第六章化學反應與能量測試卷時間：90分鐘分值：100分可能用到的相對原子質量：H1C12O16Na23Cl35.5一、選擇題（每小題只有一個正確選項，共16×3分）1．（2023·上海靜安·統考二模）2022年6月17日，經中央軍委批準，首艘自主設計建造的彈射型航空母艦命名為“中國人民解放軍海軍福建艦”，舷號“18”，為我國第三艘航空母艦。下列說法正確的是A．為屏蔽自身不被定位，福建艦的艦體采用的是高強度耐腐蝕低磁鋼，其熔點高于純鐵B．雷達系統相控陣化是福建艦的一大特色，所用碳化硅材料屬于新型有機物C．下水前，福建艦在艦體表面刷漆涂上中國海軍灰白色涂裝，目的之一是防止金屬腐蝕D．當前，各國常規動力航空母艦的燃料都是重油，為混合物，主要成分屬于酯類2．（2023·北京海淀·統考二模）甲、乙同學分別用如圖所示裝置驗證鐵的電化學防腐原理，相同時間后繼續進行實驗。實驗①：甲同學分別向Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中產生藍色沉淀，Ⅱ中無沉淀。實驗②：乙同學分別取Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均無沉淀。下列說法正確的是A．Ⅰ是犧牲陽極保護法，正極反應式為B．Ⅱ為外加電流陰極保護法，Fe電極與外接電源的正極相連C．由實驗①中Ⅰ、Ⅱ現象的差異，推測K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性強于ⅡD．由實驗可知，兩種保護法均能保護，且Ⅱ保護得更好3．（2023·山東濟南·山東省實驗中學校考模擬預測）鐵碳微電解技術是處理酸性廢水的一種工藝，裝置如圖所示。若上端口打開，并鼓入空氣，可得到強氧化性中間體羥基自由基()；若上端口關閉，可得到強還原性中間體氫原子()。下列說法錯誤的是A．自由基均為陰極產物B．完全轉化為羥基自由基()時轉移了2mol電子C．若處理含酚類的酸性廢水，則上端口應關閉D．處理含的酸性廢水后，體系pH升高4．（2023·遼寧·校聯考模擬預測）未來的某一天，我們開著一輛電動汽車，當電池能量即將耗盡時，只需將汽車開到附近的加氨站，5分鐘內就能加滿一桶液態氨，電池表便顯示滿格，加滿后汽車能開1000公里以上，且加氨價格低廉。隨著“氨—氫”燃料電池的推出，這樣的場景很快就要變成現實。我國某大學設計的間接氨燃料固體氧化物燃料電池的工作原理如圖所示，氨首先經過重整裝置在催化劑(未標出)表面分解生成與。下列說法錯誤的是

A．電池工作時，a極的電極反應式為B．電池工作時，b極發生還原反應C．的鍵角小于的鍵角D．大面積推廣“氨—氫”燃料電池，有利于減少碳的排放量5．（2023·甘肅·統考三模）以硝酸鹽為離子導體的Na－O2電池裝置與其某一電極M附近的反應機理如圖所示。下列說法正確的是

A．鎳電極上發生氧化反應B．NO是該電池的氧化劑C．固體電解質只起到離子導體的作用D．M的電極反應為2Na++O2+2e-=Na2O26．（2023·四川·校聯考模擬預測）某企業研發的鈉離子電池“超鈉F1”于2023年3月正式上市、量產。鈉離子電池因原料和性能的優勢而逐漸取代鋰離子電池，電池結構如圖所示。該電池的負極材料為NaxCy(嵌鈉硬碳)，正極材料為Na2Mn[Fe(CN)6](普魯士白)。在充、放電過程中，Na+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。

下列說法不正確的是A．由于未使用稀缺的鋰元素，量產后的鈉離子電池的生產成本比鋰離子電池的低B．放電時，負極的電極反應式為NaxCy-xe-=Cy+xNa+C．放電時，Na+移向電勢較高的電極后得到電子發生還原反應D．充電時，每轉移1mol電子，陽極的質量減少23g7．（2023·河南·校聯考模擬預測）我國科學家最近合成的ZnO@SnO2微米花作為負極材料提高鋅鎳二次電池的循環性能，工作原理如圖所示。已知：正極材料為NiOOH/Ni(OH)2。

下列敘述錯誤的是A．放電時，上述裝置主要將化學能轉化成電能B．放電時，負極表面副反應可能是Zn+2OH-=+H2↑C．充電時，陰極附近電解質溶液pH降低D．充電時，1molOH-向陽極遷移時理論上轉移1mol電子8．（2023·福建泉州·泉州五中校考一模）一種新型的鋰—空氣二次電池的工作原理如圖所示。下列說法中錯誤的是A．電路中有2mol電子通過時，水性電解液的質量增加16gB．催化劑可以吸附氧氣，促進氧氣得電子發生還原反應C．電池充電時，電子從電源負極流向鋰電極，鋰電極作陰極D．固體電解質既可以傳遞離子又可以起到隔膜的作用9．（2023·寧夏吳忠·統考模擬預測）聯二苯(

)是有機熱載體，也是高質量絕緣液的原料。工業上可用電解高濃度苯甲酸鈉/NaOH混合液合成聯二苯，其原理如圖所示。

下列說法正確的是A．OH-向Y極遷移B．

在陽極放電，發生還原反應C．電解過程中總反應為：2+2OH-

+D．當電路中有1mol電子通過時就會有11.2LH2生成10．（2023·江西九江·統考三模）科學家基于Cl2易溶于CCl4的性質，研究出一種儲能電池，原理如圖。下列說法正確的是

A．充電時，多孔活性炭電極接電源負極B．充電時陽極反應：Na3Ti2(PO4)3－2e－=NaTi2(PO4)3+2Na+C．1molCl2參與反應，理論上NaCl溶液增重117gD．放電時NaCl溶液的pH減小11．（2023·江西上饒·校聯考二模）Li－O2電池比能最高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年科學來家研究了一種光照充電Li－O2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產生電子(e－)和空穴(h+)，驅動陰極反應(Li++e－=Li)和陽極反應Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電，下列敘述錯誤的是

A．放電時，電池的總反應2Li+O2=Li2O2B．充電時，Li+從鋰電極穿過離子交換膜向光催化電極遷移C．放電時，每轉移2mol電子，消耗標況下的O2體積為22.4LD．充電效率與光照產生的電子和空穴量有關12．（2023·上海閔行·統考二模）一定條件下，在密閉容器中，氮氣與氫氣合成氨氣，能量變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．加入催化劑，E1、E2都變小B．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+600kJC．升溫可以增大該反應的化學平衡常數D．通入1molN2和3molH2充分反應，放熱小于92kJ13．（2023·上海長寧·統考二模）常溫常壓下，1molCH3OH與O2發生反應時，生成CO或HCHO的能量變化如圖(反應物O2和生成物水略去)，下列說法正確的是A．加入催化劑后，生成CO的熱效應變大，生成HCHO的熱效應變小B．加入催化劑后，生成HCHO的速率變大，單位時間內生成HCHO量變多C．1molCH3OH完全燃燒生成液態水和二氧化碳(g)放出393kJ的熱量D．生成HCHO的熱化學方程式為2CH3OH+O2=2HCHO+2H2O+316kJ14．（2023·天津·校聯考二模）多相催化反應是在催化劑表面通過吸附、解吸過程進行的。我國學者發現T℃時(各物質均為氣態)，與水在銅催化劑上的反應機理和能量變化如圖。下列說法不正確的是A．反應B．選擇合適的催化劑可降低反應Ⅰ和反應Ⅱ的活化能C．和的總能量大于和3molH2(g)的總能量D．反應Ⅱ的熱化學方程式表示為15．（2023·浙江杭州·浙江省臨安中學校聯考一模）一定條件下，反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下，下列說法不正確的是

A．由歷程I可計算，的總鍵能B．由歷程Ⅱ可知，相同條件下的濃度比的濃度對反應速度影響更大C．相同條件下，的平衡轉化率，歷程I歷程ⅡD．由歷程I和歷程Ⅱ可得，16．（2023·浙江紹興·統考模擬預測）甲醇與水蒸氣在催化劑作用下發生如下反應：反應Ⅰ：

，反應Ⅱ：

根據能量變化示意圖，下列說法正確的是

A．B．反應Ⅱ決定整個反應的速率C．催化劑可以降低總反應的焓變D．

二、主觀題（共5小題，共52分）17．（8分）（2023·重慶·校聯考模擬預測）2021年，我國科學家以二氧化碳為原料，通過全合成方法成功制得了淀粉，取得了科技領域的一個重大突破。以CO2為原料制備甲醇、合成氣、淀粉等能源物質具有廣闊的發展前景。I.在催化劑的作用下，氫氣還原CO2的過程中可同時發生反應①②。①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-50kJ·mol-1②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.1kJ·mol-1(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=kJ·mol-1。(2)已知反應①的△S=-177.2J·mol-1·K-1，在下列哪些溫度下反應能自發進行？_______(填標號)。A．0℃ B．5℃ C．25℃ D．500℃II.固體氧化物電解池(SOEC)利用廢熱電解水和CO2來制合成氣(主要組分為一氧化碳和氫氣)，因為高溫電解可降低內阻，所以相比于低溫電解池表現出更高的電解效率。(3)a為電源的極(填“正”或“負”)。(4)生成一氧化碳和氫氣物質的量之比為1：3時的電極反應式為。18．（12分）（2023·江蘇鹽城·鹽城市伍佑中學校考模擬預測）電催化還原是當今資源化利用二氧化碳的重點課題，常用的陰極材料有有機多孔電極材料、銅基復合電極材料等。(1)一種有機多孔電極材料(銅粉沉積在一種有機物的骨架上)電催化還原的裝置示意圖如圖-1所示。控制其他條件相同，將一定量的通入該電催化裝置中，陰極所得產物及其物質的量與電壓的關系如圖-2所示。

①電解前需向電解質溶液中持續通入過量的原因是。②控制電壓為0.8V，電解時轉移電子的物質的量為mol。③科研小組利用代替原有的進行研究，其目的是。(2)一種銅基復合電極材料的制備方法：將一定量分散至水與乙醇的混合溶液中，向溶液中逐滴滴加(一種強酸)溶液，攪拌一段時間后離心分離，得，溶液呈藍色。寫出還原的離子方程式：。(3)金屬Cu/La復合電極材料電催化還原CO?制備甲醛和乙醇的可能機理如圖-3所示。研究表明，在不同電極材料上形成中間體的部分反應活化能如圖-4所示。

①X為。在答題卡上相應位置補充完整虛線框內Y的結構。②與單純的Cu電極相比，利用Cu/La復合電極材料電催化還原的優點是。19．（10分）（2023·江蘇·校聯考模擬預測）硫和氮是生物必須的營養元素，含硫和氮的化合物在自然界中廣泛存在。(1)火山噴發產生H2S在大氣中發生如下反應：①2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(l)△H=akJ?mol-1②S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=bkJ?mol-1寫出H2S(g)燃燒的熱化學方程式。(2)氮的氧化物脫除可以利用電化學原理處理，利用如圖所示裝置可同時吸收SO2和NO。已知：H2S2O4是一種弱酸。

①陰極的電極反應式為。②若無能量損失，相同條件下，SO2和NO的體積比為時，兩種氣體都能被完全處理。(3)太陽能光電催化—化學耦合分解H2S的裝置如圖所示。

①該太陽能光電催化—化學耦合分解H2S的過程可描述為。②從能源利用和資源綜合利用角度分析該方法優點是。20．（12分）（2023·北京順義·北京市順義區第一中學校考模擬預測）環狀碳酸酯(

)是一種重要的工業原料，可用作鋰離子電池電解質的溶劑。一種由苯乙烯經電解制備環狀碳酸酯的實驗操作如下：i．將一定量電解質、苯乙烯、水-二甲亞砜溶劑依次放入塑料燒杯中，攪拌均勻后放入高壓反應釜內，充入一定量氣體；ii．以石墨和銅片為兩個電極，電解至苯乙烯完全消耗后，停止電解；iii．分離、提純產品，計算產率。在相同條件下，采用不同電解質進行實驗I～Ⅳ，實驗結果如表：實驗序號電解質產率/%實驗現象I微量陰極產生氣體，能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍Ⅱ68ⅢaⅣNaI0陰極產生氣體；陽極附近有白色固體析出已知：i．電解效率ii．環狀碳酸酯的產率=n(生成的環狀碳酸酯)/n(投入的苯乙烯)iii．在堿性環境中會歧化為和。(1)針對實驗Ⅲ進行如下分析：①取反應后石墨電極附近溶液滴加淀粉溶液變藍，則石墨作極(填“陽”或“陰”)。②苯乙烯與石墨電極上生成的發生加成反應，再發生水解反應，得到中間產物1-苯基-2-碘乙醇(

)，在一定條件下進一步轉化為苯基環氧乙烷(

)后者與進行加成反應，得到的環狀碳酸酯的結構簡式為。③實驗中加入80mL密度為0.91的苯乙烯，η(環狀碳酸酯)≈63%，則電路中通過2mol電子時，產生mol環狀碳酸酯：a=。(2)對比實驗I～Ⅲ可知，其他條件相同時，電解質分別選用、、時，環狀碳酸酯的產率依次顯著升高，從原子結構角度解釋，是因為，導致、、的放電能力依次增強。(3)探究實驗Ⅳ中未生成環狀碳酸酯的原因，繼續實驗。①實驗Ⅳ中陰極產生氣體為。②經X光單晶衍射實驗證實，實驗Ⅳ中得到的白色固體含，用化學用語和必要的文字解釋得到該物質的原理。21．（10分）（2023·北京朝陽·統考三模）某