专题02 化学反应与能量变化（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题02 化学反应与能量变化 ◆考点01 化学反应中能量变化的理解 1.实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。 2.特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化。 3.化学反应中的能量转化形式 ①吸热反应：热能―→化学能。 ②放热反应：化学能―→热能。 ③光合作用：光能―→化学能。 ④燃烧反应：化学能―→热能，化学能―→光能。 ⑤原电池反应：化学能―→电能。 ⑥电解池反应：电能―→化学能。 4．反应历程与反应热的关系 图示 意义 a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。 反应热 图1：反应热＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应 图2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应 ◆考点02 放热反应和吸热反应的判断 1.概念 （1）放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量大于生成物的总能量。反应体系的能量降低。 （2）吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量小于生成物的总能量。反应体系的能量升高。 2.放热反应和吸热反应的判断 （1）从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。 　 （2）从反应热的量化参数——键能的角度分析 3.记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①可燃物的燃烧 ②酸碱中和反应 ③金属与酸的置换反应 ④物质的缓慢氧化 ⑤铝热反应 ⑥大多数化合反应 ①弱电解质的电离 ②盐类的水解反应 ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ④C和H2O(g)、C和CO2的反应 ⑤大多数分解反应 ◆考点03 反应热的简单计算 1.根据图像数据计算 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。 2.利用键能计算反应热的方法 （1）熟记反应热ΔH的计算公式：ΔH＝E(反应物的总键能之和)－E(生成物的总键能之和) （2）注意特殊物质中键数的判断 物质(1 mol) P4 C(金刚石) 石墨 Si SiO2 CO2 CH4 化学键 P—P C—C C—C Si—Si Si—O C==O C—H 键数(mol) 6 2 1.5 2 4 2 4 ◆考点04 原电池工作原理的理解 1.原电池的判断方法 （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。 （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。 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。 【解读】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。 3.“三步”突破原电池电极反应式的书写 第一步：分析氧化还原反应：根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目，需遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。 第二步：注意电解质溶液环境：分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式，例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适，在传导O2-的固体电解质中，O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。 第三步：合并正、负电极反应：调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式。 ◆考点05 原电池原理的应用 1.加快化学反应速率:实验室用Zn和稀H2SO4（或稀HCl）反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快，原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。如果用纯锌，可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是Cu2++Zn=Cu+Zn2+，生成的Cu和Zn在稀H2SO4溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2的速率加快。 2.比较金属活动性强弱：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如，有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，A为负极，B为极，金属活动性A＞B。 3.设计原电池： 从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池制作化学电源。 ①拆分反应：将自发的氧化还原反应分成两个半反应。 ②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。 ③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 ④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 4.金属腐蚀的防护:使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 ◆考点06 常见的化学电池的分析判断 1．一次电池——干电池 （1）特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 （2）锌锰干电池的构造如图所示。 ①锌筒为负极，电极反应是。 ②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰：正极：2NH4+＋2e－＝2NH3＋H2，H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O 正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+ ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液，淀粉糊的作用：提高阴、阳离子在两个电极间的迁移速度。。 ④电池总反应式为：2Zn＋4NH4Cl＋4MnO2＝［Zn(NH3)4］Cl2＋ZnCl2＋2Mn2O3＋2H2O ⑤干电池的电压通常约为1.5V，携带方便，但放完电后不能再用，污染较严重。 2．二次电池(充电电池) （1）特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 （2）能量转化：化学能电能 （3）常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池。 ①铅蓄电池:铅蓄电池是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上附着一层棕褐色PbO2，负极板上是海绵状金属铅，两极均浸在密度为1.28g·cm-3、浓度为30%的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。 放电电极反应： 负极：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)； 正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l) 充电电极反应： 阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)； 阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq) 电池总反应式： Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq)2PbSO4(s) +2H2O(l) 铅蓄电池的优点：电动势高，电压稳定，使用范围宽，原料丰富，价格便宜。 铅蓄电池的缺点：笨重，防震性差，易溢出酸液，维护不便，携带不便等。 ②银锌蓄电池:银锌蓄电池是形似干电池的充电电池，其负极为锌，正极为附，电解液为40%的KOH溶液。电极反应： 放电电极反应： 负极：Zn-2e－+2OH-＝Zn(OH)2 正极：Ag2O+2e－+ H2O＝2Ag +2OH- 充电电极反应： 阳极：2Ag +2OH-－2e－= Ag2O+ H2O； 阴极：Zn(OH)2+2e－= Zn+2OH- 电池总反应式： Zn + Ag2O + H2OZn(OH)2+2Ag 　　 　 ③锂电池:元素周期表中IA族的锂（Li）——最轻的金属，也是活动性极强的金属，是制造电池的理想物质。锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流电源。 电极反应为： 负极：Li－e- ＝Li＋ 正极：MnO2＋Li＋ ＋e- ＝LiMnO2 总反应：Li＋MnO2LiMnO2 3．燃料电池 （1）特点： ①反应物储存在电池外部； ②能量转换效率高、清洁、安全； ③供电量易于调节。 （2）燃料电池常用的燃料有：氢气、甲烷、乙醇等；常用氧化剂：氧气。 ①氢氧燃料电池：氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，但具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应式为： 负极：2H2＋4OH－＝4H2O＋4e－，正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 电池的总反应式为：2H2＋O2＝2H2O ②甲烷氧燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应式为： 负极：CH4＋10OH－＝CO32－＋7H2O＋8e－，正极：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－ 电池总反应式：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O　　 （4）海水电池：1991年，我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池，用作航海标志灯的电源。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为： 负极：4Al＝4Al3＋＋12e－ 正极：3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－ 这种海水电池的能量比干电池高20～50倍。 ◆考点01 化学反应中能量变化的理解 1．下列关于化学反应与能量的说法正确的是 A．镁与盐酸反应从环境中吸收能量 B．能量变化必然伴随着化学变化 C．与的反应，反应物总能量比生成物总能量低 D．需要加热的反应一定是放热反应 2．下列说法正确的是 A．化学反应前后物质能量不同，因此只有化学反应伴随着能量变化 B．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应 C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 D．因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定 3．下列说法中错误的是 A．需要加热才能发生的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．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化 D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量 4．下列说法中错误的是 A．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化 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．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．如果一个反应是放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量 5．下列说法正确的是(　　) A．物质发生化学变化都伴随着能量变化 B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化 C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化 D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化 ◆考点02 放热反应和吸热反应的判断 6．下列变化过程，属于放热反应的是 ①液态水变成水蒸气②Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应③金属钠与水反应④固体NaOH溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥生石灰和水反应生成熟石灰 A．②⑤⑥ B．②③④ C．③④⑤ D．③⑤⑥ 7．下列反应为吸热反应的是 A．反应物总能量高于生成物总能量的反应 B．需要加热的反应 C．八水合氢氧化钡与氯化铵晶体的反应 D．铝热反应 8．下列反应属于氧化还原反应，且生成物的总能量高于反应物的总能量的是 A．铝热反应 B．铝与盐酸反应 C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应 D．灼热的炭与CO2反应 9．为了研究化学反应X+Y=Z的能量变化情况，某同学设计了下图所示装置。当向盛有X的试管中滚圆试剂Y时，看到U型管中甲处液面下降乙处液面上升，由此说明： ①反应为放热反应 ②生成物的总能量比反应物的总能量高 ③物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来 ④反应物化学键断裂吸收的能量高于生成物化学键形成放出的能量 A．①② B．①③ C．①②③ D．②③④ 10．下列变化属于吸热反应的是   ①灼热的炭和二氧化碳反应②镁条溶于盐酸 ③干冰升华④盐酸与碳酸氢钠反应⑤与反应⑥氢气在氯气中燃烧⑦硫酸和氢氧化钡溶液反应 A．①③⑤ B．②④⑥ C．⑤⑦ D．①④⑤ ◆考点03 反应热的简单计算 11．已知某化学反应，反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是    A．该反应的进行一定需要加热或点燃 B．生成2molAB2(g)，放出热量(E1-E2)kJ C．1molA2(g)和2molB2(g)的总能量高于2molAB2(g)的能量 D．该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总能量 12．已知化学反应A2(g)+B2(g)⇌2AB(l)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．每生成2mol气态AB吸收b kJ热量 B．向密闭容器中充入1mol A2和1mol B2充分反应，吸收的热量为(a-b)kJ C．向密闭容器中充入一定量的A2和B2，生成2mol AB(g)，吸收的热量小于(a-b)kJ D．AB(l)分解为A2(g)和B2(g)的反应为放热反应 13．已知反应的反应体系能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应涉及极性键和非极性键的断裂和形成 B．若反应生成的为液态，则放出的能量小于 C．和的总键能低于的总键能 D．和在容器中充分反应，放出的能量为 14．关于下图的说法不正确的是 A．1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)时需要放出17 kJ的能量 B．1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)气体时，需要吸收5 kJ的能量 C．2 mol HI(g)气体分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量 D．I2(g)与H2(g)生成HI(g)气体的反应是吸热反应 15．已知和在一定条件下能发生反应：，该反应每生成时会有的热量放出，已知均大于零。下列说法正确的是 A．的能量比的能量高 B．将与混合充分反应后放出的热量为 C．H-I键的键能为 D．该反应中生成物的总能量高于反应物的总能量 ◆考点04 原电池原理的理解 16．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 17．下列关于原电池的叙述中，错误的是 A．原电池能将化学能转变为电能 B．原电池的负极得电子，发生还原反应 C．原电池工作时，其负极不断产生电子并经外电路流向正极 D．原电池的构成条件之一是形成闭合回路 18．下面是某同学学习原电池后整理的学习笔记，出现错误有 图注释： ①电子流动方向(一定)②电流方向(一定) ③电极反应(一定)④溶液中离子移动方向(一定) 拓展： ⑤负极金属活动性较强(一定) ⑥负极溶解质量减少，正极产生气体或质量增加变粗(不一定) A．0处 B．1处 C．2处 D．4处 19．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C．两烧杯中溶液的酸性均减弱 D．甲装置的导线中有电流，电流方向为锌→铜 20．下列图示的装置属于原电池的是（      ） A．①②⑥⑧ B．③④⑤⑦ C．③④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦⑧ ◆考点05 原电池原理的应用 21．a、b、c、d四种金属，已知：①；②将金属片a、c插入稀硫酸中，用导线将它们相连，a表面有大量气泡逸出；③b、d用导线连接放入d的硫酸盐溶液中，d电极的电极反应式为。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是 A．c>a>b>d B．d>b>a>c C．c>b>a>d D．d>c>a>b 22．向稀硫酸中加入过量的锌粉，为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以在稀硫酸中加入 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．蒸馏水 23．为保护海水中钢铁设施，可将金属连接在其表面，减缓水体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护方法称为阴极电保护法 B．极的电极反应式为 C．过程中化学能转化为电能和热能 D．将金属与外接电源的正极相连也能减缓腐蚀 24．利用反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计一个原电池，下列装置示意图正确的是 A B C D 25．根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是 A．KOH+HCl=KCl+H2O B．Cu+Fe3+=Fe2++Cu2+ C．Na2O+H2O=2NaOH D．Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ◆考点06 常见的化学电池的分析判断 26．氢氧燃料电池已用于航天飞机，其工作原理如图所示。下列关于该燃料电池的说法错误的是 A．电子从a电极经外电路流向b电极 B．通入氢气的一极为负极，发生氧化反应 C．放电时正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- D．理论上当转移4mol电子时消耗22.4L氧气 27．一种新型的Li-O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q（消耗1molO2转移的电子数）增大。下列说法错误的是 A．锂是电池的负极，多孔功能电极为正极 B．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2-转化为 C．电池放电时，Li+通过固态电解质膜向多孔功能电极移动 D．熔融盐中离子的浓度影响充放电速率 28．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，一极通入，另一极通入，原理如图所示。下列说法正确的是 A．Pt2电极为负极，通入 B．正极附近溶液的pH减小 C．负极的电极反应式为： D．当外电路通过时，氧气消耗1.12L 29．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 30．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为，下列叙述不正确的是 A．放电时负极区应为 B．放电时每转移3mol电子，正极1molK2FeO4被氧化 C．该电池为二次电池，充电时电能转化为化学能 D．放电时正极附近溶液的碱性增强 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 化学反应与能量变化 ◆考点01 化学反应中能量变化的理解 1.实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。 2.特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化。 3.化学反应中的能量转化形式 ①吸热反应：热能―→化学能。 ②放热反应：化学能―→热能。 ③光合作用：光能―→化学能。 ④燃烧反应：化学能―→热能，化学能―→光能。 ⑤原电池反应：化学能―→电能。 ⑥电解池反应：电能―→化学能。 4．反应历程与反应热的关系 图示 意义 a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。 反应热 图1：反应热＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应 图2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应 ◆考点02 放热反应和吸热反应的判断 1.概念 （1）放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量大于生成物的总能量。反应体系的能量降低。 （2）吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量小于生成物的总能量。反应体系的能量升高。 2.放热反应和吸热反应的判断 （1）从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。 　 （2）从反应热的量化参数——键能的角度分析 3.记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①可燃物的燃烧 ②酸碱中和反应 ③金属与酸的置换反应 ④物质的缓慢氧化 ⑤铝热反应 ⑥大多数化合反应 ①弱电解质的电离 ②盐类的水解反应 ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ④C和H2O(g)、C和CO2的反应 ⑤大多数分解反应 ◆考点03 反应热的简单计算 1.根据图像数据计算 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。 2.利用键能计算反应热的方法 （1）熟记反应热ΔH的计算公式：ΔH＝E(反应物的总键能之和)－E(生成物的总键能之和) （2）注意特殊物质中键数的判断 物质(1 mol) P4 C(金刚石) 石墨 Si SiO2 CO2 CH4 化学键 P—P C—C C—C Si—Si Si—O C==O C—H 键数(mol) 6 2 1.5 2 4 2 4 ◆考点04 原电池工作原理的理解 1.原电池的判断方法 （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。 （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。 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。 【解读】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。 3.“三步”突破原电池电极反应式的书写 第一步：分析氧化还原反应：根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目，需遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。 第二步：注意电解质溶液环境：分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式，例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适，在传导O2-的固体电解质中，O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。 第三步：合并正、负电极反应：调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式。 ◆考点05 原电池原理的应用 1.加快化学反应速率:实验室用Zn和稀H2SO4（或稀HCl）反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快，原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。如果用纯锌，可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是Cu2++Zn=Cu+Zn2+，生成的Cu和Zn在稀H2SO4溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2的速率加快。 2.比较金属活动性强弱：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如，有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，A为负极，B为正极，金属活动性A＞B。 3.设计原电池： 从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池制作化学电源。 ①拆分反应：将自发的氧化还原反应分成两个半反应。 ②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极——石墨棒、铂片作负极。 ③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。 ④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 4.金属腐蚀的防护:使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 ◆考点06 常见的化学电池的分析判断 1．一次电池——干电池 （1）特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 （2）锌锰干电池的构造如图所示。 ①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰：正极：2NH4+＋2e－＝2NH3＋H2，H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O 正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+ ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液，淀粉糊的作用：提高阴、阳离子在两个电极间的迁移速度。。 ④电池总反应式为：2Zn＋4NH4Cl＋4MnO2＝［Zn(NH3)4］Cl2＋ZnCl2＋2Mn2O3＋2H2O ⑤干电池的电压通常约为1.5V，携带方便，但放完电后不能再用，污染较严重。 2．二次电池(充电电池) （1）特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 （2）能量转化：化学能电能 （3）常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池。 ①铅蓄电池:铅蓄电池是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上附着一层棕褐色PbO2，负极板上是海绵状金属铅，两极均浸在密度为1.28g·cm-3、浓度为30%的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。 放电电极反应： 负极：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)； 正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l) 充电电极反应： 阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)； 阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq) 电池总反应式： Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq)2PbSO4(s) +2H2O(l) 铅蓄电池的优点：电动势高，电压稳定，使用范围宽，原料丰富，价格便宜。 铅蓄电池的缺点：笨重，防震性差，易溢出酸液，维护不便，携带不便等。 ②银锌蓄电池:银锌蓄电池是形似干电池的充电电池，其负极为锌，正极为附着Ag2O的银，电解液为40%的KOH溶液。电极反应： 放电电极反应： 负极：Zn-2e－+2OH-＝Zn(OH)2 正极：Ag2O+2e－+ H2O＝2Ag +2OH- 充电电极反应： 阳极：2Ag +2OH-－2e－= Ag2O+ H2O； 阴极：Zn(OH)2+2e－= Zn+2OH- 电池总反应式： Zn + Ag2O + H2OZn(OH)2+2Ag 　　 　 ③锂电池:元素周期表中IA族的锂（Li）——最轻的金属，也是活动性极强的金属，是制造电池的理想物质。锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流电源。 电极反应为： 负极：Li－e- ＝Li＋ 正极：MnO2＋Li＋ ＋e- ＝LiMnO2 总反应：Li＋MnO2LiMnO2 3．燃料电池 （1）特点： ①反应物储存在电池外部； ②能量转换效率高、清洁、安全； ③供电量易于调节。 （2）燃料电池常用的燃料有：氢气、甲烷、乙醇等；常用氧化剂：氧气。 ①氢氧燃料电池：氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，但具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应式为： 负极：2H2＋4OH－＝4H2O＋4e－，正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 电池的总反应式为：2H2＋O2＝2H2O ②甲烷氧燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应式为： 负极：CH4＋10OH－＝CO32－＋7H2O＋8e－，正极：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－ 电池总反应式：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O　　 （4）海水电池：1991年，我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池，用作航海标志灯的电源。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为： 负极：4Al＝4Al3＋＋12e－ 正极：3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－ 这种海水电池的能量比干电池高20～50倍。 ◆考点01 化学反应中能量变化的理解 1．下列关于化学反应与能量的说法正确的是 A．镁与盐酸反应从环境中吸收能量 B．能量变化必然伴随着化学变化 C．与的反应，反应物总能量比生成物总能量低 D．需要加热的反应一定是放热反应 【答案】C 【解析】A．镁与盐酸反应是放热反应，向环境释放能量，A错误；B．冰融化伴随着能量变化，但是该过程是物理变化，B错误；C．与的反应是吸热反应，反应物总能量比生成物总能量低，C正确；D．反应吸放热与反应条件无关，即化学反应放热还是吸热与是否加热无关，D错误；故选C。 2．下列说法正确的是 A．化学反应前后物质能量不同，因此只有化学反应伴随着能量变化 B．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应 C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 D．因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定 【答案】C 【解析】A．物质发生化学反应时都伴随着能量变化，但是伴随着能量变化的变化不一定是化学变化，如物质溶解时伴随放热、吸热现象，错误；B．任何反应发生都需要一个活化的过程，所以需要加热的化学反应不一定是吸热反应，错误；C．等质量的同一物质，由于在气态时含有的能量比固态时高，所以等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧产生SO2气体，由于生成物的能量相同，所以前者放出的热量多，正确；D．物质含有的能量越高，物质的稳定性就越小，所以石墨变成金刚石吸热，则金刚石比石墨稳定性差，错误；答案选C。 3．下列说法中错误的是 A．需要加热才能发生的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．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化 D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量 【答案】A 【解析】A．有的放热反应也需要加热甚至高温才能发生，如铝热反应，故A错误；B．化学反应过程中有化学键的断裂和形成，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，故B正确；C．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，还有的化学反应中有化学能转化为光能等，故C正确；D．反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应放热，反之吸热，故D正确；故选A。 4．下列说法中错误的是 A．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化 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．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．如果一个反应是放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量 【答案】C 【解析】A．由于化学反应的本质是旧键断裂新键形成的过程，断键要吸热，形成化学键要放热，这样必然伴随整个化学反应吸热或放热，所以化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，故A正确；B．断键要吸热，形成化学键要放热，是反应中能量变化的主要原因，故B正确；C．一个化学反应是放热还是吸热主要取决于反应物的总能量与生成物总能量的相对大小，与外界条件没有关系，故C错误；D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量，反应物总能量大于生成物总能量，说明该反应是放热反应，故D正确。故选C。 5．下列说法正确的是(　　) A．物质发生化学变化都伴随着能量变化 B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化 C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化 D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化 【答案】A 【解析】A. 化学变化的特征：一是有新物质生成，二是伴随着能量变化，故A正确；B. 反应中的能量变化形式有多种，主要表现为热量变化，也可以表现为其它形式的变化，如原电池中化学能转化为电能，故B错误；C. 物理过程也有能量变化，如某些物质溶解放热，故C错误；D. 物质的变化是能量变化的基础，有能量的变化一定有物质变化，故D错误；故选：A。 ◆考点02 放热反应和吸热反应的判断 6．下列变化过程，属于放热反应的是 ①液态水变成水蒸气②Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应③金属钠与水反应④固体NaOH溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥生石灰和水反应生成熟石灰 A．②⑤⑥ B．②③④ C．③④⑤ D．③⑤⑥ 【答案】D 【分析】放热反应属于化学反应； 【解析】①液态水变成水蒸气，属于吸热过程，但不是吸热反应，故①不符合题意；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，属于吸热反应，故②不符合题意；③金属钠与水反应是放热反应，故③符合题意；④固体NaOH溶于水是放热过程，但不是放热反应，故④不符合题意；⑤氢气在氯气中燃烧，属于放热反应，故⑤符合题意；⑥生石灰和水反应生成熟石灰，属于放热反应，故⑥符合题意；综上所述，选项D正确。 7．下列反应为吸热反应的是 A．反应物总能量高于生成物总能量的反应 B．需要加热的反应 C．八水合氢氧化钡与氯化铵晶体的反应 D．铝热反应 【答案】C 【解析】A．反应物总能量高于生成物总能量的反应，则该反应为放热反应，A错误；     B．需要加热的反应，也可以是放热反应，比如燃烧，B错误；C．八水合氢氧化钡与氯化铵晶体的反应，该反应吸热，C正确；D．铝热反应，会放出大量的热，是放热反应，，D错误；故选C。 8．下列反应属于氧化还原反应，且生成物的总能量高于反应物的总能量的是 A．铝热反应 B．铝与盐酸反应 C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应 D．灼热的炭与CO2反应 【答案】D 【分析】一般金属和水或酸反应，酸碱中和反应，一切燃烧，大多数化合反应和置换反应，缓慢氧化反应如生锈等是放热反应。大多数分解反应，铵盐和碱反应，碳、氢气或CO作还原剂的反应等是吸热反应，据此可以进行判断。 【解析】生成物的总能量高于反应物的总能量，说明反应是吸热反应，A、B是放热反应，C是吸热反应，但不是氧化还原反应，D为吸热反应，且为氧化还原反应，故D正确；故选D。 9．为了研究化学反应X+Y=Z的能量变化情况，某同学设计了下图所示装置。当向盛有X的试管中滚圆试剂Y时，看到U型管中甲处液面下降乙处液面上升，由此说明： ①反应为放热反应 ②生成物的总能量比反应物的总能量高 ③物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来 ④反应物化学键断裂吸收的能量高于生成物化学键形成放出的能量 A．①② B．①③ C．①②③ D．②③④ 【答案】B 【解析】①当向盛有X的试管中滴加试剂Y时，看到U型管中甲处液面下降乙处液面上升，可知道反应是一个放热反应，①正确；②在放热反应中，反应物的能量高于生成物的能量，②错误；③放出的热量让试剂瓶中的气体压强增大，物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来，③正确；④生成物化学键生成释放的能量高于反应物化学键断裂放出的能量，④错误；正确的说法是①③，故合理选项是B。 10．下列变化属于吸热反应的是   ①灼热的炭和二氧化碳反应②镁条溶于盐酸 ③干冰升华④盐酸与碳酸氢钠反应⑤与反应⑥氢气在氯气中燃烧⑦硫酸和氢氧化钡溶液反应 A．①③⑤ B．②④⑥ C．⑤⑦ D．①④⑤ 【答案】D 【解析】①灼热的炭和二氧化碳反应为吸热反应；②活泼金属与酸反应为放热反应；③干冰升华是物理变化；④盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应；⑤与反应为吸热反应；⑥氢气在氯气中燃烧，为放热反应；⑦硫酸和氢氧化钡溶液反应，酸碱中和为放热反应；故选D。 ◆考点03 反应热的简单计算 11．已知某化学反应，反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是    A．该反应的进行一定需要加热或点燃 B．生成2molAB2(g)，放出热量(E1-E2)kJ C．1molA2(g)和2molB2(g)的总能量高于2molAB2(g)的能量 D．该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总能量 【答案】D 【解析】A．反应前后能量守恒可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A错误；B．根据图象，该反应是吸热反应，生成2molAB2(g)则吸收的热量为(E1-E2)kJ，B错误；C．1molA2(g)和2molB2(g)的总能量低于2molAB2(g)的能量，C错误；D．断裂化学键吸收热量，形成化学键放出热量，由信息可知，该反应为吸热反应，则断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，D正确；故选D。 12．已知化学反应A2(g)+B2(g)⇌2AB(l)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．每生成2mol气态AB吸收b kJ热量 B．向密闭容器中充入1mol A2和1mol B2充分反应，吸收的热量为(a-b)kJ C．向密闭容器中充入一定量的A2和B2，生成2mol AB(g)，吸收的热量小于(a-b)kJ D．AB(l)分解为A2(g)和B2(g)的反应为放热反应 【答案】D 【解析】A．根据图像可知，每生成2mol液态AB吸收(a-b)kJ热量，A选项错误；B．向密闭容器中充入1mol A2和1mol B2充分反应，由于生成物状态未知，因此吸收的热量也未知，B选项错误；C．由于2molAB(g)再转化为2molAB(l)会放出热量，则向密闭容器中充入一定量的A2和B2，生成2molAB(g)时吸收的热量大于(a-b)kJ，C选项错误；D．A2(g)和B2(g)化合生成AB(l)的反应为吸热反应，则逆反应AB(l)分解为A2(g)和B2(g)的反应为放热反应，D选项正确；答案选D。 13．已知反应的反应体系能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应涉及极性键和非极性键的断裂和形成 B．若反应生成的为液态，则放出的能量小于 C．和的总键能低于的总键能 D．和在容器中充分反应，放出的能量为 【答案】C 【解析】A．该反应断裂H-H、，形成C-H、C-O、O-H键，故没有非极性键的形成，A错误；B．液态甲醇能量小于气态甲醇，故放出的能量大于，B错误；C．由图可知，该反应为放热反应，反应物总键能小于生成物总键能，C正确；D．该反应为可逆反应，和在容器中充分反应，放出的能量小于，D错误；答案选C。 14．关于下图的说法不正确的是 A．1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)时需要放出17 kJ的能量 B．1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)气体时，需要吸收5 kJ的能量 C．2 mol HI(g)气体分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量 D．I2(g)与H2(g)生成HI(g)气体的反应是吸热反应 【答案】D 【分析】由图可知，1 mol I2(g)与1 mol H2(g)的总能量大于2molHI(g)的总能量，而1 mol I2(s)与1 mol H2(g)的总能量小于2molHI(g)的能量，1 mol I2(s)变为1 mol I2(g)时需要吸收17kJ能量，以此来解答。 【解析】A．由图可知，1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)时放出17kJ的热量，故A正确；B．由图可知，1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)气体时，需要吸收5 kJ的能量，故B正确；C．由图可知，1 mol I2(g)与1 mol H2(g)生成2molHI(g)时放出12kJ热量，则2 mol HI(g)气体分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量，故C正确；D．由图可知，1 mol I2(g)与1 mol H2(g)生成2molHI(g)时放出12kJ热量，即I2(g)与H2(g)生成HI(g)气体的反应是放热反应，故D错误；故选D。 15．已知和在一定条件下能发生反应：，该反应每生成时会有的热量放出，已知均大于零。下列说法正确的是 A．的能量比的能量高 B．将与混合充分反应后放出的热量为 C．H-I键的键能为 D．该反应中生成物的总能量高于反应物的总能量 【答案】C 【解析】A．由图可知，1mol H2断键生成2molH吸收bkJ热量，说明1mol H2的能量比2molH的能量低，A项错误；B．根据题意，生成2molHI时会有akJ的能量放出，该反应为可逆反应，因为存在反应限度，不能完全反应，因此将0.5molH2(g)与0.5mol I2(g)混合充分反应后生成的HI少于1mol，放出的热量少于0.5akJ，B项错误；C．反应物的总键能-生成物的总键能=bkJ/mol+ckJ/mol-H-I键的键能×2=-akJ/mol，则H-I键的键能为0.5(a+b+c)kJ/mol，C项正确；D．该反应为放热反应，则生成物的总能量低于反应物的总能量，D项错误；答案选C。 ◆考点04 原电池原理的理解 16．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；故答案为C。 17．下列关于原电池的叙述中，错误的是 A．原电池能将化学能转变为电能 B．原电池的负极得电子，发生还原反应 C．原电池工作时，其负极不断产生电子并经外电路流向正极 D．原电池的构成条件之一是形成闭合回路 【答案】B 【解析】A．原电池利用氧化还原反应形成电流，化学能转化为电能，A项正确；B．原电池的负极失电子发生氧化反应，B项错误；C．负极失电子经导线传导正极，C项正确；D．原电池若短路不能形成稳定的电流，原电池构成条件之一形成闭合回路，D项正确；故选B。 18．下面是某同学学习原电池后整理的学习笔记，出现错误有 图注释： ①电子流动方向(一定)②电流方向(一定) ③电极反应(一定)④溶液中离子移动方向(一定) 拓展： ⑤负极金属活动性较强(一定) ⑥负极溶解质量减少，正极产生气体或质量增加变粗(不一定) A．0处 B．1处 C．2处 D．4处 【答案】C 【解析】①锌为负极，铜为正极，电子由锌片流向铜片，故①正确；②电流与电子运动方向相反，则电流由正极(铜片)经导线流向负极(锌片)，故②错误；③负极Zn失电子发生氧化反应，正极H+在铜片上得电子发生还原反应生成H2逸出，故③正确；④原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，故④正确；⑤一般的负极金属活动性较强，但有例外，比如Mg、Al、NaOH溶液三者组成原电池，由于Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应，这里Al是负极，Mg是正极，但Mg的金属性比Al强，所以负极金属活动性较强不一定，故⑤错误；⑥若是燃烧电池，负极，正极质量无变化，所以负极溶解质量减少，正极产生气体或质量增加变粗，是不一定，故⑥正确；由上分析，②⑤错误，有2处；C符合；答案为C。 19．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C．两烧杯中溶液的酸性均减弱 D．甲装置的导线中有电流，电流方向为锌→铜 【答案】C 【解析】甲装置构成Cu-Zn原电池，Zn失去电子作负极，Zn－2e－=Zn2＋，Cu作正极，2H＋＋2e－=H2↑。乙装置未构成闭合回路，不是原电池，锌与硫酸反应，有气泡产生，铜与硫酸不反应，无明显现象。A．甲装置铜片表面有气泡产生，乙装置铜片表面无气泡产生，A错误；B．甲中铜片是正极，但是乙不构成原电池，铜片不是正极，B错误；C．甲、乙两装置中均消耗氢离子，溶液酸性均减弱，C正确；D．甲装置导线中的电流方向为正极到负极，则铜→锌，D错误。答案选C。 20．下列图示的装置属于原电池的是（      ） A．①②⑥⑧ B．③④⑤⑦ C．③④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦⑧ 【答案】C 【解析】构成原电池的条件为两极为活动性不同的金属(或金属与石墨)、电解质溶液、导线连接或直接接触、构成闭合回路。①②缺少另一电极材料；⑤中的酒精是非电解质；⑧没有构成闭合回路，故不能构成原电池，符合构成原电池条件的为③④⑥⑦，答案选C。 ◆考点05 原电池原理的应用 21．a、b、c、d四种金属，已知：①；②将金属片a、c插入稀硫酸中，用导线将它们相连，a表面有大量气泡逸出；③b、d用导线连接放入d的硫酸盐溶液中，d电极的电极反应式为。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是 A．c>a>b>d B．d>b>a>c C．c>b>a>d D．d>c>a>b 【答案】A 【解析】①，a的还原性大于b，则金属活动性a>b；②将金属片a、c插入稀硫酸中，用导线将它们相连，a表面有大量气泡逸出，a是正极、c是负极，则金属活动性c>a；③b、d用导线连接放入d的硫酸盐溶液中，d电极的电极反应式为，d是正极、b是负极，则金属活动性b>d； 四种金属的活动性由强到弱的顺序是c>a>b>d，故选A。 22．向稀硫酸中加入过量的锌粉，为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以在稀硫酸中加入 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．蒸馏水 【答案】D 【解析】A．加入Na2CO3溶液，稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，不符合条件，故A错误；B．加入CuSO4溶液，CuSO4溶液与Zn反应置换出Cu，构成原电池，加快反应速率，故B错误；C．加入NaNO3溶液，生成NO气体，影响生成氢气的量，故C错误；D．加入蒸馏水，氢离子浓度减小、氢离子总物质的量不变，所以符合条件，故D正确；故答案为：D； 23．为保护海水中钢铁设施，可将金属连接在其表面，减缓水体中钢铁设施的腐蚀，如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护方法称为阴极电保护法 B．极的电极反应式为 C．过程中化学能转化为电能和热能 D．将金属与外接电源的正极相连也能减缓腐蚀 【答案】C 【解析】A．锌、铁构成原电池，锌的活泼性大于铁，锌是负极，该保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法，故A错误；B．锌、铁构成原电池，锌的活泼性大于铁，锌是负极，极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故B错误；C．锌、铁构成原电池，过程中化学能转化为电能和热能，故C正确；D．将金属与外接电源的负极相连也能减缓腐蚀，故D错误；选C。 24．利用反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计一个原电池，下列装置示意图正确的是 A B C D 【答案】C 【解析】根据反应2Fe3++Fe═3Fe2+知，Fe元素化合价由+3价变为+2价、Fe元素化合价由0价变为+2价，所以Fe作负极，选择活泼性比金属铁差的如石墨做正极材料即可，正极上是铁离子得电子的还原反应，所以电解质中必须含有铁离子，可以选择氯化铁溶液，C符合；故选：C。 25．根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是 A．KOH+HCl=KCl+H2O B．Cu+Fe3+=Fe2++Cu2+ C．Na2O+H2O=2NaOH D．Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 【答案】D 【解析】原电池是将化学能转变为电能的装置，只有自发的氧化还原反应才有电子的转移，而B、D为氧化还原反应，但反应B离子方程式未配平，AC为非氧化还原反应，不可以设计成原电池，故答案为：D。 ◆考点06 常见的化学电池的分析判断 26．氢氧燃料电池已用于航天飞机，其工作原理如图所示。下列关于该燃料电池的说法错误的是 A．电子从a电极经外电路流向b电极 B．通入氢气的一极为负极，发生氧化反应 C．放电时正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- D．理论上当转移4mol电子时消耗22.4L氧气 【答案】D 【分析】由题干氢氧燃料电池装置图可知，电极a通入H2，发生氧化反应：H2-2e-=2H+，则a为电池负极，电极b为通入O2，发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，则b电极为正极，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故电子从a电极经外电路流向b电极，A正确；B．由分析可知，通入氢气的一极为负极，发生氧化反应：H2-2e-=2H+，B正确；C．由分析可知，放电时正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确；D．由分析可知，理论上当转移4mol电子时消耗O2的物质的量为1mol，但题干未告知O2所处的状态，无法计算其体积，D错误；故答案为：D。 27．一种新型的Li-O2电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q（消耗1molO2转移的电子数）增大。下列说法错误的是 A．锂是电池的负极，多孔功能电极为正极 B．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2-转化为 C．电池放电时，Li+通过固态电解质膜向多孔功能电极移动 D．熔融盐中离子的浓度影响充放电速率 【答案】B 【分析】Li—O2电池放电时，锂电极为负极，发生反应：Li-e-=L+，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：O2+2e-=，随温度升高Q增大，正极区转化为O2-，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，锂是电池的负极，多孔功能电极为正极，A正确；B．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，O2-中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为O2-，B错误；C．由分析可知，锂电极为负极，多孔功能电极为正极，电池放电时，电池内电解质中的阳离子向正极移动，即Li+通过固态电解质膜向多孔功能电极移动，C正确；D．已知电解质中离子浓度将影响导电能力，故熔融盐中离子的浓度影响充放电速率，D正确；故答案为：B。 28．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，一极通入，另一极通入，原理如图所示。下列说法正确的是 A．Pt2电极为负极，通入 B．正极附近溶液的pH减小 C．负极的电极反应式为： D．当外电路通过时，氧气消耗1.12L 【答案】C 【分析】由氢离子的移动方向可知，通入二氧化硫的Pt1为负极，水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，Pt2为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水。 【解析】A．由分析可知，Pt2为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，故A错误；B．由分析可知，Pt2为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，则放电时正极附近溶液的pH增大，故B错误；C．由分析可知，通入二氧化硫的Pt1为负极，水分子作用下二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为，故C正确；D．缺标准状况下，无法计算外电路通过0.2mol电子时，正极消耗氧气的体积，故D错误；故选C。 29．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。 30．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为，下列叙述不正确的是 A．放电时负极区应为 B．放电时每转移3mol电子，正极1molK2FeO4被氧化 C．该电池为二次电池，充电时电能转化为化学能 D．放电时正极附近溶液的碱性增强 【答案】B 【分析】由可知，该电池放电时，金属锌与高铁酸钾反应生成氢氧化铁、氢氧化锌和氢氧化钾，锌失电子化合价升高，锌作原电池的负极，电极反应式为：，高铁酸钾中的铁元素由+6价降低到氢氧化铁中的+3价，得电子，其电极反应式为，据此回答。 【解析】A．该电池放电时，金属锌与高铁酸钾反应生成氢氧化铁、氢氧化锌和氢氧化钾，在该反应中，锌失电子化合价升高，锌作原电池的负极，电极反应式为：，A正确；B．放电时，Fe元素由+6价下降到+3价，每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，B错误；C．该电池可以充电，为二次电池，充电时电能转化为化学能，C正确；D．放电时高铁酸钾中的铁元素由+6价降低到氢氧化铁中的+3价，得电子，其电极反应式为，正极附近产生氢氧根离子，该处溶液的碱性增强，D正确；故选B。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$