氨酸酸酐广泛用于生物领域，用碳酸二甲酯
和丙氨酸
为原料可以制备N-羧基丙氨酸酸酐，其反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．在强酸性环境不利于反应进行
B．该过程中
元素的化合价发生改变
C．反应过程中有
的断裂和形成
D．用甘氨酸
代替丙氨酸，可制得
7．（2024·安徽滁州·二模）已知
催化反应
历程如下图所示，
催化历程中有
参与。下列有关该反应的说法正确的是
3
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A．步骤①的速率常数大于步骤②
B．反应历程中存在非极性键的断裂和形成
C．催化历程中，仅氧元素的化合价未发生变化
D．步骤②的热化学方程为：
8．（2024·安徽合肥·三模）1，2-丙二醇(CH2OHCHOHCH3)单分子解离可以得到多种不同的产物或自由
基，反应相对能量随反应历程的部分变化如图所示。解离路径包括碳碳键断裂解离和脱水过程。下列说法
正确的是
A．可用质谱法鉴别TS1 和TS2 两条路径的产物
B．从能量的角度分析，TS2 路径的速率比TS1 路径快
C．产物
比产物
更稳定
D．1，2-丙二醇中C—C 键的键能相差约为
9．（2024·安徽安庆·二模）中科大某课题组通过自由基杂环反应直接合成各种
稠合的内酰胺，应用于
钙钛矿电池器件中。底物与Cu(Ⅰ)物种通过电子转移经历两种途径得到目标产物D。下列说法错误的是
4
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A．Cu(Ⅰ)物种是催化剂
B．底物具有氧化性
C．两种途径不同，总反应的反应热也不同
D．合成过程中
中碳碳双键断裂
10．（2024·广东·二模）纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子
经过连续5 步氢抽提和闭环脱氢反应生成。其中
的反应机理和能量变化如
图。下列说法不正确的是
A．选择相对较高的温度更有利于制备纳米碗
B．推测 C40H10纳米碗中含5 个五元环
C．
D．该反应历程包含了3 步基元反应，且第3 步是该反应的决速步骤
5
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题型二 原电池
1．（2024·广西·二模）海水电池在海洋能源领域应用广泛，铁、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材
料，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．该装置不能将化学能完全转化为电能
B．海水中盐分大，可作为电解质溶液
C．钠、锂等活泼金属作B 极，要防止其与海水直接接触
D．若铁为B 极材料，则正极反应式一定为
2．（2024·贵州·二模）2023 年诺贝尔化学奖授予了三位科学家，以表彰他们为“发现和合成量子点”作出
的贡献。一种含有新型量子点(简写为
)的复合光催化剂利用太阳能高效制氢的原理如图所示。
下列说法正确的是
A．电子由电极b 沿导线流向电极a
B．电极a 的电极反应式为：S2-+3H2O-6e-=
+6H+
C．标准状况下，当电路转移2mol 电子时电极
生成11.2L
D．电池的总反应方程式为：S2-+3H2O
+3H2↑
3．（2024·江西景德镇·二模）由于钠资源储量丰富，便于开采，价格便宜，钠离子电池有望成为下一代大
规模储能电池。我国化学家最近研制的一种钠离子电池如图所示。下列说法正确的是
A．膜是阴离子交换膜
6
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B．充电时
向石墨电极移动
C．放电时正极的电极反应：
D．有机溶剂可选择乙醇
4．（2024·甘肃·二模）锂硒电池是一种极具前景的高能量密度二次电池，并且具有优异的循环稳定性，下
图是一种新型聚合物锂硒电池的工作原理示意图。下列叙述正确的是
A．放电时正极的电极反应式为
B．石墨烯聚合物隔膜只允许
通过，防止硒扩散到另一极
C．在
晶胞结构中，
占据的位置是顶点和面心
D．充电时外电路中转移1mol 电子，两极质量变化差为7g
5．（2024·甘肃·三模）
是一种绿色能源，一种
燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确
的是
A．放电时，
从交换膜右侧向左侧移动
B．放电过程中右侧溶液的
减小
C．每生成
，理论上消耗
D．负极电极反应式为
6．（2024·吉林长春·三模）
的脱除与
的制备反应自发协同转化装置如图所示(在电场作用下，双
极膜中间层的
解离为
和
并向两极迁移；忽略溶液体积的变化，极区域
浓度保持不变)。下
7
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列说法正确的是
A．电子从电极经导线流向
电极
B．电路中转移
电子，理论上正极区域溶液增重
C．两极参与反应的
与
的物质的量之比为
D．双极膜中
的解离可不断提供
和
，故无需补加
7．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）一种
—空气酸性燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，下
列说法正确的是
A．
通过质子交换膜从右侧向左侧多孔石墨棒移动
B．若产生
，则理论上需通入
(标准状况)
。
C．负极的电极反应式为
D．电子的流动方向为从负极经电解质溶液流向正极
8．（2024·安徽滁州·二模）如图所示装置可由
制得异丙醇［
］进而达成“双碳目
标”。其中M、N 均是惰性电极。下列说法错误的是
A．电子由N 极流向M 极
8
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B．该装置可将光能转化为电能
C．N 极上
发生的电极反应为
D．M 极每产生60g 异丙醇，N 极生成标况下144g
9．（2024·安徽池州·二模）据报道某新型镁-锂双离子二次电池如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时，
移动方向从右往左
B．充电时，M 与外电源正极相连
C．放电时，N 极反应为：
D．充电时，若外电路有
电子转移，阴极室的溶液的质量减少1.0g
10．（2024·河南周口·二模）钙钛矿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1 所示。碳电极为共享电极，导电玻璃FTO 基底上涂
作为电子传输层。充电时，钙钛矿层吸
收太阳光产生光生电子(
)和空穴(
)，分离后输送到两个电极上。一种钙钛矿太阳能电池材料的晶胞结
构如图2 所示，已知
，
。
下列说法正确的是
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，
由含硫层迁移至金属锂电极
C．充电时，共享碳电极上电极反应式为
D．该钙钛矿晶体的密度为
题型三 电解池
9
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1．（2024·广西·二模）铬酸钠（
）主要用于有机合成氧化剂、印染剂等。现以铅蓄电池为电源，
用电渗析法分离回收混合物浆液中的
的装置如图所示，下列对分离过程的相关判断错误的是
A．铅蓄电池的正极反应为：
B．电解一段时间后，乙池有可能得到含
和
的混合液
C．电极b 连接铅蓄电池负极，甲池中放出的气体为氧气
D．若电路中通过
，理论上铅蓄电池负极增重9.6g
2．（2024·贵州黔东南·二模）某团队直接将室温下的空气[V(N2)：V(O2)=4:1]转化为硝酸(装置如图所示)。
下列叙述错误的是
已知：b 极的电极总反应式为3O2+N2+2H++2e-=2HNO3
A．a 极为阳极，产生的O2可导入b 极区作原料
B． H2O2和H2N2O2均是中间产物
C．生成 H2N2O2的反应方程式为H2O2+N2
H2N2O2
D．每制得63gHNO3，阴极还需通入1mol O2
3．（2024·江苏南京·二模）一种电解乙酰基吡嗪废水中的
制备
的电化学装置如题
9 图所示。下列说法正确的是
10
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A．石墨电极与直流电源正极相连
B．电解时，铂网电极附近pH 增大
C．离子交换膜应选择性透过阴离子
D．阴极上的电极反应为
4．（2024·江西赣州·二模）利用可再生能源驱动耦合电催化HCHO 氧化与CO2还原，同步实现CO2与
HCHO 高效转化为高附加值的化学产品，可有效消除酸性工业废水中的甲醛，减少碳排放，实现碳中和。
耦合电催化反应系统原理如图所示。
下列说法正确的是
A．电源a 极为正极，
通过质子交换膜从右侧移向左侧
B．阳极的电极反应式为：
C．外电路转移
时，理论上可消除废水中0.5molHCHO
D．电解生成1molHCOOH，理论上可消耗标准状况下
5．（2024·江西九江·二模）我国科学家设计了
与氯碱耦合电解池装置如图。这种方法的优点是可以得
到氯气和氢氧化钠，实现与氯碱工业的联合。下列说法正确的是
A．离子交换膜为阴离子交换膜
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B．工作一段时间阴极附近溶液的pH 减小
C．电解总化学反应方程式为：
D．标准状况下，每生成2.24L
，溶液中通过的电子为0.2mol
6．（2024·甘肃白银·三模）一种应用间接电氧化红曲红（M）合成新型红曲黄色素（N）的装置如图。下
列说法正确的是
已知：由M 到N 的反应可表示为
（已配平）。
A．该合成方法中的能量转换形式是化学能全部转化为电能
B．b 极为阳极，电极反应式为
C．理论a 极上生成的氧气与b 极上消耗的氧气的质量之比为
D．反应前后
保持不变
7．（2024·黑龙江·二模）英国剑桥大学模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将
和
转化为
和燃料(
)。下列说法正确的是
A．
中心原子采取
杂化
B．b 电极电势低于a 电极
C．该装置工作时，H⁺从b 极区向a 极区迁移
D．每生成1 mol
有44 g
被还原
8．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）羟基自由基
具有很强的氧化性，能将苯酚氧化为
和
。我国
科学家开发出如图所示装置，能实现制备氢气、处理含苯酚废水二位一体。下列说法正确的是
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A．d 电极的电极反应式：
B．再生池中发生的反应：
C．a 为电源负极，m 为阴离子交换膜，
能增强导电性
D．气体X 与Y 在相同条件下的体积比为
9．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是
A．放电时，电极a 作电源的正极，Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为Cu
B．充电时，水系电池中，a 电极附近溶液的pH 增大
C．充电时，b 电极上的电极反应式为
D．当0.5mol Cu3(PO4)2完全放电时，则b 电极质量减轻69g
10．（2024·安徽合肥·三模）工业上在600℃时电解含40% NaCl 和60% CaCl2的混合电解液制取金属钠的
电解槽如图所示，下列说法错误的是
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A．使用混合电解液的目的是为了降低NaCl 熔点
B．网状隔膜用于防止生成的Cl2和Na 相互反应
C．理论上，每转移
，生成1mol Cl2
D．若用串联的铅酸电池组电解NaCl 制取Na，则PbO2极接石墨极
题型四 新型电池
1．（2024·江西上饶·二模）高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极区溶液pH 增大
B．放电时正极反应式为
C．充电时电路中每转移1mol 电子，理论上阴极增重32.5g
D．充电时中性电解质NaCl 的浓度增大
2．（2024·江西南昌·二模）“大气固碳”的锂电池装置(如图所示)原理为：
。下
列说法错误的是
A．充电时，电极A 接电源的负极
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B．聚合物电解质膜只允许锂离子通过
C．放电时，若电路中转移
个电子，右室质量增加
D．放电时，若
气体参加反应，则电路中转移电子的数目为
3．（2024·江西萍乡·二模）锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发
的一种新型的Ca—LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：
，下列说法正确的是
A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应
B．充电时，
/
电极的电极反应式为
C．锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流
D．充电时，当转移0.2mol 电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g
4．（2024·吉林长春·模拟预测）一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：室溶液
中，锌主要以
的形式存在，并存在电离平衡
。下列
说法错误的是
A．放电时，
室中的
通过阴离子交换膜进入室
B．放电时，室溶液中
浓度增大
C．充电时，每生成
，
室溶液质量理论上减少
D．充电时，
电极的电极反应为
5．（2024·吉林长春·三模）科学家提出一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系(如下图所示)，通
过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2
生产。下列说法错误的是
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A．锌-多硫化物电池日间做电解池，夜间做电池
B．夜间工作时，应将电极ac、bd 分别连接
C．日间工作时，b 极的电极反应式为
D．H2生产装置中可以使用钠离子交换膜
6．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）一种以钒基氧化物(V6H13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图
所示。下列说法正确的是
A．放电过程中，
向
极一侧移动
B．放电时，
极电势高于
极电势
C．充电时，
极与外接直流电源负极相连
D．充电时，阳极发生的电极反应可能为
7．（2024·安徽·模拟预测）三维骨架结构的KFeC2O4F 材料具有优异的储钾性能，且该材料成本低廉、合
成简单、热稳定性良好，可用于钾离子全电池的正极材料。一种钾离子全电池放电时的工作原理如图所
示：
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已知充放电时KFeC2O4F 中氧化还原电对为
。下列有关说法正确的是
A．放电时，电流流向：Al(X)→电解液→Al(Y)
B．放电时，Al(X)电极的电极反应式：
C．充电时，Al(X)电极的电势低于Al(Y)电极的电势
D．充电时，外电路中每转移1 mol 电子，有39 g
从正极材料中脱出
8．（2024·安徽·模拟预测）2023 年12 月我国大连化学物理研究所率先研究出镁锂双盐电池，工作原理如
图所示，放电时b 极转化关系为：
。下列说法正确的是
A．该电池放电时，
失去电子转化为
并迁移到极
B．放电时正极反应式为
C．该电池电解质溶液需要加入氢氧化钠以提高电解质的导电性，降低电池内阻
D．该电池充电时，若通过电路转移电子的物质的量为
，正负极质量变化正好相等
9．（2024·安徽·二模）新型Li-Mg 双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所
示。下列说法错误的是
A．放电时，电极a 发生氧化反应
B．放电时，电极b 反应为：
C．充电时，II 室
溶液的浓度不变
D．充电时，电极a 质量增加24g，电极b 质量理论上减少7g
10．（2024·河南·二模）全固态锂金属电池具有更高比能和更高安全性。我国科研团队设计了基于LLZ-
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TO@Ag 复合层负极改性的硫化物全固态锂电池，结构如图，放电时电池反应：
。下列说法不正确的是
A．充电时，电流流向为电源→b 极→固态电解质→a 极
B．放电时，
流向为a 极→复合层→固态电解质→b 极
C．充电时，b 极的电极反应为
D．放电前两电极质量相等，放电过程中，当两电极质量差值为1.4g 时，电路中转移0.2mol
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