专题03 化学变化中的能量变化-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（沪科版2020必修第二册）

专题03 化学变化中的能量变化 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、放热反应和吸热反应 1.概念 （1）放热反应：释放热量的化学反应。 （2）吸热反应：吸收热量的化学反应。 注：有热量放出未必是放热反应，吸收能量也未必是吸热反应，因为放热反应和吸热反应必须是化学变化。 2.吸热反应、放热反应的判定 （1）如图 E1＞E2，新化学键的形成所释放的能量小于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是吸热反应； E1＜E2，新化学键的形成所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是放热反应。 如：反应物断键吸收的能量＜生成物成键释放的能量，说明该反应为放热反应。 即遵循能量守恒定律，反应物的总能量=生成物总能量+热量（放热反应），反应物总能量=生成物总能量－热量（吸热反应）。 注：①物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性强，断裂其化学键所吸收的能量就越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。 ②反应的条件与反应的热效应没有必然的联系，每一个反应都有特定的条件，需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。例如燃烧都是放热反应，但是反应要达到着火点。 3.判断吸热反应和放热反应的两种方法 ①根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应(宏观角度)。 ②根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应(微观角度)。 二、原电池工作原理 1.原电池工作原理的实验探究 实验步骤 装置图 实验现象 原因解释 （1）将锌片和铜片插入盛有 稀硫酸的烧杯中，观察现象 Zn片：锌片溶解，表面产生无色气泡 Cu片：无变化 反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气 （2）用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 Zn片：锌片溶解 Cu片：铜片表面有气泡 锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生 （3）用导线连接锌片和铜片，并在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表指针是否偏转 Zn片：锌片溶解 Cu片：铜片表面有气泡 电流表A指针偏转 电流表指针偏转说明：导线中有电流；Cu片上有气泡说明：溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出 归纳总结：　　 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 负极 电子流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 铜 正极 电子流入 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 总离子反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 【点拨】①原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 ②电子的流向：电子由负极经导线流向正极。反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 ③离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 2．原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应一般是氧化还原反应。 3.原电池的组成条件 （1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 （2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极，提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。 【点拨】①负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。 ②正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。 ③得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为： 负极：Zn－2e－＝Zn2+　正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 【点拨】电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 4.原电池的工作原理 （1）反应原理（以锌铜原电池为例） ①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极，即电子不下水。 ②离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)，即离子不上岸。 ③电流方向：正极→导线→负极→电解质溶液→正极。 ④两极电极反应式 负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。 正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 （2）原电池的正、负极的判断方法 ①根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 ②根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。 ③根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 ④根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 ⑤根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。 【点拨】在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。 【例1】某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．两步反应均为反应物的总能量大于生成物的总能量 B．三种化合物中C最稳定 C．A→B反应，反应条件一定需要加热 D．A→C反应为吸热反应 【例2】化学反应中伴随着能量变化，根据相关知识回答下列问题： （1）下列变化属于吸热反应的是 (填序号)。 a．生石灰溶于水                         b．浓硫酸稀释 c．硝酸铵溶于水                         d．铜溶于浓硝酸 e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 （2）已知H2和O2反应放热，且断开1molH－H键、1molO=O键、1molO－H键需吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，由此可以推知下列关系正确的是 (填序号)。 ①Q1+Q2>Q3 ②2Q1+Q2<4Q3 ③Q1+Q2>2Q3 ④Q1+Q2<2Q3 （3）为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。 则该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)，A和B的总能量比C和D的总能量 (填“高”或“低”)，反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。 【例3】某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 【例4】用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积，实验数据记录如下表： 时间/min 实验① 实验② 气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 22.0 8.5 30 24.8 50 23.8 10.5 50 26.0 — — 下列说法正确的是 A．①②中的碳棒表面均有气泡产生 B．生成相同体积气体时，实验①所用时间较短 C．0~8.5min，实验②反应较快，是因为该实验装置构成了原电池 D．反应至8.5min，对比两实验溶液温度，说明反应释放的总能量：①>② 【例5】据统计，电动载人汽车、锂离子电池和太阳能电池等“新三样”产品合计出口1.06万亿。回答下列问题： （1）①太原市居民日常使用的电能主要来自 (填标号)。 A．火力发电    B．光伏发电    C．风力发电 ②化学电池是将 (填“化学能”或“电能”，下同)直接转化为 的装置。 （2）在学习了电池的发展历史和简单电化学知识后，我们自己动手做一个原电池。 ①下列化学反应适合设计成原电池的是 (填标号)。 A．    B． C．    D． ②了解原电池的原理之后，需要挑选自制原电池的材料。下面是同学们收集到的一些用品，请你挑选出可以用来制作原电池的用品并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。 铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、番茄。 负极材料： ，正极材料： ，电解质溶液： 或 。 ③另一组同学在选取其他实验材料后，动手组装如下图所示的电池。为了向其他同学介绍这款电池，需要对其原理作分析，下列说法正确的是 (填标号)。 A．铁环作负极，发生反应： B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向b C．电池工作时，铁环变细，铜线变粗 D．电池工作一段时间后，柠檬的酸性变强 1．下列说法正确的是 A．化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因 B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化 C．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量一定相同 D．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 2．下列化学反应过程中伴有热量释放的是 A．灼热的碳与二氧化碳的反应 B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 C．盐酸与碳酸氢钠的反应 D．金属钠与水的反应 3．下列反应过程中的能量变化，符合如图所示的是 A．氢氧化钠溶液与盐酸反应 B．铁与盐酸反应 C．与反应 D．生石灰与水反应 4．化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行：①A+B→X(吸收能量)，②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是 A． B．   C．   D．   5．某化学反应微观历程示意图如下，已知该反应属于放热反应。下列说法正确的是 A．②→③过程中形成了非极性共价键 B．③→④是吸热过程 C．在该反应中，反应物总能量大于生成物总能量 D．在该反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物成键释放的能量 6．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．该反应吸收的能量为E1－E2 C．该图可表示为酸和碱的反应图像 D．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 7．自然界中臭氧形成反应3O2(g) → 2O3(g)＋Q的能量变化如如图所示。下列说法中错误的是 A．2O3→3O2为放热反应 B．氧气比臭氧稳定 C．反应物的能量低于生成物 D．总反应的 Q=E3-E1 8．已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．图中A→B的过程为放热过程 B．加入催化剂能改变化学反应速率 C．和的总能量小于和的总能量 D．断开和的化学键吸收的能量总和大于生成和时放出的能量总和 9．下列各组材料组成如图装置，能形成原电池且M做正极的是 选项 M N P A Zn Cu 稀硫酸 B Ag Zn 蔗糖溶液 C Ag Fe 溶液 D Al Mg NaOH溶液 10．下列装置中，电流计指针能发生偏转的是 A． B． C． D． 11．将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列关于该装置的说法正确的是 A．铜片为负极 B．一段时间后，锌片质量减小 C．电子通过柠檬汁液由锌片流向铜片 D．柠檬汁液中的向锌片一侧迁移 12．某小组利用如图装置研究原电池工作原理。下列叙述不正确的是    A．和不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．和用导线连接时，铜片上的反应为 C．无论a和b是否连接，铁片均发生还原反应 D．a和b用导线连接时，溶液中向铜电极移动 13．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是 A．只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B．只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C．两个装置中电流表指针都发生偏转 D．两个装置中电流表指针都不发生偏转 14．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向。如图所示，关于该装置的下列说法中错误的是 A．外电路的电流方向为：Y→外电路→X B．溶液中的 H+向 X极移动，Y极上发生的是还原反应 C．若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X为 Fe，Y为碳棒 D．若两电极都是金属，则它们的金属活动性顺序为 X>Y 15．某化学兴趣小组自制盐水小彩灯(装置如表中图所示)，在彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液，就能使小彩灯亮起来。下列纸片电池的组合中能使小彩灯亮起来的是 选项 电极 电极b 溶液 A 乙醇溶液 B 石墨 石墨 溶液 C 蔗榶溶液 D 石墨 溶液 16．原电池的电极名称不仅与电极性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法正确的是 A．由Zn、Cu、稀硫酸溶液组成原电池，其负极电极反应式为 B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极电极反应式为 C．由Zn、Cu、CuSO4溶液组成原电池，其正极电极反应式为 D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极电极反应式为 17．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池的容量更大，而且没有污染，其总反应式为： 2Zn+O2=2ZnO。 所用原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述中正确的是 A．锌为正极，空气进入负极反应 B．负极反应为Zn-2e-= Zn2+ C．正极发生氧化反应 D．电池放电时电子从正极流向负极 18．学过原电池后，某同学设计了如图所示的原电池。闭合电键K，下列有关说法正确的是 A．铜丝为原电池的负极 B．铁钉处的电极反应为 C．玻璃杯中由正极区域移向负极区域 D．正极收集0.01mol气体时，转移0.04mol电子 19．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“”设计了一个化学电池(如图所示)。该电池在外电路中，电流从a极流向b极。下列说法正确的是 A．电极b的电极材料为铜，电极反应式为 B．电极a的电极材料可以为Ag，也可以是石墨或铁 C．c溶液为AgNO3溶液，放电时向b极移动 D．装置放电时主要将电能转化为化学能 20．某锂离子电池的工作原理如图所示(a极材料为金属锂和石墨的复合材料)，其电池反应为Li+FePO4=LiFePO4。下列关于该电池的说法正确的是    A．a极为正极 B．b极发生氧化反应 C．Li+从a极室向b极室移动 D．可以用稀硫酸作电解质溶液 21．Ⅰ．如图所示，在一个小烧杯里加入研细的晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入晶体，并用玻璃棒快速搅拌。 （1）该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有 。该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （2）该反应为 (填“吸”或“放”)热反应，说明反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。 （3）实验中要用玻璃棒搅拌的原因是 。 Ⅱ. （4）现有如下两个反应：A．，B．。判断上述两个反应中能设计成原电池的是 (填“A”或“B”)。 （5）将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是 。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置    B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少    D．两烧杯中溶液的pH均增大 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲 乙(填“>”“<”或“=”)。 ③请写出图中构成原电池的负极电极反应式： 。 （6）瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池的示意图如下，则该燃料电池工作时的总反应方程式为 。 （7）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以C为电极，为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，电池工作时消耗，则电路中通过 mol电子。 （8）请设计一个简单原电池，证明氧化性，则负极材料为 ，正极电极反应式为 。 22．某化学兴趣小组进行如图所示实验，以检验化学反应中的能量变化。 请回答下列问题： （1）反应①的离子方程式是 ；反应②的化学方程式 。 （2）②中的温度 (填“升高”或“降低”)。反应 (填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。 （3）现有如下两个反应： A． B． ①A反应不能设计成原电池的原因是 。 ②利用B反应可设计成原电池，该电池负极的电极反应式为 ，可用作该电池正极材料的是 (填字母)。 a．碳棒    b．铁片    c．铜片    d．铂棒 （4）用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： 则d电极是燃料电池的 (填“正极”或“负极”)，此电极的电极反应式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 化学变化中的能量变化 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、放热反应和吸热反应 1.概念 （1）放热反应：释放热量的化学反应。 （2）吸热反应：吸收热量的化学反应。 注：有热量放出未必是放热反应，吸收能量也未必是吸热反应，因为放热反应和吸热反应必须是化学变化。 2.吸热反应、放热反应的判定 （1）如图 E1＞E2，新化学键的形成所释放的能量小于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是吸热反应； E1＜E2，新化学键的形成所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，该反应就是放热反应。 如：反应物断键吸收的能量＜生成物成键释放的能量，说明该反应为放热反应。 即遵循能量守恒定律，反应物的总能量=生成物总能量+热量（放热反应），反应物总能量=生成物总能量－热量（吸热反应）。 注：①物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性强，断裂其化学键所吸收的能量就越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。 ②反应的条件与反应的热效应没有必然的联系，每一个反应都有特定的条件，需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。例如燃烧都是放热反应，但是反应要达到着火点。 3.判断吸热反应和放热反应的两种方法 ①根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应(宏观角度)。 ②根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应(微观角度)。 二、原电池工作原理 1.原电池工作原理的实验探究 实验步骤 装置图 实验现象 原因解释 （1）将锌片和铜片插入盛有 稀硫酸的烧杯中，观察现象 Zn片：锌片溶解，表面产生无色气泡 Cu片：无变化 反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气 （2）用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 Zn片：锌片溶解 Cu片：铜片表面有气泡 锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生 （3）用导线连接锌片和铜片，并在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表指针是否偏转 Zn片：锌片溶解 Cu片：铜片表面有气泡 电流表A指针偏转 电流表指针偏转说明：导线中有电流；Cu片上有气泡说明：溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出 归纳总结：　　 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 负极 电子流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 铜 正极 电子流入 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 总离子反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 【点拨】①原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 ②电子的流向：电子由负极经导线流向正极。反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 ③离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 2．原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应一般是氧化还原反应。 3.原电池的组成条件 （1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 （2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极，提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。 【点拨】①负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。 ②正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。 ③得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为： 负极：Zn－2e－＝Zn2+　正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 【点拨】电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 4.原电池的工作原理 （1）反应原理（以锌铜原电池为例） ①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极，即电子不下水。 ②离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)，即离子不上岸。 ③电流方向：正极→导线→负极→电解质溶液→正极。 ④两极电极反应式 负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。 正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 （2）原电池的正、负极的判断方法 ①根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 ②根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。 ③根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 ④根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 ⑤根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。 【点拨】在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。 【例1】某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．两步反应均为反应物的总能量大于生成物的总能量 B．三种化合物中C最稳定 C．A→B反应，反应条件一定需要加热 D．A→C反应为吸热反应 【答案】B 【解析】A．第一步反应物的总能量小于生成物的总能量，第二步反应为反应物的总能量大于生成物的总能量，A项错误；B．三种化合物中C的能量最低，故最稳定，B项正确；C．A到B为吸热反应，但不一定需要加热条件，C项错误；D．A到C为放热反应，D项错误。故选B。 【例2】化学反应中伴随着能量变化，根据相关知识回答下列问题： （1）下列变化属于吸热反应的是 (填序号)。 a．生石灰溶于水                         b．浓硫酸稀释 c．硝酸铵溶于水                         d．铜溶于浓硝酸 e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 （2）已知H2和O2反应放热，且断开1molH－H键、1molO=O键、1molO－H键需吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，由此可以推知下列关系正确的是 (填序号)。 ①Q1+Q2>Q3②2Q1+Q2<4Q3 ③Q1+Q2>2Q3④Q1+Q2<2Q3 （3）为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。 则该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)，A和B的总能量比C和D的总能量 (填“高”或“低”)，反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。 【答案】（1）e （2）② （3）放热 高 低 【解析】（1）吸收热量的化学反应是吸热反应，生石灰溶于水是放热反应，浓硫酸稀释是放热过程，不是化学反应，硝酸铵溶于水是吸热过程，不是化学反应，铜与浓硝酸反应是放热反应，氯化铵固体和氢氧化钡晶体混合搅拌生成氨气是吸热反应，e正确； （2）2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol水，断开2mol的H-H键和1mol的O=O键，形成了4mol的H-O键，断键吸热，成键放热，氢气和氧气反应生成水的反应是放热的，因此断键吸收的总能量小于成键放出的总能量，即2Q1+Q2<4Q3，②正确； （3）乙处液面上升说明瓶内压强增大，由于放热反应使温度升高造成压强增大，因此该反应是放热反应；放热反应是反应物的总能量高于生成物总能量，因此A和B的总能量比C和D的总能量高，断键吸收的能量低于成键放出的能量。 【例3】某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】原电池中灵敏电流计指针偏向正极。 【解析】A．根据表中的实验现象分析，实验1中Al电极作正极、实验3中Al电极作负极﹐A项正确；B．实验3、4中原电池均为铝电极作负极﹐溶液均含OH-，总反应方程式都为2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑，B项正确；C．实验2、4中Cu电极均作正极，C项正确﹔D．实验4中Al电极作负极﹐其电极反应式为Al－3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，D项错误；故选D。 【例4】用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积，实验数据记录如下表： 时间/min 实验① 实验② 气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 22.0 8.5 30 24.8 50 23.8 10.5 50 26.0 — — 下列说法正确的是 A．①②中的碳棒表面均有气泡产生 B．生成相同体积气体时，实验①所用时间较短 C．0~8.5min，实验②反应较快，是因为该实验装置构成了原电池 D．反应至8.5min，对比两实验溶液温度，说明反应释放的总能量：①>② 【答案】C 【分析】①没有闭合电路，不行形成原电池，锌和盐酸生成氢气，锌表面有气体生成；②形成原电池，锌失去电子为负极，氢离子在碳极得到电子生成氢气为正极； 【解析】A．由分析可知，①中锌表面生成气体，②中的碳棒表面有气泡产生，A错误；B．由表格数据可知，②反应速率更快，生成相同体积气体时，实验②所用时间较，B错误；C．0~8.5min，实验②反应较快，是因为该实验装置构成了原电池，原电池可以加速反应的进行，C正确；D．反应至8.5min，对比两实验溶液温度，说明反应①中转化为热能的能量较大，而不能水面释放的总能量①>②，D错误；故选C。 【例5】据统计，电动载人汽车、锂离子电池和太阳能电池等“新三样”产品合计出口1.06万亿。回答下列问题： （1）①太原市居民日常使用的电能主要来自 (填标号)。 A．火力发电    B．光伏发电    C．风力发电 ②化学电池是将 (填“化学能”或“电能”，下同)直接转化为 的装置。 （2）在学习了电池的发展历史和简单电化学知识后，我们自己动手做一个原电池。 ①下列化学反应适合设计成原电池的是 (填标号)。 A．    B． C．    D． ②了解原电池的原理之后，需要挑选自制原电池的材料。下面是同学们收集到的一些用品，请你挑选出可以用来制作原电池的用品并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。 铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、番茄。 负极材料： ，正极材料： ，电解质溶液： 或 。 ③另一组同学在选取其他实验材料后，动手组装如下图所示的电池。为了向其他同学介绍这款电池，需要对其原理作分析，下列说法正确的是 (填标号)。 A．铁环作负极，发生反应： B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向b C．电池工作时，铁环变细，铜线变粗 D．电池工作一段时间后，柠檬的酸性变强 【答案】（1）①A ②化学能 电能 （2）①D ②锌片 铜片 食醋 番茄 ③B 【解析】（1）①火力发电是电能的主要来源，太原市居民日常使用的电能主要来自火力发电，故选A。②化学电池是将化学能直接转化为电能的装置； （2）①自发的氧化还原反应能够设计为原电池，ABC都不是氧化还原反应，Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag为氧化还原反应，故选D。 ②将活泼性不同的两个电极插入电解质溶液中形成闭合回路形成原电池，则负极材料：锌片，正极材料：铜片，电解质溶液：食醋或者番茄； ③A．铁环作负极，发生反应：，A错误；B．电池工作时，电子从负极流向正极，故由铁环经 LED 灯流向铜线，B正确；C．电池工作时，铁环失去电子生成亚铁离子，变细；铜线做正极，氢离子得到电子发生还原反应，铜线不变粗，C错误；D．电池工作结束后柠檬中氢离子被消耗，酸性变弱，D错误；故选B。 1．下列说法正确的是 A．化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因 B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化 C．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量一定相同 D．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 【答案】A 【解析】A．化学反应过程中，旧键断裂吸热，新键形成放热，所以化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因，A正确；B．伴有能量变化的物质变化不都是化学变化，如水吸热形成水蒸气的过程等，则属于物理变化，B错误；C．在一个确定的化学反应关系中，反应必定伴随着能量的变化，即反应物的总能量与生成物的总能量不可能相同，C错误；D．在一个确定的化学反应关系中，放热反应的反应物总能量高于生成物总能量，吸热反应的反应物总能量低于生成物总能量，D错误；故选A。 2．下列化学反应过程中伴有热量释放的是 A．灼热的碳与二氧化碳的反应 B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 C．盐酸与碳酸氢钠的反应 D．金属钠与水的反应 【答案】D 【解析】A．碳与二氧化碳反应是吸热反应，A不符合题意；B．氢氧化钡晶体与氯化铵反应是吸热反应，B不符合题意；C．盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应，C不符合题意；D．金属与酸或水的反应过程中，钠融成闪亮的小球、发出嘶嘶的响声，都证明是放热反应，D符合题意；故答案选D。 3．下列反应过程中的能量变化，符合如图所示的是 A．氢氧化钠溶液与盐酸反应 B．铁与盐酸反应 C．与反应 D．生石灰与水反应 【答案】C 【分析】根据图像可知，反应物的总能量比生成物总能量低，即该反应为吸热反应，据此分析； 【解析】A．氢氧化钠与盐酸发生中和反应，中和反应为放热反应，故A不符合题意； B．铁与盐酸反应属于放热反应，故B不符合题意； C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，故C符合题意； D．生石灰与水反应属于放热反应，故D不符合题意； 答案为C。 4．化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行：①A+B→X(吸收能量)，②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是 A． B．   C．   D．   【答案】D 【解析】A．化学反应A+B→C(吸收能量)的反应，说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低，图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高，反应属于放热反应，与反应事实不吻合，A错误； B．化学反应A+B→C(吸收能量)的反应，说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低，图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高，反应属于放热反应，与反应事实不吻合。反应分两步进行，第一步反应①A+B→X(吸收能量)，而图示A、B的总能量比中间产物X的能量高，反应是放热反应，也与反应事实不吻合，B错误； C．化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行：①A+B→X(吸收能量)，而图示显示的反应物A、B的总能量比中间产物X的总能量高，反应是放热反应，与题意不符合，C错误； D．放热反应说明反应物的总能量比生成物的能量高；吸热反应说明反应物的总能量比生成物的能量低。图像显示反应事实吻合，D正确； 故合理选项是D。 5．某化学反应微观历程示意图如下，已知该反应属于放热反应。下列说法正确的是 A．②→③过程中形成了非极性共价键 B．③→④是吸热过程 C．在该反应中，反应物总能量大于生成物总能量 D．在该反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物成键释放的能量 【答案】C 【解析】A．根据示意图可判断②→③过程是化学键断裂的过程，A错误；B．③→④过程，形成了化学键，为放热过程，B错误；C．该反应是放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，C正确；D．该反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D错误；答案选C。 6．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．该反应吸收的能量为E1－E2 C．该图可表示为酸和碱的反应图像 D．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 【答案】C 【解析】由图可知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，A、D正确；酸碱中和反应为放热反应，图为吸热反应，C错误；故选C。 7．自然界中臭氧形成反应3O2(g) → 2O3(g)＋Q的能量变化如如图所示。下列说法中错误的是 A．2O3→3O2为放热反应 B．氧气比臭氧稳定 C．反应物的能量低于生成物 D．总反应的 Q=E3-E1 【答案】D 【解析】A．根据图示，生成物总能量大于反应物总能量，3O2→2O3为吸热反应，2O3→3O2为放热反应，故A正确； B．氧气的能量比臭氧低，所以氧气比臭氧稳定，故B正确； C．根据图示，反应物的能量低于生成物，故C正确；     D．总反吸热E2-E1，Q为负值，应总反应的 Q=E1-E2，故D错误； 选D。 8．已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．图中A→B的过程为放热过程 B．加入催化剂能改变化学反应速率 C．和的总能量小于和的总能量 D．断开和的化学键吸收的能量总和大于生成和时放出的能量总和 【答案】B 【解析】A．从图中可以看出，A物质的能量低于B物质，则图中A→B的过程为吸热过程，A不正确；B．加入催化剂能改变反应的路径，从而改变反应的活化能，最终改变化学反应速率，B正确；C．从图中可以看出，和的总能量高于和的总能量，C不正确；D．物质的总能量越高，则总键能越小，和的总能量高于和的总能量，则断开和的化学键吸收的能量总和小于生成和时放出的能量总和，D不正确；故选B。 9．下列各组材料组成如图装置，能形成原电池且M做正极的是 选项 M N P A Zn Cu 稀硫酸 B Ag Zn 蔗糖溶液 C Ag Fe 溶液 D Al Mg NaOH溶液 【答案】C 【解析】A．锌、铜和稀硫酸构成的原电池中锌是负极，银是正极，即M作负极，A不选；B．蔗糖是非电解质，不能形成原电池，B不选；C．银、铁和氯化铁溶液形成的原电池中铁是负极，银是正极，即M做正极，C选；D．铝和氢氧化钠溶液反应，镁、铝和氢氧化钠溶液形成的原电池中镁是正极，铝是负极，即M做负极，D不选；答案选C。 10．下列装置中，电流计指针能发生偏转的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．Zn、Cu和稀硫酸能构成原电池，Zn为负极，Cu为正极，稀硫酸为电解质，故电流计指针能发生偏转，A正确；B．酒精不是电解质，不能导电，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，B错误；C．两电极相同，均能与稀硫酸反应，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，C错误；D．缺少盐桥，不能形成闭合回路，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，D错误；故选A。 11．将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列关于该装置的说法正确的是 A．铜片为负极 B．一段时间后，锌片质量减小 C．电子通过柠檬汁液由锌片流向铜片 D．柠檬汁液中的向锌片一侧迁移 【答案】B 【分析】铜片、锌片和柠檬组成原电池装置，其中活泼金属Zn作负极，发生失电子的氧化反应，Cu作正极，发生的电子的还原反应； 【解析】A．该装置中活泼金属Zn作负极，故A错误；B．活泼金属Zn作负极，发生失电子的氧化反应，不断被消耗，质量逐渐减小，故B正确；C．电子由负极沿着导线移向正极，故C错误；D．原电池装置中阳离子移向正极，故D错误；答案选B。 12．某小组利用如图装置研究原电池工作原理。下列叙述不正确的是    A．和不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．和用导线连接时，铜片上的反应为 C．无论a和b是否连接，铁片均发生还原反应 D．a和b用导线连接时，溶液中向铜电极移动 【答案】C 【解析】A．和不连接时，铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应，铁能将金属铜从其盐中置换出来，所以铁片上会有金属铜析出，故A正确； B．和用导线连接时，形成了原电池，铜作正极，发生的反应为：，故B正确； C．和不连接时，铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应，铁能将金属铜从其盐中置换出来，和用导线连接时，形成了原电池，加快了铁将金属铜从其盐中置换出来的速度，无论和是否连接，铁片均会溶解，铁片均发生氧化反应，故C错误； D．和用导线连接时，形成了原电池，为负极，为正极，铜离子移向铜电极，故D正确； 答案选C。 13．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是 A．只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B．只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C．两个装置中电流表指针都发生偏转 D．两个装置中电流表指针都不发生偏转 【答案】B 【分析】装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转； 【解析】A．装置Ⅰ不能形成原电池，电流表指针不发生偏转，A错误；B．装置Ⅱ构成原电池，电流表指针偏转，B正确；C．装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，C错误；D．装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，D错误；答案选B。 14．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向。如图所示，关于该装置的下列说法中错误的是 A．外电路的电流方向为：Y→外电路→X B．溶液中的 H+向 X极移动，Y极上发生的是还原反应 C．若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X为 Fe，Y为碳棒 D．若两电极都是金属，则它们的金属活动性顺序为 X>Y 【答案】B 【分析】由图示知，电子由X极流出，经外电路流向Y极，故X极为负极，Y极为正极。 【解析】A．电流方向与电子方向相反，故电流由Y极流出，经外电路流入X极，A正确；B．根据原电池原理，阳离子H+移向正极，即向Y极移动，B错误；C．Fe与稀硫酸反应，失电子被氧化，故Fe作负极，即为X极，则Y极为碳棒，C正确；D．若两电极均为金属，根据图示知X极为负极，更容易失电子，即活泼性X＞Y，D正确；故答案选B。 15．某化学兴趣小组自制盐水小彩灯(装置如表中图所示)，在彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液，就能使小彩灯亮起来。下列纸片电池的组合中能使小彩灯亮起来的是 选项 电极 电极b 溶液 A 乙醇溶液 B 石墨 石墨 溶液 C 蔗榶溶液 D 石墨 溶液 【答案】D 【分析】原电池的形成条件，需要有自发的氧化还原反应，两个活性不同的电极，电解质溶液，闭合的回路，据此解答。 【解析】A．电极都是，乙醇也不是电解质，不能形成原电池，A错误；B．电极都是石墨，不能形成原电池，B错误；C．蔗糖不是电解质溶液，不能形成原电池，C错误；D．石墨和分别是两个活性不同的电极，溶液是电解质，且能发生自发的氧化还原反应，能构成原电池让小彩灯亮起来，D正确。答案选D。 16．原电池的电极名称不仅与电极性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法正确的是 A．由Zn、Cu、稀硫酸溶液组成原电池，其负极电极反应式为 B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极电极反应式为 C．由Zn、Cu、CuSO4溶液组成原电池，其正极电极反应式为 D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极电极反应式为 【答案】D 【解析】A．Zn易失电子作负极，Cu作正极，负极上Zn失电子生成锌离子，其负极电极反应式为：Zn-2e-═Zn2+，故A错误；B．该原电池中，Al易失电子作负极，Mg作正极，负极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，故B错误；C．正极是铜离子得电子生成铜单质，正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故C错误；D．Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中Fe作负极，Cu作正极，负极的电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故D正确；故选：D。 17．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池的容量更大，而且没有污染，其总反应式为： 2Zn+O2=2ZnO。 所用原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述中正确的是 A．锌为正极，空气进入负极反应 B．负极反应为Zn-2e-= Zn2+ C．正极发生氧化反应 D．电池放电时电子从正极流向负极 【答案】B 【分析】在电池反应2Zn+O2=2ZnO中，Zn发生失电子的氧化反应，Zn为负极，O2在正极发生还原反应，结合电解质溶液书写电极反应式，电子从负极经导线流向正极，据此作答。 【解析】A．在电池反应2Zn+O2=2ZnO中，Zn发生失电子的氧化反应，Zn为负极，O2在正极发生还原反应，空气进入正极反应，A项错误； B．Zn为负极，Zn失电子生成Zn2+，负极反应为Zn−2e−=Zn2+，B项正确； C．正极发生得电子的还原反应，C项错误； D．放电时电子从负极经导线流向正极，D项错误； 答案选B。 18．学过原电池后，某同学设计了如图所示的原电池。闭合电键K，下列有关说法正确的是 A．铜丝为原电池的负极 B．铁钉处的电极反应为 C．玻璃杯中由正极区域移向负极区域 D．正极收集0.01mol气体时，转移0.04mol电子 【答案】C 【解析】A．铁活泼性比铜强，铁与醋酸反应，铜与醋酸不反应，则铜丝为原电池的正极，故A错误； B．铁钉处的电极反应为，故B错误； C．根据原电池“同性相吸”，则玻璃杯中由正极区域移向负极区域，故C正确； D．根据，正极收集0.01mol气体时，转移0.02mol电子，故D错误。 综上所述，答案为C。 19．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“”设计了一个化学电池(如图所示)。该电池在外电路中，电流从a极流向b极。下列说法正确的是 A．电极b的电极材料为铜，电极反应式为 B．电极a的电极材料可以为Ag，也可以是石墨或铁 C．c溶液为AgNO3溶液，放电时向b极移动 D．装置放电时主要将电能转化为化学能 【答案】A 【解析】A．由外电路中，电流从a极流向b极。则电极b是电池的负极，由总反应可知，Cu作负极失去电子，电极反应为，A正确；B．电极a为电池的正极，为比Cu活泼性弱的金属或能导电的非金属，Ag或石墨正确，但不能为铁，B错误；C．c溶液为AgNO3溶液，向正极移动，即向电极a移动，C错误；D．装置放电时主要将化学能转化为电能，D错误；故选A。 20．某锂离子电池的工作原理如图所示(a极材料为金属锂和石墨的复合材料)，其电池反应为Li+FePO4=LiFePO4。下列关于该电池的说法正确的是    A．a极为正极 B．b极发生氧化反应 C．Li+从a极室向b极室移动 D．可以用稀硫酸作电解质溶液 【答案】C 【解析】A．极为负极，A项错误； B．b极为正极，得电子，发生还原反应，B项错误； C．透过隔膜，从a极室进入b极室，C项正确； D．是活泼金属，能与稀硫酸反应，故不能用稀硫酸作电解质溶液，D项错误。 答案为C。 21．Ⅰ．如图所示，在一个小烧杯里加入研细的晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入晶体，并用玻璃棒快速搅拌。 （1）该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有 。该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （2）该反应为 (填“吸”或“放”)热反应，说明反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。 （3）实验中要用玻璃棒搅拌的原因是 。 Ⅱ. （4）现有如下两个反应：A．，B．。判断上述两个反应中能设计成原电池的是 (填“A”或“B”)。 （5）将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是 。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置    B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少    D．两烧杯中溶液的pH均增大 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲 乙(填“>”“<”或“=”)。 ③请写出图中构成原电池的负极电极反应式： 。 （6）瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池的示意图如下，则该燃料电池工作时的总反应方程式为 。 （7）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以C为电极，为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，电池工作时消耗，则电路中通过 mol电子。 （8）请设计一个简单原电池，证明氧化性，则负极材料为 ，正极电极反应式为 。 【答案】（1）烧杯外水结冰，烧杯和玻璃片黏在一起 不是 （2）吸 小于 （3）使反应物充分接触，促使反应充分进行 （4）B （5）BD > （6） （7）6 （8）铜 【解析】（1）该实验中反应为吸热反应，温度降低，观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有烧杯外水结冰，烧杯和玻璃片黏在一起；该反应中没有元素化合价改变，不是氧化还原反应； （2）该反应为吸热反应，说明反应物的总能量小于生成物的总能量。 （3）实验中要用玻璃棒搅拌的原因是使反应物充分接触，促使反应充分进行； （4）自发的氧化还原反应能设计成原电池，中和反应不是氧化还原反应，锌和稀硫酸的反应为自发氧化还原反应，故能设计成原电池的是B； （5）①A．乙中没有形成闭合电路，不能构成原电池，A错误；    B．乙中没有形成闭合电路，不能构成原电池，铜不和稀硫酸反应，故乙中铜片上没有明显变化，B正确； C．甲中铜片上氢离子放电生成氢气，铜质量不变；乙中锌片和稀硫酸生成硫酸锌，锌质量减少，C错误；     D．两烧杯中氢离子均反应生成氢气，导致溶液的pH均增大，D正确； 故选BD。 ②甲中形成原电池，能加快反应速率，故在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲>乙； ③甲中构成原电池，锌失去电子生成锌离子做负极，负极电极反应式：； （6）液氨一液氧燃料电池中总反应为氨气和氧气生成氮气和水，反应为； （7）燃料电池，以C为电极，为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，电池工作时甲醇失去电子发生氧化反应，，故消耗，则电路中通过6mol电子； （8）氧化性，则铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，反应为；铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，为负极。 22．某化学兴趣小组进行如图所示实验，以检验化学反应中的能量变化。 请回答下列问题： （1）反应①的离子方程式是 ；反应②的化学方程式 。 （2）②中的温度 (填“升高”或“降低”)。反应 (填“①”或“②”)的能量变化可用图表示。 （3）现有如下两个反应： A． B． ①A反应不能设计成原电池的原因是 。 ②利用B反应可设计成原电池，该电池负极的电极反应式为 ，可用作该电池正极材料的是 (填字母)。 a．碳棒    b．铁片    c．铜片    d．铂棒 （4）用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： 则d电极是燃料电池的 (填“正极”或“负极”)，此电极的电极反应式为 。 【答案】（1） 或者 （2）降低 ① （3）A反应不是氧化还原反应 ad （4）正极 【解析】（1）Al和HCl溶液发生反应生成AlCl3和H2，离子方程式为：；Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应生成BaCl2、NH3和H2O，化学方程式为：或者。 （2）Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，②中的温度降低，图中反应物的总能量大于生成物的总能量，可以表示放热反应，Al与HCl反应是放热反应，所以①的能量变化可用图2表示。 （3）①自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池，A反应中没有电子转移，不属于氧化还原反应，所以不能设计成原电池； ②利用反应可设计成原电池，该原电池中，Cu失电子作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属性作正极，可用作该电池正极材料的是碳棒或铂棒，故选ad；电解质溶液为可溶性的氯化铁溶液，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2Fe3++2e-=2Fe2+，负极上Cu失电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e-═Cu2+。 （4）由电子移动的方向可知，d电极是燃料电池的正极，O2在正极得电子生成H2O，电极方程式为：4H++O2+4e-=2H2O。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$