第6章 第4讲 化学反应与能量变化-【考点同步解读】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019）

第六章 化学反应与能量 第四讲化学反应与能量变化 高考要求学业标准·学法指引 一考点分布 一课标解读· 一学法指引 第五章 1.探究化学反应与热能，观“象”（实验现 L.通过实验探究和宏微结合，认 L.化学键的断裂与形成和化学反 象)，探“因”（化学键的断裂和形成），寻 识化学反应能量变化的微观 应中能量变化的关系。（★★） “果”（化学反应伴随着能量变化），悟 本质和宏观表象，认识原电池 2吸热反应和放热反应。（★★★） “图”（反应过程的能量变化示意图），知 的工作原理和应用。 3.原电池。（★★★） “型”（反应类型）。 2.构建依据键能计算化学反应 4.化学电池。（★★★★★） 2.探究化学反应与电能：观“象”（实验现 的能量变化和依据原电池原 5.能量转化在生产、生活中的 象)，探“因”（电子、离子的迁移），寻“果” 理书写化学电池电极反应式 应用。（★★） (化学能转化为电能)，悟“理”（构成条件 的认知模型。 和工作原理)，会“用”（会设计，知应用）。 考点分类考点透析·宾例制析 考点1 化学反应与热能 5年6考+ ,核心总结· 公知识链接 1.化学反应中的变化 对教材P32[实验61]的解读 物质变化：有新物质生成一遵循质量守恒定律 (1)实验前需将钱条打磨 化学反应 吸收能量 中的变化 能量变化 遵循能量守恒定律 光亮，目的是除去镁条表面的 放出能量 MgO,以免MgO和HC】的反 2.化学能与热能转化的实验探究 应千抚Mg和HCI的反应。 (1)教材P32[实验6-1]：Mg与盐酸反应的能量变化 (2)试管内发生化学反应 前后，溶液的温度由20℃升 没度计一月 温度计 高到61℃，这说明镁与盐酸 反应放出热量 实验操作 2 mL 2 mol L" 砂纸打痔光亮 ☆拓展延伸， 看到 有大量气泡冒出 金属与酸反应放出热量 实验 触摸到 试管壁发烫 (1)镁与盘酸反应放出热 现象 温度计 温度升高 量，因稀硫酸与盐酸的化学性 质相似，故镁与稀硫酸反应也 61 考点同步解读〉高中化学必修第二册RJ色 续表 放出热量。 (2)铝、锌、铁的金属活动 实验 原理分析 Mg+2HCI-MgCl,+H2 性与镁相似，镁与盐酸、稀硫酸 结论 能量变化 放出热量 反应放出热量，故铝、锌、铁与 (2)教材P33[实验62]：Ba(OH)2·8H2O晶体与NHC 盐酸，稀硫酸反应也放出热量。 品体反应的能量变化 章难点突破： 对教材P33[实验6-2的解读 第五 实验操作 HO Ba(OH),·8H() [实验6-2]成功的关键是 NH,CI 反应在短时间内充分进行，使 第 体系温度快速降低，玻璃片或 闻到 有刺激性气味的气体生成 实验 木片上的水凝固。因此采取 现象 看到 滴有水的木片和烧杯黏结在一起，混合物呈糊状 了两项加快化学反应的措施： 第七重 触摸到 烧杯壁变凉 (1)将块状Ba(OD·8H,O 实验 原理分析Ba(OHD:·8HO+2NH,d—BaC1+2NH↑+10HO 晶体研细成粉末(NH,CI晶体 第 结论 能量变化 吸收热量 呈粉末状) (2)用玻璃棒快速搅拌混 ⊙考题面(2024·湖北八校联考)下列对于化学反应过程的 合物 理解错误的是( )。 [注意]该反应放出NH A.化学变化过程中同时存在物质和能量的变化 其对环境有一定的污染，应注 B.能量变化一定发生在化学变化中 意对NH的处理。 C.化学反应既遵循质量守恒定律又遵循能量守恒定律 D.能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础 误区防错： 解析化学变化过程中往往伴随着能量的变化，但有能量变 水蒸气液化 水蒸气液化时向环境释 化的不一定是化学变化，如灯泡通电发光放热是物理变化，B错误。 放热量，但该变化不能称为放 答案B 热反应，因为吸热反应和放热 ⊙变式11(2024·湖北武汉中学月考)下列对化学反应的 反应均指化学反应，水蒸气液 认识错误的是( )。 化是放热过程，但没有发生化 A.会引起化学键的变化 B.会产生新的物质 学变化，所以不是放热反应。 C.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随着能量的变化 考点2 放热反应和吸热反应 5年8考 ·核心总结。 误区防错 放热反应 吸热反应 关于放热反应和吸热 含义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 反应的注意事项 形成 反应物的总能量大于生成物反应物的总能量小于生成物 (1)化学反应的本质是旧 原因 的总能量 的总能量 化学键的断裂和新化学键的 62 /第六章)化学反应与院量]/ 续表 形成，任何化学反应都具有热 效应。 放热反应 吸热反应 (2)反应条件和该反应的 g 反应尚 生成物 能量变化之间没有必然联系。 反应过 放出 ①常见的放热反应往往 吸 程图示 热型 也需要加热。例如，氨气和氧 生成物 反应物 气的混合气体在常温下储存 反应过程 反应过程 很久也不反应，但在点燃条件 ①大多数化合反应： 下，反应瞬间就能完成。点燃 第 ②所有的燃烧反应及缓慢氧 ①大多数分解反应，如NHC 并没有提供太多的能量，但为 化反应： △NH,↑+HCI↑： 反应的发生提供了必要条件。 ③酸碱中和反应： ②少数化合反应，如C+CO 常见反 ②吸热反应也可以自发进 ④活泼金属与酸或HO的反 应举例 高逊2C0: 应，如Mg十2H一Mg+ 行。例知，B(OH)·8HO ③B(OHD2·8HO+2NHC H2个： 固体和NHCI固体之间的反 一BC2+2NH↑+10HO: ⑤少数分解反应，如2HO 应，将两种固体混合后加水溶 M402H,0+0:↑ ④C+H.O(g)高温CO十H 解，用玻璃棒搅拌，反应即可 发生 ⊙考题2(2024·湖南九校联盟联考)下列反应的能量变化 规律与图示相符的是( 办难点突破… 放热反应和吸热反应 必须是化学反应 生成物 放热反应和吸热反应必 反应物 0 反应过程 须是化学反应，化学反应过程 ①氯化铵分解 ②镁条与稀盐酸反应 ③盐酸与碳酸氢钠 中，既有旧化学键的断裂，又 固体反应④氢氧化钡与氯化铵反应⑤氢气在氯气中燃烧 有新化学键的形成。有些物 质在变化过程中虽然有热量 ⑥硫酸和氢氧化钡溶液反应 变化，但并不是放热反应或吸 A.①②⑤ B.①③④ C.③④⑤ D.②①⑥ 热反应。例如，NaOH固体溶 解湿①氯化铵分解为吸热反应，符合题意；②镁条与稀盐酸 于水时放出热量，NHN()固 发生放热反应，不符合题意；③盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反 体溶于水时吸收热量，上述过 应，符合题意；④氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应，符合题 程只有旧化学键的断裂，没有 意；⑤氢气在氯气中燃烧，发生放热反应，不符合题意；⑥硫酸和 新化学键的形成，因此不是化 氢氧化钡溶液的反应为放热反应，不符合题意。B正确。 学反应，也就不属于放热反应 答秦B 或吸热反应 ⊙变式2国(2024·四川岳池一中月考)下列反应既是氧化 归钠总结… 还原反应，又是吸热反应的是()。 逆向反应的放热和吸热 A.Ba(OH)2·8H2O+2NHC1-BaCI2+2NH3◆+ 若某反应为吸热反应，则 10H20 该反应的逆向反应为放热反 63 考点同步解读〉高中化学必修第二册R色 B.Mg+2HCI=MgC2+H2↑ 应。如HO分解生成H和 C.HCl+NaOH—NaCI+H2O O2为吸热反应，H2与O2化 D.C+CO2 商温2C0 合生成H2O为放热反应。 考点3 化学键与化学反应中能量变化的关系 5年5考M ·核心总结 然知识链接… 1.化学键与能量变化的关系 化学反应的实质 化学反应是放出能量还是吸收能量，取决于反应物中化学 (1)从原子与分子之间关 第五堂 键断裂时所吸收的总能量和生成物中化学键形成时所放出的 系的角度来看，化学反应过程 总能量的相对大小。 是反应物分子分裂成原子，原 第六童 吸收能量E 子又重新结合成生成物分子 反应物用化学健斯裂生成物 新化学键形成 的过程。 第七重 放出能量 (2)从化学键的角度来 若E>E,则反应吸收能量，吸收的能量为△E=E一E: 看，化学反应的过程就是反应 若E<E,则反应放出能量，放出的能量为△E一E一E。 第 物分子中旧化学键断裂和生 2.化学反应中能量变化的计算 成物分子中新化学键形成的 (1)过程分析 过程。化学键是与能量联系 利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能 在一起的，当物质发生化学变 量变化。 化时，旧键断裂要吸收能量， 以反应H,十C。点整2HCI为例： 新键形成要放出能量 梳断裂，国 (3)从能量变化的角度桌 吸收 自© ① 436kJ·mol 看，化学反应过程是热能、电 能量 @O键裂，@ 能或光能等转化为物质内部 吸收 成 的能量（化学能）被“储存”起 213kJ·nol1 @ 来的过程，或者说“储存”在物 能量 放出 放山！ 质内部的能量（化学能）转化 431kJ·mol 431kJ·mol 能量 能生 为热能、电能或光能等被释放 出来的过程 断裂化学键吸收的能量 形成化学键放出的能量 H Cle HCI 1mol化学键 436kJ 243kJ 431kJ 误区防错： 共吸收436k+243=679kJ 共放出862kJ 应用公式计算化学反应中的 H+C,点整2HG 679kJ-862kJ=一183kJ,即反应放出183kJ能量 能量变化时的注意事项 化学反应中的能量变化 (2)计算公式 的计算公式有： 利用化学键的能量变化计算化学反应中的能量变化： (1)△Q=生成物能量之 △Q0,为放热反应 △Q=Q吸-Q: 和一反应物能量之和。 △Q>0,为吸热反应 (2)△Q=反应物键能总 64 /第六章)化学反应与院量/ ⊙考题3(2024·山东泰安一中期中)根据如图所示的N(g) 和一生成物键能总和」 和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法 应用公式(2)，即利用键能 错误的是( 进行计算时需注意以下三点： N. 吸妆能是946k1mOl二 ①要注意物质的组成情 N 00 放出能量 2x632kJ·mol NO 况，即注意共价化合物中共价 吸救能量498k:m0二O○ +000○ 键的数目，例如1 mol H.O中 含有2molH-O键和1mol A.N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应 0-0键。 B.2molO原子生成1molO2(g)时放出498kJ能量 ②计算时要注意化学计 C.断裂2 mol NO(g)分子中的化学键需要吸收1264kJ能量 量数与共价健总数的关系，不 D.由N2和O生成2molN(g)和2molO(g)吸收的总能量 能都按1mol计算，要根据配 为1444k 平的化学方程式计算反应物或 解析由题图可知，N(g)十O2(g)一一2NO(g)反应中，断键吸 生成物的总键能。例如H(g) 收总能量-成键放出总能量=946kJ·mol1+498kJ·mol1一2 +号0(g)点0(g中，安 ×632kJ·mol1=十180kJ·mol1>0,则该反应是吸热反应， 注意0前的化学计量教为2 A错误；原子结合形成分子的过程是形成化学键的过程，该过程 ③断裂1molH一H键吸 放热，2olO原子结合生成O2(g)时放出498kJ能量，B正确： 收的能量与形成1molH一H 由题图知，形成2olNO(g)放出2X632kJ能量，所以断裂 键放出的能量大小相同。 2 mol NO(g)中的化学键需要吸收1264kJ能量，C正确：由题图 可知，1molN2(g)断键生成2molN(g)及1molO2(g)断键生成 归纳总结 2molO(g)吸收的总能量为946kJ+498kJ=1444kJ,D正确。 物质的稳定性与能量的关系 答案A 物质本身所具有的能量越 ⊙变式3SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存 高，该物质越不稳定：物质本身 在SF键。在反应S(s)+3F2(g)一SF6(g)中每生成1mol 所具有的能量越低，该物质越 SFs(g)释放出1220kJ能量，1molS(s)转化为气态硫原子吸收 稳定。即能量越低越稳定」 能量280kJ,断裂1molF一F键需吸收的能量为160kJ,则断裂 1molS—F键需吸收的能量为( A.500 kJ B.450 kJ C.430 kJ D.330 kJ 考点4 吸热反应和放热反应的判断方法 5年15考 ·核心总结 误区防错， 1.根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断一一反 理解吸热、放热反应的 应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为 注意事项 吸热反应。 (1)有热量放出的变化过 2.根据化学键断裂和形成时能量变化的大小关系判 程未必是放热反应，放热反应 断 破坏反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中 和吸热反应必须是化学变化。 65 考点同步解读〉高中化学必修第二册RJ色 (2)反应条件与热量变化 化学键放出的总能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。 没有必然的联系，即需要，点燃 3.根据经验规律判断—用常见的吸热和放热的反应类 或加热的反应不一定是吸热 型来判断。 反应。 4.根据生成物和反应物的相对稳定性判断一由稳定的 [注意]在化学变化过程 物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。 中，必然有新物质的生成和化 5.根据反应条件判断需要持续加热才能进行的反应 学键的变化，也必然伴随者能 般是吸热反应，反之，一般为放热反应。 量的变化。但有能量变化的 第五量 6.根据反应方向判断一一如果某反应为放热（或吸热）反 过程不一定发生化学反应。 应，则该反应的逆向反应为吸热（或放热）反应。 新六童 ©考题4(2024·湖南衡阳一中月考)反应A十B→C(放 热)分两步进行：①A十B→X(吸热)，②X→C(放热)。下列 奇难点突被… 第七重 示意图中能正确表示总反应过程中能量变化的是( 能量变化曲线 州 放热反应、吸热反应的能 量变化曲线的显著特征分别 +BX 是反应物的总能量大于生成 物的总能量、反应物的总能量 反应过程O 应过程O 反应过程O 反应过程 B D 小于生成物的总能量。实际 解析反应A十B→C(放热)分两步进行：①A十B→X 上，大多数放热反应和吸热反 应通常都要经历一个能量较 (吸热)，②X→C(放热)。由此可以看出，A十B一→C是放热 高的过渡态，都包括吸收热量 反应，A和B的能量之和大于C的能量，A十B→X是吸热反 和放出热量两个过程，其能量 应，X一C是放热反应，故X的能量大于A和B的能量之和，且 变化如图所示。 X的能量大于C的能量，A项中图示符合题目要求。 反 答素A 物 ©变式41(2024·湖南师大附中月考)某反应通过两步完 成，能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( ）。 生成物 反应过程 放热反应 生成的 吸收热量 反应进程 反应物 A.两步反应均为吸热反应 反应过程 吸热反应 B.AC放出的能量为E一E C.B→C反应中形成化学键释放的能量大于断裂化学键吸收 的能量 D.A→B的反应一定需要加热 66 /第六章)化学反应与院量/ 考点5人类对能源的利用及能源现状 5年8考 ·核心总结 目归纳总结… 1.人类对化学反应中热能的利用 —燃烧 化学变化、能量变化和氢能 发观 始于火的发现 (1)研究物质的化学变化 早期 以树枝、杂草为要能源 与能量变化关系的意义 化学物质中的化学能通 现代 以煤，石油和大然气为十要能源 过化学反应转化成热能，是人 2.利用最多的化石燃料面临的两个亟待解决的问题 类生存和发展的动力之源：而 第 (1)能源短缺问题日益突出。 热能转化为化学能又是人们 (2)燃烧排放的粉尘、SO2、NO、CO等造成了大气污染。 进行化学科研、创造新物质不 可或缺的条件和途径。 3.节能减排，寻找清洁的新能源 (2)氢气是理想的“绿色 (1)节能：主要是充分有效地利用能源。如在燃料利用的 能源” 过程中，节能的主要环节有两个：一是燃料燃烧阶段，提高燃料 ①热值高：氯气完全燃烧 的燃烧效率：二是能量利用阶段，提高能源利用率。 放出的热量约为等质量汽油 (2)理想的新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污 完全燃烧放出的热量的3倍。 染的特点，如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 ②原料丰高：制备H的 原料是水，资源不受限制。 ⊙考题5氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、 ③产物无污粜：H燃烧 储存和应用三个环节。与汽油相比，氢气作为燃料的优点是 的产物是水，不会污染环境， (至少答出两点)。 是理想的清洁燃料 利用太阳能直接分解水制氢气，是最具有吸引力的制氢气途径， 其能量转化形式为 公知识链接 解从来源、燃烧热值、对环境的影响、可否再生等方面谈 能源的分类 氢气（相比于汽油）的优，点。太阳能直接分解水制氢气的能量转 可再生 化形式是将太阳能转化为化学能。 贵源 水能、风能 答案污染小、可再生、来源广，燃烧热值高（任写其中两点）： 能 不可再 煤、石油、天然 生资源 气等化石能源 太阳能转化为化学能 太阳能、风能、 解题通法能量转化遵循能量守恒定律；能量转化时不可能是 能 可再生地热能、潮沙 单一形式的能量转化，在考虑转化效应时要注意能量损耗。 资源 能、氢能、沼 能 气、生物质能 ⊙变武5下列关于能量转化的认识，不正确的是( 不可再 生资源 核能 A.电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能 电能（水电、火电、核电）、 B.厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能 二次 C.煤燃烧时，化学能主要转化为热能 能源 蒸汽、工业余热、酒精、汽 油，焦炭等 D.葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能 67 考点同步解读〉高中化学必修第二册RJ色 考点6 火力发电的原理 5年8考 ·核心总结 松知识链接 1.火力发电的原理 火力发电和燃烧 通过燃烧化石燃料，使化学能转化为热能，加热水使之汽 (1)火力发电是化学能与 化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。 电能之间的间接转化，转化的 中间能量形式是热能和机械 2.能量转化过程 能。因此，火力发电的能量转 第五量 化学能馨料感桃，热能燕款轮机机械能发电机，电能 化率比较低。由于能源结构 3.火力发电的弊端 的客观存在和技术水平、生产 条件等的限制，在目前乃至将 第六童 (1)化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成 来较长时期内，火力发电仍然 能源的浪费。 是产生电力的主要方式 第七重 (2)在火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低， (2)燃烧（氧化还原反应） 能量损失大。 是化学能转化为电能的关键。 第 (3)化石燃料燃烧会产生大量的有害物质（如S)2、CO 氧化还原反应的本质是氧化 剂与还原荆之间发生电子转 NO、粉尘等)，污染环境。 移的过程，同时伴随着体系能 ⊙考题6下列叙述不正确的是( )。 量的变化。原电池能使物质 的化学能通过氧化还原反应 A.燃烧煤炭供热会导致大气中C)2含量增加 直接转化为电能。 B.在火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间 接转化为电能 C.火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D.在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原 反应发生的过程，同时伴随着能量的变化 ®辨析比较 解析煤炭燃烧排放大量的C)2,A正确：火力发电的能量转 一次能源和二次能源 化过程为化学能指烧然：热能燕轮么机被能发电么电能，C错 (1)一次能源：直接从自 然界中获得的能源。如风能、 误，B、D正确。 太阳能、潮汐能、原煤、石油、 答案C 天然气等。 ⊙变式61下列有关火力发电的叙述，正确的是()。 (2)二次能源：一次能源 经过加工，转化得到的能源。 A.火力发电的能量转化形式为化学能直接转化为电能 如电能、蒸汽等。 B.火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源 C.火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 D.火力发电过程中的能量转化，热能转化为机械能是关键 68 /第六章)化学反应与院量/ 考点7 原电池 5年28考* ·核心总结· 松知识链接 1.定义：将化学能转化为电能的装置叫原电池。 原电池工作原理的实验探究 2.原电池工作原理的实验探究 (1)实脸中所用的酸是稀 (1)实验操作：如图所示，将锌片和铜片用 硫酸，也可以用稀盐酸。 导线连接起来（导线中间接入一个电流表），平 (2)实验中所用电极的表 行插人盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象 面积要大，并且要洁净。如果锌 (2)实验现象：铜片表面有气泡产生，锌片 SO.so.H 片和铜片上有杂质，会形成许多 第 不断溶解，电流表的指针发生偏转。 微小原电池，现象就会不明显 (3)实验结论：导线中有电流通过。 (3)实验前最好用酸将锌 (4)工作原理分析（如图所示）。 片和铜片洗几遍，然后用水冲 电子沿导线传遥，有电流产生 洗干净 A 章难点突限 氢化反应) 负极四 Cu正 还原反应 原电池中闭合电路的形成 Zn-2c 2H+2e =H. 不 阳1 在该实验装置中，外电路 断 离 向 电子由锌电极经导线流向铜 解 电解质溶液 电极，内电路电解质溶液中的 锌和铜的活动性不同，锌更容易失去电子，被氧化为Z 阳离子Zn+、H时流向铜电 而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H从 极，阴离子SO,OH流向锌 铜片处获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片 电极，这样就形成了如下图所 表面逸出，原电池的总反应式为Zn+2H一Z2++H2个。 示的闭合回路 3.原电池的构成条件 (1)两种活动性不同的金属（或一种金属与一种非金属导 体)作电极。 Zn-H' 片 (2)有电解质溶液。 SO:OH (3)形成闭合回路。 [注意]电子不下水，离子 (4)自发的氧化还原反应。 不上岸。 ⊙考题7某科学探究小组为探究原电池的工作原理，设计 ②方法点拔 了如图所示的装置。下列叙述错误的是()。 形成闭合回路的方式 形成闭合回路的方式有 多种，可以用导线连接两个电 极构成闭合回路，也可以让两 Cu S0. 个电极相接触构成闭合回路， 如图所示。 A.a和b不连接时，该装置不能形成原电池，但铁片表面有 红色的铜析出 B.无论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe 甘齿计 生成 稀H,SO,稀HSO,HSO 69 考点同步解读〉高中化学必修第二册J色 C.a和b用导线连接时，铜片为负极 误区防错 D.a和b用导线连接时，溶液中的Cu+向Cu电极移动 原电池的组成—两极 解析 一液一线一反应 不连接时（未构成原电池） 连拉时（构成原电池） (1)两极—有两个活动 6 b 性不同的电极（金属与金属或 金属与能导电的非金属，燃料 正极：Cu2 负极：Fe一 2c= Cu 2e 电池除外)： Cu =Fc2+ (2)一液—有电解质溶 第五 Fe与CuSO,浓液直接反应： C知向Cu电极移动 液（或熔融电解质）： Fe+C:'=Fe+Cu,铁 (3)一线—形成闭合回路： 片表面有红色的铜析出 (4)一反应一一有自发进 鑫 由图示分析可知，C项错误，符合题意。 行的氧化还原反应。 答系C 四个条件必须同时具备， 第七重 解题通法正确理解并熟记原电池的工作原理是解题的基础 缺一不可。 (1)电极名称规定：通常活泼金属作负极，相对不活泼的金属 第 E归纳总结， 或非金属作正极。 原电池知识归纳 (2)在外电路中，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 知识要点 实例 (3)电极反应式：负极，还原剂一e—氧化产物：正极上得 ①两种活动 电子发生还原反应的物质可能是溶液中的阳离子，也可能是电解 性不同的金 质溶液中溶解的O2,而正极本身不损耗。 属（或一种金 属与一种非 ⊙变式7①(2024·湖南衡阳八中高一期中)下列关于如图 金属导体)作 构 所示原电池装置的叙述，正确的是( 电极： A.电子的流动方向：Zn→稀硫酸→Cu 释有电解质 CuSO.溶液 2e Zn 溶液： B.Zn表面发生的是还原反应，Cu表面发生的是 ③形成闭合Zn+CuSO, 回路： Cu+ZnSO 氧化反应 ①自发的氧 C.SO移向Cu电极，Cu电极上有氢气产生 化还原反应 稀硫酸 负极：活动性 D.该装置将化学能转化为电能 相对较强的 ⊙考题72下列装置中能构成原电池的是( 电 材料 Zm—负校 正极：洁动性 C1一正极 成 相对较弱的 材料 外电路：电子 外电路：电子 稀硫酸 CSO落液 稀硫酸 酷貌溶液 电 由负极流向 由Zn极经导线 ① ③ ④ 正极，与电流 流 流向Cu极 方向相反 向 内电路：9)、 内电路：阴离 OH移向乙n极 流 子移向负极， 阳离子移向正 (负极)：C中， 向 极，电流由负 、H移向 稀硫酸 燕波溶液 稀硫酸 稀硫酸 极流向正极 Cu极（正极） ⑤ @ 70考点同步解读〉高中化学必修笃二海J台 2OH一Si0片十H.O。(2)①B中CaC(),与浓盐酸 为热能。] 反应产生CO,说明浓盐酸具有酸性：HNO,酸化的 [变式61]C[火力发电过程是化学能→热能·机械 AgO溶液中产生的白色沉淀为AgC,A(CI是由 能·电能，是化学能间接转化为电能，A错误：煤炭为不 HCI与AgN(),发生复分解反应产生的，证明盐酸具 可再生能源，B错误：在燃煤过程中，会产生大量(C),和 有挥发性，故合理选项是A、D。②因为盐酸具有挥发 S),可导致温室效应及酸雨，C正确：火力发电过程中， 性，所以C装置的作用是将C),气体中的杂质HC气体 燃烧是关键，D错误。] 除去，可以使用的试剂为饱和NHCO,溶液。③二氧化 [变式7-1]D[原电池工作时，电子从负极流出，沿导 碳能与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，D中反应的化学方程 线流人正极，则电子的流动方向：Z→导线→C,A错 式是NaS)+C)+H()一HSi)￥+NCO.] 误：Zn为负极，Zn失去电子生成Zn+,发生氧化反应， 第六章化学反应与能量 Cu为正极，电解质溶液中的H得到电子生成H,发生 第四讲化学反应与能量变化 还原反应，B错误：原电池工作时，阴离子向负极移动，则 【变式训练】 SO移向Zn电极，C错误：该装置属于原电池，将化学 [变式1-1]C[化学反应必然会引起化学键的变化， 能转化为电能，D正确] A正确：化学反应有新物质生成并伴随着能量的变化， [变式7-2]B[A项，该装置中两电极均是铜电极，且 BD正确：化学反应不一定引起物质状态的变化，C错误。 铜不与稀硫酸反应，不能构成原电池，电流计指针不会 [变式2-1门D[A项反应为吸热反应，反应中元素化 发生偏转，不符合题意；B项，该装置符合原电池的构成 合价没有发生变化，不属于氧化还原反应，不符合题意： 条件，电流计指针可以发生偏转，符合题意：C项，铜、锌 B项反应中Mg和H元素的化合价发生了变化，为氧化 均不与硫酸锌溶液发生反应，不能构成原电池，电流计 还原反应，但该反应为放热反应，不符合题意：C项反应 指针不会发生偏转，不符合题意：D项，乙醇是非电解质 为酸碱中和反应，属于放热反应，且不是氧化还原反应， 且不能与铜、锌发生氧化还原反应，不能构成原电池，电 不符合题意：D项反应为吸热反应，且反应前后C元素 流计指针不会发生偏转，不符合题意] 的化合价发生了变化，为氧化还原反应，符合题意。] [变式8-1]A[②中的氧化还原反应发生在金属铝和 [变式31]D[由题述反应可知，每生成1 mol SF%(g) 氢氧化钠溶液之间，失去电子的是金属铝，为负极，③中 释放出1220kJ的能量，说明生成1 mol SF(g)的反应 金属铁在常温下遇浓硝酸发生纯化，铁不作负极，A错 中生成物形成化学键释放的能量比反应物断裂化学键 误，Mg比AI活泼，①中Al作正极，H在正极上得到电 吸收的能量多1220kJ,设断裂1olS一F键需吸收的 子发生还原反应：2H十2e一H↑，B正确：②中Mg 能量为xkJ,则有6.xkJ-1220k=280k+3× 作正极，发生还原反应.电极反应式为2HO十2一 160kJ,解得x=330,故选D。 2OH十H◆，C正确：铁、铜、氯化钠溶液构成的原电池 [变式+]C[根据题图中信息可知，能量由高到低 中，金属铁为负极，金属铜为正极，正极上是氧气得电子 的顺序为B>A>C,则A→B是吸热反应，B→C是放热 的过程，电极反应式为O2+2HO+4e一4OH, 反应，A错误：根据题图中信息可知，E一Ea十E十E= D正确] E,所以A→C放出的能量为E=E一E十E一E, [变式91]A[一般来说.原电池中金属活动性：负极 B错误：B→C是放热反应，形成化学键释放的能量大于 材料>正极材料。①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫 断裂化学键吸收的能量，C正确：A→B是吸热反应，吸热 酸中，A极为负极，则金属活动性：AB:②C,D用导线相 反应不一定需要加热，如氯化铵品体和B(OH):·8H(O 连后，同时浸入稀硫酸中，电流由C极经导线流向D极 品体的反应不需要加热，因此A→B的反应不一定需要 则C是正极，D是负极，金属活动性：D>C:③A,C用导 加热，D错误。] 线相连后，同时浸入CuSO,溶液中，C极质量增加，侧 [变式51]D[葡萄糖在人体内氧化时，化学能转化 C极上发生还原反应，C是正极，A是负极，金属活动性 10 儿参考答案与提示)7 A>C:④B,D用导线相连后，同时浸入CuS),溶液中， [(I)由题图中的电子流向可知，a极为负极，通入H,b C移向D极被还原，则D是正极，B是负极，金属活动 极为正极，通人O2。电解质溶液为酸性溶液，负极反应 性：B>D。通过以上分析知，金属话动性顺序为A>B> 式为2H-4e一一4H(或H-2e一2H),正极 D>C.] 反应式为O+4e+4H一2H,O。(2)由得失电子守 [变式92]A[由电池总反应可知，Cu失电子生成 恒可知，该电池生成1 mol H.O时，外电路中转移电子 C,Cu为负极，Ag得电子生成Ag,则电解质溶液中 的物质的量为2mol。(3)若电解质溶液改用NaOH溶 含有Ag。B项，Cu应为负极，Ag应为正极，且电解质 液，则负极反应式为2H2一4e+4OH一4HO(或 溶液中应有Ag,错误：C项，电解质溶液中应有Ag, H-2e十20H一一2HO),正极反应式为O十4e 错误；D项，若Fe为负极，Cu为正极，电解质溶液为 +2H0—40H。] AgNO,溶液，则负极上Fe失电子生成Fe+,正极上 【阶段考过关练】 Ag得电子生成Ag,错误。] 1.A[清洗铁锅后及时擦干，没有电解质溶液，无法形 [变式10-1]C[电池工作时，电子由负极(Z)经导线 成原电池，可以减缓铁锅生锈，A正确：NaC1性质稳 流向正极（石墨），C项错误。] 定，受热不易分解，在烹煮食物的后期加人食盐，目的 [变式102]B[铅酸蓄电池放电时，该装置是原电 是防止食盐中的KO受热分解，B错误：将白糖（主 池，负极上失去电子，发生氧化反应，该装置中P%失去 要成分是莲糖)熬制成焦糖汁，是蔗糖经过复杂的分 电子，发生氧化反应，所以P是负极，A错误：负极上Pb 解、脱水等过程得到的，蔗糖没有炭化，C错误：制作面 失去电子后和硫酸根离子反应生成硫酸铅，即P% 点时加入食用纯碱，是利用NCO中和发酵过程产 S)-2e—PhS),B正确：1molP%和1 mol PbO为 生的酸，D错误。] 反应转移2ol电子，消耗2molH2SO,,C错误：放电时 2.A[A项，反应物总能量低于生成物总能量，为吸热 两电极质量均增加，正极的电极反应式为P6O,十SO 反应，符合题意：B项，反应物总能量高于生成物总能 +2e+4H+PbS),+2HO,每转移1mol电子，电 量，为放热反应，不符合题意：C项，浓硫酸稀释过程中 极质量增加32g,D错误。] 放出大量热，且属于物理变化，故不是吸热反应，不符 [变式10-3](1)负极。(2)电极a。(3)0为十4e十 合题意：D项，活泼金属与酸的反应属于放热反应，不 2HO—4OH。(4)NaClO+2NH—NaC1+ 符合题意.] HO+N2H。 3.B「①构成原电池的某一极电极材料可以是非金属， [(1)电极处发生的反应为NH转化为N和H:O, 如石墨，错误：②原电池是将化学能转化为电能的装 N元素的化合价由一3价升高为0价，失电子发生氧化 置，正确：③在原电池中，电子从负极流出，流入正极， 反应，电极a为负极。(2)原电池中，电解质溶液中的阴 正极上发生得电子的还原反应，正确：④在原电池中 离子向负极移动，所以溶液中OH向电极a移动。(3)电 电流从正极流向负极，错误，⑤在原电池中，电解质溶 极b处氧气得电子发生还原反应，碱性电解质溶液中生 液或熔融电解质中的阳离子向正极移动，错误。 成氢氧根离子，根据得失电子守恒，电极反应式为O,十 4.C[若铬比铁活泼，则负极为铬，铬失电子发生氧化 4e+2H,O一4OH。(4)NH与NCO反应生成 反应，正极为铁，H得电子发生还原反应（电极反应 NC1、NH和HO,结合得失电子守恒和原子守恒，得出 式为2H++2e一H·).电子由铬电极经外电路 化学方程式为2NH+NaCIO-H+NaC+HO.] 流向铁电极，A错误，C正确：若铁比铬活泼，则负极为 [变式11-1J(1)a:2H-4e4H(或H-2e 铁，铁失电子发生氧化反应，正极为铬，H得电子发 2H):0+4e+4H—2H0。(2)2mol. 生还原反应，溶液中的S)向负极（铁电极）移动， (3)2H2-4e+40H-4H(X H.-2e+20H B错误；若铁电极附近溶液的pH增大，则发生反应 2HO):O2十4e+2H04OH。 2H+2e一H个，铁为正极，铬为负极，铬比铁活 11 考点同步解读〉高中化学必修鲸二海RJ色 泼，D错误。] 置乙中正极反应式为2H十+2e一H↑，装置丙中 5.(1)C。(2)①Cu:Fe(SO)1(或FCL)。②Fe+ 正极反应式为Cu++2e一Cu,Zn片减少的质量 e-Fe+.③32g。 相等时，两个原电池中电子转移数目相同，生成的氢 [(1)原电池构成的条件之一是有能自发进行的氧化 气和铜单质的物质的量之比为1：1，质量之比为 还原反应，A项为非氧化还原反应，不能设计成原电 (1×2)(1×64)=1:32,D正确.] 池：B项离子方程式中电荷不守恒：C项为氧化还原反 4.D[锌的活动性比铜强，锌作负极，铜作正极，该电池 应，且在常温下就能自发进行，可以设计成原电池，符 中电流从铜片流出，经导线流向锌片，A正确：锌为活 合题意；D项为非氧化还原反应，不能设计成原电池。 泼金属，石墨为非金属，锌锰干电池中锌皮作负极， (2)①反应Cu十2Fe+一2Fe++Cu*中，Cu元素化 B正确：铅酸蓄电池中P马作负极，PO作正极，总反 合价升高，发生氧化反应，Cu作负极：正极上，F+得 应为PbO+2HSO,+Pb一2PhS0.+2HO,消耗 电子生成F+,电解质溶液需要提供Fe,故该电池 了硫酸，放电过程中硫酸溶液的浓度减小，C正确：氢 的负极材料是Cu,电解质溶液是Fe(S))4溶液或 氧燃料电池中氢气在负极发生反应，氧气在正极发生 FC溶液。③根据反应Cu十2Fe+一2Fe+Cu 反应，由题图可知电解质溶液中存在H,正极的电极 可知，Cu~2e,所以若导线上转移的电子为1mol,则 反应式为O2十4e十4H—2H2O,D错误.] 清耗的金属铜的质量为×61g·m=32g,] 5.(1)①O2+2HO+4e一4OH。②负极：减弱 ③1.6Nx。(2)①Zn。②还原：Zn十20H-2e一 【等级考提能练】 Zn(OH)。③正。 1D[将松木削薄为纸片状，可以增大接触面积，有助 [(1)①由题图中电子的移动方向可知b极为正极，燃 于发火和燃烧，A正确：“发烛”发火和燃烧利用了物 料电池中氧气在正极上得电子，则碱性环境下b极的 质的可燃性，B正确；“发烛”发火和燃烧伴随着化学能 电极反应式为O,十2HO十4e一4OH。②“燃 转化为光能和热能，C正确：硫磺是“发烛”发火和燃烧 料”是甲烷(CH),甲烷在负极失电子，电池总反应为 的反应物，D错误] CH+202十2OH—CO房+3HO,由总反应可知 2.C[在锂空气电池中，金属锂作负极，锂失去电子发 氢氧根离子浓度减小，电解液碱性减弱。③由②中总 生氧化反应变成了L扩，L计通过周体电解质膜向水溶 反应可知1mol甲烷反应时转移8mol电子，若消耗 液处移动，A,B正确：正极上空气中的氧气得到电子 标准状况下的甲烷4.48L,即消耗0.2mol甲烷时，转 后与水结合形成氢氧根离子，电极反应式为(O十4e 移电子数为1,6N。(2)高铁电池放电时为原电池， +2HO一4OH,C错误：负极的电极反应式为 负极发生氧化反应，正极发生还原反应。总反应式诚 1i一e一l.计，正极的电极反应式为O十4e十 去正极反应式得负极反应式，正极生成(OH,故正极 2H0一4)H-,电池总反应式为41i+)+2H0 附近溶液碱性增强] 一4LiOH,D正确。] 6.(1)①862。②放热。(2)①吸热：放热：吸热。 3.B[装置乙中Zn为负极，Cu为正极，电子从负极Zn ②小于 片流出经过导线流向正极Cu片，A正确：装置丙中Z如 [(1)D根据题图1中H2十C一2HC的反应过程 片为负极，发生反应Zn一2e一Zm,失电子.质量 可以看出形成2 mol H-C1键共放出2×431kJ= 诚小，而C:片为正极，铜离子在该电极上得电子，电 862kJ能量。②根据题中表格数据可看出，断裂反应 极质量增加，B错误：若将装置甲中的Zn,Cu下端接 物中化学键共吸收679k灯能量，形成生成物中化学键 触，形成原电池，金属铜作正极，正极上H得电子生 共放出862kJ能量，说明反应物断键吸收的能量小于生 成氢气，即Cu片上能看到气泡产生，C正确：装置乙 成物成键所放出的能量，即该反应为放热反应。(2)①根 与装置丙中的负极反应式均为Zn一2e一Zm+,装 据题图2中能量变化过程可知，(a)S0+2C温s+ 12 儿参考答案与提示)7 2CO↑中，反应物的总能量低于生成物的总能量， 作负极：氧化银中银元素的化合价降低，氧化银作正 (a)为吸热反应：(b)S十3HC商温sHC+H中，反 极，得到电子并生成Ag,根据电荷守恒可知，还应有阴 应物的总能量高于生成物的总能量，(b)为放热反应： 离子生成。由于电解质溶液为KOH,则生成的阴离子 为OH,反应中还有H。参与反应，因此正极反应式 (oSHC,+H,商温si+3HC中，反应物的总能量低 AgO+2e+H0-2Ag+20H 于生成物的总能量，(c)为吸热反应。②因为反应(b) 第五讲化学反应的速率与限度 为放热反应，所以断裂反应物中的化学键所吸收的能 量小于形成生成物中化学键所放出的能量。] 【变式训练】 [变式1-]C[由题意可知，H的物质的量在2min内 【竞赛考拔高练】 1.(1)吸热：Ba(OH)2·8HO十2 NH CI-BaC十 减少了12mol,容器的容积为10L,所以(H)=之=兴 N VA 2NH↑+10HO,(2)放热：CaO+HO—COH)2 12 mol =0.6mol·1.1·min1,又因为(H)t (合理即可)。(3)长颈漏斗：能：H十OH一HO. -10 1.X2 min (NH)=3:2,所以(NH)=0.4ol·L.1·min1,C项 [(1)根据气体热胀冷缩的性质可以判新：甲处液面上 升，乙处液面下降，则瓶内气体温度降低，该反应是吸 正确] [变式2-1门C[同一化学反应中，同一时间段内，各物质 热反应，室温下Ba(OH)2·8H:O与NHC1发生复 的化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计 分解反应生成BC,NH和HO,反应的化学方程式 量数之比，将不同物质表示的反应速率均转化为同一物质、 为Ba(OHD2·8HO+2NHCI一BaC+2NH↑+ 同一单位进行比较。A中(HO》=0.1mol·L+·min', 10HO。(2)氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低， 则(H)=3u(HO)=0.3mol·L1·min:B中 烧杯中的饱和澄清石灰水变浑浊，说明温度升高，则 试管中固体A和一定量的液体B的反应为放热反 (H)=0.27mol·L.1·min1:C中(CH OH)= 应，符合该条件的化学方程式有CaO十HO一 0.01mol·L4·s,则(H2)=3(CHOH)= Ca(OH):等。(3)仪器丙的名称为长颈漏斗。仪器丁 0.03mol·L1·s1=l.8mol·L.1·min1:D中 的底部有温热感，能说明该反应是放热反应，盐酸与 (CO)=2mol·L-t·h',则v(H)=3(CO)= 氢氧化钠溶液发生中和反应生成氯化钠和水，该反应 6mol·L.1·h1=0.1mol·L1·min1。综上所述， 的离子方程式为H十OH一H,O.] C项反应速率最快。] 2.(1)Mg十2H一Mg2++H↑；铝片：变大 [变式2-2](1)0.1m·L1·mim'。(2)0.1mol·L1. (2)2A1+2OH+6H2O2CAI(OH):]-+3H↑： (3)6。 骆 铝片 [(1)前2n内用Y的浓度变化表示的平均反应速率 (3)Al:Ag:0+2e+H2O-2Ag+20H. 02 mol [(1)甲池中镁、铝均能与硫酸溶液发生反应，由于Mg (0=2L 2 min 一00md·L,1·mn,根据不同物质表示 的金属活动性更强，优先反应，总反应的离子方程式 的反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，得(V= 为Mg十2HMg+H:↑。Mg失去电子，作负 2Y)-2×0.05mol·L1·min1=0.1mol·L↓·min1。 极，A1作正极。根据反应的离子方程式可知，反应不 (2)根据化学方程式可知，前2min内生成0.2oY,消耗 断消耗氢离子，溶液pH变大。(2)乙池中铝与氢氧化 0.3mxX,2mim末X的物质的量(X)=0.5mdl一0.3ml 钠溶液反应，镁与氢氧化钠溶液不反应，总反应的离子 方程式为2A1+2OH+6HO一2[A1(OH):]+ 02ml,2mm末X的浓度c(0=nS-2mml 21 3H↑。铝失去电子，作负极，氢氧根离子向负极移 0.1ml.L.1。(3)前2in内(Z=0025l·1.1·s1. 动。(3)根据电池反应可知，铝元素的化合价升高，铝 将单位换算得(Z)=015mml·L.1·minl,v(Y):v(Z) 13