专题八 化学反应与能量变化——2025届高考化学考点剖析精创专题卷
考点24 化学反应与热能（1~5题）
考点25 原电池 化学电源（6~10题）
考点26 电解池（11~15题）
考点27 金属的腐蚀与防护（16~20题）
一、选择题（本题共20小题，每小题5分，共100分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。）
1.已知：。若断裂1molH－H、1molN－H需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ，则断裂1molN≡N需要吸收的能量为( )
A.431kJ B.945.6kJ C.649kJ D.869kJ
2.反应分两步进行：①；②。反应过程中能量变化如图所示，下列叙述正确的是( )
A.的反应一定要加热 B.物质A、B、X、C中X最稳定
C.A和B的总能量大于C的总能量 D.①、②两步反应均为放热反应
3.已知：①；
②；，下列判断正确的是( )
A.若反应②中改用液态硫，则消耗反应放出的热量小于
B.从焓变数值知，氧气与单质硫相比，更难与氢气化合
C.由反应①②知，水的热稳定性弱于硫化氢
D.用含的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为
4.以为催化剂的光热化学循环分解的反应，为室温气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时能量变化如图所示：
下列说法不正确的是( )
A.过程①中吸收能量使得钛氧键发生了断裂
B.该反应中，光能和热能转化为化学能
C.使用催化剂可以提高化学反应速率
D.2mol二氧化碳完全分解生成2mol一氧化碳和1mol氧气需要吸收30kJ能量
5.活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示：
下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.产物的稳定性：
C.该过程中正反应最大的活化能
D.相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：
6.以下各种装置的分析正确的是( )
选项 A B C D
装置
分析 电极为负极，溶液中向电极移动 电极发生氧化反应，反应后溶液的碱性减弱 电流由电极流向电极，片表面产生气泡 电子由电极流向电极，负极反应：
A.A B.B C.C D.D
7.铁电池的总反应为。如图是高铁电池的模拟实验装置，下列说法不正确的是( )
A.该电池放电时正极的电极反应式为
B.被氧化，转移3 mol电子
C.放电过程中负极附近溶液的pH减小
D.盐桥中含有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向右移动
8.一种应用比较广泛的甲醇()燃料电池，电解液是酸性溶液，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是( )
A.M极为负极，发生氧化反应
B.N极电极反应为
C.甲池溶液增大，乙池溶液减小
D.若有生成，则有从甲池通过交换膜进入乙池
9.现有一微型原电池，含有Fe-C，用于除去废水中的HCOOH，其工作原理为：向废水中通入空气后生成，与HCOOH反应生成，以下说法不正确的是( )
A.正极反应：
B.若不通入，则可能产生
C. 处理废液生成的方程式：
D.每转移2mol电子，可以除去废水中的HCOOH46g
10.以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理如下图所示，稀硫酸为电解质溶液。下列说法错误的是( )
A.a极为负极，电子由a极经外电路流向b极
B.a极的电极反应式为
C.b极的电板反应式为
D.电池工作一段时间后，装置中增大
11.一种新型体系，在快速启动、电动车等领域具有广阔应用前景。其采用尖晶石结构的作正极（可由和按物质的量比1：2反应合成），高比表面积活性炭AC（石墨颗粒组成）作负极，作电解液，充电、放电的过程如下图所示：
下列说法正确的是( )
A.合成的过程中可能有产生
B.放电时正极的电极反应式为：
C.充电时AC极应与电源正极相连
D.可以用代替作电解液
12.实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒（、）作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论正确的是( )
A.a为负极
B.端的字迹呈蓝色
C.电子流向为：
D.如果将、换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
13.环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如图，一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。
已知：电解效率η(B)=×100%；
下列说法正确的是( )
A.电极1应与电源正极相连，离子交换膜应为阴离子交换膜
B.若η(EO)=100%，则溶液c的溶质为KCl
C.不考虑各项损失，理论上生成2g气体A，可得到产品EO88g
D.每生成1molEO，理论上电路中转移电子数为
14.海水资源的开发利用是自然资源开发利用的重要组成部分。氯碱工业是高耗能产业，某化学学习小组设想将其与氢氧燃料电池相结合可以有效降低能耗，其原理如下(A、B、C、D为惰性电极)。下列说法正确的是( )
A. 乙池中C电极上反应为
B. 乙池中通过交换膜向C电极移动
C. 甲池中每生成2mol ，乙池中便会消耗22.4L
D. 甲池中发生的总反应为
15.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是( )
A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于A、B处均可减缓铁的腐蚀
C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为
16.下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )
A.图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈
B.图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
C.图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
D.图③，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀
17.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表所示：
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物
下列说法中不正确的是( )
A.在的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀
B.在的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C.在的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减小
18.用压强传感器探究生铁在和的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下：
分析图像，下列结论中错误的是( )
A.溶液时，生铁发生析氢腐蚀
B.在酸性溶液中，生铁可能发生吸氧腐蚀
C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样大
D.两溶液中负极反应均为
19.下列说法中正确的是( )
A.装置①中，盐桥中的移向溶液
B.滴有酚酞溶液的装置②在电解过程中，b极先变红
C.可以用装置③在铁上镀铜，d极为铜
D.装置④中发生铁的吸氧腐蚀
20.海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护（如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极）。下列有关叙述中错误的是( )
A.高硅铸铁作为惰性辅助阳极是不会损耗的
B.通电后外电路的电流被强制流向钢制管桩
C.保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D.通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零
答案以及解析
1.答案：B
解析：，若断裂1molH-H和1molN-H需要吸收的能量分别为436kJ和391kJ，则断裂1molN≡N需要吸收的能量为-92.4kJ-（3×436kJ-6×391kJ）=945.6；
故选B。
2.答案：C
解析：A.反应的吸、放热与反应条件无关，故A错误；
B.物质的能量越低越稳定，通过图中信息可X的能量最高，最不稳定，故B错误；
C.由图可知A+B的能量和大于C的能量，故C正确；
D.①步反应A+B的能量小于X能量，为吸热反应，②步物质X的总能量高于物质C的总能量，为放热反应，故D错误；
故选：C。
3.答案：A
解析：A.液体变为气体，吸收热量，则若反应②中改用液态硫，1 mol S完全反应，放出的热量小于20.1 kJ，故A正确；
B.由焓变数值可知，1mol氢气与氧气反应放出的热量比硫反应放出的热量多，说明单质氧气与硫相比，更容易与氢气化合，故B错误；
C.放出的热量越多，说明物质的总能量越低，物质越稳定，则水的热稳定性强于硫化氢，故C错误；
D.中和反应的反应热为，指1 mol酸碱恰好中和时所放出的热量，因此用含的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为，D错误；
答案选A。
4.答案：D
解析：A．据图可知过程①中变为，说明该过程中吸收能量使钛氧键发生了断裂，A正确；
B．该图中以为催化剂、光和热条件下分解反应生成CO和，根据能量守恒定律知，该反应中，光能和热能转化为化学能，B正确；
C．催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，C正确；
D．根据题目所给信息断键吸收的能量为1598kJ/mol×2mol，成键释放的能量为(1072kJ/mol×2mol+496kJ/mol×1mol)，所以2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧气需要吸热1598kJ/mol×2mol-(1072kJ/mol×2mol+496kJ/mol×1mol)=556kJ，D错误；
综上所述答案为D。
5.答案：C
解析：由题图可知，反应物所具有的总能量比生成物所具有的总能量高，即该反应为放热反应，故A错误；物质的能量越低，物质越稳定，等物质的量时，产物所具有的能量比产物所具有的能量低，所以产物比产物要稳定，故B错误；中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大，则，故C正确；由中间产物Z转化为产物所需的活化能低于由中间产物Z转化为产物所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率：，故D错误。
6.答案：B
解析：A.铝较为活泼,失去电子发生氧化反应,为负极,溶液中向正极石墨电极移动，A错误；
B.总反应为铝和氢氧化钠生成偏铝酸钠和氢气,故反应后溶液的喊性减氺,B正确；
C.没有形成内电路,不能形成原电池,C错误；
D.铁较活泼失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,错误。
故选B。
7.答案：B
解析：由高铁电池的总反应为可知，正极区得到电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平正极的电极反应式为，A正确；由高铁电池的总反应可知，正极区得到电子生成，被还原，B错误；由高铁电池的总反应可知，Zn在负极上失去电子，则负极反应为，反应过程中浓度减小，pH减小，C正确；由高铁电池的总反应可知，正极区得到电子生成，在负极上失去电子，盐桥中含有饱和KCl溶液，其中氯离子向负极移动，D正确。
8.答案：C
解析：A.从电子流向分析，M为电子流出的一极，为原电池的负极，发生氧化反应，A正确；
B.N为原电池的正极，是氧气得到电子，根据质子交换膜分析，该电极反应为，B正确；
C.甲池中电极反应为，溶液的pH减小，乙池中电极反应为，消耗氢离子，溶液的pH增大，C错误；
D.由分析，若有1mol二氧化碳生成，转移6mol电子，则有6mol氢离子从甲池进行乙池，D正确；
故选C。
9.答案：A
解析：由题意可知，铁屑为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，碳粉为正极，酸性条件下，通入的氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢，过氧化氢与废水中的甲酸反应生成二氧化碳和水。A.由分析可知，碳粉为正极，酸性条件下，通入的氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢，A错误;B.若不通入氧气，废水中的甲酸电离出的氢离子能在正极得到电子发生还原反应生成氢气，B正确;C.由分析可知，正极放电生成的过氧化氢与废水中的甲酸反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为，C正确;D.由正极电极反应式可知转移2mol电子时生成1mol过氧化氢，由反应可知此时消耗甲酸1mol，质量(1×46)g=46g，D正确；故选A。
10.答案：D
解析：A.经分析，a极为负极，电子由负极经外电路流向正极，A正确；
B.a极为负极，其电极反应式为，B正确；
C.b极为正极，其电极反应式为，C正确；
D.该电池的总反应式为，电池工作一段时间后，水的量增加，溶液体积增大，而的物质的量不变，故装置中减小，D错误；
故选D。
11.答案：A
解析：A、根据题意，与按物质的量之比1：2反应，生成在反应过程中，Mn元素由+4价降到7/2价，C元素价态不变（即使C元素变价，也只能降低价态），则升高价态的只能是0元素，所以0元素可能由-2价升高到0价。故A正确。B、由图可知，放电时，锂离子从负极移动到正极。因此，反应方程式为：。故B错误。C、充电时，AC为阴极，应与外电源的负极相连，故C错误。D、锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。故不能用取代。故D错误。
12.答案：B
解析：端的字迹呈白色，说明碳棒上发生氧化反应：，碳棒为阳极，则a为正极，A项错误；碳棒为阴极，发生还原反应：，增大，石蕊变为蓝色，B项正确；电子流向：阳极→电源正极a→电源负极b→阴极，电子不通过电解质溶液，C项错误；如果将、换为铜棒，则阳极反应为、阴极反应为，阳极端字迹不变白色，因此现象不同，D项错误。
13.答案：B
解析：A.电极1电解氯化钾溶液产生氯气，氯气与水反应得次氯酸，乙烯与次氯酸反应，故电极1为阳极，应与电源正极相连，如果离子交换膜为阴离子交换膜，电极2电解水产生氢气和氢氧根进入极室1会影响次氯酸生成，故是极室1中钾离子进入极室2，离子交换膜为阳离子交换膜，A错误；
B.若η(EO)=100%，则与溶液a中的KOH恰好反应：，则溶液b的溶质为KCl ，B正确；
C.气体A是阴极产生的氢气，2g气体A即1mol，转移电子2mol，对应电极1产生氯气1mol，生成物质的量为1mol，则产品EO也为1mol，质量为44g，C错误；
D.每生成1mol EO，需要1mol氯气，理论上电路中转移电子数为，D错误；
本题选B。
14.答案：D
解析：A.乙池C上通入氢气，为原电池的负极，溶液为氢氧化钠溶液，故电极反应为，A错误；
B.原电池中阳离子向正极移动，即钠离子通过钠离子交换膜向D极移动，B错误；
C.甲池中每生成2mol ，转移24mol电子，乙池中便会消耗标况下22.4L ，题汇中未说明标况，C错误；
D.甲池为电解氯化钠溶液，电解方程式为，D正确；
故选D。
15.答案：D
解析：若X为碳棒，开关K置于A处，Fe作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，可减缓铁的腐蚀，故A项正确；若X为锌棒，开关K置于A处，Fe作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，开关K置于B处，Fe作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，均可减缓铁的腐蚀，故B、C项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，Fe作原电池的负极，电极反应为，故D项错误。
16.答案：C
解析：潮湿空气中铁钉能发生吸氧腐蚀：干燥空气中无水，不能发生吸氧腐蚀，铁钉不易生锈，A正确；断开电源后，该装置为原电池装置，铁作负极，失电子被氧化，在海水中发生吸氧腐蚀，B正确；应该将钢铁闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀，防腐蚀原理为外加电流法，C错误：若金属M比铁活泼，将M与铁相连，为牺牲阳极法，可保护铁，D正确。
17.答案：C
解析：在的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极上电极反应为，正极上电极反应为，故A正确；在的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极上电极反应为，正极上电极反应为，故B正确；在的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为，故C不正确；将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减小，故D正确。
18.答案：C
解析：由图可知，pH=2时压强随着反应的进行而增大，说明反应产生了气体，发生了析氢腐蚀，溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，故A正确；pH=4时压强随着反应的进行而减小，说明反应消耗了气体，发生了吸氧腐蚀，所以在酸性溶液中，生铁可能发生析氢腐蚀也可能发生吸氧腐蚀，故B正确；由两图可知，压强从发生变化到基本保持不变，析氢腐蚀所用的时间长而吸氧腐蚀所用的时间短，因而吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀的速率大，故C错误；析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应均为，故D正确。
19.答案：C
解析：装置①为原电池，Zn为负极，Cu为正极，电流方向与阳离子移动方向形成闭合回路，所以盐桥中的移向溶液，故A错误；滴有酚酞溶液的装置②是用情性电极电解NaCl溶液，b为阳极，生成，a为阴极，生成和NaOH，所以a极先变红，故B错误；装置③电解质溶液为溶液，若阴极（c极）为铁，阳极（d极）为铜，则可在铁上镀铜，故C正确；装置④为原电池，Zn作负极，失去电子发生氧化反应，铁作正极，只起导电作用，故D错误。
20.答案：B
解析：这是电解池防护，电子流向钢制管桩。
