专题04 化学反应与能量转化（考题猜想）（六大题型）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点大串讲（鲁科版2019必修第二册）

专题04 化学反应与能量转化 题型一 吸热反应和放热反应 题型二 化学反应能量变化图像 题型三 原电池的构成与判断 题型四 原电池的设计 题型五 原电池原理及其应用 题型六 化学电源及其应用 ◆题型一 吸热反应和放热反应 【例1-1】下列关于化学反应与能量的说法中，错误的是 A．吸热反应不一定需要加热 B．金刚石转化为石墨是放热反应，说明金刚石比石墨稳定 C．燃烧反应、酸碱中和反应是常见的放热反应 D．反应物的总能量高于生成物的总能量；反应时向环境释放能量 【例1-2】下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是 A．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能 D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量 【变式1-1】下列说法正确的是 A．凡需加热的反应一定是吸热反应 B．水汽化需要吸收能量，所以水汽化属于吸热反应 C．任何化学反应都伴随有能量变化 D．已知在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石要吸收1.895 kJ的热能，据此判断：金刚石比石墨稳定 【变式1-2】下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 A．盐酸和氢氧化钠溶液的反应属于放热反应 B．化学反应总是伴随着能量的变化 C．物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同 D．与的反应属于放热反应 【变式1-3】下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是 A．碳酸钙的高温煅烧 B．与的反应 C．灼热的炭与CO2的反应 D．Fe与稀硫酸的置换反应 ◆题型二 化学反应能量变化图像 【例2-1】化学反应的能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A．该反应需要在加热条件下才能进行 B．反应物的总能量比生成物的总能量低 C．该反应每生成个AB气体分子吸收约热量 D．破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量 【例2-2】下列图示与对应的叙述不相符的是 A．(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，1mol O2(g)和2molSO2(g)反应放出的热量为(a-b)kJ D．由(d)图可知，A与C的能量差为： E4-E1-E3＋E2 【变式2-1】研究表明，在一定条件下，气态HCN转化为气态CNH的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．断开1molHCN(g)中所有化学键需要放出127.2kJ的能量 B．CNH(g)比HCN(g)更稳定 C．1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收59.3kJ的能量 D．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 【变式2-2】关于如图所示的说法，错误的是 A．图A中生成物的总能量更高 B．图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化 C．图B中1molN2与3molH2充分反应放出92KJ热量 D．图C中发生的反应为放热反应 【变式2-3】时，1mol石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．金刚石转化为石墨的反应为吸热反应 B．石墨和金刚石互为同位素 C．石墨比金刚石更稳定 D．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 ◆题型三 原电池的构成与判断 【例3-1】下列装置能构成原电池的是(连接两个电极的均是金属导线) A． B． C． D． 【例3-2】化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A B C D 【变式3-1】下列装置中，可形成原电池的是 A． B． C． D． 【变式3-2】下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①② B．②④ C．①③ D．①⑤ 【变式3-3】下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①② B．②④ C．①③ D．①⑤ ◆题型四 原电池的设计 【例4-1】下面四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的是 A． B． C． D． 【例4-2】下列化学反应在理论上不宜设计成原电池的是 A． B． C． D． 【变式4-1】理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 【变式4-2】正确的科学知识是能顺利进行实验的前提，下列化学反应可以设计成原电池的是 A． B． C． D． 答案选D。 【变式4-3】下面是四个化学反应，你认为理论上可用于设计原电池的化学反应是 A． B． C． D． ◆题型五 原电池原理及其应用 【例5-1】根据原电池原理，下列有关如图装置的说法正确的是 A．若a为Ag，b为Cu，c为硫酸铜溶液，则a电极有红色固体析出 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀硫酸，则b电极发生氧化反应 C．若a为Zn，b为Ag，c为硫酸铜溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Fe，b为Cu，c为浓硝酸，则负极发生的电极反应式为 【例5-2】如图所示原电池装置中，溶液为稀硫酸，装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极X为正极 B．氢气产生在X电极上，SO移向X电极 C．X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应 D．电子流动方向为：X电极→导线→Y电极→溶液→X电极 【变式5-1】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 【变式5-2】如图所示的原电池装置中，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电流流向已标出，下列说法正确的是    A．电子的流动方向为X电极→导线→Y电极→电解质溶液→X电极 B．若两电极分别为Zn和Cu，则X为Zn C．X电极发生还原反应，Y电极发生氧化反应 D．流向Y电极，X电极可能产生H2 【变式5-3】某化学兴趣小组设计的一个简易的原电池装置如图，室温下进行了四组实验。下列说法正确的是    实验标号 ① ② ③ ④ a电极材料 石墨 石墨 铁单质 铁单质 b溶液(足量) 溶液 浓硝酸 溶液 稀硫酸 A．实验①中正极的电极反应式为 B．实验②中电流表的指针会发生偏转，向a电极移动 C．当实验③中外电路通过电子时，理论上电极的质量增加 D．实验④放电过程中，a电极质量减少b溶液的酸性增强 ◆题型六 化学电源及其应用 【例6-1】碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，通过隔膜向负极移动 B．电池工作时，发生还原反应 C．为利于电池放电可选择低温环境 D．反应中每生成1，转移电子数为 【例6-2】汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。根据此反应判断下列说法正确的是 A．PbO2是电池的负极 B．电池放电时，溶液的酸性增强 C．铅酸蓄电池工作时，负极质量减少，正极质量增加 D．正极的电极反应方程式： 【变式6-1】有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图I    普通锌锰电池 图Ⅱ    碱性锌锰电池 图Ⅲ    铅酸蓄电池 图IV    银锌纽扣电池 A．图I所示电池中，锌筒作负极，发生氧化反应，用久会变薄，有漏液风险；电池工作时电子从锌筒流出，经过电解质溶液流向石墨电极 B．图Ⅱ所示电池中，的作用是作还原剂 C．图Ⅲ所示装置放电工作过程中，负极的质量逐渐减少 D．图IV所示电池中，正极的电极反应式为 【变式6-2】银锌纽扣电池广泛用于各种电子仪器，其原理如图所示，总反应方程式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2.下列说法错误的是 A．锌为负极发生氧化反应 B．OH-由氧化银正极移向锌负极 C．电子的移动方向：负极→用电器→正极 D．氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O 【变式6-3】氢氧燃料电池的反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是 A．该电池中电极a是负极 B．该电池工作时化学能转化为电能 C．该电池的总反应为 D．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b 学科网（北京）股份有限公司1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 化学反应与能量转化 题型一 吸热反应和放热反应 题型二 化学反应能量变化图像 题型三 原电池的构成与判断 题型四 原电池的设计 题型五 原电池原理及其应用 题型六 化学电源及其应用 ◆题型一 吸热反应和放热反应 【例1-1】下列关于化学反应与能量的说法中，错误的是 A．吸热反应不一定需要加热 B．金刚石转化为石墨是放热反应，说明金刚石比石墨稳定 C．燃烧反应、酸碱中和反应是常见的放热反应 D．反应物的总能量高于生成物的总能量；反应时向环境释放能量 【答案】B 【解析】A．吸热反应和放热反应与反应条件无关，宏观上只与反应物总能量和生成物总能量有关，吸热反应不一定需要加热，A正确； B．金刚石转化为石墨是放热反应，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，B错误； C．燃烧反应、酸碱中和反应都放出热量，是常见的放热反应，C正确； D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，D正确；故选B。 【例1-2】下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是 A．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能 D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量 【答案】B 【解析】A．放热反应有的也需要加热才能发生，如煤炭的燃烧，即加热条件下进行的化学反应不一定是吸热反应，A错误； B．化学变化中一定有新物质生成，则一定有化学键的断裂和生成，断裂化学键吸收能量、成键释放能量，则化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确； C．一定条件下进行的化学反应，可以将化学能转化成光能、热能或电能等，还可能是热能转化为化学能，C错误； D．将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应吸收热量，D错误；故选B。 【变式1-1】下列说法正确的是 A．凡需加热的反应一定是吸热反应 B．水汽化需要吸收能量，所以水汽化属于吸热反应 C．任何化学反应都伴随有能量变化 D．已知在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石要吸收1.895 kJ的热能，据此判断：金刚石比石墨稳定 【答案】C 【解析】A．铝热反应为放热反应，但需要在高温条件下进行，A错误； B．水汽化时并未发生化学变化，不属于吸热反应，B错误； C．化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，任何化学反应都伴随有能量变化，C正确； D．物质具有的能量越低越稳定，根据题意，石墨具有的能量低，故石墨更稳定，D错误；故选C。 【变式1-2】下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 A．盐酸和氢氧化钠溶液的反应属于放热反应 B．化学反应总是伴随着能量的变化 C．物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同 D．与的反应属于放热反应 【答案】D 【解析】A．盐酸与氢氧化钠溶液反应放出热量，属于放热反应，A正确； B．化学反应过程中有化学键的断裂和形成，断键吸热，成键放热，因此化学反应过程中总是伴随着能量的变化，B正确； C．物质的能量和其组成、结构与状态有关，故物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同，C正确； D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应吸收热量，该反应属于吸热反应，D错误；故选D。 【变式1-3】下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是 A．碳酸钙的高温煅烧 B．与的反应 C．灼热的炭与CO2的反应 D．Fe与稀硫酸的置换反应 【答案】C 【解析】A．碳酸钙高温分解是吸热反应，不存在元素化合价改变，非氧化还原反应，A不符合题意； B．与反应是吸热反应，不存在元素化合价改变，非氧化还原反应，B不符合题意； C．灼热的炭与CO2反应是吸热反应，存在元素化合价改变是氧化还原反应，C符合题意； D．Fe与稀硫酸的置换反应为放热反应，存在元素化合价改变是氧化还原反应，D不符合题意；故选C。 ◆题型二 化学反应能量变化图像 【例2-1】化学反应的能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A．该反应需要在加热条件下才能进行 B．反应物的总能量比生成物的总能量低 C．该反应每生成个AB气体分子吸收约热量 D．破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量 【答案】A 【解析】A．反应是吸热还是放热与反应条件无关，从图像可以看出该反应是吸热反应，不能确定该反应是否需要在加热条件下才能进行，故A错误； B．据图可知，反应物总能量低于生成物总能量，故B正确； C．个AB气体分子的物质的量为n==4mol，依据图像分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB气体分子时需要吸收(a−b)kJ的热量，则每生成4molAB气体分子时吸收2(a−b)kJ的热量，故C正确； D．由于反应为吸热反应，故破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量，故D正确；答案选A。 【例2-2】下列图示与对应的叙述不相符的是 A．(a)图可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，1mol O2(g)和2molSO2(g)反应放出的热量为(a-b)kJ D．由(d)图可知，A与C的能量差为： E4-E1-E3＋E2 【答案】C 【解析】A．(a)图中生成物总能量高于反应物总能量，则反应为吸热反应，盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应，图示与对应的叙述相符，A正确； B．(b)图中金刚石的能量大于石墨的能量，能量越低物质越稳定，则通过(b)图可知石墨比金刚石稳定，图示与对应的叙述相符，B正确； C．由(c)图可知： ，则，，该反应为放热反应，但该反应为可逆反应，1mol O2(g)和2molSO2(g)反应不能完全转化生成2mol(g)，则1mol O2(g)和2molSO2(g)反应放出的热量小于(a-b)kJ ，C错误； D．设A与C的能量差为，则由(d)图可知：，所以A与C的能量差为：，D正确；故选C。 【变式2-1】研究表明，在一定条件下，气态HCN转化为气态CNH的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．断开1molHCN(g)中所有化学键需要放出127.2kJ的能量 B．CNH(g)比HCN(g)更稳定 C．1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收59.3kJ的能量 D．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 【答案】C 【解析】A．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的热量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂化学键需吸收能量，因此1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5 kJ，故A错误； B．由图可知，HCN具有的能量较低，能量越低物质越稳定，则HCN比HNC更稳定，故B错误； C．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为1 molCNH(g)需要吸收的能量为186.5 kJ-127.2 kJ=59.3 kJ，故C正确； D．由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则该反应为吸热反应，但吸热反应不一定需要加热才能发生，所以HCN(g)转化为CNH(g)不一定要加热，故D错误；故选C。 【变式2-2】关于如图所示的说法，错误的是 A．图A中生成物的总能量更高 B．图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化 C．图B中1molN2与3molH2充分反应放出92KJ热量 D．图C中发生的反应为放热反应 【答案】C 【解析】A．图A生成物的总能量高于反应物的总能量，生成物的总能量更高，则A正确； B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，图A中生成物的总能量高于反应物的总能量，表示吸热反应，B正确； C．图B表示消耗1molN2与3molH2生成2molNH3放出92KJ热量，氮气和氢气的反应是可逆反应，1molN2与3molH2充分反应放出的热量小于92KJ，C错误； D．活泼金属与酸的置换反应是放热反应，D正确；故选C。 【变式2-3】时，1mol石墨转化为金刚石的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．金刚石转化为石墨的反应为吸热反应 B．石墨和金刚石互为同位素 C．石墨比金刚石更稳定 D．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 【答案】C 【解析】A．石墨的能量小于金刚石，金刚石转化为石墨的反应为放热反应，故A错误； B．石墨和金刚石互为同素异形体，故B错误； C．能量越低越稳定，石墨比金刚石更稳定，故C正确； D．金刚石的能量高，等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量金刚石比石墨多，故D错误；故选C。 ◆题型三 原电池的构成与判断 【例3-1】下列装置能构成原电池的是(连接两个电极的均是金属导线) A． B． C． D． 【答案】D 【分析】形成原电池的条件：①两个电极；②电解质溶液；③闭合回路；④自发的氧化还原反应。 【解析】A．装置中两金属电极的活泼性相同，不能形成原电池，A项错误； B．汽油不是电解质，不能形成原电池，B项错误； C．没有形成闭合回路，不能形成原电池，C项错误； D．铁和铜作电极，硫酸铜作电解质溶液，有闭合回路，有自发的氧化还原反应，能形成原电池，D项正确； 答案选D。 【例3-2】化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A B C D 【答案】D 【解析】A．无水乙醇为非电解质，不导电，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，A不合题意； B．Al能与NaOH溶液反应，但Mg和Al未用导线连接，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，B不合题意； C．两电极均为石墨电极，没有自发进行的氧化还原反应，不能产生电流，C不合题意； D．已知Zn比Pb活泼，能与稀盐酸反应，且形成了闭合回路，则能够形成原电池即产生电流，D符合题意； 故选D。 【变式3-1】下列装置中，可形成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．石墨与醋酸不反应，不存在能自发进行的氧化还原反应，不能形成原电池，故A不选； B．蔗糖是非电解质，不能形成原电池，故B不选； C．没有形成闭合回路，不能形成原电池，故C不选； D．Mg与稀盐酸发生氧化还原反应，两电极活泼性不同，上端接触形成了闭合回路，故形成了原电池，故D选；答案选D。 【变式3-2】下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①② B．②④ C．①③ D．①⑤ 【答案】C 【解析】原电池的构成条件是：有两个活泼性不同的电极；将电极插入电解质溶液中；两电极间构成闭合回路；能自发的进行氧化还原反应； ①该装置具备这四个条件，为原电池，故①符合题意； ②中电极相同，不能构成原电池，故②不符合题意； ③该装置具备这四个条件，为原电池，故③符合题意； ④中酒精是非电解质，不能构成原电池，故④不符合题意； ⑤中没有形成闭合回路，不能构成原电池，故⑤不符合题意； 综合可知①③符合题意；故答案选C。 【变式3-3】下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①② B．②④ C．①③ D．①⑤ 【答案】C 【解析】原电池的构成条件是：有两个活泼性不同的电极；将电极插入电解质溶液中；两电极间构成闭合回路；能自发的进行氧化还原反应； ①该装置具备这四个条件，为原电池，故①符合题意； ②中电极相同，不能构成原电池，故②不符合题意； ③该装置具备这四个条件，为原电池，故③符合题意； ④中酒精是非电解质，不能构成原电池，故④不符合题意； ⑤中没有形成闭合回路，不能构成原电池，故⑤不符合题意； 综合可知①③符合题意；故答案选C。 ◆题型四 原电池的设计 【例4-1】下面四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】选项中B、C、D均为自发进行的氧化还原反应，所以B、C、D的反应可用于构成原电池，A选项中是非氧化还原反应，所以理论上不可用于设计原电池，故选A。 【例4-2】下列化学反应在理论上不宜设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．的反应属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故A项不符合题意； B．的反应属于自发氧化还原反应，能设计成原电池，故B项不符合题意； C．的反应属于非氧化还原反应，不能设计成原电池，故C项符合题意； D．的反应属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故D项不符合题意；故选C。 【变式4-1】理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】原电池的构成条件为：1、活泼性不同的两个电极；2、电解质溶液；3、形成闭合回路；4、能自发进行氧化还原反应； 【解析】A、B、D反应方程式中都有化合价的变化，所以都是氧化还原反应；C的反应中没有化合价的变化，所以不是氧化还原反应，不能设计成原电池；故选C。 【变式4-2】正确的科学知识是能顺利进行实验的前提，下列化学反应可以设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】自发的氧化还原反应可以设计成原电池。 A．反应中无元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，不能设计为原电池，故A不选； B．NaOH+HCl=NaCl+H2O为中和反应，无元素的化合价变化，属于非氧化还原反应，不能设计为原电池，故B不选； C．为吸热的分解反应，无元素的化合价变化，于非氧化还原反应，不能设计为原电池，故C不选； D．Fe+CuCl2=FeCl2+Cu为置换反应，属于氧化还原反应，且能自发进行，可设计为原电池，故D选； 答案选D。 【变式4-3】下面是四个化学反应，你认为理论上可用于设计原电池的化学反应是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．为非氧化还原反应，不能设计成原电池，故A错误；　 B．为吸热反应，且是非自发的氧化还原反应，不能设计成原电池，故B错误；     C．为放热反应，是能自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故C正确；     D．为吸热反应，且是非自发的氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误；故选C。 ◆题型五 原电池原理及其应用 【例5-1】根据原电池原理，下列有关如图装置的说法正确的是 A．若a为Ag，b为Cu，c为硫酸铜溶液，则a电极有红色固体析出 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀硫酸，则b电极发生氧化反应 C．若a为Zn，b为Ag，c为硫酸铜溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Fe，b为Cu，c为浓硝酸，则负极发生的电极反应式为 【答案】C 【解析】A．Ag无法置换硫酸铜中的铜，不存在自发的氧化还原反应，不能实现化学能转化为电能，故A错误； B．Zn比Cu活泼，故Zn做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，故B错误； C．锌比银活泼，锌为负极，银为正极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，转移0.2mol电子，生成0.1molCu，即正极质量增加0.1mol×64g/mol=6.4g，故C正确； D．铁比铜活泼，但铁遇浓硝酸会钝化，故铜做负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故D错误；故选C。 【例5-2】如图所示原电池装置中，溶液为稀硫酸，装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极X为正极 B．氢气产生在X电极上，SO移向X电极 C．X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应 D．电子流动方向为：X电极→导线→Y电极→溶液→X电极 【答案】C 【分析】从图中可知，电子从X电极向Y电极移动，则X电极为负极，Y电极为正极。 【解析】A．根据分析可知，电极X为负极，A错误； B．Y为正极，氢离子在Y电极上得电子生成氢气，硫酸根离子向负极移动即向X电极移动，B错误； C．X电极为负极，负极上的物质失电子被氧化发生氧化反应，Y电极上氢离子得电子被还原发生还原反应，C正确； D．电子不会经过电解质溶液，D错误；故选C。 【变式5-1】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。 【变式5-2】如图所示的原电池装置中，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电流流向已标出，下列说法正确的是    A．电子的流动方向为X电极→导线→Y电极→电解质溶液→X电极 B．若两电极分别为Zn和Cu，则X为Zn C．X电极发生还原反应，Y电极发生氧化反应 D．流向Y电极，X电极可能产生H2 【答案】B 【解析】A．电流流动方向是Y电极→导线→X电极，则电子的流动方向为X电极→导线→Y电极，电子不能再溶液中移动，故A错误； B．根据A选项分析，X为负极，若两电极分别为Zn和Cu，Zn为活泼金属，则X为Zn，故B正确； C．X电极为负极，发生氧化反应，Y电极为正极，发生还原反应，故C错误； D．原电池“同性相吸”，则流向负极即X电极，Y电极可能产生H2，故D错误。综上所述，答案为B。 【变式5-3】某化学兴趣小组设计的一个简易的原电池装置如图，室温下进行了四组实验。下列说法正确的是    实验标号 ① ② ③ ④ a电极材料 石墨 石墨 铁单质 铁单质 b溶液(足量) 溶液 浓硝酸 溶液 稀硫酸 A．实验①中正极的电极反应式为 B．实验②中电流表的指针会发生偏转，向a电极移动 C．当实验③中外电路通过电子时，理论上电极的质量增加 D．实验④放电过程中，a电极质量减少b溶液的酸性增强 【答案】C 【解析】A．Cu能与FeCl3发生Cu+2FeCl3=CuCl2+FeCl2，根据原电池工作原理，Cu为负极，石墨为正极，正极上得电子，即电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，故A错误； B．Cu能与浓硝酸发生Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，该反应为氧化还原反应，符合原电池构成条件，电流表的指针会偏转，NO向负极移动，即向Cu电极移动，故B错误； C．该反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，a电极为负极，Cu电极为正极，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，电路中通过0.1mol电子，Cu电极上质量增大3.2g，故C正确； D．发生Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，根据原电池工作原理，Fe为负极，失去电子，a极质量减少，硫酸参与反应生成氢气，溶液的酸性减弱，故D错误；答案为C。 ◆题型六 化学电源及其应用 【例6-1】碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 A．电池工作时，通过隔膜向负极移动 B．电池工作时，发生还原反应 C．为利于电池放电可选择低温环境 D．反应中每生成1，转移电子数为 【答案】C 【分析】电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，Zn为负极，发生氧化反应，据此分析。 【解析】A．电池工作时，阴离子向负极移动，故OH-通过隔膜向负极移动，故A正确； B．电池工作时，MnO2为正极，得到电子，发生还原反应，故B正确； C．环境温度过低，电阻越大，不利于电池放电，故C错误； D．反应中锰元素的化合价由+4价降低到+3价，则每生成1mol MnOOH，移电子数为，故D正确； 答案选C。 【例6-2】汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。根据此反应判断下列说法正确的是 A．PbO2是电池的负极 B．电池放电时，溶液的酸性增强 C．铅酸蓄电池工作时，负极质量减少，正极质量增加 D．正极的电极反应方程式： 【答案】D 【解析】A．二氧化铅得电子被还原，为正极，A错误； B．电池放电时，硫酸参加反应生成水，所以溶质的质量减少，溶剂的质量增加，所以溶液酸性减弱，B错误； C．负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：负极质量增大，C错误； D．正极的电极反应为氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅，方程式：，D正确；故选D。 【变式6-1】有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图I    普通锌锰电池 图Ⅱ    碱性锌锰电池 图Ⅲ    铅酸蓄电池 图IV    银锌纽扣电池 A．图I所示电池中，锌筒作负极，发生氧化反应，用久会变薄，有漏液风险；电池工作时电子从锌筒流出，经过电解质溶液流向石墨电极 B．图Ⅱ所示电池中，的作用是作还原剂 C．图Ⅲ所示装置放电工作过程中，负极的质量逐渐减少 D．图IV所示电池中，正极的电极反应式为 【答案】D 【解析】A．普通锌锰电池中，锌筒作负极，发生氧化反应，用久会变薄，有漏液风险；电池工作时电子从锌筒流出，经导线流入石墨电极，电子不能进入电解质溶液，故A错误； B．碱性锌锰电池中，得电子生成MnOOH和OH-，Mn元素由+4价下降到+3价，所以作氧化剂，故B错误； C．图Ⅲ所示装置工作过程中，负极发生反应Pb-2e-+=PbSO4，质量逐渐增大，故C错误； D．银锌纽扣电池中，锌为负极，Ag2O为正极，正极Ag2O得到电子生成Ag，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，D正确；故选D。 【变式6-2】银锌纽扣电池广泛用于各种电子仪器，其原理如图所示，总反应方程式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2.下列说法错误的是 A．锌为负极发生氧化反应 B．OH-由氧化银正极移向锌负极 C．电子的移动方向：负极→用电器→正极 D．氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O 【答案】D 【分析】Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2反应，Ag2O发生还原反应生成Ag，Ag2O作正极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)2，Zn作负极。 【解析】A．根据总反应式，锌发生氧化反应，锌为负极，故A正确； B．原电池中阴离子移向负极，OH-由氧化银正极移向锌负极，故B正确； C．原电池中电子由负极经导线流入正极，电子的移动方向：负极→用电器→正极，故C正确； D．正极发生还原反应，氧化银正极的电极反应式为：Ag2O+2e-+2H2O=2Ag+2OH-，故D错误；故选D。 【变式6-3】氢氧燃料电池的反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是 A．该电池中电极a是负极 B．该电池工作时化学能转化为电能 C．该电池的总反应为 D．外电路中电流由电极a通过导线流向电极b 【答案】D 【分析】氢氧燃料电池中氧气一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，氢气一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应； 【解析】A．通入还原剂H2的电极为负极，所以a为负极，A正确； B．燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，B正确； C．氢氧燃料电池总反应为氢气和氧气生成水：，C正确； D．通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，电子从负极a沿导线流向正极b，电流由正极b流向负极a，D错误；故选D。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$