6.1 化学反应与能量变化【能力必到】化学人教版必修第二册

6.1 化学反应与能量变化 考向01　化学反应与能量变化的关系 · 理解化学反应中能量变化的普遍性，能够识别吸热反应与放热反应。 · 掌握物质状态（如硫蒸气和硫固体）对反应热的影响，理解状态不同导致能量差异的原因（如气化热）。 · 能够从反应物与生成物的总能量相对大小判断反应的热效应。 · 理解化学键的断裂与形成是能量变化的微观本质。 · 能够联系生活实例（如镁与盐酸反应放热、碳酸钙分解吸热）判断反应类型。 · 在比较放热量时，注意同一物质不同状态的能量高低：气态 > 液态 > 固态。 · 通过反应类型（如燃烧、中和、活泼金属与酸反应多为放热；分解、碳与CO₂反应多为吸热）快速判断热效应。 · 结合能量守恒定律分析反应物与生成物总能量的关系。 · 注意区分“过程吸热”（如浓硫酸溶于水放热）与“反应吸热”的概念差异。 1．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多 B．Mg与盐酸的反应属于放热反应 C．能量变化是化学反应的基本特征之一 D．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时从环境吸收能量 2．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 A．Mg与盐酸的反应属于放热反应 B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．高温煅烧石灰石的反应中，反应物总能量高于生成物总能量 D．测量柠檬酸和碳酸氢钠反应时的温度变化，观察到温度降低 考向02　吸热反应和放热反应 · 熟练掌握常见的吸热反应和放热反应类型（如中和、燃烧、金属与酸反应为放热；Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应、C与CO₂反应、碳酸钙分解为吸热）。 · 能够通过能量变化图像（反应物与生成物能量高低）判断反应的热效应。 · 理解吸热反应不一定需要加热（如Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl常温下进行），放热反应也不一定自发进行。 · 能够从化学方程式判断反应类型，进而推断热效应。 · 记忆常见吸热反应“三分解、一碳、一铵盐”：多数分解反应、C与CO₂反应、Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应。 · 能量图像题中，反应物能量低于生成物为吸热反应，反之为放热反应。 · 注意排除干扰项，如燃烧、中和、金属与酸反应均为放热反应。 · 结合实验现象（如温度降低）辅助判断吸热反应。 3．下列反应属于吸热反应的是 A．晶体和晶体的反应 B．镁条与盐酸的反应 C．木炭在氧气中燃烧 D．酸碱中和反应 4．下列反应中，属于吸热反应的是 A． B． C． D． 5．下列反应能量变化与下图一致的是 A．金属钠与水的反应 B．盐酸与氢氧化钠的反应 C．铝与氧化铁的铝热反应 D．碳酸钙分解 考向03　化学反应中能量变化的实质 · 理解化学反应中能量变化的微观本质：旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成释放能量。 · 能够通过键能数据计算反应的热效应（ΔH = 反应物键能总和 - 生成物键能总和）。 · 能够分析能量变化图像，识别反应物、生成物能量高低及活化能等相关信息。 · 理解能量守恒定律在化学反应中的应用，能够判断反应物与生成物总能量的相对大小。 · 键能计算题中，注意反应物和生成物的化学计量数，正确计算总键能。 · 能量图像题中，关注起点（反应物能量）和终点（生成物能量）的相对高低，判断吸热或放热。 · 注意区分“断键吸收能量”与“成键释放能量”的方向，避免符号错误。 · 对于复杂反应，可先写出化学方程式，再逐项分析键能变化。 6．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如下图为和反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是。 A．和反应放出的能量为180kJ B．和具有的总能量小于具有的总能量 C．通常情况下，和混合能直接生成NO D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水 7．下图是反应的能量变化图。下列说法错误的是 A．的能量为bkJ B．反应物总能量小于生成物总能量 C．是吸热反应 D．断开和的化学键需要吸收akJ的能量 8．已知反应 A＋B=C＋D 的能量变化如图所示，下列叙述正确的是 A．A 的能量一定低于C的能量，B的能量一定低于D的能量 B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能进行 C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量一定小于形成生成物中化学键所放出的能量 D．A和B的总能量一定低于C和D的总能量 　　 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 宏观 角度 比较 放热反应：反应物具有的总能量>生成物具有的总能量 吸热反应：反应物具有的总能量<生成物具有的总能量 图示       微观 角度 比较 放热反应：断键时吸收的总能量E(吸)<成键时释放的总能量E(放) 吸热反应：断键时吸收的总能量E(吸)>成键时释放的总能量E(放) 图示 解题规律 考向04　化学能与热能相互转化的应用 · 理解化学能与其他形式能量（热能、电能、光能等）之间的转化关系。 · 能够识别生活、生产中的能量转化实例（如电池、燃料燃烧、光伏热水器、核能发电）。 · 掌握不同能量转化装置的工作原理及其主要能量转化形式。 · 能够分析能量转化过程中的效率问题（如燃烧时化学能是否全部转化为热能）。 · 区分能量来源与能量转化形式：电池是化学能→电能，燃料燃烧是化学能→热能+光能。 · 注意题干关键词，如“主要将化学能转化为热能”要求选择燃烧类装置。 · 对于复合能量转化装置（如核电站：核能→热能→机械能→电能），分析其初始能量来源和最终能量形式。 · 结合生活常识判断常见设备的能量转化类型。 9．人民对美好生活的向往，就是我们的奋斗目标。下列航天、生产和生活中的设备工作时，主要将化学能转化为热能的是 A．比亚迪刀片电池 B．快舟火箭燃料燃烧 C．天霸光伏热水器 D．大亚湾核能发电 10．人类的一切活动都离不开能量。下列说法正确的是 A．浓硫酸溶于水和碳酸钙分解，都属于吸热过程 B．锂离子电池放电时，电能转化为化学能 C．天然气燃烧时，化学能全部转化为热能 D．和的反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量 解题规律 考向05　原电池概念及构成 · 掌握原电池的定义：将化学能转化为电能的装置。 · 理解原电池的构成条件：自发氧化还原反应、两个活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路。 · 能够识别电极材料是否满足原电池要求（如两电极相同无法形成电势差）。 · 理解盐桥的作用及其在构成闭合回路中的必要性。 · 判断原电池构成时，逐一检查四个条件是否全部满足。 · 注意电极材料可以是非金属（如石墨），不一定必须是两种不同金属。 · 对于分置式装置（两烧杯分开），必须有盐桥或类似的离子通道才能形成闭合回路。 · 自发氧化还原反应的判断：金属与电解质溶液能否发生置换反应或其他氧化还原反应。 11．关于原电池的叙述中正确的是 A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成 D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原 12．以自发进行的氧化还原反应为工作原理，将两个活动性不同的电极插入电解质溶液中形成闭合回路，构成原电池。下图的烧杯中均盛有溶液，其中能构成原电池的是 A． B． C． D． （1）电极名称的判断方法 （2）原电池中电子、离子的移动规律 在原电池中，电子在导线中定向移动(由负极流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动(阳离子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们共同组成了一个完整的闭合回路。 解题规律 考向06　原电池工作原理及简单应用 · 掌握原电池的工作原理：负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极经外电路流向正极。 · 能够根据金属活动性顺序判断正负极（活泼金属为负极）。 · 理解电解质溶液中离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 · 能够分析电极反应现象（如电极溶解、质量变化、气泡产生）与电极反应的关系。 · 掌握通过原电池原理比较金属活动性强弱的方法。 · 电极判断：活泼金属为负极，发生氧化反应；不活泼金属或导电非金属为正极，发生还原反应。 · 电子流向：负极→导线→正极，电流方向相反。 · 离子移动：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 · 质量变化分析：负极溶解质量减轻（若为活泼金属），正极有金属析出质量增加（若电解质含金属离子）。 · 金属活动性比较：原电池中，作负极的金属活动性更强。 13．对于铝、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列有关说法正确的是 ①Al是负极        ②Cu是正极      ③负极反应：       ④正极反应： A．仅①② B．仅①②③ C．仅②③④ D．①②③④ 14．某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b用导线连接时，铁片上发生还原反应，溶液中向铜电极移动 15．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FeCl3溶液，则a电极质量减轻 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀H2SO4，则b电极上没有气泡生成 C．若a为Zn，b为Ag，c为CuSO4溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液，则电子由a经导线流向b 16．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与C构成原电池时，电极反应式为：C2++2e-→C、B-2e-→B2+，则A、B、C、D金属性由强到弱的顺序为 A．A>B>C>D B．A>B>D>C C．D>C>A>B D．D>A>B>C 17．两支试管中均加入6.5gZn粉，甲试管加入含0.1molH2SO4的稀溶液；乙试管加入含0.1molH2SO4和0.01molCuSO4稀溶液，充分反应，生成气体物质的量与时间关系图正确的是 A． B． C． D． 原电池工作原理的简单应用 （1）加快氧化还原反应的速率 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大。 （2）比较金属的活动性强弱 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。 解题规律 考向07　原电池的设计及应用 · 能够根据给定的氧化还原反应设计原电池，选择合适的电极材料和电解质溶液。 · 理解设计原电池的基本原则：负极发生氧化反应（还原剂），正极发生还原反应（氧化剂），电解质溶液提供离子传导。 · 能够判断给定的反应是否适合设计成原电池（必须是自发的氧化还原反应）。 · 能够识别不同电极材料在特定电解质中的反应活性（如Al在浓硝酸中钝化，Mg在NaOH溶液中不反应）。 · 设计原电池时，负极材料为反应中失电子的物质（或能发生该氧化反应的电极），正极材料选择活泼性较弱的导体。 · 电解质溶液应含有反应中得电子的物质（氧化剂）或能传导相关离子。 · 对于复杂反应，先分析元素化合价变化，确定氧化剂和还原剂。 · 注意特殊情况：如Al在浓硝酸中钝化，则Cu为负极；Mg在NaOH溶液中不反应，则Al为负极。 18．某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、Fe Cu、C Fe、Zn 电解质溶液 FeCl3 FeSO4 Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3 19．理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 20．为将反应的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) A． B． C． D． 1．设计依据 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 2．设计思路 （1）定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 （2）拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。 还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)； 氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 （3）找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 （4）画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 解题规律 考向08　化学电源 · 掌握常见化学电源（锌锰干电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池、银锌纽扣电池等）的基本构造和工作原理。 · 能够分析电池放电时的电极反应式，判断正负极及反应类型。 · 理解可充电电池的充放电过程，能够区分放电和充电时的电极反应。 · 能够通过电池总反应推断电极反应式，或通过电极反应推断总反应。 · 掌握燃料电池的特点：燃料在负极氧化，氧化剂在正极还原，电解质不同电极反应式不同。 · 分析电池时，先判断总反应中元素化合价变化，确定负极（失电子）和正极（得电子）。 · 书写电极反应式时，注意电解质环境（酸性、碱性、中性）对产物形式的影响。 · 对于可充电电池，放电时的负极为充电时的阴极，放电时的正极为充电时的阳极。 · 燃料电池中，通燃料的电极为负极，通氧化剂的电极为正极。 · 电子转移计算时，注意反应物系数与电子数的关系，同时关注气体体积是否在标准状况下。 21．关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：放电时，正极的电极反应式为 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 22．普通锌锰电池的构造示意图如下。电池放电时发生的主要反应为：。下列说法正确的是 A．石墨棒作负极 B．发生氧化反应 C．失电子生成 D．电池工作时，电子由石墨棒通过导线流向锌筒 23．电子表所用的纽扣电池，两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，示意图如图所示。下列判断正确的是 A．锌为负极，被还原 B．纽扣电池工作时，OH-移向 C．纽扣电池工作时，电解质溶液的碱性增强 D．每6.5g锌发生反应时，转移电子0.1NA 24．一种氢氧燃料电池，结构如图，下列有关该电池的说法正确的是 A．通入氢气的电极发生还原反应 B．正极的电极反应式为 C．外电路中每有 0.4 mol 电子转移，必有6.72 L气体被消耗 D．碱性电解液中阳离子向通入氢气的电极移动 考向09　电极反应式的书写及判断 · 能够根据原电池总反应书写正负极的电极反应式。 · 掌握电极反应式书写的基本原则：质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒。 · 能够根据电解质溶液的酸碱性判断产物形式（如酸性条件下不出现OH⁻，碱性条件下不出现H⁺）。 · 理解特殊情况下的电极反应（如Al在NaOH溶液中的反应、金属在浓硝酸中的钝化现象）。 · 能够通过电极反应式判断电极名称、电子转移方向及离子移动方向。 · 书写电极反应式步骤：①确定氧化剂和还原剂；②写出半反应；③配平原子数和电荷数；④结合电解质环境调整产物形式。 · 检查电极反应式时，注意电荷是否守恒，电子得失是否相等。 · 对于复杂反应，可先写总反应，再通过总反应减去一个电极反应式得到另一个电极反应式。 · 特殊情况记忆：Al在NaOH溶液中作负极时，产物为[Al(OH)₄]⁻；燃料电池中，酸性条件正极反应为O₂+4H⁺+4e⁻=2H₂O，碱性条件为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻。 · 注意电极反应式中电子符号的写法（e⁻）及系数是否正确。 25．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 26．利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是 A．多孔电极为负极，电极反应式为Fe2++e-=Fe3+ B．烟气脱硫过程可表示为2Fe3++SO2+4H+=2Fe2++SO+2H2O C．理论上,相同条件下吸收SO2和产生H2的体积相同 D．工作一段时间后，左室需要补充Fe2(SO4)3溶液 27．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 A．Al、Cu、稀组成原电池，负极反应式为：Al-3e-=Al3+ B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]- C．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，负极反应式为：Al-3e-=Al3+ D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，负极反应式：Fe-2e-=Fe2+ 1．书写思路 【提醒】若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，在保证电子转移数目相同的情况下，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ 2．书写电极反应式的常见错误 （1）不能正确判断原电池正、负极 ①混淆正、负极：负极上电极材料本身或电极反应物发生氧化反应，对应元素化合价升高，正极上电极反应物发生还原反应，对应元素化合价降低。 ②易混淆电子流向与电流方向而错判，电子流出的方向与电流方向相反，电子流出的电极是负极。 ③想当然地认为排在金属活动性顺序表前面的金属一定是负极，忽视反应本质。 （2）电极反应式配平错误 ①不能根据化合价变化正确计算电子转移的数目。 ②不满足“三守恒”：电极反应式和氧化还原方程式一样，要满足得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒。所以配平电极反应式一定要遵循得失电子守恒→电荷守恒→质量守恒(原子守恒)的顺序进行。 （3）电极产物书写错误 ①忽视变价金属被氧化的价态，如铁片与碳棒用导线连接插入硫酸铜溶液中，负极上Fe只能被铜离子氧化为Fe2＋。 ②对于活泼金属电极，想当然地认为电极产物为金属离子，忽视金属离子与电解质溶液的某种成分可继续反应。最终的氧化产物要根据题中信息确定。 ③忽略介质信息，错判电极产物(酸性介质中不能出现OH－，碱性介质中不能出现H＋)。 解题规律 2．书写电极反应式的常见错误 （1）不能正确判断原电池正、负极 ①混淆正、负极：负极上电极材料本身或电极反应物发生氧化反应，对应元素化合价升高，正极上电极反应物发生还原反应，对应元素化合价降低。 ②易混淆电子流向与电流方向而错判，电子流出的方向与电流方向相反，电子流出的电极是负极。 ③想当然地认为排在金属活动性顺序表前面的金属一定是负极，忽视反应本质。 （2）电极反应式配平错误 ①不能根据化合价变化正确计算电子转移的数目。 ②不满足“三守恒”：电极反应式和氧化还原方程式一样，要满足得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒。所以配平电极反应式一定要遵循得失电子守恒→电荷守恒→质量守恒(原子守恒)的顺序进行。 （3）电极产物书写错误 ①忽视变价金属被氧化的价态，如铁片与碳棒用导线连接插入硫酸铜溶液中，负极上Fe只能被铜离子氧化为Fe2＋。 ②对于活泼金属电极，想当然地认为电极产物为金属离子，忽视金属离子与电解质溶液的某种成分可继续反应。最终的氧化产物要根据题中信息确定。 ③忽略介质信息，错判电极产物(酸性介质中不能出现OH－，碱性介质中不能出现H＋)。 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.1 化学反应与能量变化 考向01　化学反应与能量变化的关系 · 理解化学反应中能量变化的普遍性，能够识别吸热反应与放热反应。 · 掌握物质状态（如硫蒸气和硫固体）对反应热的影响，理解状态不同导致能量差异的原因（如气化热）。 · 能够从反应物与生成物的总能量相对大小判断反应的热效应。 · 理解化学键的断裂与形成是能量变化的微观本质。 · 能够联系生活实例（如镁与盐酸反应放热、碳酸钙分解吸热）判断反应类型。 · 在比较放热量时，注意同一物质不同状态的能量高低：气态 > 液态 > 固态。 · 通过反应类型（如燃烧、中和、活泼金属与酸反应多为放热；分解、碳与CO₂反应多为吸热）快速判断热效应。 · 结合能量守恒定律分析反应物与生成物总能量的关系。 · 注意区分“过程吸热”（如浓硫酸溶于水放热）与“反应吸热”的概念差异。 1．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多 B．Mg与盐酸的反应属于放热反应 C．能量变化是化学反应的基本特征之一 D．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应时从环境吸收能量 【答案】A 【解析】A． 因为硫蒸气具有更高的能量（包含气化热），因此硫蒸气燃烧比硫固体燃烧放出更多热量，A错误；B． Mg与盐酸反应生成氢气和氯化镁，属于典型的放热反应，B正确；C． 化学反应总是伴随着能量变化（如吸热或放热），这是化学反应的基本特征之一，C正确；D． 当反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应需要从环境吸收能量才能进行，属于吸热反应，D正确；故选A。 2．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是 A．Mg与盐酸的反应属于放热反应 B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．高温煅烧石灰石的反应中，反应物总能量高于生成物总能量 D．测量柠檬酸和碳酸氢钠反应时的温度变化，观察到温度降低 【答案】C 【解析】A．Mg与盐酸的反应时放出大量的热，使溶液温度升高，该反应属于放热反应，A正确；B．化学反应的微观本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，故化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确；C．高温煅烧石灰石的反应是一个吸热反应，故反应中反应物总能量低于生成物总能量，C错误；D．柠檬酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应，故测温度变化时，温度降低，D正确；故选C。 考向02　吸热反应和放热反应 · 熟练掌握常见的吸热反应和放热反应类型（如中和、燃烧、金属与酸反应为放热；Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应、C与CO₂反应、碳酸钙分解为吸热）。 · 能够通过能量变化图像（反应物与生成物能量高低）判断反应的热效应。 · 理解吸热反应不一定需要加热（如Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl常温下进行），放热反应也不一定自发进行。 · 能够从化学方程式判断反应类型，进而推断热效应。 · 记忆常见吸热反应“三分解、一碳、一铵盐”：多数分解反应、C与CO₂反应、Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应。 · 能量图像题中，反应物能量低于生成物为吸热反应，反之为放热反应。 · 注意排除干扰项，如燃烧、中和、金属与酸反应均为放热反应。 · 结合实验现象（如温度降低）辅助判断吸热反应。 3．下列反应属于吸热反应的是 A．晶体和晶体的反应 B．镁条与盐酸的反应 C．木炭在氧气中燃烧 D．酸碱中和反应 【答案】A 【解析】A．晶体与氯化铵晶体的反应是中学化学中典型的吸热反应，A符合题意；B．镁条与盐酸的反应属于活泼金属与酸的置换反应，为放热反应，B不符合题意；C．所有可燃物的燃烧反应都属于放热反应，木炭在氧气中燃烧是放热反应，C不符合题意；D．酸碱中和反应属于典型放热反应，D不符合题意；故选A。 4．下列反应中，属于吸热反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】常见的放热反应有：大多数的化合反应、中和反应、金属和酸产生氢气的置换反应、燃烧反应等，常见的吸热反应有大多数的分解反应、碳和水蒸气、碳和二氧化碳的反应等，据此分析；A．Mg与HCl反应是金属与酸发生的置换反应，属于放热反应，A错误；B．NaOH与HCl发生的是酸碱中和反应，属于放热反应，B错误；C．C与CO2在高温下反应生成CO，属于吸热反应，C正确；D．H2与O2反应是燃烧反应，属于放热反应，D错误；故选C。 5．下列反应能量变化与下图一致的是 A．金属钠与水的反应 B．盐酸与氢氧化钠的反应 C．铝与氧化铁的铝热反应 D．碳酸钙分解 【答案】D 【解析】由图象可知，反应物能量低，生成物能量高，所以该反应是吸热反应。A．金属钠与水的反应是放热反应，A不选；B．酸碱中和反应是放热反应，B不选；C．铝热反应是放热反应，C不选；D．碳酸钙分解是分解反应，是吸热的，D选；故选D。 考向03　化学反应中能量变化的实质 · 理解化学反应中能量变化的微观本质：旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成释放能量。 · 能够通过键能数据计算反应的热效应（ΔH = 反应物键能总和 - 生成物键能总和）。 · 能够分析能量变化图像，识别反应物、生成物能量高低及活化能等相关信息。 · 理解能量守恒定律在化学反应中的应用，能够判断反应物与生成物总能量的相对大小。 · 键能计算题中，注意反应物和生成物的化学计量数，正确计算总键能。 · 能量图像题中，关注起点（反应物能量）和终点（生成物能量）的相对高低，判断吸热或放热。 · 注意区分“断键吸收能量”与“成键释放能量”的方向，避免符号错误。 · 对于复杂反应，可先写出化学方程式，再逐项分析键能变化。 6．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如下图为和反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是。 A．和反应放出的能量为180kJ B．和具有的总能量小于具有的总能量 C．通常情况下，和混合能直接生成NO D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水 【答案】B 【解析】A．反应中的能量变化，用反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量来判断，946kJ/mol+498kJ/mol-2×632kJ/mol=180kJ/mol，说明反应是吸热反应，故A错误；B．该反应是吸热反应，依据能量守恒可知，1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，故B正确；C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合不能直接生成NO，需要放电或高温的条件，故C错误；D．一氧化氮不是酸性氧化物，不能和氢氧化钠反应，故D错误；故选B。 7．下图是反应的能量变化图。下列说法错误的是 A．的能量为bkJ B．反应物总能量小于生成物总能量 C．是吸热反应 D．断开和的化学键需要吸收akJ的能量 【答案】A 【解析】A．题图中表明断裂2mol键吸收bkJ能量，而的总能量未知，A项错误；B．题图表明反应物的总能量低于生成物的总能量，B项正确；C．题图表明反应物的总能量低于生成物的总能量，则属于吸热反应，C项正确；D．题图表明断裂1mol键和1mol键吸收kJ能量，D项正确；故选：A。 8．已知反应 A＋B=C＋D 的能量变化如图所示，下列叙述正确的是 A．A 的能量一定低于C的能量，B的能量一定低于D的能量 B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能进行 C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量一定小于形成生成物中化学键所放出的能量 D．A和B的总能量一定低于C和D的总能量 【答案】D 【解析】A．由图可知,A与B的总能量小于C与D的总能量，该反应为吸热反应，但无法确定A与C、B与D的能量高低，故A错误；B．由图可知该反应为吸热反应，与反应条件无关，该反应可能需要加热，也可能不需要加热，如氢氧化钡晶体和氯化铵反应瞬间完成，是吸热反应，不需加热，故B错误；C．由图可知该反应为吸热反应，则断裂化学键吸收的热量大于生成化学键释放的能量，故C错误；D．反应A+B=C+D为吸热反应，则A和B的总能量一定低于C和D的总能量，故D正确；故答案为D。 　　 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 宏观 角度 比较 放热反应：反应物具有的总能量>生成物具有的总能量 吸热反应：反应物具有的总能量<生成物具有的总能量 图示       微观 角度 比较 放热反应：断键时吸收的总能量E(吸)<成键时释放的总能量E(放) 吸热反应：断键时吸收的总能量E(吸)>成键时释放的总能量E(放) 图示 解题规律 考向04　化学能与热能相互转化的应用 · 理解化学能与其他形式能量（热能、电能、光能等）之间的转化关系。 · 能够识别生活、生产中的能量转化实例（如电池、燃料燃烧、光伏热水器、核能发电）。 · 掌握不同能量转化装置的工作原理及其主要能量转化形式。 · 能够分析能量转化过程中的效率问题（如燃烧时化学能是否全部转化为热能）。 · 区分能量来源与能量转化形式：电池是化学能→电能，燃料燃烧是化学能→热能+光能。 · 注意题干关键词，如“主要将化学能转化为热能”要求选择燃烧类装置。 · 对于复合能量转化装置（如核电站：核能→热能→机械能→电能），分析其初始能量来源和最终能量形式。 · 结合生活常识判断常见设备的能量转化类型。 9．人民对美好生活的向往，就是我们的奋斗目标。下列航天、生产和生活中的设备工作时，主要将化学能转化为热能的是 A．比亚迪刀片电池 B．快舟火箭燃料燃烧 C．天霸光伏热水器 D．大亚湾核能发电 【答案】B 【解析】A．比亚迪刀片电池是将化学能转化为电能的装置，主要能量转化为化学能→电能，A错误；B．快舟火箭燃料燃烧是化学反应，燃料的化学能通过燃烧转化为热能及光能等，主要能量转化为化学能→热能，B正确；C．天霸光伏热水器利用太阳能转化为热能，能量来源为太阳能，非化学能，C错误；D．大亚湾核能发电是核能（核裂变释放能量）转化为热能，再转化为电能，能量来源为核能，非化学能，D错误；故选B。 10．人类的一切活动都离不开能量。下列说法正确的是 A．浓硫酸溶于水和碳酸钙分解，都属于吸热过程 B．锂离子电池放电时，电能转化为化学能 C．天然气燃烧时，化学能全部转化为热能 D．和的反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量 【答案】D 【解析】A．浓硫酸溶于水是放热过程，而碳酸钙分解是吸热过程，二者不属于同一类过程，A错误；B．锂离子电池放电时，化学能转化为电能（提供电能），充电时才是电能转化为化学能，B错误；C．天然气（主要成分甲烷）燃烧时，化学能主要转化为热能和光能（如火焰发光），并非全部转化为热能，存在能量损失，C错误。D．和的反应是典型的吸热反应（混合后温度降低），在吸热反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量，D正确；故选D。 解题规律 考向05　原电池概念及构成 · 掌握原电池的定义：将化学能转化为电能的装置。 · 理解原电池的构成条件：自发氧化还原反应、两个活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路。 · 能够识别电极材料是否满足原电池要求（如两电极相同无法形成电势差）。 · 理解盐桥的作用及其在构成闭合回路中的必要性。 · 判断原电池构成时，逐一检查四个条件是否全部满足。 · 注意电极材料可以是非金属（如石墨），不一定必须是两种不同金属。 · 对于分置式装置（两烧杯分开），必须有盐桥或类似的离子通道才能形成闭合回路。 · 自发氧化还原反应的判断：金属与电解质溶液能否发生置换反应或其他氧化还原反应。 11．关于原电池的叙述中正确的是 A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成 D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原 【答案】B 【解析】A．构成原电池的两个电极可以是金属与非金属(如石墨)，不一定是两种不同金属，A错误；B．原电池通过自发氧化还原反应将化学能转化为电能，B正确；C．原电池负极不一定溶解(如燃料电池的惰性电极)，正极也不一定有物质生成(如气体参与反应)，C错误；D．原电池正极发生还原反应，但被还原的不一定是溶液中的阳离子(如氧气在正极被还原)，且还原剂在负极反应，D错误；故选B。 12．以自发进行的氧化还原反应为工作原理，将两个活动性不同的电极插入电解质溶液中形成闭合回路，构成原电池。下图的烧杯中均盛有溶液，其中能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】原电池的形成条件需要有自发进行的氧化还原反应，电解质溶液、导线、两个电极构成的闭合回路。A．该装置中两烧杯没有用盐桥相连，无法形成闭合回路，不能形成原电池，A错误；B．该装置中可发生氧化还原反应，且形成闭合回路，可以构成原电池，B正确；C．该装置中两电极相同，无法构成电势差，电子不能定向移动，无法构成原电池，C错误；D．该装置不能发生氧化还原反应，无法构成原电池，D错误；故选B。 （1）电极名称的判断方法 （2）原电池中电子、离子的移动规律 在原电池中，电子在导线中定向移动(由负极流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动(阳离子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们共同组成了一个完整的闭合回路。 解题规律 考向06　原电池工作原理及简单应用 · 掌握原电池的工作原理：负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极经外电路流向正极。 · 能够根据金属活动性顺序判断正负极（活泼金属为负极）。 · 理解电解质溶液中离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 · 能够分析电极反应现象（如电极溶解、质量变化、气泡产生）与电极反应的关系。 · 掌握通过原电池原理比较金属活动性强弱的方法。 · 电极判断：活泼金属为负极，发生氧化反应；不活泼金属或导电非金属为正极，发生还原反应。 · 电子流向：负极→导线→正极，电流方向相反。 · 离子移动：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 · 质量变化分析：负极溶解质量减轻（若为活泼金属），正极有金属析出质量增加（若电解质含金属离子）。 · 金属活动性比较：原电池中，作负极的金属活动性更强。 13．对于铝、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列有关说法正确的是 ①Al是负极        ②Cu是正极      ③负极反应：       ④正极反应： A．仅①② B．仅①②③ C．仅②③④ D．①②③④ 【答案】B 【解析】铝、铜和稀硫酸原电池中，铝比铜活泼，作为负极发生氧化反应，铜为正极，溶液中的在正极得电子生成氢气。①铝的金属活动性比铜强，在原电池中易失电子，作负极；该说法正确；②铜的金属活动性较弱，在原电池中作正极，该说法正确；③铝在负极失去电子，生成，电极反应式正确；该说法正确；④稀硫酸为电解质溶液，正极上是得电子生成，反应为，而非得电子，该说法错误；B符合题意。 14．某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b用导线连接时，铁片上发生还原反应，溶液中向铜电极移动 【答案】D 【解析】a和b不连接时，不能构成原电池，铁与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜；a和b用导线连接时，构成原电池，铁是负极，铜是正极。A．a和b不连接时，由于金属活动性Fe＞Cu，所以在铁片上会发生反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，在铁片上有金属铜析出，A正确；B．a和b用导线连接时，形成了原电池，Cu作原电池的正极，在铜片上发生的反应为：Cu2++2e-=Cu，B正确；C．无论a和b是否连接，Fe都会失去电子，变为Fe2+，而Cu2+会得到电子变为Cu，所以铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，C正确；D．a和b用导线连接后，铁作负极，铁片上发生氧化反应，原电池中阴离子向负极移动，故溶液中向铁电极移动，D错误；故选D。 15．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FeCl3溶液，则a电极质量减轻 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀H2SO4，则b电极上没有气泡生成 C．若a为Zn，b为Ag，c为CuSO4溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液，则电子由a经导线流向b 【答案】C 【解析】A．还原性银小于铜，总反应为铁离子和铜生成铜离子和亚铁离子，则b为负极、a为正极，若a为Ag，b为Cu，正极铁离子被还原为亚铁离子，则a极质量不变，故A错误；B．Zn比Cu活泼，故Zn做负极，Cu做正极，正极发生还原反应氢离子被还原为氢气，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．镁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠生成四羟基合铝酸钠，铝为负极、镁为正极，则电子由b经导线流向a，故D错误；故选C。 16．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与C构成原电池时，电极反应式为：C2++2e-→C、B-2e-→B2+，则A、B、C、D金属性由强到弱的顺序为 A．A>B>C>D B．A>B>D>C C．D>C>A>B D．D>A>B>C 【答案】D 【解析】原电池中，金属性相对较强的金属作负极，失去电子发生氧化反应，金属性相对较弱的金属作正极，电子从负极经导线流入正极，据此分析。A、B组成原电池时，电子流动方向为A→B，故金属性A＞B；A、D组成原电池时，A为正极，故金属性D＞A；B与C构成原电池时，B被氧化，故金属性B＞C，综上，A、B、C、D四种金属的活泼性强弱顺序为：D＞A＞B＞C，故答案为D。 17．两支试管中均加入6.5gZn粉，甲试管加入含0.1molH2SO4的稀溶液；乙试管加入含0.1molH2SO4和0.01molCuSO4稀溶液，充分反应，生成气体物质的量与时间关系图正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】6.5g锌物质的量为0.1mol，0.1mol硫酸与锌恰好反应生成0.1mol氢气，加入硫酸铜，锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，形成Zn-Cu- H2SO4原电池，会加快反应速率，由于反应消耗一定量的锌，因此产生氢气的量比0.1mol少，则甲产生的氢气比乙多，但乙反应速率比甲反应速率快，故A符合题意。综上所述，答案为A。 原电池工作原理的简单应用 （1）加快氧化还原反应的速率 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大。 （2）比较金属的活动性强弱 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。 解题规律 考向07　原电池的设计及应用 · 能够根据给定的氧化还原反应设计原电池，选择合适的电极材料和电解质溶液。 · 理解设计原电池的基本原则：负极发生氧化反应（还原剂），正极发生还原反应（氧化剂），电解质溶液提供离子传导。 · 能够判断给定的反应是否适合设计成原电池（必须是自发的氧化还原反应）。 · 能够识别不同电极材料在特定电解质中的反应活性（如Al在浓硝酸中钝化，Mg在NaOH溶液中不反应）。 · 设计原电池时，负极材料为反应中失电子的物质（或能发生该氧化反应的电极），正极材料选择活泼性较弱的导体。 · 电解质溶液应含有反应中得电子的物质（氧化剂）或能传导相关离子。 · 对于复杂反应，先分析元素化合价变化，确定氧化剂和还原剂。 · 注意特殊情况：如Al在浓硝酸中钝化，则Cu为负极；Mg在NaOH溶液中不反应，则Al为负极。 18．某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、Fe Cu、C Fe、Zn 电解质溶液 FeCl3 FeSO4 Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3 【答案】C 【解析】反应中铜为还原剂，铁离子为氧化剂，设计原电池时铜做负极，铁盐溶液为电解质溶液，正极材料活性比铜弱的金属单质或石墨电极。A．电极材料为Cu、Zn，Zn比Cu活泼，Zn作负极被氧化，总反应中Cu未被氧化，A不符合题意；B．电解质为FeSO4，不含Fe3+，无法发生Fe3+的还原反应，B不符合题意；C．电极材料为Cu、C，Cu作负极被氧化，C为正极，电解质Fe(NO3)3含Fe3+，Fe3+在正极被还原，C符合题意；D．电极材料为Fe、Zn，Zn作负极被氧化，总反应中无Zn参与，D不符合题意；故选C。 19．理论上，下列反应不能设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】只有自发的氧化还原反应才可能设计成原电池，A．中有元素化合价的变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故A不符合题意；B．中没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故B符合题意；C．中有元素化合价的变化，属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故C不符合题意；D．中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池，故D不符合题意；故选B。 20．为将反应的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) A． B． C． D． 【答案】C 【解析】将反应2Al+6H+═2Al3++3H2↑的化学能转化为电能，即需要形成原电池，并且铝为负极，电解质溶液为非氧化性稀酸，据此分析判断。A．铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝离子和氢气，与题中方程式不相符，A错误；B．铝与稀硝酸反应生成一氧化氮，与题中方程式不相符，B错误；C．铝与稀硫酸反应生成铝离子和氢气，铝为负极，铜为正极，将化学能转化为电能，C正确；D．两个电极均为铝，不能达到将化学能转化为电能的目的，D错误；故答案选C。 1．设计依据 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 2．设计思路 （1）定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 （2）拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。 还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)； 氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 （3）找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 （4）画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 解题规律 考向08　化学电源 · 掌握常见化学电源（锌锰干电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池、银锌纽扣电池等）的基本构造和工作原理。 · 能够分析电池放电时的电极反应式，判断正负极及反应类型。 · 理解可充电电池的充放电过程，能够区分放电和充电时的电极反应。 · 能够通过电池总反应推断电极反应式，或通过电极反应推断总反应。 · 掌握燃料电池的特点：燃料在负极氧化，氧化剂在正极还原，电解质不同电极反应式不同。 · 分析电池时，先判断总反应中元素化合价变化，确定负极（失电子）和正极（得电子）。 · 书写电极反应式时，注意电解质环境（酸性、碱性、中性）对产物形式的影响。 · 对于可充电电池，放电时的负极为充电时的阴极，放电时的正极为充电时的阳极。 · 燃料电池中，通燃料的电极为负极，通氧化剂的电极为正极。 · 电子转移计算时，注意反应物系数与电子数的关系，同时关注气体体积是否在标准状况下。 21．关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：放电时，正极的电极反应式为 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 【答案】D 【解析】A．铜、锌、硫酸铜溶液构成原电池，锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，铜电极质量增加，故A正确；B．普通锌锰电池，锌筒失电子作负极，发生氧化反应，故B正确；C．铅蓄电池，放电时，PbO2是正极，正极的电极反应式为，故C正确；D．装置Ⅳ是氢氧燃料电池，a是负极、b是正极，电子不能进入溶液，内电路中通过离子定向移动导电，故D错误；选D。 22．普通锌锰电池的构造示意图如下。电池放电时发生的主要反应为：。下列说法正确的是 A．石墨棒作负极 B．发生氧化反应 C．失电子生成 D．电池工作时，电子由石墨棒通过导线流向锌筒 【答案】B 【解析】普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：，根据总反应可知，锌是活泼金属，失电子发生氧化反应，则锌作负极，在石墨上得电子发生还原反应，则石墨作正极。A．根据分析，石墨棒作正极，A错误；B．失电子发生氧化反应，B正确；C．得电子发生还原反应生成，C错误；D．电池工作时，电子由负极通过导线流向正极，即由锌筒通过导线流向石墨棒，D错误；答案选B。 23．电子表所用的纽扣电池，两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，示意图如图所示。下列判断正确的是 A．锌为负极，被还原 B．纽扣电池工作时，OH-移向 C．纽扣电池工作时，电解质溶液的碱性增强 D．每6.5g锌发生反应时，转移电子0.1NA 【答案】C 【解析】根据原电池工作原理，负极上失去电子，化合价升高，发生氧化反应，正极上得到电子，化合价降低，发生还原反应，推出Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，Ag2O为正极，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－，据此分析；A．根据电极总反应式，Zn的化合价升高，失去电子，即Zn为负极，被氧化，故A错误；B．原电池中，阴离子移向负极，故OH-移向Zn，故B错误；C．电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，原电池工作时消耗水，导致溶液碱性增强，故C正确；D．根据总电极反应式，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，每6.5g(即0.1mol)锌发生反应时，转移电子0.2NA，故D错误；答案为C。 24．一种氢氧燃料电池，结构如图，下列有关该电池的说法正确的是 A．通入氢气的电极发生还原反应 B．正极的电极反应式为 C．外电路中每有 0.4 mol 电子转移，必有6.72 L气体被消耗 D．碱性电解液中阳离子向通入氢气的电极移动 【答案】B 【解析】A．通入氢气的电极为负极，燃料在负极发生氧化反应，而非还原反应，A错误；B．正极通入氧气，在碱性电解液中，氧气得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式为，B正确；C．外电路转移0.4 mol 电子时，消耗 0.2 mol、 0.1 mol，共0.3 mol气体，但未说明是否为标准状况，无法计算气体体积，C错误；D．电解液中阳离子向正极（通入氧气的电极）移动，通入氢气的电极为负极，D错误；故答案选B。 考向09　电极反应式的书写及判断 · 能够根据原电池总反应书写正负极的电极反应式。 · 掌握电极反应式书写的基本原则：质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒。 · 能够根据电解质溶液的酸碱性判断产物形式（如酸性条件下不出现OH⁻，碱性条件下不出现H⁺）。 · 理解特殊情况下的电极反应（如Al在NaOH溶液中的反应、金属在浓硝酸中的钝化现象）。 · 能够通过电极反应式判断电极名称、电子转移方向及离子移动方向。 · 书写电极反应式步骤：①确定氧化剂和还原剂；②写出半反应；③配平原子数和电荷数；④结合电解质环境调整产物形式。 · 检查电极反应式时，注意电荷是否守恒，电子得失是否相等。 · 对于复杂反应，可先写总反应，再通过总反应减去一个电极反应式得到另一个电极反应式。 · 特殊情况记忆：Al在NaOH溶液中作负极时，产物为[Al(OH)₄]⁻；燃料电池中，酸性条件正极反应为O₂+4H⁺+4e⁻=2H₂O，碱性条件为O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻。 · 注意电极反应式中电子符号的写法（e⁻）及系数是否正确。 25．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【答案】A 【解析】A．银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，在KOH溶液中，负极反应为Zn失去电子结合OH⁻生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，A正确；B．正极Ag2O发生还原反应，Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，B错误；C．电池工作时，正极的电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，生成氢氧根离子，正极附近pH增大，C错误；D．电池工作时，阳离子(K+)向正极(Ag2O)移动，D错误；故选A。 26．利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是 A．多孔电极为负极，电极反应式为Fe2++e-=Fe3+ B．烟气脱硫过程可表示为2Fe3++SO2+4H+=2Fe2++SO+2H2O C．理论上,相同条件下吸收SO2和产生H2的体积相同 D．工作一段时间后，左室需要补充Fe2(SO4)3溶液 【答案】C 【解析】该装置为原电池原理，多孔电极处Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，发生氧化反应，故为负极；光催化电极表面氢离子得电子产生氢气，作原电池的正极。A.多孔电极处Fe2+失去电子被氧化为Fe3+，发生氧化反应，故为负极，但电极反应式应为Fe2+ - e- = Fe3+，选项中电极反应式电荷不守恒且电子得失方向错误，A错误；B.烟气脱硫时，SO2被Fe3+氧化为SO，Fe3+被还原为Fe2+，酸性条件下正确的离子方程式为2Fe3++ SO2+ 2H2O = 2Fe2+ + SO + 4H+，选项中H+和H2O的位置及系数错误，B错误；C.吸收SO2时，S元素从+4价升至+6价，每个SO2失去2e⁻；产生H2时，H⁺从+1价降至0价，每个H2得到2e-。根据电子守恒，SO2与H2的物质的量相等，相同条件下体积相同，C正确；D.左室中Fe2+在多孔电极被氧化为Fe3+，Fe3+又氧化SO2生成Fe2+，形成循环，Fe3+作为总反应的催化剂，总的物质的量不变，无需补充Fe2 (SO4)3溶液，D错误；故选C。 27．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 A．Al、Cu、稀组成原电池，负极反应式为：Al-3e-=Al3+ B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]- C．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，负极反应式为：Al-3e-=Al3+ D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，负极反应式：Fe-2e-=Fe2+ 【答案】C 【解析】一般情况下，在原电池构成中，相对来说比较活泼的金属为负极，负极失去电子发生氧化反应；不活泼的金属或能够导电的非金属单质为正极，正极上得到电子发生还原反应，但也有例外，要结合电解质溶液的酸碱性分析判断原电池的正负极并书写电极反应式。A．由于金属活动性：Al＞Cu，所以在稀硫酸中Al比Cu活泼，Al失去电子被氧化，作原电池的负极，负极的电极反应式为：Al-3e-=Al3+，A正确；B．尽管金属活动性：Mg＞Al，但由于Al能够与NaOH溶液发生反应，而Mg不能反应，故Al为原电池的负极，Mg为正极。在负极上Al失去电子生成的Al3+与溶液中的OH-结合生成[Al(OH)4]-，负极的电极反应式为：Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，B正确；C．尽管金属活动性：Al＞Cu，但由于在室温下Al遇浓硝酸中会发生钝化而不能进一步反应，而Cu能够与浓硝酸剧烈反应，故Cu为原电池的负极，负极的电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，C错误；D．金属活动性：Fe＞Cu，在FeCl3中Fe比Cu活泼，所以Fe作为负极失去电子被氧化生成Fe2+，负极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，D正确；故合理选项是C。 1．书写思路 【提醒】若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，在保证电子转移数目相同的情况下，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中： 总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ 2．书写电极反应式的常见错误 （1）不能正确判断原电池正、负极 ①混淆正、负极：负极上电极材料本身或电极反应物发生氧化反应，对应元素化合价升高，正极上电极反应物发生还原反应，对应元素化合价降低。 ②易混淆电子流向与电流方向而错判，电子流出的方向与电流方向相反，电子流出的电极是负极。 ③想当然地认为排在金属活动性顺序表前面的金属一定是负极，忽视反应本质。 （2）电极反应式配平错误 ①不能根据化合价变化正确计算电子转移的数目。 ②不满足“三守恒”：电极反应式和氧化还原方程式一样，要满足得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒。所以配平电极反应式一定要遵循得失电子守恒→电荷守恒→质量守恒(原子守恒)的顺序进行。 （3）电极产物书写错误 ①忽视变价金属被氧化的价态，如铁片与碳棒用导线连接插入硫酸铜溶液中，负极上Fe只能被铜离子氧化为Fe2＋。 ②对于活泼金属电极，想当然地认为电极产物为金属离子，忽视金属离子与电解质溶液的某种成分可继续反应。最终的氧化产物要根据题中信息确定。 ③忽略介质信息，错判电极产物(酸性介质中不能出现OH－，碱性介质中不能出现H＋)。 解题规律 ②易混淆电子流向与电流方向而错判，电子流出的方向与电流方向相反，电子流出的电极是负极。 ③想当然地认为排在金属活动性顺序表前面的金属一定是负极，忽视反应本质。 （2）电极反应式配平错误 ①不能根据化合价变化正确计算电子转移的数目。 ②不满足“三守恒”：电极反应式和氧化还原方程式一样，要满足得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒。所以配平电极反应式一定要遵循得失电子守恒→电荷守恒→质量守恒(原子守恒)的顺序进行。 （3）电极产物书写错误 ①忽视变价金属被氧化的价态，如铁片与碳棒用导线连接插入硫酸铜溶液中，负极上Fe只能被铜离子氧化为Fe2＋。 ②对于活泼金属电极，想当然地认为电极产物为金属离子，忽视金属离子与电解质溶液的某种成分可继续反应。最终的氧化产物要根据题中信息确定。 ③忽略介质信息，错判电极产物(酸性介质中不能出现OH－，碱性介质中不能出现H＋)。 学科网（北京）股份有限公司 $