吉林高考化學三年（2023-2023）模擬題匯編-13化學能與電能（含解析）

第第頁吉林高考化學三年（2023-2023）模擬題匯編-13化學能與電能（含解析）吉林高考化學三年（2023-2023）模擬題匯編-13化學能與電能

一、單選題

1．（2023·吉林長春·校聯考模擬預測）化學與生產、生活和科技密切相關，下列說法錯誤的是

A．北京冬奧會運動員“戰(zhàn)袍”內層添加石墨烯片用于保暖，石墨烯和碳納米管互為同分異構體

B．華為自主研發(fā)的“麒麟”芯片與太陽能電池感光板所用材料均為晶體硅

C．氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，可用于制造汽車發(fā)動機

D．不銹鋼中含有鎳、鉻等元素，具有很強的抗腐蝕能力

2．（2023·吉林白山·統(tǒng)考模擬預測）我國某大學課題組提出了一種基于電化學的石灰石轉化生產消石灰和有價值碳質產物的方法，有望助水泥行業(yè)脫碳，裝置如圖所示。下列敘述正確的是

A．圖中涉及的物質中有5種非極性分子

B．銥(Ir)極上的氧化產物為CO2

C．生成C2H6的電極反應式為2CO2+10H2O+14e-=C2H6+14OH-

D．催化電極上每生成1molH2，交換膜Q上遷移2molOH-

3．（2023·吉林白山·統(tǒng)考三模）在電還原條件下由PVC{}產生的氯離子可以直接用于串聯電氧化氯化反應。PVC可用于常規(guī)回收DEHP(在電化學反應中可充當氧化還原介質，提高反應效率)，轉化過程如圖所示。

下列敘述錯誤的是

A．上述裝置為將電能轉化成化學能的裝置

B．電極d上發(fā)生還原反應

C．上述轉化的總反應方程式為

D．上述轉化實現了資源回收與利用

4．（2023·吉林長春·校聯考模擬預測）堿性鋅鐵液流電池具有電壓高、成本低的優(yōu)點。該電池的總反應為，下列敘述不正確的是

A．放電時，M極電極反應式為

B．充電時，右側貯液器中濃度降低

C．若離子交換膜只有通過，反應時，有通過離子交換膜

D．電池工作時，當電路中轉移個電子，理論上消耗鋅16.25g

5．（2023·吉林·統(tǒng)考二模）的脫除與的制備反應自發(fā)協同轉化裝置如下圖所示(在電場作用下，雙極膜中間層的解離為和，并向兩極遷移)。下列分析正確的是

A．電子從a電極經導線流向b電極

B．透過雙極膜向b電極移動

C．反應過程中左側需不斷補加稀

D．協同轉化總反應：

6．（2022·吉林長春·校聯考模擬預測）利用下列裝置(夾持裝置略)進行實驗，能達到實驗目的的是

ABCD

驗證硫的非金屬性強于碳制備溴苯并驗證有HBr產生制備無水MgCl2在鐵上鍍銅

A．AB．BC．CD．D

7．（2022·吉林長春·校聯考模擬預測）下列離子方程式書寫正確的是

A．鋁和過量NaOH溶液反應：Al+4OH-=+2H2O

B．惰性電極電解MgCl2水溶液：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑十H2↑

C．酸性高錳酸鉀溶液與草酸溶液反應：5+2+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

D．水玻璃中通入過量二氧化碳：+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2

8．（2022·吉林長春·統(tǒng)考模擬預測）汽車尾氣中含有CO和NOx(2≥x≥1)，通過設計如圖所示電池裝置可以利用汽車尾氣給汽車蓄電瓶供電，下列說法不正確的是

A．負極參與反應的物質至少有4種

B．正極發(fā)生的電極反應式為O2+4e-=2O2-

C．NOx放電時兩極消耗氣體體積比在4：1~4：3之間

D．該電池可長期采用多孔石墨作為電極而不作更換

9．（2022·吉林白山·統(tǒng)考一模）我國科學家研制了Cu2P2O7催化劑建構Zn—CO2二次電池，實現了電還原CO2合成多碳產品(如乙酸，乙醇等)，裝置如圖所示。雙極膜中水電離出的H+和OH-在電場作用下可以向兩極遷移。

下列說法正確的是

A．放電時，雙極膜中H+向負極區(qū)遷移

B．放電時，電勢：Zn極高于Cu2P2O7極

C．當外電路通過2mol電子時，理論上雙極膜中水減少18g

D．充電時，陽極上的電極反應式為C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+

10．（2022·吉林·校聯考模擬預測）化學與生活密切相關。下列說法正確的是（）

A．聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酯纖維都是由加聚反應制得的

B．因為鈉的化學性質非常活潑，故不能做電池的負極材料

C．鋼化玻璃和有機玻璃都屬于硅酸鹽材料，均可由石英制得

D．利用外接直流電源保護鐵質建筑物，屬于外加電流的陰極保護法

11．（2022·吉林長春·校聯考模擬預測）一種碳納米管新型二次電池的裝置如圖所示。下列說法中正確的是

A．離子交換膜選用陽離子交換膜（只允許陽離子通過）B．正極的電極反應為NiO（OH）＋H2O＋e－＝Ni（OH）2＋OH－

C．導線中通過1mol電子時，理論上負極區(qū)溶液質量增加1gD．充電時，碳電極與電源的正極相連

12．（2023·吉林·統(tǒng)考模擬預測）某有機物電池如圖所示，下方電池產生的電能供給上方電解池使用(已知A、B、X、Y都是多孔石墨電極)，下列說法正確的是

A．X電極是電解池的陰極，該電極處發(fā)生還原反應

B．原電池負極電極反應式為：2I--2e-=I2

C．原電池工作時，SO透過質子交換膜流向右側

D．若電解池中盛放的是足量的Na2SO4溶液，當電解池兩極共產生3mol氣體時，原電池中消耗的質量為108g

13．（2023·吉林四平·校聯考模擬預測）一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x（x=0或1）。下列說法正確的是()

A．放電時，多孔碳材料電極為負極

B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

C．充電時，電解質溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移

D．充電時，電池總反應為Li2O2-x=2Li+（1—）O2

二、原理綜合題

14．（2023·吉林長春·校聯考模擬預測）氮、硫及其化合物都是目前研究的熱點。

(1)NO破壞臭氧層的反應過程如圖1所示。

已知：O3(g)+O(g)=2O2(g)H=143kJ/mol；

反應2：O(g)+NO2(g)=O2(g)+NO(g)H=+57.2kJ/mol。

則反應1的熱化學方程式為：。

(2)利用反應CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)H=－868.74kJ/mol，可將NO2進行無害化處理，將2molCH4(g)和4molNO2加入恒溫恒容的密閉容器中(起始壓強為120kPa)，容器內氣體的壓強隨時間的變化如下表所示。

時間/min050100150200250300

壓強/kPa120136144148150150150

①用單位時間內氣體分壓的變化來表示反應速率，及v=p/t，分壓=總壓×物質的量分數，則反應前50min內平均反應速率v(CH4)=kPa/min。

②Kp為用氣體分壓表示的平衡常數，則該溫度下該反應的平衡常數Kp=kPa。

(3)燃煤煙氣中硫的回收反應為2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)。相同條件下，選用a、b、c三種催化劑進行反應，生成二氧化碳的物質的量與時間的變化關系如圖2所示，催化效果最差的是。研究發(fā)現細小炭粒能將O2轉化為活性氧而加快SO2的氧化速率，在干燥和潮濕兩種環(huán)境中的反應歷程如圖3所示?；罨醯倪^程適宜在潮濕環(huán)境中進行，理由為。

(4)間接電解法除N2O。其工作原理如圖4所示，已知：H2S2O4是一種弱酸。

①a極是電源(填“正極”或“負極”)，離子交換膜是(填“陽離子”或“陰離子”)交換膜。

②吸收池的工作原理是(用化學方程式表示)。

15．（2023·吉林長春·統(tǒng)考三模）環(huán)己烯是重要的有機化工原料，廣泛用于制備各種中間體，進而用于農藥、醫(yī)藥、塑料等生產?；卮鹣铝袉栴}：

(1)已知：苯()、環(huán)己烯()和氫氣的燃燒熱()分別為：、和。則反應Ⅰ：。

(2)某溫度下，將等物質的量的苯蒸汽和加入剛性容器內發(fā)生反應生成氣態(tài)環(huán)己烯，起始總壓為，平衡時總壓減小了40%，該溫度下反應的平衡常數(保留一位小數)。達到平衡后，欲增加苯的平衡轉化率，可采取的措施有(填標號)。

A．通入惰性氣體B．再加入等物質的量的苯蒸汽和

C．增加催化劑的用量D．增加氫氣的濃度

(3)液相中水作為添加劑苯選擇性加氫制備環(huán)己烯(反應Ⅰ)過程的示意圖如圖1，采用能夠吸附氫氣的含釘催化劑，將氫氣以一定速率通入液態(tài)苯與水的混合體系中生成環(huán)己烯，環(huán)己烯會進一步加成生成副產物環(huán)己烷。(已知：苯和環(huán)己烯在水中的溶解度分別為：和)

①研究表明使用水作為添加劑時，催化劑表面會被一層水吸附層覆蓋，使得環(huán)己烯的選擇性明顯提高，原因是。

②反應溫度與苯加氫反應速率的關系如圖2所示，溫度高于時，苯加氫速率降低的原因可能是。

(4)環(huán)氧環(huán)己烷()是有機合成的重要中間體，有著廣泛的應用。以環(huán)己烯和溴化鈉為原料，采用間接電解法是制備環(huán)氧環(huán)己烷的常用方法，其過程如下圖：

①采用無隔膜法電解溶液，陽極電極反應方程式為。

②從踐行綠色發(fā)展理念，保護生態(tài)環(huán)境的角度分析，采用該方法制備環(huán)氧環(huán)己烷的優(yōu)點是。

16．（2023·吉林四平·校聯考模擬預測）甲醚(DME)被譽為“21世紀的清潔燃料”。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下：

①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.7kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)△H2=-23.5kJ·mol-1

③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H3=-41.2kJ·mol-1

回答下列問題：

(1)則反應3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H=kJ·mol-1。

(2)反應②達平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3產率的有___________(填字母，下同)。

A．使用催化劑B．升高溫度C．增大壓強D．移出H2O

(3)以下說法能說明反應3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)達到平衡狀態(tài)的有。

A．H2和CO2的濃度之比為3：1

B．單位時間內斷裂3個H-H同時斷裂1個C=O

C．恒溫恒容條件下，氣體的密度保持不變

D．恒溫恒壓條件下，氣體的平均摩爾質量保持不變

E．絕熱體系中，體系的溫度保持不變

(4)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示：

已知：氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分數。

①該反應△H(填“＞”“＜”或“=”)0，550℃時，平衡后若充入惰性氣體，平衡(填“正移”“逆移”或“不移動”)。

②650℃時，反應達平衡后CO2的轉化率為(保留2位有效數字)。

③T℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp=p總。

(5)一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質溶液。圖中b電極是(填“正”或“負”)極，寫出a電極反應式為。

17．（2023·吉林長春·統(tǒng)考三模）減少二氧化碳的排放、捕集利用二氧化碳是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)術方向。

(1)以金屬釕作催化劑可以從空氣中捕獲CO2直接轉化為甲醇，其轉化如圖所示。

如圖所示轉化中，由第1步至第4步生成1molCH3OH(l)的反應熱(ΔH)依次是akJ·mol-1、bkJ·mol-1、ckJ·mol-1、dkJ·mol-1，則該轉化總反應的熱化學方程式是。

(2)工業(yè)上用CO2和H2反應合成甲醚：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH0，恒壓狀態(tài)下，充入非反應氣體，體積增大，組分濃度降低，平衡向正反應方向移動；

②設CO2濃度變化為x

，×100%=40.0%，解得x=0.25mol·L-1，即CO2的轉化率為×100%=25%；

③T℃時，CO的平衡分壓為50%p總，CO2的分壓為50%p總，Kp==0.5p總；

（5）由圖可知，N2H4在a電極上發(fā)生氧化反應生成N2，則a電極是負極，b電極是正極；N2H4在a電極上發(fā)生失去電子的氧化反應生成N2，則電極反應式為N2H4＋4OH_4e-=N2↑＋4H2O。

17．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1c、d溫度過高催化劑活性降低，單位時間內氫氣的消耗量減小(或800K時反應達到平衡，ΔH＜0，溫度升高，氫氣的平衡轉化率越小)b36.412CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O4mol

【詳解】(1)據圖可知該反應中反應物為CO2(g)和H2(g)，在催化劑作用下生成CH3OH(l)和H2O(l)，所以化學方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)，根據蓋斯定律可知該反應的ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1；

(2)①a．平衡時正逆反應速率相等，但選項未注明是正反應還是逆反應，所以不能說明反應是否達到平衡，a不符合題意；

b．該反應中反應物和生成物均為氣體，所以氣體總質量不變，容器恒容，則無論是否平衡，容器內的氣體密度都不發(fā)生改變，不能說明反應是否達到平衡，b不符合題意；

c．容器絕熱，而該反應為放熱反應，反應未平衡時容器內溫度會發(fā)生變化，當溫度不變時說明反應平衡，c符合題意；

d．初始投料與反應方程式中系數比不相等，則容器內比值不變時，說明n(CO2)、n(H2)不再改變，反應達到平衡，d符合題意；

綜上所述答案為c、d；

②溫度過高催化劑活性降低，單位時間內氫氣的消耗量減小，導致測定氫氣的含量時其物質的量增大，也有可能是因為800K時反應達到平衡，該反應ΔH＜0為放熱反應，溫度升高，氫氣的平衡轉化率越?。?/p>

(3)①氨碳比越大，即初始投料時NH3的物質的量越大，CO2的物質的量越小，則NH3的轉化率越小，所以表示NH3轉化率的曲線是b；

②M點是氨碳比為2，則初始時投入2molNH3、1molCO2，氨氣的平衡轉化率為80.0%，即Δn(NH3)=1.6mol，根據方程式可知此時Δn(CO2)=Δn[CO(NH2)2]=Δn(H2O)=0.8mol，所以此時容器有n(NH3)=0.4mol，n(CO2)=0.2mol，n[CO(NH2)2]=n(H2O)=0.8mol，尿素的體積分數為×100%=36.4%，所以y=36.4；

(4)據圖可知左側電極上CO2轉化為CH3OCH3，C元素被還原，所以左側為陰極，右側為陽極，電解質溶液顯酸性，所以陰極反應為12CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O；陽極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+，產生1mol氧氣轉移4mol電子，根據電子守恒可知通過質子交換膜的質子的物質的量為4mol。

18．CH4(g)+CO2(g)２CO(g)+２H2(g)H=+247kJ/molCD70078%Zn—2e—+4OH—=Zn(OH)6.4

【詳解】I.(1)由蓋斯定律可知，①—②可得反應CH4(g)+CO2(g)２CO(g)+２H2(g)，則H=H1—H2=(+206kJ/mol)—(—41kJ/mol)=+247kJ/mol，故答案為：CH4(g)+CO2(g)２CO(g)+２H2(g)H=+247kJ/mol；

(2)A．恒溫、恒容條件下，加入惰性氣體，氣體總壓強增大，但參加反應的各物質的濃度不變，化學反應速率不變，故錯誤；

B．恒溫、恒容條件下，加入水蒸氣，反應物的濃度增大，活化分子百分數不變，單位體積內活化分子數目增加，有效碰撞的次數增加，化學反應反應速率加快，故錯誤；

C．升高溫度，反應物的能量增大，活化分子的數目和百分數增大，有效碰撞頻率增大，化學反應速率加快，故正確；

D．加入合適的催化劑，化學反應速率加快，該反應為吸熱反應，同時降低反應溫度，化學反應速率減慢，平衡向逆反應方向移動，反應物的轉化率減小，則相同時間內的轉化率可能不變，故正確；

CD正確，故答案為：CD；

(3))由圖可知，恒定壓強為P0，投料比n(CH4)：n(H2O)=1：3時，氫氣產率在700℃左右出現峰值，原因是溫度低于700℃時，由于正反應方向吸熱，隨著溫度的升高，反應向正反應方向進行的程度較大，氫氣的物質的量逐漸增大，而溫度高于700℃，隨著反應的進行，一氧化碳的物質的量增大，發(fā)生反應②，反應②正反應放熱，當溫度升高時，平衡逆向移動，使氫氣的物質的量減小，則從提高氫氣產率角度考慮反應溫度應控制在700℃左右，故答案為：700；

(4)已知混合氣體中甲烷和水的物質的量比為1:3，設甲烷和水蒸氣的初始物質的量分別為1mol和3mol，反應中消耗甲烷的物質的量為x，反應②中消耗一氧化碳的物質的量為y，由題意建立如下三段式：

由圖可知，600℃時CH4的物質的量分數為0.04，則=0.04，解得x=，甲烷的平衡轉化率為≈78%；由圖可知，平衡時甲烷的物質的量分數為0.04、水的物質的量分數為0.32、二氧化碳的物質的量分數為0.08、氫氣的物質的量分數為0.50，則一氧化碳的物質的量分數為1—(0.04+0.32+0.50+0.08)=0.06，反應①的平衡常數Kp==，故答案為：78%；；

II.由題給示意圖可知，鋅電極為電池的負極，A區(qū)域電解質溶液為氫氧化鉀溶液，堿性條件下鋅失去電子發(fā)生氧化反應生成Zn(OH)，電極反應式為Zn—2e—+4OH—=Zn(OH)，溶液中陰離子電荷數小于陽離子電荷數，溶液中鉀離子通過陽離子交換膜a膜進入B區(qū)域，二氧化鉛為電池的正極，C區(qū)域電解質溶液為硫酸溶液，酸性條件下二氧化鉛得到電子發(fā)生還原反應生成硫酸鉛，電極反應式為PbO2+2e—+4H++SO=PbSO4+2H2O，溶液中陽離子電荷數小于陰離子電荷數，硫酸根離子通過陰離子交換膜b膜進入B區(qū)域，則B區(qū)域中電解質溶液為硫酸鉀溶液，溶液濃度增大；

(5)由分析可知，電池中，鋅電極為電池的負極，A區(qū)域電解質溶液為氫氧化鉀溶液，堿性條件下鋅失去電子發(fā)生氧化反應生成Zn(OH)，電極反應式為Zn—2e—+4OH—=Zn(OH)，故答案為：Zn—2e—+4OH—=Zn(OH)；

(6)由分析可知，二氧化鉛為電池的正極，C區(qū)域電解質溶液為硫酸溶液，酸性條件下二氧化鉛得到電子發(fā)生還原反應生成硫酸鉛，電極反應式為PbO2+2e—+4H++SO=PbSO4+2H2O，正極質量增加64g，6.5g鋅的物質的量為0.1mol，由得失電子數目守恒可知，正極增加的質量為0.1mol×64g/mol=6.4g，故答案為：6.4。

19．(1)增大接觸面積，加快反應速率，提高原料的轉化率

(2)SrCO3+2CSr+3CO↑堿性耐火磚

(3)為了增大氫氧化鍶的浸取率，減少雜質氫氧化鈣的溶解Ca(OH)2

(4)Sr(OH)2+(NH4)2CO3=SrCO3+2NH3·H2O

(5)6

(6)增大Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O

【分析】菱鍶礦(含80～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)與焦炭經過粉碎后立窯煅燒，轉化成Sr、CaO、BaO、MgO等物質，加入熱水浸取，將不溶于熱水的氧化鎂、Ca(OH)2、C等雜質除去，再加入稀硫酸后，除去鋇離子，結晶后析出了氫氧化鍶晶體，氫氧化鍶和碳酸氫銨反應最終轉化成碳酸鍶，據此分析解題。

【詳解】（1）反應物的顆粒越小，比表面積越大，即反應物的接觸面積越多，反應速率越快，則菱鍶礦、焦炭混合粉碎的目的是增大反應物之間的接觸面積，使反應更充分，加快反應反應速率，故答案為：增大反應物之間的接觸面積，使反應更充分，加快反應反應速率；

（2）分析流程圖信息可知，碳酸鍶和碳在高溫的條件下生成鍶和一氧化碳，化學方程式為：SrCO3+2CSr+3CO↑，由于石英砂磚中的SiO2在高溫下能與SrCO3反應而腐蝕石英砂磚，故該裝置的內層“襯里”應選擇堿性耐火磚做耐火材料，故答案為：SrCO3+2CSr+3CO↑；堿性耐火磚；

（3）氫氧化鍶溶解度隨溫度升高而增大、氫氧化鈣溶解度隨溫度升高而減小，則“浸取”中用熱水浸取而不用冷水的原因是增大氫氧化鍶的溶解度，使氫氧化鈣析出；在立窯煅燒時MgCO3生成氧化鎂，氧化鎂是不溶物，濾渣1含有焦炭、Ca(OH)2和MgO，故答案為：為了增大氫氧化鍶的浸取率，減少雜質氫氧化鈣的溶解；Ca(OH)2；

（4）沉鍶”反應中氫氧化鍶和NH4HCO3發(fā)生反應，產物除了碳酸鍶外，還有水和一水合氨，則化學反應方程式為Sr(OH)2+NH4HCO3=SrCO3↓+NH3H2O+H2O，故答案為：Sr(OH)2+NH4HCO3=SrCO3↓+NH3H2O+H2O；

（5）鍶鐵氧體是由鍶和鐵的氧化物組成的復合磁性材料。某種鍶鐵氧體(xSrO·yFe2O3)中Sr與Fe的質量比為0.13，則有：，解得為6，故答案為：6；

（6）①放電一段時間后，負極反應式為Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，正極反應式為2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，根據電極反應式知，負極消耗的n(OH-)等于正極生成的n(OH-)，則溶液中n(OH-)不變，但消耗了電解質中的水，導致溶液中c(OH-)增大，則溶液的pH增大