专题05 化学反应与能量转化（寒假预习讲义）高一化学鲁科版

专题05 化学反应与能量转化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 化学反应中的能量变化 1．化学反应中的能量变化 实验内容 实验现象 化学方程式及结论 NaOH溶液与盐 酸反应 混合液的温度 化学方程式： ； 结论：反应 能量 锌与盐酸反应 有大量 产生，溶液温度 化学方程式： ； 结论：反应 能量 碳酸氢钠与柠檬酸 反应 混合液的温度 结论：反应 能量 【特别提醒】每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。 2．化学反应的分类 (1)放热反应：最终表现为释放热量的化学反应。 (2)吸热反应：最终表现为吸收热量的化学反应。 3．常见的放热反应 (1)所有的燃烧反应，如木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 (2)酸碱中和反应，如H＋＋OH－===H2O。 (3)大多数的化合反应，如H2＋Cl22HCl。 (4)铝热反应，如2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。 (5)活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 4．常见的吸热反应 (1)消石灰[Ca(OH)2]与氯化铵固体的反应：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)大多数的分解反应，如NH4ClHCl↑＋NH3↑。 (3)碳与水蒸气的反应：C＋H2O(g)CO＋H2。 (4)部分以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋CO22CO。 【特别提醒】吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H2SO4的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水属于吸热过程，不属于吸热反应。 5.放热反应与吸热反应的比较 放热反应 吸热反应 能量变化 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 键能变化 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 常见实例 (1)金属与水或酸的反应 (2)金属氧化物与水或酸的反应 (3)可燃物的燃烧反应及缓慢氧化 (4)酸与碱的中和反应 (5)大部分化合反应 (1)大部分分解反应 (2)Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 (3)柠檬酸与NaHCO3的反应 (4)高温下焦炭与水的反应 6.有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定” (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 知识点二 化学反应中能量变化的本质及转化形式 1．从化学键的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)实例分析 断键时吸收的总能量：436 kJ＋249 kJ＝685 kJ； 成键时释放的总能量：930 kJ； 所以1 mol H2燃烧生成水蒸气时释放能量245 kJ。 (2)图示 注：E1为破坏旧化学键吸收的能量，E2为形成新化学键释放的能量。 (3)结论 ①若E1>E2，反应吸收能量( 反应)。 ②若E1<E2，反应释放能量( 反应)。 2．从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)图示 (2)结论 ①反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应 能量。 ②反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应 能量。 3.化学反应中能量变化大小的计算方法 （1）根据反应物总能量和生成物总能量计算 ΔE＝|反应物总能量－生成物总能量| （2）根据化学键 吸收的能量和化学键 释放的能量计算 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE＝|断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和| 知识点三 化学能与热能相互转化 1．获取热能的主要途径 (1)物质的燃烧；(2)使用最多的常规能源是： (煤、石油和天然气)。 2．化石燃料获取能量面临的问题 (1)储量有限，短期内不可再生。 (2)影响环境：煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 3．节能减排的措施 (1)燃料燃烧阶段提高燃料的 。 (2)能量利用阶段提高能源的 。 (3)开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、 、 和氢能等。 4．实现化学能与其他形式能量的转化 (1)利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。例如，焊接钢轨利用了铝与氧化铁反应产生的热量，铝－空气海洋电池则利用铝与氧气的反应产生的电能供电。 (2)利用热能、电能等促使很多化学反应发生，获得所需要的物质，如煅烧石灰石制取生石灰、太阳能光解水制氢等。 知识点四 原电池的工作原理 1．原电池的定义 原电池是一种利用 反应将化学能直接转化成 的装置。 2．初识氢氧燃料电池 如图是一个简易的氢氧燃料电池的实验装置示意图。用图a装置电解获得氢气和氧气，再按图b所示连接装置进行实验。 (1)在图b所示装置中，氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，其中氢气分子中的氢原子在左侧石墨电极上失去电子，氢气作为电池的负极反应物；氧气分子中的氧原子在右侧石墨电极上得到电子，氧气作为电池的正极反应物。稀硫酸中存在的自由移动的离子起到传导电荷的作用，导线起到传导电子的作用。 (2)物理学认为，在一个有电源的闭合回路中，产生电流的原因是电源给用电器提供了电势差。简易氢氧燃料电池能够给用电器提供电势差，是由于在两个石墨电极上有得失电子能力不同的物质——氢气和氧气；当形成闭合回路时，便会产生电流。 (3)工作原理 原电池的基本工作原理是：还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生 和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。其中，还原剂(如氢气)在负极上失去电子，是负极反应物；氧化剂(如氧气)在正极上得到电子，是正极反应物；电极材料(如石墨电极)通常是能够导电的固体。此外，还要有能传导电荷的电解质(如稀硫酸)作为离子导体；而导线则作为电子导体，起到传导电子形成闭合回路的作用。 3．原电池的构成要素 (1)一个反应： 反应； (2)两个电极：相对活泼的金属做 ，相对不活泼的金属或能导电的非金属做 ； (3)两个导体：能提供自由移动的离子的电解质溶液作为 ；用 (即导线)连接成闭合回路。 4．原电池的工作原理 工作过程中电解质溶液中阳离子向 移动，阴离子向 移动，与外电路构成闭合回路。 5．原电池正负极判断 【特别提醒】一般而言，原电池负极金属活泼性大于正极金属，但也有特例，如Mg-Al-NaOH(aq)原电池中，Mg做正极，Al做负极；Fe-Cu-浓HNO3原电池中，Fe做正极，Cu做负极。 知识点五 设计原电池 1．设计原电池的基本思路 以Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑为例说明。 (1)将氧化还原反应分成两部分，负极反应为 ：还原剂－ne－===氧化产物；正极反应为 ：氧化剂＋ne－===还原产物。 实例：负极反应为Zn－2e－===Zn2＋；正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。 (2)选择正负极材料和离子导体，以电极反应为依据，根据原电池的工作原理确定电极材料和离子导体。通常，还原剂为 ，氧化剂为离子导体中某种阳离子，正极材料比负极材料的活动性弱或使用石墨做电极。 (3)画出原电池的装置简图。 2．锌铜原电池工作原理 实验装置 现象 锌片 ，铜片上有 ，电流表指针 结论 导线中有 ， 能转化为 能 解释 锌失电子发生 形成Zn2＋进入溶液：Zn－2e－===Zn2＋(填电极反应式)，锌片上的电子沿导线流向铜片 溶液中的H＋从铜片上得电子发生 生成H2逸出：2H＋＋2e－===H2↑(填电极反应式) 知识点六 原电池原理的其他应用 1．比较金属的活动性强弱 (1)原理：一般原电池中活动性较强的金属做 ，活动性较弱的金属做 。 (2)应用：A、B两种金属用导线连接后插入稀H2SO4中，若A极溶解，B极上冒气泡，则活动性：A＞B。 2．加快化学反应 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的微粒运动时相互间的干扰小，使化学反应加快。 (2)应用：实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液，原因是Zn与置换出的Cu构成原电池，加快了反应的进行。 3．设计原电池 (1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 知识点七 常见的化学电源 1．一次电池 (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 ，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为 ，最终被还原的物质是二氧化锰。 ③NH4Cl糊的作用是作 。 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。 (4)铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其放电过程表示如下： Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O ① 是Pb， 是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。 ②放电反应原理 负极反应式是Pb＋SO－2e－===PbSO4 ； 正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O ； 放电过程中，负极质量的变化是 ，H2SO4溶液的浓度 。 ③充电反应原理 阴极(还原反应)反应式是 PbSO4＋2e－===Pb＋SO ； 阳极(氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO ； 充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。即“负极接负极，正极接正极”。 铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。 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： 等；常用氧化剂： 。 （3）燃料电池电极反应式的书写 ①写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 ②写出电池的正极反应式 无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……)，正极一般都是O2发生还原反应，若在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性条件下，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ③写出电池的负极反应式 负极反应式＝总反应式－正极反应式。 教材习题03（P54） 3.甲烷燃烧反应能提供能量是因为 A．甲烷的能量高 B．生成物分子形成化学键释放能量 C．破坏反应物分子化学键所吸收的能量小于形成生成物分子化学键所释放的能量 D．破坏反应物分子化学键所吸收的能量大于形成生成物分子化学键所释放的能量 解题方法 教材习题07（P55） 7．某原电池的总反应是，该原电池的正确组成是 A． B． C． D． 解题方法 考点一 常见的吸热反应和放热反应 1．（24-25高一下·安徽合肥·期末）下列属于氧化还原反应且属于吸热反应的是 A．分解制 B．Al和 C．冰水为之，而寒于水 D．盐酸与小苏打反应 2．（24-25高一下·北京顺义·期末）下列属于吸热反应的是 A．氢氧化钡与氯化铵的反应 B．钠与水的反应 C．氢氧化钠溶液与盐酸的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧 3．（24-25高一下·陕西西安·期末）下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．碳酸氢钠与盐酸反应 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．与反应 D．镁与盐酸反应 考点二 化学反应中能量变化的图像 4．（24-25高一下·湖北恩施·期末）下列反应是氧化还原反应，且符合图示能量变化的是 A．铝粉与盐酸反应 B．碳酸氢钠与盐酸反应 C．硫酸与氢氧化钡溶液反应 D．水蒸气与炽热的焦炭反应 5．（24-25高一下·安徽·期末）中和反应是中学阶段常见的化学反应，如。下列说法正确的是 A．中和反应过程中的能量变化如图所示 B．溶液能导电，属于离子化合物 C．NaOH固体溶于水温度升高，是放热反应 D．该反应属于氧化还原反应 6．（24-25高一下·四川眉山·期中）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 考点三 键能、能量的有关计算 7．（24-25高一下·甘肃白银·期中）已知几种物质中的化学键的键能（气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量）如表所示： 化学键 中 中 中 中 中 键能 463 496 436 138 463 下列说法正确的是 A．的分解反应属于吸热反应 B．常温下，的稳定性比强 C．中的化学键完全断裂需要吸收926kJ能量 D．与完全反应生成时放出242kJ能量 8．（24-25高一下·青海·期中）常温常压下，N2与H2反应的能量变化示意图如图，下列说法错误的是 A．断裂化学键需要吸收能量 B．1molN2与3molH2的总能量比2molNH3的总能量大 C．若生成2molNH3，则反应放出92kJ能量 D．反应过程中有非极性键的断裂与形成 9．（24-25高一下·广西百色·期末）下图为反应：的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开和中的化学键成为H、O原子共放出1368kJ能量 B．由H、O原子形成共吸收1852KJ能量 C．由图可知，具有的总能量大于具有的总能量 D．和反应生成共放出484kJ能量 考点四 原电池及其工作原理 10．某学习小组设计的西红柿水果电池如图所示，下列说法正确的是 A．铜电极是该电池的正极 B．电子由铜通过导线流向锌 C．铜片上发生氧化反应 D．一段时间后，锌片质量增大 11．（24-25高一上·北京东城·期末）某小组同学进行如下实验： 实验序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验装置 实验现象 锌片表面有气泡 铜片表面没有气泡 锌片和铜片表面均有气泡 溶液颜色均无变化 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ中发生反应： B．由实验Ⅰ可知，金属活动性： C．实验Ⅱ中电子移动方向：铜片→导线→锌片 D．实验Ⅰ和Ⅱ中得电子的位置不完全相同 12．（24-25高一下·甘肃天水·期中）下列装置中电流计指针发生偏转的是 A． B． C． D． 考点五 常见的化学电源 13．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：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。下列说法中，正确的是    A．Pb作电池的负极 B．PbO2作电池的负极 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 14．（24-25高一下·江西九江·期末）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。    下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A．该电池工作时电能转化为化学能 B．O2在b电极上发生还原反应 C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．氢氧燃料电池不属于绿色电源 15．（24-25高一下·云南玉溪·月考）关于下列四个装置说法错误的是 A．铜电极质量增加 B．锌筒作负极，发生氧化反应 C．可充电，属于二次电池 D．内电路中电子由b极移向a极 A．A B．B C．C D．D 考点六 原电池的综合考查 16．（24-25高一下·山东泰安·期中）质量均为m g的铁片、铜片和1 L 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是 A．导线连接a和b，电子通过电解质溶液转移到铜片上 B．导线连接a和b，铜片上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+ C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色 D．导线连接a和b，当电路中有0.2 NA个电子通过时，理论上两电极的质量差为12g 17．（24-25高一下·湖北襄阳·期末）开发天然气燃料电池，既可高效利用能源又能减少CO2排放。某甲烷熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图，处理器中可吸收水和部分CO2.下列叙述正确的是 A．电极A为负极，电极B为正极 B．电池工作时向电极B移动 C．电池工作时电流由电极A经用电器流向电极B D．电极A上的反应为CH4-6+3=4CO2+2H2O 18．（24-25高一下·北京·期中）30℃时，利用下图装置进行实验，结果记录如下表所示： 实验 a电极 b电极 电解质溶液 现象 I Cu Zn 稀H2SO4 检流计指针向左偏转 II Fe Al 稀H2SO4 检流计指针向左偏转 III Fe Al 浓H2SO4 检流计指针先向左偏转，后逐渐归零，a电极表面逐渐变黑，b电极表面逐渐变白 IV Fe Al 浓HNO3 检流计指针迅速向右偏转，a电极逐渐溶解，b电极表面逐渐变白 依据上述实验结果，下列说法不正确的是 A．I中Zn为负极，II中Al为负极 B．III中Fe、Al表面形成致密氧化膜，阻止了电极反应的进行 C．相同条件下，Al在浓HNO3中比在浓H2SO4中更易钝化 D．若将IV中的Fe换成Cu，预测检流计指针不会发生偏转 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.认识物质具有能量，认识放热反应和吸热反应。 2.知道化学反应可以实现与其他能量形式的转化。 3.了解化学反应中能量变化的本质。 4.能辨识和判断原电池的构成要素。 5.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。 6.会设计简单的原电池。能正确书写简单化学电源的电极反应式。 【学习重难点】 1.放热反应和吸热反应的判断。 2.原电池的判断和工作原理。 3.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。 4.原电池电极反应式的书写和计算。 1．（24-25高一下·北京·期末）下列关于化学反应与能量变化的说法中，不正确的是 A．化学反应都伴随有能量变化 B．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 C．反应物键能总和大于生成物键能总和的反应是吸热反应 D．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．（24-25高一下·四川成都·期末）图是红磷转化为白磷过程中的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．白磷和红磷互为同位素 B．等质量的白磷和红磷完全燃烧放出的能量相等 C．该图也可表示盐酸与碳酸氢钠反应过程中的能量变化 D．反应中断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量 3．（24-25高一下·天津河北·期末）下列反应过程中的能量变化符合下图所示的是 A．CaO与H2O的反应 B．Mg与稀硫酸的反应 C．NaOH溶液与盐酸的反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 4．（24-25高一下·广东广州·期中）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 5．（24-25高一下·内蒙古通辽·期末）如图所示，有关化学反应和能量变化的说法错误的是 A．图a可表示铝片与盐酸反应的能量变化图 B．由图b可知该反应为吸热反应 C．图b可以表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化图 D．若图a表示的是金刚石转化为石墨的能量变化图，则金刚石比石墨稳定 6．（24-25高一下·浙江·期中）下列各图中，能表示反应过程中能量变化的是 A． B． C． D． 7．（24-25高一下·北京·开学考试）下列关于原电池的叙述正确的是 A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转化为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是正极 D．原电池工作时，正极发生氧化反应 8．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 9．（24-25高一下·广东佛山·期末）“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的向石墨片移动 10．（24-25高一下·天津·期末）下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．在铜片表面被氧化 C．电子从片经导线流向片 D．为原电池的负极 11．（24-25高一下·北京东城·期末）原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。对如图所示的甲、乙两装置，下列分析正确的是 A．甲、乙均能将化学能转化为电能 B．甲、乙中铜片上均有气泡产生 C．甲、乙中铜片上均发生氧化反应 D．甲、乙中均能发生的反应是Zn+2H+=Zn2++H2↑ 12．（24-25高一下·新疆乌鲁木齐·期中）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．甲：对比普通锌锰干电池，两者负极的电极反应不同 B．乙：负极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- C．丙：锌筒发生氧化反应，消耗6.5gZn时内电路中有0.2mol电子转移 D．丁：电池放电过程中，负极质量逐渐变轻 13．某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述中不正确的是 A．a极是负极，该电极上发生氧化反应 B．b极反应式是O2+4OH--4e-=2H2O C．总反应方程式为2H2+O2=2H2O D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 14．（24-25高一下·四川达州·月考）某同学欲探究化学能直接转化为电能，设计了如图所示Fe和Cu形成的原电池。合理的是 ① 铁片逐渐溶解 ② 原电池总反应式： ③ 正极的电极反应式： ④ 向Cu电极移动 ⑤ 负极反生氧化反应，正极反生还原反应 ⑥ 电子流动方向：由Fe经外电路流向Cu，再由Cu经电解质溶液流回Fe A．①②⑤ B．④⑤⑥ C．③④⑤ D．②④⑥ 15．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是 A．该电池工作时将电能转化为化学能 B．电极A发生了还原反应 C．电池工作时，向电极A移动 D．电极B上发生的电极反应为： 16．（24-25高一下·北京·期末）下图为某原电池装置的示意图。下列叙述中，不正确的是 A．电子由Zn片通过溶液流向Cu片 B．装置工作一段时间后，溶液的pH增大 C．将稀硫酸换成硫酸铜溶液后，负极反应不变 D．将Cu片换成碳棒，溶液中离子迁移方向不变 17．（24-25高一下·天津·期中）如图为某课外小组自制的氢氧燃料电池，a、b均为石墨。下列叙述不正确的是 A．a电极是负极，反应是 B．b电极是正极，发生还原反应 C．总反应方程式为 D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色能源 18．（23-24高一下·四川成都·期末）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 19．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒质量减小，N棒质量不变。由此判断，下列M、N、P物质可以成立的是 选项 M N P A Cu Fe 稀盐酸 B Mg Al 稀硫酸 C Zn 石墨 CuSO4溶液 D Ag Cu AgNO3溶液 A．A B．B C．C D．D 20．常见锌锰干电池的构造如下图所示，该电池放电时的电池总反应方程式为：Zn + 2MnO2 + 2 = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O，下列说法错误的是    A．该电池属于一次电池 B．电池正极反应式为：2MnO2＋2＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2O C．电池工作时，电子从锌筒经糊流向石墨棒 D．外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小3.25g / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应与能量转化 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 化学反应中的能量变化 1．化学反应中的能量变化 实验内容 实验现象 化学方程式及结论 NaOH溶液与盐 酸反应 混合液的温度升高 化学方程式：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O； 结论：反应释放能量 锌与盐酸反应 有大量气泡产生，溶液温度升高 化学方程式：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑； 结论：反应释放能量 碳酸氢钠与柠檬酸 反应 混合液的温度降低 结论：反应吸收能量 【特别提醒】每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。 2．化学反应的分类 (1)放热反应：最终表现为释放热量的化学反应。 (2)吸热反应：最终表现为吸收热量的化学反应。 3．常见的放热反应 (1)所有的燃烧反应，如木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。 (2)酸碱中和反应，如H＋＋OH－===H2O。 (3)大多数的化合反应，如H2＋Cl22HCl。 (4)铝热反应，如2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。 (5)活泼金属与酸或H2O的反应，如2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 4．常见的吸热反应 (1)消石灰[Ca(OH)2]与氯化铵固体的反应：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)大多数的分解反应，如NH4ClHCl↑＋NH3↑。 (3)碳与水蒸气的反应：C＋H2O(g)CO＋H2。 (4)部分以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C＋CO22CO。 【特别提醒】吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H2SO4的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水属于吸热过程，不属于吸热反应。 5.放热反应与吸热反应的比较 放热反应 吸热反应 能量变化 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 键能变化 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 常见实例 (1)金属与水或酸的反应 (2)金属氧化物与水或酸的反应 (3)可燃物的燃烧反应及缓慢氧化 (4)酸与碱的中和反应 (5)大部分化合反应 (1)大部分分解反应 (2)Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 (3)柠檬酸与NaHCO3的反应 (4)高温下焦炭与水的反应 6.有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定” (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 知识点二 化学反应中能量变化的本质及转化形式 1．从化学键的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)实例分析 断键时吸收的总能量：436 kJ＋249 kJ＝685 kJ； 成键时释放的总能量：930 kJ； 所以1 mol H2燃烧生成水蒸气时释放能量245 kJ。 (2)图示 注：E1为破坏旧化学键吸收的能量，E2为形成新化学键释放的能量。 (3)结论 ①若E1>E2，反应吸收能量(吸热反应)。 ②若E1<E2，反应释放能量(放热反应)。 2．从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)图示 (2)结论 ①反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应吸收能量。 ②反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应释放能量。 3.化学反应中能量变化大小的计算方法 （1）根据反应物总能量和生成物总能量计算 ΔE＝|反应物总能量－生成物总能量| （2）根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE＝|断键时吸收能量之和－成键时释放能量之和| 知识点三 化学能与热能相互转化 1．获取热能的主要途径 (1)物质的燃烧；(2)使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。 2．化石燃料获取能量面临的问题 (1)储量有限，短期内不可再生。 (2)影响环境：煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 3．节能减排的措施 (1)燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。 (2)能量利用阶段提高能源的利用率。 (3)开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 4．实现化学能与其他形式能量的转化 (1)利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。例如，焊接钢轨利用了铝与氧化铁反应产生的热量，铝－空气海洋电池则利用铝与氧气的反应产生的电能供电。 (2)利用热能、电能等促使很多化学反应发生，获得所需要的物质，如煅烧石灰石制取生石灰、太阳能光解水制氢等。 知识点四 原电池的工作原理 1．原电池的定义 原电池是一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 2．初识氢氧燃料电池 如图是一个简易的氢氧燃料电池的实验装置示意图。用图a装置电解获得氢气和氧气，再按图b所示连接装置进行实验。 (1)在图b所示装置中，氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，其中氢气分子中的氢原子在左侧石墨电极上失去电子，氢气作为电池的负极反应物；氧气分子中的氧原子在右侧石墨电极上得到电子，氧气作为电池的正极反应物。稀硫酸中存在的自由移动的离子起到传导电荷的作用，导线起到传导电子的作用。 (2)物理学认为，在一个有电源的闭合回路中，产生电流的原因是电源给用电器提供了电势差。简易氢氧燃料电池能够给用电器提供电势差，是由于在两个石墨电极上有得失电子能力不同的物质——氢气和氧气；当形成闭合回路时，便会产生电流。 (3)工作原理 原电池的基本工作原理是：还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。其中，还原剂(如氢气)在负极上失去电子，是负极反应物；氧化剂(如氧气)在正极上得到电子，是正极反应物；电极材料(如石墨电极)通常是能够导电的固体。此外，还要有能传导电荷的电解质(如稀硫酸)作为离子导体；而导线则作为电子导体，起到传导电子形成闭合回路的作用。 3．原电池的构成要素 (1)一个反应：氧化还原反应； (2)两个电极：相对活泼的金属做负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属做正极； (3)两个导体：能提供自由移动的离子的电解质溶液作为离子导体；用电子导体(即导线)连接成闭合回路。 4．原电池的工作原理 工作过程中电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，与外电路构成闭合回路。 5．原电池正负极判断 【特别提醒】一般而言，原电池负极金属活泼性大于正极金属，但也有特例，如Mg-Al-NaOH(aq)原电池中，Mg做正极，Al做负极；Fe-Cu-浓HNO3原电池中，Fe做正极，Cu做负极。 知识点五 设计原电池 1．设计原电池的基本思路 以Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑为例说明。 (1)将氧化还原反应分成两部分，负极反应为氧化反应：还原剂－ne－===氧化产物；正极反应为还原反应：氧化剂＋ne－===还原产物。 实例：负极反应为Zn－2e－===Zn2＋；正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。 (2)选择正负极材料和离子导体，以电极反应为依据，根据原电池的工作原理确定电极材料和离子导体。通常，还原剂为负极材料，氧化剂为离子导体中某种阳离子，正极材料比负极材料的活动性弱或使用石墨做电极。 (3)画出原电池的装置简图。 2．锌铜原电池工作原理 实验装置 现象 锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流表指针发生偏转 结论 导线中有电流通过，化学能转化为电能 解释 锌失电子发生氧化反应形成Zn2＋进入溶液：Zn－2e－===Zn2＋(填电极反应式)，锌片上的电子沿导线流向铜片 溶液中的H＋从铜片上得电子发生还原反应生成H2逸出：2H＋＋2e－===H2↑(填电极反应式) 知识点六 原电池原理的其他应用 1．比较金属的活动性强弱 (1)原理：一般原电池中活动性较强的金属做负极，活动性较弱的金属做正极。 (2)应用：A、B两种金属用导线连接后插入稀H2SO4中，若A极溶解，B极上冒气泡，则活动性：A＞B。 2．加快化学反应 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的微粒运动时相互间的干扰小，使化学反应加快。 (2)应用：实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液，原因是Zn与置换出的Cu构成原电池，加快了反应的进行。 3．设计原电池 (1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 知识点七 常见的化学电源 1．一次电池 (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。 ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。 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。 (4)铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其放电过程表示如下： Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O ①负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。 ②放电反应原理 负极反应式是Pb＋SO－2e－===PbSO4 ； 正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O ； 放电过程中，负极质量的变化是增大，H2SO4溶液的浓度减小。 ③充电反应原理 阴极(还原反应)反应式是 PbSO4＋2e－===Pb＋SO ； 阳极(氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO ； 充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。即“负极接负极，正极接正极”。 铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。 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。 （3）燃料电池电极反应式的书写 ①写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 ②写出电池的正极反应式 无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……)，正极一般都是O2发生还原反应，若在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性条件下，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ③写出电池的负极反应式 负极反应式＝总反应式－正极反应式。 教材习题03（P54） 3.甲烷燃烧反应能提供能量是因为 A．甲烷的能量高 B．生成物分子形成化学键释放能量 C．破坏反应物分子化学键所吸收的能量小于形成生成物分子化学键所释放的能量 D．破坏反应物分子化学键所吸收的能量大于形成生成物分子化学键所释放的能量 解题方法 【解析】甲烷燃烧反应为放热反应，即反应过程中破坏反应物分子化学键所吸收的能量小于形成生成物分子化学键所释放的能量，反应放出热量，答案为C。 【答案】C 教材习题07（P55） 7．某原电池的总反应是，该原电池的正确组成是 A． B． C． D． 解题方法 【解析】根据电池反应知，锌失电子发生氧化反应而作负极，电解质溶液中含有铜离子，选择活泼性较弱的铜或石墨等导体作正极。根据题干信息分析，符合条件的是A。 【答案】A 考点一 常见的吸热反应和放热反应 1．（24-25高一下·安徽合肥·期末）下列属于氧化还原反应且属于吸热反应的是 A．分解制 B．Al和 C．冰水为之，而寒于水 D．盐酸与小苏打反应 【答案】A 【解析】高锰酸钾分解需要持续加热才能进行，是典型的吸热反应，且分解过程中生成氧气，氧的化合价发生变化，是氧化还原反应，A正确；铝热反应是强烈的放热反应（释放大量热量，可用于焊接金属），B错误；水结冰是物理变化，C错误；盐酸与小苏打反应生成氯化钠、水、二氧化碳，该反应不是氧化还原反应，D错误；故选A。 2．（24-25高一下·北京顺义·期末）下列属于吸热反应的是 A．氢氧化钡与氯化铵的反应 B．钠与水的反应 C．氢氧化钠溶液与盐酸的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧 【答案】A 【解析】氢氧化钡与氯化铵的反应是铵盐与强碱的吸热反应，A正确；钠与水反应剧烈放热，属于放热反应，B错误；氢氧化钠与盐酸的中和反应是典型的放热反应，C错误；甲烷燃烧释放大量热量，属于放热反应，D错误；故选A。 3．（24-25高一下·陕西西安·期末）下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A．碳酸氢钠与盐酸反应 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．与反应 D．镁与盐酸反应 【答案】B 【解析】碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，元素化合价均没有变化，不是氧化还原反应，该反应为酸碱中和的放热反应，A不符合题意；灼热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，碳元素化合价从0（C）和+4（CO2）变为+2（CO），属于氧化还原反应，该反应属于吸热反应，B符合题意；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，但反应中元素化合价均没有变化，属于复分解反应，C不符合题意；镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，镁和氢的化合价有变化，属于氧化还原反应，但金属与酸反应为放热反应，D不符合题意；故选B。 考点二 化学反应中能量变化的图像 4．（24-25高一下·湖北恩施·期末）下列反应是氧化还原反应，且符合图示能量变化的是 A．铝粉与盐酸反应 B．碳酸氢钠与盐酸反应 C．硫酸与氢氧化钡溶液反应 D．水蒸气与炽热的焦炭反应 【答案】A 【解析】铝粉与盐酸反应生成氯化铝和氢气，属于氧化还原反应，且该反应放热，故A正确；碳酸氢钠与盐酸反应不是氧化还原反应，故B错误；硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和水，属于复分解反应，不是氧化还原反应，故C错误；水蒸气与炽热的焦炭反应生成一氧化碳和氢气是氧化还原反应，但是该反应吸热，故D错误；故选A。 5．（24-25高一下·安徽·期末）中和反应是中学阶段常见的化学反应，如。下列说法正确的是 A．中和反应过程中的能量变化如图所示 B．溶液能导电，属于离子化合物 C．NaOH固体溶于水温度升高，是放热反应 D．该反应属于氧化还原反应 【答案】A 【解析】中和反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，A正确；是共价化合物，在水溶液中电离出的阴阳离子能导电，B错误；NaOH固体溶于水不是化学反应，不能称为放热反应，C错误；中和反应无化合价升降，不是氧化还原反应，D错误；故选A。 6．（24-25高一下·四川眉山·期中）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】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；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；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；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。 考点三 键能、能量的有关计算 7．（24-25高一下·甘肃白银·期中）已知几种物质中的化学键的键能（气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量）如表所示： 化学键 中 中 中 中 中 键能 463 496 436 138 463 下列说法正确的是 A．的分解反应属于吸热反应 B．常温下，的稳定性比强 C．中的化学键完全断裂需要吸收926kJ能量 D．与完全反应生成时放出242kJ能量 【答案】C 【解析】计算2H2O2=2H2O+O2的ΔH，反应物键能总和为2×(2×138+463)=1478kJ，生成物键能总和为2×(2×463)+496=2348kJ，ΔH=1478-2348=-870kJ（放热），A错误；H2的H-H键能（436）小于O2的O=O键能（496），O2更稳定，B错误；1mol H2O含2mol H-O键，总键能2×463=926kJ，与题意一致，C正确；根据表格中数据计算可知，生成1mol H2O(g)放热242kJ，但液态水需额外释放约44kJ（常见值），总放热应大于242kJ，D错误；故选C。 8．（24-25高一下·青海·期中）常温常压下，N2与H2反应的能量变化示意图如图，下列说法错误的是 A．断裂化学键需要吸收能量 B．1molN2与3molH2的总能量比2molNH3的总能量大 C．若生成2molNH3，则反应放出92kJ能量 D．反应过程中有非极性键的断裂与形成 【答案】D 【分析】△H=反应物的总键能－生成物的总键能，则该反应ΔH=946kJ/mol+3×436 kJ/mol－6×391kJ/mol=﹣92 kJ/mol。 【解析】旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，故A正确；该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物总能量，则1 molN2与3molH2的总能量比2molNH3的总能量大，故B正确；由分析可知，合成氨的反应热为﹣92 kJ/mol，则生成2molNH3，则反应放出92kJ能量，故C正确；该反应只有氢氢键和氮氮键非极性键的断裂，无非极性键的形成，故D错误；故选D。 9．（24-25高一下·广西百色·期末）下图为反应：的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开和中的化学键成为H、O原子共放出1368kJ能量 B．由H、O原子形成共吸收1852KJ能量 C．由图可知，具有的总能量大于具有的总能量 D．和反应生成共放出484kJ能量 【答案】D 【解析】断开化学键吸收能量，则拆开和中的化学键成为H、O原子共吸收1368kJ能量，故A错误；形成化学键放出能量，则由4molH、2molO原子形成，共放出1852kJ能量，故B错误；由图可知，该反应的反应物和具有的总能量大于生成物具有的总能量，故C错误；由图可知，和反应生成共放出484kJ能量，故D正确；故选D。 考点四 原电池及其工作原理 10．某学习小组设计的西红柿水果电池如图所示，下列说法正确的是 A．铜电极是该电池的正极 B．电子由铜通过导线流向锌 C．铜片上发生氧化反应 D．一段时间后，锌片质量增大 【答案】A 【分析】在该水果电池中，锌比铜活泼，锌失电子被氧化为Zn2+，是负极，铜得到电子而发生还原反应，是正极，因此电子经导线由锌流向铜，锌片上发生氧化反应且质量减小，铜电极上发生还原反应。 【解析】由分析可知，锌比铜活泼，在该水果电池中，铜电极是该电池的正极，A正确；由分析可知，锌是负极，铜是正极，电子由锌通过导线流向铜，B错误；由分析可知，铜是正极，发生得到电子的还原反应，C错误；由分析可知，锌是负极，失电子被氧化为 Zn2+，锌片质量减小，D错误；故选A。 11．（24-25高一上·北京东城·期末）某小组同学进行如下实验： 实验序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验装置 实验现象 锌片表面有气泡 铜片表面没有气泡 锌片和铜片表面均有气泡 溶液颜色均无变化 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ中发生反应： B．由实验Ⅰ可知，金属活动性： C．实验Ⅱ中电子移动方向：铜片→导线→锌片 D．实验Ⅰ和Ⅱ中得电子的位置不完全相同 【答案】C 【分析】实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不与稀硫酸反应；实验Ⅱ中锌、铜在稀硫酸中构成原电池，锌为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气。 【解析】由分析可知，实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的离子方程式为，故A正确；由分析可知，实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不与稀硫酸反应，说明锌的金属性强于铜，故B正确；由分析可知，实验Ⅱ中锌为原电池的负极，铜为正极，电子移动方向：锌片→导线→铜片，故C错误；由实验现象可知，实验Ⅰ中锌片表面有气泡，实验Ⅱ中锌片和铜片表面均有气泡说明实验Ⅰ和Ⅱ中氢离子得电子的位置不完全相同，故D正确；故选C。 12．（24-25高一下·甘肃天水·期中）下列装置中电流计指针发生偏转的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】酒精不导电，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，故A项不符合题意；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，故B项不符合题意；铜与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，铜作负极，铁作正极，能形成闭合回路，能构成原电池，电流计指针发生偏转，故C项符合题意；两电极相同，均能与氢氧化钠反应，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，故D项不符合题意；故选C。 考点五 常见的化学电源 13．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：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。下列说法中，正确的是    A．Pb作电池的负极 B．PbO2作电池的负极 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 【答案】A 【解析】根据总反应方程式，Pb化合价升高，失去电子，因此Pb作电池的负极，故A正确；PbO2中Pb化合价降低，得到电子，发生还原反应，因此PbO2作电池的正极，故B错误；PbO2得电子，被还原，故C错误；根据总反应方程式分析，电池放电时，硫酸不断消耗，浓度不断减弱，则溶液酸性减弱，故D错误；故选A。 14．（24-25高一下·江西九江·期末）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。    下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A．该电池工作时电能转化为化学能 B．O2在b电极上发生还原反应 C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．氢氧燃料电池不属于绿色电源 【答案】B 【分析】氢氧酸性燃料电池是把化学能转变为电能的装置，通入氢气的a电极为电源的负极，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-=2H+，通入氧气的b电极为原电池的正极，电极反应式为O2+ 4H++ 4e-=2H2O， 工作时，电子由负极经外电路流向正极。 【解析】氢氧酸性燃料电池是把化学能转变为电能的装置，故A项错误；由上述分析可知，电极b为正极，O2在b电极上发生还原反应，故B项正确；原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，即电子由电极a通过导线流向电极b，故C项错误；氢氧燃料电池最终生成水，不污染环境，属于绿色电源，故D项错误；故选B。 15．（24-25高一下·云南玉溪·月考）关于下列四个装置说法错误的是 A．铜电极质量增加 B．锌筒作负极，发生氧化反应 C．可充电，属于二次电池 D．内电路中电子由b极移向a极 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】原电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子由负极沿着导线流向正极；铅蓄电池可充放电，属于二次电池，氢气燃料电池中通入氢气一极为负极，通入氧气一级为正极。 【解析】锌做负极，铜做正极，铜离子得电子生成铜，铜电极质量增加，A正确；锌锰电池中二氧化锰得电子做正极，锌失电子做负极，锌元素化合价升高，发生氧化反应，B正确；铅蓄电池可充放电，属于二次电池，C正确；氢气燃料电池中通入氢气一极失电子做负极，通入氧气一级得电子做正极，则a为负极b为正极，电子由负极沿着导线流向正极，电子不能经过电解质溶液，D错误；故选D。 考点六 原电池的综合考查 16．（24-25高一下·山东泰安·期中）质量均为m g的铁片、铜片和1 L 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是 A．导线连接a和b，电子通过电解质溶液转移到铜片上 B．导线连接a和b，铜片上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+ C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色 D．导线连接a和b，当电路中有0.2 NA个电子通过时，理论上两电极的质量差为12g 【答案】D 【分析】装置为原电池，活泼金属Fe为负极，Cu为正极，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为Cu2++2e-=Cu。 【解析】原电池中，电子不能通过电解质溶液，A错误；a和b用导线连接时，形成原电池，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu，B错误；铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色变成浅绿色，C错误；a和b用导线连接后，总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，当电路中有0.2NA个电子通过时，转移电子0.2mol，消耗Fe0.1mol，质量为0.1mol×56g/mol=5.6g，生成Cu0.1mol，质量为0.1mol×64g/mol=6.4g，故理论上铁片与铜片的质量差为12g，D正确；故选D。 17．（24-25高一下·湖北襄阳·期末）开发天然气燃料电池，既可高效利用能源又能减少CO2排放。某甲烷熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图，处理器中可吸收水和部分CO2.下列叙述正确的是 A．电极A为负极，电极B为正极 B．电池工作时向电极B移动 C．电池工作时电流由电极A经用电器流向电极B D．电极A上的反应为CH4-6+3=4CO2+2H2O 【答案】A 【分析】该装置为原电池，电极A甲烷失去电子结合碳酸根离子形成二氧化碳，电极反应式为：CH4-8+4==5CO2+2H2O，该电极为负极，电极B氧气得到电子结合二氧化碳形成碳酸根离子，电极反应式为：，以此解题。 【解析】CH4为还原剂，在负极发生氧化反应，而O2为氧化剂，在正极发生还原反应，则可判断出电极A为负极，电极B为正极，A正确；电池工作时内电路中阴离子向负极迁移，则向电极A移动，B错误；电池工作时外电路上电流由正极流向负极，即电流由电极B经用电器流向电极A，C错误；根据CH4转化为CO2时化合价的变化可计算出消耗1molCH4转移8mol电子，则电极A上的电极反应为CH4-8+4==5CO2+2H2O，D错误；故选A。 18．（24-25高一下·北京·期中）30℃时，利用下图装置进行实验，结果记录如下表所示： 实验 a电极 b电极 电解质溶液 现象 I Cu Zn 稀H2SO4 检流计指针向左偏转 II Fe Al 稀H2SO4 检流计指针向左偏转 III Fe Al 浓H2SO4 检流计指针先向左偏转，后逐渐归零，a电极表面逐渐变黑，b电极表面逐渐变白 IV Fe Al 浓HNO3 检流计指针迅速向右偏转，a电极逐渐溶解，b电极表面逐渐变白 依据上述实验结果，下列说法不正确的是 A．I中Zn为负极，II中Al为负极 B．III中Fe、Al表面形成致密氧化膜，阻止了电极反应的进行 C．相同条件下，Al在浓HNO3中比在浓H2SO4中更易钝化 D．若将IV中的Fe换成Cu，预测检流计指针不会发生偏转 【答案】D 【解析】检流计指针向左偏转，则电流从左侧进入检流计，说明I中Zn为负极，Ⅱ中铝为负极，故A正确；a电极表面逐渐变黑，b电极表面逐渐变白说明Fe、Al表面形成致密的氧化膜，Ⅲ中检流计指针先向左偏转，后逐渐归零，说明生成的氧化膜阻止了电池反应的进行，故B正确；Ⅲ中检流计指针先向左偏转，说明Al为负极，Ⅳ中检流计指针迅速向右偏转，说明Fe为负极，上述实验表明：相同条件下，Al在浓HNO3中更稳定，则Al在浓HNO3中比在浓H2SO4中更易钝化，故C正确；若将IV中的Fe换成Cu，则Cu会与浓硝酸发生反应，Cu作负极，Al作正极，因此检流计指针会发生偏转，故D错误；故选D。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.认识物质具有能量，认识放热反应和吸热反应。 2.知道化学反应可以实现与其他能量形式的转化。 3.了解化学反应中能量变化的本质。 4.能辨识和判断原电池的构成要素。 5.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。 6.会设计简单的原电池。能正确书写简单化学电源的电极反应式。 【学习重难点】 1.放热反应和吸热反应的判断。 2.原电池的判断和工作原理。 3.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。 4.原电池电极反应式的书写和计算。 1．（24-25高一下·北京·期末）下列关于化学反应与能量变化的说法中，不正确的是 A．化学反应都伴随有能量变化 B．加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应 C．反应物键能总和大于生成物键能总和的反应是吸热反应 D．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 【答案】B 【解析】所有化学反应均伴随能量变化，无论吸热或放热，A正确；加热条件下进行的化学反应不一定是吸热反应，例如燃烧需加热引发，但属于放热反应，B错误；反应物键能总和大于生成物键能总和的反应是吸热反应，键能总和大说明断键吸热多于成键放热，总反应吸热，C正确；化学反应能量变化源于断键吸热和成键放热的差值，D正确；故选B。 2．（24-25高一下·四川成都·期末）图是红磷转化为白磷过程中的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．白磷和红磷互为同位素 B．等质量的白磷和红磷完全燃烧放出的能量相等 C．该图也可表示盐酸与碳酸氢钠反应过程中的能量变化 D．反应中断开化学键吸收的总能量低于形成化学键放出的总能量 【答案】C 【解析】白磷和红磷是磷元素形成的不同单质，互为同素异形体，A错误；白磷和红磷的能量不同，等质量的白磷和红磷完全燃烧放出的能量不相等，B错误；盐酸与碳酸氢钠的反应是吸热反应，能量变化与该图一致，C正确；该反应是吸热反应，反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量，D错误；故选C。 3．（24-25高一下·天津河北·期末）下列反应过程中的能量变化符合下图所示的是 A．CaO与H2O的反应 B．Mg与稀硫酸的反应 C．NaOH溶液与盐酸的反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 【答案】D 【分析】由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，根据化学反应中能量变化的规律，该反应为吸热反应。 【解析】与的反应是放热反应，因为反应过程中会放出大量的热，不符合图像中吸热反应的要求，A错误；与稀硫酸的反应是放热反应，金属与酸的反应通常会释放热量，不符合图像中吸热反应的要求，B错误；溶液与盐酸的反应是中和反应，中和反应属于放热反应，不符合图像中吸热反应的要求，C错误；与的反应是吸热反应，反应过程中会吸收热量，符合图像中反应物总能量低于生成物总能量的吸热反应特点，D正确；故选D。 4．（24-25高一下·广东广州·期中）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】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；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；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；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。 5．（24-25高一下·内蒙古通辽·期末）如图所示，有关化学反应和能量变化的说法错误的是 A．图a可表示铝片与盐酸反应的能量变化图 B．由图b可知该反应为吸热反应 C．图b可以表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化图 D．若图a表示的是金刚石转化为石墨的能量变化图，则金刚石比石墨稳定 【答案】D 【解析】图a反应物的总能量高于生成物，表示的是放热反应，铝片与盐酸的反应为放热反应，符合图a的能量变化，A正确；图b表示的是吸热反应，故反应物从环境中吸收的能量大于生成物向环境释放的能量，B正确；图b表示的是吸热反应，盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应，C正确；若图a表示的是金刚石转化为石墨的能量变化图，则金刚石转化为石墨要放出能量，由能量越低越稳定可知石墨比金刚石稳定，D错误；故选D。 6．（24-25高一下·浙江·期中）下列各图中，能表示反应过程中能量变化的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】为吸热反应，说明反应物能量低于产物能量，且反应过程中反应物先吸收能量断键，再释放能量成键，答案选B。 7．（24-25高一下·北京·开学考试）下列关于原电池的叙述正确的是 A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转化为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是正极 D．原电池工作时，正极发生氧化反应 【答案】B 【解析】构成原电池的正极和负极的材料可以是两种不同的金属，也可以是一种非金属和一种金属，故A错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故B正确；在原电池中，电子流出的一极是负极，故C错误；原电池工作时，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，故D错误；故选B。 8．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）下列装置能构成原电池的是 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，以此解题。 【解析】乙醇是非电解质，不能导电，不能构成原电池，A错误；装置中两金属电极的活泼性相同，不能形成原电池，B错误；没有形成闭合回路，不能形成原电池，C错误；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正确；故选D。 9．（24-25高一下·广东佛山·期末）“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的向石墨片移动 【答案】B 【分析】镁为活泼金属，失去电子作为负极，石墨为正极，据此分析解答。 【解析】镁为活泼金属，做电池的负极，失去电子发生氧化反应，A错误；溶解在食盐水中的氧气在石墨电极得到电子，发生还原反应，B正确；原电池将化学能转化为电能，小汽车将电能通过发动机转化为动能，C错误；溶液中的阴离子向原电池中负极镁片移动，D错误；故选B。 10．（24-25高一下·天津·期末）下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．在铜片表面被氧化 C．电子从片经导线流向片 D．为原电池的负极 【答案】D 【分析】锌和铜插在稀硫酸的电解质溶液中构成原电池，锌作负极发生氧化反应，铜作正极发生还原反应。 【解析】该装置是将化学能转化为电能的原电池，A错误；氢离子在铜片表面被还原生成氢气，B错误；电子从负极锌片经导线流向正极铜片，C错误；锌为原电池负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，D正确；故选D。 11．（24-25高一下·北京东城·期末）原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。对如图所示的甲、乙两装置，下列分析正确的是 A．甲、乙均能将化学能转化为电能 B．甲、乙中铜片上均有气泡产生 C．甲、乙中铜片上均发生氧化反应 D．甲、乙中均能发生的反应是Zn+2H+=Zn2++H2↑ 【答案】D 【解析】甲中Zn、Cu没有形成闭合回路，不是原电池装置，不能将化学能转化为电能，故A错误；乙是原电池装置，Zn作负极， Cu作正极，H+在正极上得电子生成H2，甲不是原电池装置，Zn与H+反应生成H2，即乙中铜片上没有气泡产生，故B错误；甲没有形成原电池，Cu片不发生反应，乙是原电池装置，Cu片上H+发生还原反应生成H2，故C错误；甲、乙中发生的反应实质是Zn与H+反应，离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，故D正确；故选D。 12．（24-25高一下·新疆乌鲁木齐·期中）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．甲：对比普通锌锰干电池，两者负极的电极反应不同 B．乙：负极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- C．丙：锌筒发生氧化反应，消耗6.5gZn时内电路中有0.2mol电子转移 D．丁：电池放电过程中，负极质量逐渐变轻 【答案】A 【解析】普通锌锰干电池为‌Zn-2e-=Zn2+，碱性锌锰干电池为‌Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O‌， 两者负极的电极反应不同，A正确；该装置中，锌为负极，电极反应为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，B错误；丙中锌较活泼，故锌为负极，锌失去电子发生氧化反应，锌筒会变薄，但是电子不会进入内电路，C错误；电池放电过程中，铅和二氧化铅都反应生成硫酸铅，负极铅转化为硫酸铅，质量增加，D错误；故选A。 13．某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述中不正确的是 A．a极是负极，该电极上发生氧化反应 B．b极反应式是O2+4OH--4e-=2H2O C．总反应方程式为2H2+O2=2H2O D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【答案】B 【解析】a极通入氢气，氢气失电子发生氧化反应，a是负极，故A正确；b极通入氧气，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应式是O2+2H2O +4e-=4OH-，故B错误；氢氧燃料电池，总反应方程式为2H2+O2=2H2O，故C正确；氢氧燃料电池反应产物是水，氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确；故选B。 14．（24-25高一下·四川达州·月考）某同学欲探究化学能直接转化为电能，设计了如图所示Fe和Cu形成的原电池。合理的是 ① 铁片逐渐溶解 ② 原电池总反应式： ③ 正极的电极反应式： ④ 向Cu电极移动 ⑤ 负极反生氧化反应，正极反生还原反应 ⑥ 电子流动方向：由Fe经外电路流向Cu，再由Cu经电解质溶液流回Fe A．①②⑤ B．④⑤⑥ C．③④⑤ D．②④⑥ 【答案】A 【解析】①Fe是负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铁片逐渐溶解，故①正确； ②由两极反应可知原电池总反应为Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+，故②正确； ③Cu作正极，电极反应式为Cu2+＋2e-=Cu，故③错误； ④原电池中，阴离子向负极(Fe电极）移动，故④错误； ⑤原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故⑤正确； ⑥电子流动方向，由Fe经外电路流向Cu，不通过电解质溶液，故⑥错误； 正确的是：①②⑤；故选A。 15．（24-25高一下·安徽蚌埠·期末）一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是 A．该电池工作时将电能转化为化学能 B．电极A发生了还原反应 C．电池工作时，向电极A移动 D．电极B上发生的电极反应为： 【答案】C 【分析】根据题中液氨液氧燃料电池可知，负极上发生失电子的氧化反应，即A是负极，B是正极，碱性条件下，氧气在正极生成氢氧根离子，燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式：4NH3+3O2=2N2+6H2O，电子从负极流向正极。 【解析】该装置为原电池，工作时将化学能转化为电能，A错误；结合分析可知，电极A上氨气失电子产生氮气，发生氧化反应，B错误；原电池中，阴离子向负极移动，则OH-向负极A移动，C正确；电极B上氧气得到电子，由于是碱性环境，该电极反应式为：，D错误；故选C。 16．（24-25高一下·北京·期末）下图为某原电池装置的示意图。下列叙述中，不正确的是 A．电子由Zn片通过溶液流向Cu片 B．装置工作一段时间后，溶液的pH增大 C．将稀硫酸换成硫酸铜溶液后，负极反应不变 D．将Cu片换成碳棒，溶液中离子迁移方向不变 【答案】A 【分析】Zn的金属活动性比Cu强，则Zn作负极，Cu作正极。 【解析】Zn为负极，电子由Zn片经过外电路流向Cu片，电子不能经过电解质溶液，A错误；总反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH值变大，B正确；将稀硫酸换成硫酸铜溶液后，Zn仍是活泼金属作负极，负极反应不变，C正确；将Cu片换成碳棒，原电池反应不变，溶液中离子迁移方向不变，D正确；故选A。 17．（24-25高一下·天津·期中）如图为某课外小组自制的氢氧燃料电池，a、b均为石墨。下列叙述不正确的是 A．a电极是负极，反应是 B．b电极是正极，发生还原反应 C．总反应方程式为 D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色能源 【答案】A 【分析】氢氧燃料电池负极燃料氢气发生氧化反应，正极氧化剂氧气发生还原反应。 【解析】氢气作为燃料在负极发生氧化反应，a电极是负极，电极反应式：，A错误；b电极通入氧化剂氧气，说明为正极，发生还原反应，B正确；氢氧燃料电池总反应方程式：，C正确；氢氧燃料电池发生的反应产物只有水，无污染物，是一种具有应用前景的绿色能源，D正确；故选A。 18．（23-24高一下·四川成都·期末）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】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；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；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；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。 19．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒质量减小，N棒质量不变。由此判断，下列M、N、P物质可以成立的是 选项 M N P A Cu Fe 稀盐酸 B Mg Al 稀硫酸 C Zn 石墨 CuSO4溶液 D Ag Cu AgNO3溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】电流计指针偏转，说明该装置构成原电池，M棒质量减小，N棒质量不变，则M棒为易失电子的金属作负极，N棒作正极，电解质溶液中阳离子为氢离子，据此分析解答。 【解析】该装置中N棒铁比M棒铜易失电子而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以M棒质量不变，N棒质量减小，故A不选；该装置中M棒镁比N棒铝易失电子而作负极，铝作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以M棒质量减小，N棒质量不变，故B选；该装置中M棒锌易失电子而作负极，石墨作正极，正极上铜离子得电子生成铜电子，所以M棒质量减小，N棒质量增大，故C不选；该装置中N棒铜易失电子而作负极，M棒银作正极，正极上银离子得电子生成银单质，所以M棒质量增大，N棒质量变小，故D不选；故选B。 20．常见锌锰干电池的构造如下图所示，该电池放电时的电池总反应方程式为：Zn + 2MnO2 + 2 = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O，下列说法错误的是    A．该电池属于一次电池 B．电池正极反应式为：2MnO2＋2＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2O C．电池工作时，电子从锌筒经糊流向石墨棒 D．外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小3.25g 【答案】C 【分析】由图可知，锌锰干电池为不能充电的一次电池，电池工作时，锌筒为负极，石墨棒为正极。 【解析】锌锰干电池不能充电，属于一次电池，故A正确；锌锰干电池工作时，MnO2在正极得到电子，反应式为：2MnO2＋2＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2O，故B正确；由分析可知，电池工作时，锌筒为负极，石墨棒为正极，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒，故C错误；由分析可知，电池工作时，锌筒为负极，电极反应式为，每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小3.25g，故D正确；故选C。 26．（24-25高一下·广西防城港·阶段练习）已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．和反应生成吸收的热量为(a-b)kJ B．①→②→③的过程中有非极性键的断裂和形成 C．该反应是放热反应 D．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 【答案】A 【解析】断裂1mol A-A和1mol B-B键，吸收a kJ能量，形成2 mol AB键放出b kJ能量，而且反应为吸热反应，所以1mol 和1mol 反应生成2 mol AB(g)吸收的热量为，故A正确；②→③的过程形成了A—B键，是极性键，没有形成非极性键，故B错误；由图知，反应物总能量低于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，故C错误；由图知，反应物总能量低于生成物总能量，故D错误；故选A。 33．（24-25高一下·山东聊城·阶段练习）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，若在密闭容器中加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应放出的热量为(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】盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应，(a)图中反应物的总能量小于生成物的总能量、表示吸热反应，则可表示盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化，A不符合题意；通过(b)图可知，石墨的能量低于金刚石的能量，物质具有的能量越低，稳定性越强，则石墨比金刚石稳定，B不符合题意；由(c)图可知，在密闭容器中若1molO2(g)和2molSO2(g)完全反应生成2molSO3(g)，放热(a-b)kJ，而SO2(g)与O2(g)的反应为可逆反应，加入1molO2(g)和2molSO2(g)充分反应，生成的SO3(g)小于2mol，所以放出的热量小于(a-b)kJ，C符合题意；由(d)图可知，，A与C的能量差为E4-E1-E3＋E2，D不符合题意；故选C。 41．（21-22高一下·贵州黔东南·期中）有A、B、C、D四种金属浸入稀H2SO4溶液中，用导线两两连接分别组成原电池。A、D相连，A为负极；A、B相连，电流由A经外电路流向B；C、D相连，C极上有大量气体产生。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为 A．C>D>B>A B．A>B>C>D C．B>A>D>C D．A>B>D>C 【答案】C 【分析】构成原电池的本质条件为自发的氧化还原反应，原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正(被还原反应) 、负(被氧化)两极进行，负极上失去的电子流入正极，从而产生电流，负极较活泼，以此解题。 【解析】A、B、C、D四种金属分别用导线两两相连浸入电解液中组成原电池.，A、D相连，A为负极；根据原电池的工作原理，金属活泼性强的作原电池的负极，在原电池反应中失去电子，故金属的活动性A> D；A、B相连，电流由A经外电路流向B；根据原电池的工作原理，电流由正极流向负极，故金属的活动性B> A；根据原电池的工作原理，正极发生还原反应，C、D相连，C极上有大量气体产生，说明C极上发生还原反应，故金属的活动性D>C；故四种金属的活动性顺序是B>A>D> C；故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $