《2025年零失误分层训练高中化学必修第二册人教版黑吉辽内蒙古专版》

3.(2025·北京)为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想$NaCl$固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。

下列说法不正确的是(C)

A.$NaCl$固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知：$a + b = 4$
C.根据各微粒的状态，可判断$a ＞ 0$，$b ＞ 0$
D.溶解过程的能量变化，与$NaCl$固体和$NaCl$溶液中微粒间作用力的强弱有关

答案： 3.C[提示：A.由图可知，$\mathrm{NaCl}$固体溶解过程的$\Delta H_3 = +4\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$，为吸热过程，A正确；B.由图可知，$\mathrm{NaCl}$固体溶于水的过程分两步实现，由盖斯定律可知$\Delta H_3 = \Delta H_1+\Delta H_2$，即$a + b = 4$，B正确；C.由图可知，第一步为$\mathrm{NaCl}$固体变为$\mathrm{Na}^+(\mathrm{g})$和$\mathrm{Cl}^-(\mathrm{g})$，此过程离子键发生断裂，为吸热过程，$a＞0$，第二步为$\mathrm{Na}^+$和$\mathrm{Cl}^-$与水结合形成水合钠离子和水合氯离子，为放热过程，$b＜0$，C错误；D.溶解过程的能量变化，与$\mathrm{NaCl}$固体断键吸收的热量及$\mathrm{Na}^+$和$\mathrm{Cl}^-$水合过程放出的热量有关，即与$\mathrm{NaCl}$固体和$\mathrm{NaCl}$溶液中微粒间作用力的强弱有关，D正确。故选C。]

4.(全国甲)一种水性电解液$Zn-MnO_2$离子选择双隔膜电池如图所示[$KOH$溶液中，$Zn^{2+}$以$Zn(OH)_4^{2-}$存在]。电池放电时，下列叙述错误的是(A)


A.Ⅱ区的$K^+$通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.Ⅰ区的$SO_4^{2-}$通过隔膜向Ⅱ区迁移
C.$MnO_2$电极反应：$MnO_{2}+2e^{-}+4H^{+}\xlongequal{}Mn^{2 + }+2H_{2}O$
D.电池总反应：$Zn + 4OH^{-}+MnO_{2}+4H^{+}\xlongequal{}Zn(OH)_{4}^{2 - }+Mn^{2 + }+2H_{2}O$

答案： 4. A[提示：根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区 Zn 为电池的负极，电极反应为 Zn - 2e⁻ + 4OH⁻ == Zn(OH)₄²⁻，Ⅰ区 MnO₂为电池的正极，电极反应为 MnO₂ + 2e⁻ + 4H⁺ == Mn²⁺ + 2H₂O；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明是阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗 H⁺，生成 Mn²⁺，Ⅱ区的 K⁺向Ⅰ区移动或Ⅰ区的 SO₄²⁻向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗 OH⁻，生成 Zn(OH)₄²⁻，Ⅱ区的 SO₄²⁻向Ⅲ区移动或Ⅲ区的 K⁺向Ⅱ区移动。据此分析答题。A. 根据分析，Ⅱ区的 K⁺只能向Ⅰ区移动，A 错误；B. 根据分析，Ⅰ区的 SO₄²⁻向Ⅱ区移动，B 正确；C. MnO₂电极的电极反应式为 MnO₂ + 2e⁻ + 4H⁺ == Mn²⁺ + 2H₂O，C 正确；D. 电池的总反应为 Zn + 4OH⁻ + MnO₂ + 4H⁺ == Zn(OH)₄²⁻ + Mn²⁺ + 2H₂O，D 正确。] 

5.(2025·黑吉辽)一种基于$Cu_2O$的储氯电池装置如图，放电过程中$a$、$b$极均增重。若将$b$极换成$Ag/AgCl$电极，$b$极仍增重。关于图示装置所示电池，下列说法错误的是(D)


A.放电时$Na^+$向$b$极迁移
B.该电池可用于海水脱盐
C.$a$极反应：${Cu_{2}O + 2H_{2}O + Cl^{-} - 2e^{-} = Cu_{2}(OH)_{3}Cl + H^{+}}$
D.若以$Ag/AgCl$电极代替$a$极，电池将失去储氯能力

答案： 5.D[提示：A.放电时b电极是正极，阳离子向正极移动，所以$\mathrm{Na}^+$向b极迁移，A正确；B.负极消耗氯离子，正极消耗钠离子，所以该电池可用于海水脱盐，B正确；C.a电极是负极，电极反应式为 Cu₂O + 2H₂O + Cl⁻ - 2e⁻ == Cu₂(OH)₃Cl + H⁺，C正确；D.若以$\mathrm{Ag}/\mathrm{AgCl}$电极代替a极，此时$\mathrm{Ag}$失去电子，结合氯离子生成氯化银，所以电池不会失去储氯能力，D错误。答案选D。]

6.(全国乙)Li−O2​电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li−O2​电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e−)和空穴(h+)，驱动阴极反应 ($Li^{+} + e^{-} \xlongequal{} Li$) 和阳极反应 ($Li_{2}O_{2} + 2h^{+} \xlongequal{} 2Li^{+} + O_{2}$) 对电池进行充电。下列叙述错误的是 ( )


A.充电时，电池的总反应$Li_{2}O_{2} \xlongequal{} 2Li + O_{2}$
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时，$Li^+$从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时，正极发生反应$O_{2} + 2Li^{+} + 2e^{-} \xlongequal{} Li_{2}O_{2}$

答案： 6. C[提示:充电时光照光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应(${Li^{+} + e^{-}\xlongequal{}Li^{+}}$)和阳极反应(${Li_{2}O_{2} + 2h^{+}\xlongequal{}2Li^{+} + O_{2}}$),则充电时总反应为${Li_{2}O_{2}\xlongequal{}2Li + O_{2}}$,结合图示,充电时金属${Li}$电极为阴极,光催化电极为阳极,则放电时金属${Li}$电极为负极,光催化电极为正极,据此作答。A.光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,结合阴极反应和阳极反应,充电时电池的总反应为${Li_{2}O_{2}\xlongequal{}2Li + O_{2}}$,A正确;B.充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;C.放电时,金属${Li}$电极为负极,光催化电极为正极,${Li^{+}}$从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;D.放电时总反应为${2Li + O_{2}\xlongequal{}Li_{2}O_{2}}$,正极反应为${O_{2} + 2Li^{+} + 2e^{-}\xlongequal{}Li_{2}O_{2}}$,D正确。]
7. A

7.(2025·江苏)甘油($C_3H_8O_3$)水蒸气重整获得$H_2$过程中的主要反应：
反应Ⅰ　$C_3H_8O_3(g) \rightleftharpoons 3CO(g) + 4H_2(g)$　　$\Delta H ＞ 0$
反应Ⅱ　$CO(g) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO_2(g) + H_2(g)$　　$\Delta H ＜ 0$
反应Ⅲ　$CO_2(g) + 4H_2(g) \rightleftharpoons CH_4(g) + 2H_2O(g)$　　$\Delta H ＜ 0$
$1.0 × 10^5\ Pa$条件下，$1\ mol\ C_3H_8O_3$和$9\ mol\ H_2O$发生上述反应达平衡状态时，体系中$CO$、$H_2$、$CO_2$和$CH_4$的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是(A)


A.$550\ \degree C$时，$H_2O$的平衡转化率为$20\%$
B.$550\ \degree C$反应达平衡状态时，$n(CO_2) : n(CO) = 11 : 25$
C.其他条件不变，在$400 \sim 550\ \degree C$范围，平衡时$H_2O$的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变，加压有利于增大平衡时$H_2$的物质的量

答案： 7.A[提示：升高温度，吸热反应平衡正向移动，放热反应平衡逆向移动，结合反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ、Ⅲ为放热反应可知，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，由$\mathrm{CH_4}$只为反应Ⅲ的生成物可知，随温度升高，$n(\mathrm{CH_4})$减小，故曲线②为$\mathrm{CH_4}$的物质的量随温度的变化；由反应Ⅰ、Ⅱ中$\mathrm{CO}$和$\mathrm{H_2}$的化学计量数及反应Ⅲ平衡逆向移动，导致$n(\mathrm{H_2})$增大可知，$n(\mathrm{H_2})＞n(\mathrm{CO})$，故曲线①③分别为$\mathrm{H_2}$、$\mathrm{CO}$的物质的量随温度的变化，由氢原子守恒可列式：$2n_平(\mathrm{H_2})+4n_平(\mathrm{CH_4})+2n_平(\mathrm{H_2O}) = 8n_始(\mathrm{C_3H_8O_3})+2n_始(\mathrm{H_2O}) = 1\mathrm{mol}×8 + 9\mathrm{mol}×2 =26\mathrm{mol}$，由图可知，$550°\mathrm{C}$时，$n(\mathrm{H_2}) = 5.0\mathrm{mol}$，$n(\mathrm{CH_4}) =0.4\mathrm{mol}$，即$5.0\mathrm{mol}×2 + 0.4\mathrm{mol}×4 + 2n_平(\mathrm{H_2O}) = 26\mathrm{mol}$，解得$n_平(\mathrm{H_2O}) = 7.2\mathrm{mol}$，则$550°\mathrm{C}$时，$\mathrm{H_2O}$的平衡转化率为$\frac{9\mathrm{mol}-7.2\mathrm{mol}}{9\mathrm{mol}}×100\% = 20\%$，A正确；由图可知，$550°\mathrm{C}$时，$n(\mathrm{CO_2}) = 2.2\mathrm{mol}$，$n(\mathrm{CO}) = 0.4\mathrm{mol}$，则$n(\mathrm{CO_2}):n(\mathrm{CO}) =2.2\mathrm{mol}:0.4\mathrm{mol} = 11:2$，B错误；由图可知，$400\sim550°\mathrm{C}$范围内，升高温度，$n_平(\mathrm{H_2})$的增大程度大于$n_平(\mathrm{CH_4})$的减小程度，结合A项中$2n_平(\mathrm{H_2})+4n_平(\mathrm{CH_4})+2n_平(\mathrm{H_2O}) = 26\mathrm{mol}$可知，$400\sim550°\mathrm{C}$范围内升高温度，$n_平(\mathrm{H_2O})$减小，C错误；$\mathrm{H_2}$为反应Ⅰ、Ⅱ的生成物，为反应Ⅲ的反应物，其他条件不变时，加压，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，则平衡时$n(\mathrm{H_2})$减小，D错误。]