考点17 化学反应与能量 原电池-2024年江苏省普通高中化学学业水平合格性考试冲A系列

考点17 化学反应与能量 原电池 【学业要求】 1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.知道吸热反应和放热反应的含义。3.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。4.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。5.通过简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理，认识其能量转化形式。6.认识研制新型电池的重要性。 【考点梳理】 一、放热反应与吸热反应 1．放热反应与吸热反应 (1)放热反应：放出热量的化学反应，如燃烧反应、中和反应、活泼金属与水或酸、铝热反应、氧化钙与水反应等。 (2)吸热反应：吸收热量的化学反应，如高温下煅烧石灰石、碳与二氧化碳、水蒸气等反应、氢氧化钡与氯化铵等。 (1)镁与盐酸反应 实验操作 实验现象 实验结论 产生大量气泡、温度计指示温度升高 镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，该反应放出热量 (2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应 实验操作 实验现象 实验结论 a.有刺激性气味气体产生 b．用手摸烧杯底部有冰凉感觉 c．用手拿起烧杯，玻璃片黏结到烧杯的底部 d．烧杯内反应物成糊状 化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应吸收热量 (1)需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应（如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应）。 (2)化学反应都伴随着物质与能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。 (3)化学反应中能量变化的原因 宏观解释——反应物与生成物的总能量不同。 宏观解释 放热反应示意图 吸热反应示意图 微观角度——反应物断键吸收的能量与生成物成键释放的能量不同。 微观解释 反应物、生成物中化学键的变化关系 能量 变化 断裂旧化学键吸收的总能量＜形成新化学键释放的总能量 放出 能量 断裂旧化学键吸收的总能量 ＞形成新化学键释放的总能量 吸收 能量 二、能源 1.能源的分类 形成条件 利用历史 性质 一次能源 常规能源 可再生资源 水能、风能、生物质能 不可再生资源 煤、石油、天然气等化石能源 新能源 可再生资源 太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气 不可再生资源 核能 二次能源 （一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源） 电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等 2.能源的利用 (1)当前我国使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。 (2)化石燃料需亟待解决的问题： (3)解决燃料燃烧存在问题的研究方向 ①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施； ②防止燃料燃烧造成的环境污染； ③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为清洁燃料； ④开发太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、核能、等清洁、高效的新能源。 三、原电池 1．(1)概念：是将化学能直接转变为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。 (2)原电池的工作原理 原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (3)能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。 2．原电池的构成条件 (1)原电池反应必须是自发的氧化还原反应。 (2)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (3)两电极均插入电解质溶液中。 (4)电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。 【真题演练】 例1．(2023·江苏合格考)下列属于可再生能源的是 A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 太阳能 例2．(2023·江苏合格考)氢是燃料电池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。乙醇–水催化重整制氢的反应有CH3CH2OH(g) + 3H2O(g)2CO2(g)+ 6H2(g)，正反应是吸热反应。下列有关该反应的说法正确的是 A. 反应物的总能量高于生成物的总能量 B. 反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关 C. 断开H–O键放出能量 D. 达到化学平衡时，CH3CH2OH能完全转化为生成物 例3．(2023·江苏合格考)氢是燃料电池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。一种氢氧燃料电池的反应装置如图所示。下列说法正确的是 A. 电极a是