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第1章 化学反应与能量转化
2025年高考化学一轮复习
选择性必修第一册鲁科版
章节测试
一、选择题（本题包括10小题，每小题只有1个选项符合题意）
1.（2024北京二中期中）下列事实与电化学无关的是( )
D
A.暖宝宝（含铁粉、碳、氯化钠等）发热 B.海沙比河沙混凝土更易使钢筋生锈 C.家用铁锅生锈 D.铁罐运输浓硫酸
【解析】 A（×）暖宝宝中铁粉、碳在氯化钠溶液中构成原电池，铁发生吸氧腐蚀放出
热量，与电化学有关，不符合题意。
B（×）海沙中电解质的量大于河沙，钢筋在海沙中构成原电池时，由于电解质溶液浓
度大，腐蚀速率快，则海沙比河沙混凝土更易使钢筋生锈与电化学有关，不符合题意。
C（×）家用铁锅生锈是因为铁锅与锅中残留溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，则家用
铁锅生锈与电化学有关，不符合题意。
D（√）铁遇冷的浓硫酸发生钝化，则铁罐运输浓硫酸与铁的钝化有关，与电化学无关，
符合题意。
2.（2023山东东营期末）下列有关化学图像表现的内容正确的是( )
D
图1
图2
图3
图4
A.图1是化学能转变为电能的装置，总反应为
B.图2铁钉发生吸氧腐蚀，导管中水面上升，负极反应为
C.图3装置可在铁件表面镀铜， 溶液浓度不变
D.图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连，以防止被海水腐蚀
【解析】 A（×）图1为原电池装置，化学能转变为电能，金属活动性：，故
作负极，总反应为 。
B（×）食盐水呈中性，图2铁钉发生吸氧腐蚀，负极失电子，电极反应为
，正极得电子，电极反应为 ，具支试管中
气体压强减小，导管中水面上升。
C（×）电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，因此待镀铁件应与电源负极相连，铜
应与电源正极相连。
D（√）图4属于外加电流阴极保护法，根据电解原理，钢管桩应与电源的负极相连，以
防止被海水腐蚀。
3.（2024江西九江开学考）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说
法不正确的是( )
A
甲
乙
丙
丁
A.甲：向电极方向移动，电极附近溶液中 浓度不断增加
B.乙：正极的电极反应式为
C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
【解析】
A（×）
（阳离子）向电极（正极）方向移动，正极上放电，故电极附近溶液中
浓度减小。
B（√） 为正极，电解质溶液显碱性，正极的电极反应式为
。（链接大招10）
C（√）图丙为锌锰干电池， 为负极，失电子发生氧化反应，锌筒逐渐变薄。
D（√）图丁为铅蓄电池，放电时的总反应为 ，
实际使用中，电解质溶液硫酸的浓度逐渐降低，导电能力下降。
4.（2024上海吴淞中学阶段考试）氢能的低成本、低温、高效率制取一直是亟待解决的
关键难题。实验室用计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应
过程中能量的变化如图所示，下列说法不正确的是( )
A
A.水煤气变换产氢反应是吸热反应 B.过程Ⅰ、Ⅱ均需要吸收能量
C.过程Ⅲ形成了新的非极性键 D.每生成转移
【解析】 A（×）图中生成物的总能量低于反应物的总能量，故水煤气变
换产氢反应是放热反应。
B（√）根据题图知，过程Ⅰ、Ⅱ中断裂 键，需要吸收能量。
C（√）过程Ⅲ形成了 非极性键。
D（√）生成的过程中，元素由价变为0价，每生成转移 。
5.（2023山东青岛二中期中）某反应中反应物与生成物为、、、 ，上
述反应设计成的原电池如图甲所示、设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子
的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图丙，下列判断错误的是( )
B
丙
A.原电池工作时，盐桥中的不断进入溶液 中
B.图中溶液中只含有
C.图丙中的②表示 的变化
D.甲乙两装置中的 电极上均发生氧化反应
【解析】
A（√）作负极，石墨作正极，盐桥中阳离子向正极移动，则 不断移向正极即进入
溶液 中。
B（×）C（√）、，通过相同电荷时，生成的 的
物质的量是的物质的量的2倍，故丙图中①表示的变化，②表示 的变化，
③表示的变化，初始时溶液中含有、 。
D（√）甲装置中铜作负极，乙装置中铜作阳极，甲乙两装置中的 电极均失电子，发
生氧化反应。
6.（2023福建龙岩一级校联盟期中）锂-氟化碳（氟气与碳生
成的夹层化合物）电池因在质量比能量、体积比能量、工作
温度范围等方面具有明显优势而应用广泛。电解液为丙烯碳
酸酯的溶液，总反应为 ，放电
产物 易沉积，工作原理如图所示。下列说法正确的是
( )
C
A.电池工作时，电子流动方向：电极负载 电极离子交换膜电极
B.负极反应式为
C.为了提高电池放电性能，在电解液中添加合适的试剂溶解沉积在极区的
D.电池工作一段时间， 极区的电解液质量增大
【解析】
A（×）“电子不下水”，电子不能进入电解质溶液中。
B（×）金属锂为负极，电极反应式为 。
C（√）放电产物 易沉积，故为了提高电池放电性能，在电解液中添加合适的试剂溶
解沉积在极区的 。
D（×）负极生成的穿过离子交换膜，与正极得电子生成的反应生成，
极区电解液质量不变。
7.（新装置）（2024中国人民大学附属中学
阶段练习）在载人航天器舱内利用氢氧燃料
电池进行二氧化碳浓缩富集的装置如图所示。
下列说法正确的是( )
B
A. 极为电池的正极
B. 极的电极反应：
C.该装置工作时电能转化成化学能
D.向 极移动
【解析】
A（×） 极为电池的负极。
B（√）结合上图分析配平得，极的电极反应为 。
C（×）该装置为原电池，工作时化学能转化成电能。
D（×）（阴离子）向 极移动。
8.（2024浙江温州期中）如图是金属镁和卤素单质 反应
的能量变化示意图。下列说法正确的是( )
D
A.稳定性：
B.与足量的充分反应，放热
C.工业上可由电解溶液冶炼金属 ，该过程需要吸
收能量
D.由图可知： 发生反应需要吸收 能量
【解析】 A（×）“能量越低越稳定”，根据题
图可知，物质的稳定性 。
B（×）未指明气体所处的条件，不能由体积计算 的物质
的量，因此不能计算反应放出的热量。
C（×）电解溶液不能得到金属 ，工业上可采用电
解熔融的方法冶炼金属， 的能量比
、 的总能量低，故该过程需要吸收热量。
D（√）根据图示可知 ，
的物质的量为，故 发生反应
需要吸收能量 。
9.（2024四川成都树德中学开学考）光催化钠离子二次
电池的应用研究取得重大进展，该电池工作原理如图
所示。下列有关说法不正确的是( )
C
A.充电时，电子从光催化电极流出，通过导线流向石
墨电极
B.放电时，每消耗 ，离子交换膜左室电解质
溶液质量减少
C.充电时， 通过离子交换膜进入右室
D.放电时，石墨电极的电极反应式为
【解析】
A（√）充电时，电子从光催化电极流出，通过导线流向石墨
电极。
B（√）放电时，光催化电极为正极，电极反应式为
，每消耗，转移 电子，有
从左室迁移到右室，则离子交换膜左室电解质溶液
质量减少 。
C（×）离子交换膜为阳离子交换膜。
D（√）放电时，石墨电极为负极， 失去电子发生氧化反
应生成，电极反应式为 。
10.（2024甘肃张掖高台一中月考）我国在电催化固氮领域取得重要进展，为解决当前
严峻的能源和环境问题提供了新的思路，其装置如图所示。下列说法不正确的是( )
D
A.该装置工作时电子流入 电极
B.双极膜中的解离为和，向 移动
C.阳极的反应式为
D.该装置工作时，阴、阳两极消耗的体积比为
【解析】
A（√）B（√）据图分析知A、B项正确。
C（√）为阳极，失电子转化为 ，电极的反应式为
（链接大招13）。
D（×）阴极，，化合价共降低6，阳极， ，化合价共升高10，
由转移电子数相等可知，阴、阳两极消耗的体积比为 。
二、选择题（本题包括5小题，每小题有1个或2个选项符合题意）
11.（2024河北正定中学月考）我国科学家研究出一种新
型水系 电池，其结构如图所示，该电池既能
实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是( )
C
A.通过阴离子交换膜向 电极移动
B.左侧极室中 减小
C. 极的电极反应式为
D.每转移，右侧极室中溶液质量增大
【解析】
A（×）通过阴离子交换膜向 电极移动。
B（×）C（√）电极为正极，得电子发生还原反应生成 ，碱性溶液中电极反
应式为（链接大招10），当有 电子转移时，
生成，有从左室迁移到右室，则左室中数目不变，但 电极反
应消耗水，左室中溶液体积减小， 增大。
D（×）电极为负极，电极反应式为 （链接大招10），
每转移，有 从左室迁移到右室，则右侧极室中溶液质量增大
。
12.（2023山东枣庄三中月考） 是一种常见的
绿色氧化剂，可由臭氧发生器（原理如图）电
解稀硫酸制得。下列说法错误的是( )
CD
A.电极 为阴极
B.电极上的反应为
C.电解一段时间后电极周围溶液的 增大
D.标准状况下，当有反应时，收集到
和混合气体，的体积分数为
【解析】
A（√）据图分析知A项正确。
B（√）电极上得电子发生还原反应，在酸性环境中生成 ，电极反应式为
。
C（×）据图分析知电极为阳极，水电离出的失电子生成、 的混合气体，电
极反应式为、，同时有等量的
通过质子交换膜进入阴极室，但阳极室中的量减少，故电解一段时间后电极 周围
溶液的 减小。
D（×）标准状况下，当有反应时，转移电子的物质的量为，电极 上收集
到和的混合气体，设生成臭氧，则电极 上收集到的氧气为
，根据转移电子数相等得 ，解得
，所以的体积分数为 。
13.（2024山东青岛第二中学期中）已知：由最稳定的单质合成 某物质的反应焓变
叫做该物质的摩尔生成焓，用 表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的
如图所示，下列有关判断正确的是( )
B
A.的摩尔生成焓
B.相同状况下，比 稳定
C.依据上图所给数据，可求得 的摩尔燃
烧焓
D.与 充分反应，放出 的热量
【解析】 A（×）气态水变为液态水释放能量，
放热焓变为负值，则 的摩尔生成焓
。
B（√）根据题干信息知， 的相对能量为
， 的相对能量为
，“能量越低越稳定”，故相同状况
下，比 稳定。
C（×）摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强条件
下， 纯物质完全燃烧生成同温度下的指定产
物时的焓变，、的指定产物为 、缺
少液态水的摩尔生成焓数据，不能求得 的摩尔燃烧焓。
D（×）氮气和氢气生成氨气的反应为可逆反应，反应进行不彻底，
则 与充分反应，放出的热量小于 。
14.（2024福建福州格致中学月考）利用热再生氨电池可
实现 电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，
甲、乙两室均预加相同的 电镀废液，向甲室加入
足量氨水后电池开始工作，一段时间后乙室电极质量增
加。已知电池总反应为 。
下列说法正确的是( )
CD
A.甲室 电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.甲室电极反应式为
D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响
【解析】
A（×）甲室 电极为负极。
B（×）隔膜为阴离子膜。
C（√）甲室电极为负极，失电子结合形成 ，故甲室电极反应式
为 。
D（√）扩散到乙室会与反应生成， 浓度降低，对电池电动
势产生影响。
15.（2023河南洛阳月考）双极电化学法
（装置如图）是在传统电解装置中放置了导
电性电极，通电时， 两端界面产生
电势差，生成梯度合金。下列有关说法错误
的是( )
C
A. 为电源负极
B.的端比 端的电势高
C.的端发生的反应为
D.的 端到中心的不同位置，能形成组成不同的铜镍合金
【解析】
A（√） 为电源负极。
B（√）端靠近阴极，端靠近阳极，则的端比 端的电势高（【口诀】电势接力,
即为电源正极相连的阳极 与电源负极相连的阴极在溶液中电势逐渐降低）。
C（×）端为阳极（【口诀】阴阳交替），水电离出的失电子生成 ，电极反应为
。
D（√）的 端到中心的不同位置，电势不同，电极反应：
中的 不同，能形成组成不同的铜镍合金。
三、非选择题（本题包括5小题）
16.（2024陕西汉中开学考）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物对我们的
生产、生活有重要的影响。回答下列问题：
（1） 机动车发动机工作时会引发与的反应，该反应是吸热反应， 与
的总能量比 的总能量____（填“高”或“低”）。
低
【解析】 与 的反应是吸热反应,故生成物的总能量高，反应物的总能
量低，即与的总能量比 的总能量低。
（2） 已知：①， ②。下列能
量变化示意图中，正确的是___（填字母）。
A
A. B.
C. D.
【解析】 根据题干信息知，反应①、②均为放热反应，反应物的能量高，生成物的能
量低，排除C、D项； 液化释放能量，故反应②释放的能量多，A项符合题意。
（3） 是一种温室气体，其存储能量的能力是 的上万倍，在大气中的寿命可长
达740年。如表所示是断裂 某些化学键所需要的能量数据：
化学键
能量/ 946 154.8 283
写出和生成 的热化学方程式：
__________________________________________________________________。
（或其他合理答案）
【解析】 。
（4） 火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼， 作氧化剂。用氟气代
替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大（两者反应生成氮气和氟化氢气体）。
已知：①
②
③
请写出液态肼和氟气反应的热化学方程式：
_________________________________________________________________________。
（或其他合理答案）
【解析】 根据题干信息写出待求热化学方程
式： 。
故 。
17.（2024河南南阳第一中学开学考）某研究性学习小组同学根据反应
设计如下原电
池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 ，溶液的体积均为
，盐桥中装有饱和 溶液。回答下列问题：
（1） 此原电池的正极是石墨__（填“”或“ ”），发生______反应。
还原
【解析】 石墨 为正极，得电子发生还原反应。
（2） 电池工作时，盐桥中的 移向____（填“甲”或“乙”）烧杯。
乙
【解析】 电池工作时，盐桥中的 移向乙烧杯。
（3） 两烧杯中的电极反应式分别为：甲__________________________________；乙
__________________。
【解析】 甲烧杯中的 发生还原反应，电极反应式为
；乙烧杯中的 发生氧化反应，电极反应式为
（链接大招10）。
（4） 若不考虑溶液的体积变化，当的浓度变为 时，反应中转移的
电子为____ 。
0.5
【解析】 若不考虑溶液的体积变化，溶液中的浓度由 变为
时，生成的物质的量为 ，则转移电子的
物质的量为 。
【解析】
18.（2024四川绵阳南山中学实验学校月考）化学电源广泛地应用于现代社会的生产和
生活。请回答下列问题：
（1） 原电池是一种将化学能转变为电能的装置，所以原电池的设计原理与某类化学反
应有关。你认为下列化学反应，可以设计成原电池的是___（填字母）。
D
A. B.
C. D.
【解析】 A（×） 是非氧化还原反应，不能设计为原电池。
B（×） 不能自发进行，不能设计为原电池。
C（×） 是非氧化还原反应，不能设计为原电池。
D（√） 是氧化还原反应，且反应能够自发进行，故可以
设计为原电池。
（2） 化学反应均涉及相应的能量变化，为探究这些能量变化，某同学设计了如图两个
实验，已知两个实验除了是否有导线连接两个金属棒外，其余均相同。
图1
图2
① 该同学设计这两个实验的目的是_____________________________________________
_________。
通过对比实验探究与稀硫酸在不同条件下反应的能量变化
【解析】 图1中与稀硫酸反应时将化学能转化为热能，图2构成原电池， 与稀硫酸
反应时将化学能主要转化为电能，设计这两个实验的目的是通过对比实验探究 与稀硫
酸在不同条件下反应的能量变化。
② 有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是___（填字母）。
A
A.图1中温度计的示数高于图2的示数
B.图1和图2中温度计的示数相等，且均高于室温
C.图1和图2的气泡均产生于锌棒表面
D.图2中产生气体的速率比图1慢
【解析】 A（√）B（×）图1中化学能转化为热能，而图2中化学能大部分转化为电能，
只有很少一部分能量转化为热能，故图1和图2中温度计的示数均高于室温，根据能量守
恒可知，图1中温度计的示数高于图2的示数。
C（×）图1中未构成原电池， 棒上产生气泡，而图2构成了原电池，在铜棒上产生气
泡。
D（×）原电池反应能够加快反应速率，使金属与酸反应放出氢气的速率比不构成原电
池的快，故图2中产生气体的速率比图1快。
（3） 若将两个金属棒用导线连在一起，将总质量为 的锌片和银片同时浸入稀
硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为
，则装置工作时锌片上的电极反应式为_________________，工作时间内装置所
产生氢气的体积为____ （标准状况）。
5.6
【解析】 金属活动性：，为负极，为正极。负极上 失去电子，发生氧
化反应，电极反应式为，正极上溶液中的 得到电子发生还原反应，
电极反应式为 ，总反应方程式为 。反应
消耗的质量为， ，
故产生的物质的量为 ，其在标准状况下的体积
。
19.（2023河北承德期末改编）根据电化学原理回答下列问题：
（1） 一种电化学装置如图所示，能溶解辉铜矿石（主要成分是 ）制得硫酸铜。其
电池总反应为 。
【解析】
① 电极的电极反应式为_________________________________________，电极 上发
生______（填“氧化”或“还原”）反应。
还原
【解析】
负极（ 极）
第1步 根据题目信息补全负极“ ”的反应物和生成物，通 过化合价变化确认得失电子数， 并先搞定“变价元素的原子守恒”
（2个价变成2个价，1个价 变
成1个价，共失去 ）
第2步 根据信息用 调平电荷
第3步 看补，用 检查
极为正极，得电子发生还原反应。
② 交换膜为____（填“阳”或“阴”）离子交换膜。工作过程中，左室溶液质量______
（填“增大”或“减小”），电路中每转移电子，右室溶液质量变化____ 。
阴
增大
96
【解析】 交换膜为阴离子交换膜。工作过程中，左室发生反应
，且硫酸根离子从右室进入左室，则左室
溶液质量增大；右室发生反应，电路中每转移电子，会有
硫酸根离子进入左室，则右室溶液质量减小 。
（2） 锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，
其中电解质溶于混合有机溶剂中，通过电解质迁移入 晶格中，生成
。
【解析】
① 电池的负极电极反应式为______________。
【解析】 为负极，电极反应式为 。
② 组装该电池必须在无水、无氧条件下进行，其原因是_________________________。
负极材料为，可与水反应
【解析】 负极材料为 ，可与水反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。
（3）一种将废水中的氯乙烯 转化成对环境无害的物质的微生物电池装置如图，
同时利用此装置在铁上镀铜。
【解析】
① Ⅰ极为______（填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”）；镀铜时，___（填“”或“ ”）与铁
电极相连。
负极
【解析】Ⅰ极为负极。镀铜时，铁作阴极，与原电池的负极相连，即铁电极与 相连。
② 若Ⅰ极消耗氯乙烯（反应中生成、、），则铁电极增重____ ，硫酸
铜溶液的浓度______（填“增大”“减小”或“不变”）。
32
不变
【解析】 氯乙烯中C的化合价可看作，若Ⅰ极消耗氯乙烯（反应中生成 、
、，C的化合价升高5），转移 电子，铁电极发生反应
，则析出铜，故铁电极增重 ，阳
极发生反应 ，则硫酸铜溶液的浓度不变。
20.（2024山东新泰一中质检）按照要求回答下列问题。
（1） 工业上，在强碱性（加入 ）条
件下用电解法除去废水中的 ，装置如图
所示，依次发生的反应有：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
① 除去 ，外电路中至少需要转移
___ 电子。
5
【解析】 ⅰⅱ ⅲ得，
除去 的总反应为
，故除去 ，外电路中至少需要转移 电子。
② 为了使电解池连续工作，需要不断补充_____________。
和
【解析】 由反应ⅰ和反应ⅲ可知，电解池工作时消耗，反应ⅱ消耗 ，所以电解
池工作时，需补充和 。
（2） 我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。某高校研究团队提出，利
用基催化剂光催化还原转化为甲醇 ，并利用产生的电能进一步电解制
备新型高效净水剂 ，其原理如图所示。
【解析】
① 负极的电极反应式为________________
_______________________________，阳极
的电极反应式为___________________
_______________________。
【解析】 电极为负极，失电子转化为 ，酸性环境中电极反应式为
， 为阳极，电极反应式为
。
② 电极的电势较 电极的电势____（填“高”或“低”）。
高
【解析】 为阴极，为阳极，则电极的电势高于 电极的电势。
③ 离子交换膜 为____（填“阴”或“阳”）
离子交换膜，离子交换膜 为____
（填“阴”或“阳”）离子交换膜， 溶液
的浓度___（填“ ”“ ”或“”） 。
阴
阳
【解析】 阳极室消耗大量，则通过离子交换膜进入阳极室，故离子交换膜
为阴离子交换膜。为阴极，电极反应式为 ，阴极室生成
，则通过离子交换膜进入阴极室，故离子交换膜 为阳离子交换膜。工作过程
中阴极室溶液变浓，即 。
（3） 用零价铁去除水体中的硝酸盐已成为环境修复研究的热点之一。 还
原水体中的 的反应原理如图所示。
① 作负极的物质是_______。
铁
【解析】 根据题图知， 失电子作负极。
② 正极的电极反应式是_________________________________。
【解析】 根据题图知，正极：得电子发生还原反应生成 ，反应式为
。

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