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第六章 化学反应与能量
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Mn 55 Fe 56 Zn 65
一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15×3 分)
1．化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A.废旧电池回收处理的主要目的之一是防止电池污染环境
B.可通过电解NaCl 溶液制取金属Na
C.燃料电池、硅太阳能电池都利用了原电池原理
D.镀锡铁表面有划损时,仍能保护铁不受腐蚀
2.（2024·全国甲卷）人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下
列有关能源的叙述错误的是
A．木材与煤均含有碳元素
B．石油裂化可生产汽油
C．燃料电池将热能转化为电能
D．太阳能光解水可制氢
3．（2025·四川·一模）氢气是重要的绿色能源。工业上制取氢气涉及的主要热化学方程式有：
①C (s)+1
2 O2(g)=CO (g) ΔH1= 110.5kJ/mol
−
②H2(g)+1
2 O2(g)= H2O (g) ΔH2= 241.8kJ/mol
−
③C (s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3= 393.5kJ/mol
−
已知H-H 键能为a kJ/mol，O-H 键能为b kJ/mol，C=O 键能为c kJ/mol，则CO(g)的碳氧键键能(单位：
kJ/mol)为
A．a
2
−b+2c
41.2
−
B．a−b+c
41.2
−
C．2
−b+2c+41.2
D．a−b+c+41.2
4．（2024·四川绵阳·模拟预测）固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下：
①H2(g)+I2(?)
2HI
⇌
(g) ΔH1= 9.48kJ
−
⋅mol
1
−
②H2(g)+I2(?)
2HI
⇌
(g) ΔH2=+26.48kJ⋅mol
1
−
下列判断正确的是
A．①中的I2为固态，②中的I2为气态
B．②的反应物总能量比①的反应物总能量高
C．反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好
D．1mol 固态碘升华时将吸收35.96kJ 的热量
5.（2025·四川绵阳·二模）用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密，耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般采
用H2SO4−H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是
A．待加工铝质工件为阳极
B．阳极发生氧化反应生成Al2O3
C．可以用非惰性电极作阴极
D．电解过程中SO4
2−向阴极移动
1
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6．（2024·四川甘孜·一模）NOCl 常用于有机合成，其合成原理为2NO (g)+Cl2(g)
适当条件
¿2NOCl(g)
¿
，反应过程
中的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．该反应中每生成2molNOCl 放出热量76kJ
C．该反应只有在加热条件下才能发生
D．1molNOCl 含有的总键能为180kJ
7．【模考组合】下列说法正确的是（ ）
A．（2025·四川遂宁·二模）用Pt 作电极电解MgCl2溶液：2Cl-+2H2O =
电解Cl2↑+H2↑+2OH-
B. （2025·四川遂宁·二模）电解精炼铜时，阳极减少32g，转移电子数为NA
C．（2025·四川成都·模拟）以铁为电极材料电解NaOH 溶液的阳极反应：4OH
−
4
−e
−=2H2O+O2↑
D．（2025·四川成都·模拟）用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu
2++2Cl
-
电解
¿Cu+Cl2↑
¿
8． （2023·四川南充·三模）下列实验装置(部分夹持装置已略去)不能达到相应实验目的的是
A．甲装置：探究铁的吸氧腐蚀
B．乙装置：探究温度对化学平衡的影响
C．丙装置：测定中和热
D．丁装置：铁件上镀铜
9．（2024·四川攀枝花·一模）一种“全氧电池”的工作原理如下图。下列说法不正确的是
A．电极a 是负极
2
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B．电极b的反应式：O2+2H2O+4e
−=4OH
−
C．该装置可将酸碱反应的化学能转化为电能
D．理论上，当电极a 释放出22.4LO2(标况下)，KOH 溶液减少4molK
+
10． （2024·重庆·三模）为尽快实现碳中和，科研小组设计了电化学方法吸收转化空气中的CO2，将其转
化为可利用的有机物质．下列有关说法正确的是
A．该装置能将化学能转化为电能
B．a 极为阴极，双极膜中的阳离子向a 极移动
C．阴极的电极反应式：3CO2+12H2O+18e
−=C3H6+18OH
−
D．理论上消耗22g CO2，生成标准状况下16.8L的X
11．（2025·四川宜宾·二模）我国科学家发明了一种Zn−MnO2可充电电池，其工作原理如下图：
下列说法错误的是
A．充电时K
+向Zn 电极移动
B．充电时，阴极附近溶液的pH 增大
C．放电时，当电路中转移0.2mol 电子时，正极区溶液质量增加5.5g
D．放电时，电池总反应为Zn+4OH
−+ MnO2+4 H
+=Zn(OH)4
2−+ Mn
2++2H2O
12．Al-H2O2电池的总反应为2Al+3HO2
-+3H2O
2[Al(OH)4]-+OH-。现以Al-H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]
的碱性溶液制备氢气(装置2 中隔膜仅阻止气体通过,b、c、d 均为惰性电极)。下列说法正确的是
A.Al 电极为负极,c 电极为阴极
B.装置1 中OH-移向b 电极
3
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C.c 电极的电极反应为CO(NH2)2-6e-+8OH-
CO3
2-+N2↑+6H2O
D.通电一段时间后,若Al 电极的质量减少5.4 g,则d 电极产生6.72 L H2
13．（2025·四川雅安·二模）碳酸二甲酯DMC(CH3OCOOCH3)是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科
学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。(能垒：反应物与过
渡态之间的能量差)
下列说法正确的是
A．第2 步的基元反应方程式为：CH3O
+
⋅
∗CO2
→
∗
CH3OCOO⋅
B．使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C．反应进程中决速步骤的能垒为125.7eV
D．升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向逆反应方向移动
14．
【新催化剂为载体与能量相结合】（2025·四川广安·二模）CO2在催化剂“—O—Ga—O—Zn
—”作用下加氢制甲醇，再通过催化剂“SAPO-34”制乙烯，反应历程如图所示（“□”表示氧原子空位，
“*”表示微粒吸附在催化剂表面），下列说法正确的是
A．加入“—O—Ga—O—Zn—”催化剂，降低了CO2合成甲醇的|ΔH|，速率加快
B．历程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成
C．理论上，每产生1mol 乙烯，需消耗2mol 氢气
D．CH3OH中C、O 的杂化类型不同
15．室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。
将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在
硫电极发生反应:1
2 S8+e-
1
2 S8
2-,1
2 S8
2-+e-
S4
2-,2Na++x
4 S4
2-+2（1-x
4 ）e-
Na2Sx。下列叙述错误的是
(
)
4
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A.充电时,Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时,外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时,正极反应为2Na++x
8 S8+2e-
Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极的导电性能
二、非选择题(共4 小题，共55 分)
16．（12 分）（1）在催化剂作用下，用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。(6 分)
已知200 ℃时:ⅰ.3N2H4(g)
N2(g)+4NH3(g)ΔH1=-32.9 kJ·mol-1；
ⅱ.N2H4(g)+H2(g)
2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式: 。
200 ℃
②
时,肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为
。
（2）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。工业上利用废气中的CO2合成CH3OH,主要有
以下反应：
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2
反应Ⅲ:CH3OCH3(g)+H2O(g)
2CH3OH(g)ΔH3=+23.4 kJ·mol-1
已知某些化学键的键能数据如表所示：
化学键
C
O
C—O
O—H
键能/(kJ·mol-1)
750
343
465
氢气中的H—H 键能比甲醇中的C—H 键能 (填“大”或“小”)。用盖斯定律计算反应Ⅱ的
ΔH2
= kJ·mol-1。
（3）基于Al2O3载氮体的碳基化学链合成氨技术示意图如图所示。
总反应3C(s)+N2(g)+3H2O(l)
3CO(g)+2NH3(g) ΔH= kJ·mol-1。
（4）科学家曾研究了NOCl 光化学分解反应,在一定频率(ν)光的照射下机理如下：
5
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NOCl+
①
hν
NOCl*
NOCl+NOCl
②
*
2NO+Cl2
其中hν 表示一个光子能量,NOCl*表示NOCl 的激发态。可知,分解1 mol NOCl 需要吸收 mol 光
子。
17．（10 分）（2025·四川资阳·阶段练习）近年来，我国化工技术获得重大突破。
(1)利用天然气和水反应制备氢气：CH4(g)+2H2O (g)=CO2(g)+4 H2(g)，该反应过程中能量变化如图所示：
已知：键能是指气态分子中1mol 化学键解离成气态原子所吸收的能量，
化学键
C H
−
O H
−
C=O
H H
−
键能(kJ/mol)
a
b
c
d
则该反应中1molCH4完全反应吸收或放出的热量为 kJ(用含a、b、c、d 的代数式表示)。
(2)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)是其中的一个研究项目，该研
究发生的反应之一为：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。在某一时刻采取下列措施，能使该反应速率减小的
措施是_______(填字母)。
A．恒温恒容下，再充入CO
B．降低温度
C．恒温恒容下，向其中充入Ar
D．恒温恒压下，向其中充入Ar
(3)我国学者提出的CO2催化加氢合成CH3OH的机理如图(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)所示。下列
说法正确的是 。(填字母)
A．催化剂的使用能提高正反应速率，降低逆反应速率
B．反应机理表明H2O参与了CO2合成CH3OH的反应
C．反应④中存在共价键的断裂和共价键的生成
(4)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2=CH3OH)的工作原理如图所示。电池工作过程中通入CO的一端发生
6
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的电极反应为 。标准状况下，每消耗44.8LH2，通过质子交换膜的H+数目为 。
18．（18 分）（2023·四川内江·阶段练习）I.(1)锌锰干电池是最早使用的化学电池，其基本构造如图1 所
示：电路中每通过0．4mole-，负极质量减少 g；工作时NH❑4
+在正极放电产生两种气
体，其中一种气体分子是10eˉ 的微粒，正极的电极反应式是 。
(2)比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，用来衡量电池的优劣，则Li、Na、Al 分别作为电极时
比能量由大到小的顺序为 。
(3)某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，Y 极发生的电极反应式为
。
II．锂一空气电池的理论能量密度高，是未来提高电动汽车续航里程的关键。
(4)锂一空气电池的反应原理可表示为：2Li+O2 ↔
充电
放电
Li2O2 。其放电时的工作原理如图所示：
7
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电池工作时，发生氧化反应的是 (填“A”或“B”)极。
(5)空气中的CO2、H2O 影响电池放电。探究H2O 对放电的影响：向非水电解液中加入少量水，放电后检测
A、B 电极上的固体物质。
A 极：LiOH B 极：Li2O2、LiOH
A
①、B 电极产生LiOH 的化学方程式分别是 、 。
H
②
2O 降低锂一空气电池放电、充电循环性能。
(6)探究CO2对放电的影响：使电池在三种不同气体(物质的量相等)中放电，测量外电路转移的电子与消耗
O2的比值[n（e
-）
n（O2） ]。
实验
i
ii
iii
气体
O2
CO2
90%O2+10%CO2
n（e
-）
n（O2）
≈2
n（e
-）=0
≈2
①放电时，实验i 中B 极的电极反应式为 。
②下列分析正确的是 。
a．放电时，i、iii 中通过外电路的电子数相等
b．ⅲ中B 极所发生的电极反应的产物主要为Li2O2
c．ⅲ中n（e
-）
n（O2）≈2 ，说明CO2未与Li2O2反应
19.（15 分）某研究小组探究镁、铝与Na2CO3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:常温下,将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入饱和Na2CO3溶液(pH=12)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Na2CO3溶液的pH=12 的原因是 (用离子
方程式表示)。
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(3)探究实验Ⅰ和Ⅱ现象不同的原因,设计实验Ⅲ。
实验Ⅲ
(25 ℃)
实验a:
实验b:
现象
电流计指针发生偏转,镁
条上无明显现象;随后电
流计指针迅速归零继而
反向偏转,镁条上有少量
气泡产生。电流计偏转
前后,铝条上持续有气泡
产生
电流计指针持续发生偏转,示数逐渐
减小,溶液中有白色浑浊物产生,铝条
上持续有气泡产生
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用化学方程式表示实验a 中铝条上持续产生气泡的原因: 。
④查阅资料,实验b 中的沉淀成分为Mg2(OH)2CO3·aH2O,实验证实了沉淀中含有CO3
2-、OH-,将白色浑浊物过
滤、洗涤,加入y mL 0.1 mol·L-1盐酸恰好完全反应,产生标准状况下的CO2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是
。
9
