专题04 化学反应与能量转化 （期中专项训练）高一化学下学期鲁科版

专题04 化学反应与能量转化 题型1吸热反应和放热反应 题型2化学键与反应的能量变化（重点） 题型3反应前后的总能量变化 题型4原电池及构成条件 题型5 原电池工作原理 （重点） 题型6原电池的设计 题型7 化学电源（重点） 题型8 原电池原理的应用 （重点） 题型9电极方程式的书写（难点） 题型1 吸热反应和放热反应 1.【考查反应吸热放热与反应条件、总能量相对大小的关系】下列说法正确的是(　　) ①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应　②放热反应在常温下一定很容易发生　③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小　④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热，反应也能继续进行 A.只有③④ B.只有①② C.①②③④ D.②③④ 2.【考查根据反应物与生成物总能量高低判断吸热反应】下列图示变化为吸热反应的是(　　) 易错提醒： (1) 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需加热引发，但属于放热反应。 (2) 放热反应在常温下不一定容易发生，如合成氨反应放热却需高温高压催化剂。 (3) 反应是放热还是吸热只取决于反应物与生成物总能量的相对大小，与反应条件（加热、常温）无直接关系。 3.【考查反应吸热放热与加热条件无直接关系及能量转化形式】下列说法正确的是 (　　) A.吸热反应需要加热才能发生 B.放热反应在常温下就能进行 C.化学反应就是将化学能转化为热能的反应 D.反应是放热还是吸热与是否加热没有直接的关系 题型2 化学键与反应的能量变化 1.【考查化学键断裂与形成过程中的能量变化及反应热计算】NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 000～20 000倍。已知：断开1 mol N≡N键吸收的能量为946 kJ，断开1 mol F—F键吸收的能量为154.8 kJ，断开1 mol N—F键吸收的能量为283 kJ。下列说法正确的是(　　) A．N2(g)―→2N(g)的过程会放出能量 B．N(g)＋3F(g)―→NF3(g)的过程会放出能量 C．N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)的反应为吸热反应 D．如果NF3吸收能量后没有化学键的断裂与形成，仍可能会发生化学反应 2.【考查根据键能计算化学反应放出的能量】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(单位： kJ·mol－1)：P—P键为198，P—O键为360，O==O键为498。则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6放出的能量为(　　) A．126 kJ B．1 268 kJ C．1 326 kJ D．1 638 kJ 易错提醒： (1) 断开化学键需要吸收能量，形成化学键会释放能量，切不可记反。 (2) 计算反应热时，ΔH = 吸收的总键能 − 释放的总键能，若为负值则为放热反应。 (3) 化学反应的实质是旧键断裂和新键形成，只有键的断裂没有键的形成不是化学反应。 3.【考查化学键断裂与形成过程中的能量变化及反应热判断】氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.燃烧时化学能全部转化为热能 B.断开1 mol氢氧键吸收930 kJ能量 C.相同条件下，1 mol氢原子的能量为E1，1 mol氢分子的能量为E2，则2E1＜E2 D.该反应生成1 mol水蒸气时能量变化为245 kJ 题型3 反应前后的总能量变化 1.【考查根据能量变化图判断物质稳定性及反应吸放热】100 kPa时，1 mol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．石墨比金刚石更稳定 B．金刚石比石墨更稳定 C．石墨转化为金刚石的反应为放热反应 D．破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量小于形成1 mol金刚石化学键所放出的能量 2.【考查根据能量变化图判断反应吸放热及键能大小】化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该反应是吸收能量的反应 B．1 mol A—A键和1 mol B—B键断裂能放出x kJ的能量 C．2 mol A—B键断裂需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 易错提醒： (1) 能量越低越稳定，故反应物总能量低于生成物总能量时，反应物更稳定。 (2) 同种物质在不同状态时能量不同，一般气态 > 液态 > 固态，书写热化学方程式需注明状态。 (3) 生成物的总能量减去反应物的总能量即为反应热，正值吸热，负值放热。 3.【考查根据能量变化图判断反应吸放热及键能大小】如图所示是1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反应生成H2O(g)的能量变化图示，a、b、c表示能量变化，单位为kJ，下列说法正确的是(　　) A.b的意义是指新化学键形成释放的能量 B.1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)释放的能量为c kJ C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 D.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)放出的热量小于2(b－a) kJ 题型4 原电池及构成条件 1.【考查原电池构成条件】下列装置能构成原电池的是(　　) 2.【考查原电池构成条件及电极上反应现象判断】下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜棒上能产生气泡的是(　　) 易错提醒： (1) 构成原电池必须满足四个条件：两个活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、能自发发生氧化还原反应。 (2) 两个电极材料可以都是金属，也可以一个是金属另一个是能导电的非金属（如石墨）。 (3) 电解质溶液必须能与负极发生自发的氧化还原反应，若都不反应则不能构成原电池。 3.【考查原电池构成及工作原理】某小组为研究电化学原理，设计如图装置。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 D.a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动 题型5 原电池工作原理 1.【考查原电池正负极判断、电子流向、电极反应类型】如图所示的装置中，a的活动性比氢的强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是(　　) A．碳棒上有气体放出，溶液的pH增大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极 D．a极上发生了氧化反应 2.【考查原电池正负极判断及电极反应现象】某化学兴趣小组为研究原电池工作原理，设计如图装置。下列叙述正确的是(　　) A．若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极 B．若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片 C．若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出 D．若X为Cu，Y为Zn，则铜离子在锌片上发生还原反应 易错提醒： (1) 原电池中，较活泼的金属不一定作负极，如铝在浓硝酸中钝化，铜作负极。 (2) 电子从负极流出经导线流向正极，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (3) 负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不能记反。 3.【考查原电池正负极判断、电子流向及能量转化】某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片上制成如图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．铜片上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu B．外电路中电子由铜片经导线流向锌片 C．电池工作时电能直接转化为化学能 D．锌片为电池的负极 题型6 原电池的设计 1.【考查根据反应方程式设计原电池】下列有关原电池的说法正确的是(　　) A.将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B.铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜做负极 C.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼做负极 2.【考查根据离子反应设计原电池的正负极及电解质溶液】某反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，利用该反应设计成的原电池的正确组成是 (　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2溶液 B Zn Cu ZnCl2溶液 C Cu Zn CuSO4溶液 D Cu Zn ZnSO4溶液 易错提醒： (1) 设计原电池时，负极材料必须是总反应中失去电子的物质，正极材料选用比负极不活泼的金属或石墨。 (2) 电解质溶液必须含有总反应中得电子的离子（如Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺等）。 (3) 若总反应中负极材料本身参与反应，则负极通常用该金属；若负极材料不参与反应（如燃料电池），则电极用惰性材料。 3.【考查原电池设计时电解质溶液必须与负极反应对应】某原电池反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。下列不能实现该反应原理的原电池是(　　) A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液 题型7 化学电源 1.【考查氢氧燃料电池电极反应、总反应】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，该电极上发生氧化反应 B．总反应式为2H2＋O2===2H2O C．b极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 2.【考查锌-空气电池电极反应、电子转移及离子移动方向】锌-空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．Zn电极是该电池的正极 B．Zn电极的电极反应式：Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋ C．OH－向石墨电极移动 D．标准状况下，当消耗11.2 L O2时，电路中流过2 mol电子 易错提醒： (1) 燃料电池的电极反应式必须根据电解质溶液的酸碱性书写，酸性介质中不能出现OH⁻，碱性介质中不能出现H⁺。 (2) 充电电池放电时为原电池，充电时为电解池，充电时正极接电源正极，负极接电源负极。 (3) 判断电极反应时，通入燃料的一极为负极，发生氧化反应；通入氧气（或空气）的一极为正极，发生还原反应。 3.【考查银锌电池电极反应、反应类型及电解质pH变化】银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．Zn电极是负极 B．Ag2O电极发生还原反应 C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 题型8 原电池原理的应用 1.【考查根据总反应判断原电池正负极及电解质溶液】　一个原电池的总反应是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的合理组成是(　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2 B Cu Zn H2SO4 C Cu Zn CuSO4 D Zn Fe CuCl2 2.【考查根据原电池实验现象判断金属活动性强弱顺序】由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是(　　) 装置 现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体产生 A.装置甲中W作原电池负极 B．装置乙中Y电极上的反应式为Cu2＋＋2e－===Cu C．装置丙中溶液的c(H＋)不变 D．四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y 易错提醒： (1) 根据原电池现象判断金属活动性：负极不断溶解，正极有气泡或析出固体，较活泼金属作负极。 (2) 比较金属活动性强弱时，不能只看常温下反应剧烈程度，还要考虑原电池中正负极关系。 (3) 两种金属与电解质溶液构成原电池时，若其中一种金属与电解质溶液不反应，则该金属不一定作正极，还需看另一种金属是否反应。 3.【考查根据电极现象判断原电池正负极及金属活动性】如图所示装置中电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液 题型9 电极方程式的书写 1.【考查燃料电池在碱性介质中的电极反应及离子移动】燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是(　　) A.负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B.负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O C.随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变 D.放电时溶液中的阴离子向负极移动 2.【考查镁-空气电池电极反应、电子转移及离子移动方向】　镁—空气电池的工作原理如图所示，电池反应式为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2。有关该电池的说法正确的是(　　) A.通入氧气的电极为负极 B.电池工作时，溶液中的Na＋由负极移向正极 C.负极的电极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2 D.当电路中转移0.04 mol电子时，参加反应的O2体积为224mL 易错提醒： (1) 书写电极反应式时，要注意得失电子数相等、电荷守恒、原子守恒，并根据电解质环境补充H⁺、OH⁻或H₂O。 (2) 燃料电池中，若电解质为碱性，负极生成的CO₂会与OH⁻反应生成CO₃²⁻，不能写成CO₂。 (3) 原电池的总反应式等于正极反应式与负极反应式之和，且总反应一般为自发氧化还原反应。 3.【综合考查原电池反应原理及电极方程式】某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针 偏转方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg 5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al 根据表中的实验现象回答下列问题： (1)实验1、2中Al所做的电极(正极或负极)是否相同？________(填“是”或“否”)。 (2)对实验3完成下列填空： ①铝为________极，电极反应式为____________________________。 ②石墨为________极，电极反应式为_____________________________________。 ③电池总反应化学方程式：_____________________________________________。 (3)实验4中铝做负极还是正极？________，理由是________________________________________。 写出铝电极的电极反应式：_________________________________________________。 (4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：_________________________________________________。 (5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中做正极或负极的因素：________________________________________________________________________。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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1 吸热反应和放热反应 1.A 2.A 3.D 题型 2 化学键与反应的能量变化 1.B 2.D 3.D 题型3 反应前后的总能量变化 1.A 2.C 3.A 题型4 原电池及构成条件 1.B 2.A 3.D 题型5 原电池工作原理 1.B 2.C 3.D 题型6 原电池的设计 1.B 2.C 3.D 题型7 化学电源 1.C 2.D 3.D 题型8 原电池原理的应用 1.C 2.C 3.D 题型9 电极方程式的书写 1. D 2.C 3.(1)否 (2)①负　2Al－6e－===2Al3＋ ②正　6H＋＋6e－===3H2↑ ③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)负极　Al能与NaOH溶液发生反应，而Mg不与NaOH溶液反应　Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ (4)在浓硝酸中，Al被钝化，Zn是原电池的负极 (5)①另一个电极材料的活泼性；②电解质溶液及其氧化性 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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1吸热反应和放热反应 题型2化学键与反应的能量变化（重点） 题型3反应前后的总能量变化 题型4原电池及构成条件 题型5 原电池工作原理 （重点） 题型6原电池的设计 题型7 化学电源（重点） 题型8 原电池原理的应用 （重点） 题型9电极方程式的书写（难点） 题型1 吸热反应和放热反应 1.【考查反应吸热放热与反应条件、总能量相对大小的关系】下列说法正确的是(　　) ①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应　②放热反应在常温下一定很容易发生　③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小　④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热，反应也能继续进行 A.只有③④ B.只有①② C.①②③④ D.②③④ 【答案】A 【解析】化学反应是吸热还是放热与反应发生的条件无关，①错误；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3的反应为放热反应，但是需在高温、高压和有催化剂存在的条件下才能发生，②错误；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小，③正确；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如Fe＋SFeS，④正确。 2.【考查根据反应物与生成物总能量高低判断吸热反应】下列图示变化为吸热反应的是(　　) 【答案】A 【解析】A项中生成物的总能量高于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现；B项则恰好相反；C项中浓硫酸溶于水要放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应；D项是典型的放热反应。 易错提醒： (1) 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需加热引发，但属于放热反应。 (2) 放热反应在常温下不一定容易发生，如合成氨反应放热却需高温高压催化剂。 (3) 反应是放热还是吸热只取决于反应物与生成物总能量的相对大小，与反应条件（加热、常温）无直接关系。 3.【考查反应吸热放热与加热条件无直接关系及能量转化形式】下列说法正确的是 (　　) A.吸热反应需要加热才能发生 B.放热反应在常温下就能进行 C.化学反应就是将化学能转化为热能的反应 D.反应是放热还是吸热与是否加热没有直接的关系 【答案】D 【解析】A项，有些吸热反应不需要加热就能发生，如柠檬酸与碳酸氢钠的反应；B项，放热反应在常温下不一定发生，如木炭和氧气的反应；C项，化学反应能量转化除热量外，还有光能等形式转化，如Mg条燃烧；D项，反应是吸热还是放热和物质本身“贮存”的能量有关，和反应条件无直接关系，故选D。 题型2 化学键与反应的能量变化 1.【考查化学键断裂与形成过程中的能量变化及反应热计算】NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 000～20 000倍。已知：断开1 mol N≡N键吸收的能量为946 kJ，断开1 mol F—F键吸收的能量为154.8 kJ，断开1 mol N—F键吸收的能量为283 kJ。下列说法正确的是(　　) A．N2(g)―→2N(g)的过程会放出能量 B．N(g)＋3F(g)―→NF3(g)的过程会放出能量 C．N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)的反应为吸热反应 D．如果NF3吸收能量后没有化学键的断裂与形成，仍可能会发生化学反应 【答案】B 【解析】N2(g)―→2N(g)的过程是化学键断裂的过程，需要吸收能量，A项错误；N(g)＋3F(g)―→NF3(g)的过程为形成化学键的过程，会放出能量，B项正确；N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)的反应中，形成2 mol NF3释放的能量为6 mol×283 kJ·mol－1＝1 698 kJ，断裂1 mol N2和3 mol F2中的化学键需吸收的能量为1 mol×946 kJ·mol－1＋3 mol×154.8 kJ·mol－1＝1 410.4 kJ，整个反应释放的能量为1 698 kJ－1 410.4 kJ＝287.6 kJ，该反应为放热反应，C项错误；化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，如果NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成，则不可能发生化学反应，D项错误。 2.【考查根据键能计算化学反应放出的能量】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(单位： kJ·mol－1)：P—P键为198，P—O键为360，O==O键为498。则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6放出的能量为(　　) A．126 kJ B．1 268 kJ C．1 326 kJ D．1 638 kJ 【答案】D 【解析】反应P4(白磷)＋3O2===P4O6，断裂化学键需吸收的能量为6 mol×198 kJ·mol－1＋3 mol ×498 kJ·mol－1＝2 682 kJ，形成化学键释放的能量为12 mol×360 kJ·mol－1＝4 320 kJ，故整个反应放出的能量为4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ。 易错提醒： (1) 断开化学键需要吸收能量，形成化学键会释放能量，切不可记反。 (2) 计算反应热时，ΔH = 吸收的总键能 − 释放的总键能，若为负值则为放热反应。 (3) 化学反应的实质是旧键断裂和新键形成，只有键的断裂没有键的形成不是化学反应。 3.【考查化学键断裂与形成过程中的能量变化及反应热判断】氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.燃烧时化学能全部转化为热能 B.断开1 mol氢氧键吸收930 kJ能量 C.相同条件下，1 mol氢原子的能量为E1，1 mol氢分子的能量为E2，则2E1＜E2 D.该反应生成1 mol水蒸气时能量变化为245 kJ 【答案】D 【解析】燃烧时化学能可转化为热能、光能等形式的能量，故A项错误；由题图可知，断开2 mol氢氧键吸收930 kJ的能量，故B项错误；氢分子变成氢原子要吸收能量，所以2E1＞E2，故C项错误；该反应生成1 mol水蒸气时的能量变化为930 kJ－436 kJ－249 kJ＝245 kJ，故D项正确。 题型3 反应前后的总能量变化 1.【考查根据能量变化图判断物质稳定性及反应吸放热】100 kPa时，1 mol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．石墨比金刚石更稳定 B．金刚石比石墨更稳定 C．石墨转化为金刚石的反应为放热反应 D．破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量小于形成1 mol金刚石化学键所放出的能量 【答案】A 【解析】由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定，选项A正确、B错误；由图可知，石墨转化为金刚石要吸收能量，反应为吸热反应，故破坏1 mol石墨化学键所吸收的能量大于形成1 mol金刚石化学键所放出的能量，选项C、D错误。 2.【考查根据能量变化图判断反应吸放热及键能大小】化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该反应是吸收能量的反应 B．1 mol A—A键和1 mol B—B键断裂能放出x kJ的能量 C．2 mol A—B键断裂需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 【答案】C 【解析】反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应，A错误；旧键断裂吸收能量，而不是释放能量，B错误；旧键断裂吸收能量，由图可知，形成2 mol A—B键需要放出y kJ能量，因此断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量，C正确；由图可知，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，故D错误。 易错提醒： (1) 能量越低越稳定，故反应物总能量低于生成物总能量时，反应物更稳定。 (2) 同种物质在不同状态时能量不同，一般气态 > 液态 > 固态，书写热化学方程式需注明状态。 (3) 生成物的总能量减去反应物的总能量即为反应热，正值吸热，负值放热。 3.【考查根据能量变化图判断反应吸放热及键能大小】如图所示是1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反应生成H2O(g)的能量变化图示，a、b、c表示能量变化，单位为kJ，下列说法正确的是(　　) A.b的意义是指新化学键形成释放的能量 B.1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)释放的能量为c kJ C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 D.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)放出的热量小于2(b－a) kJ 【答案】A 【解析】化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的根本原因，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成则会放出能量，二者的相对大小决定了反应是放热还是吸热。另外，同一种物质，在不同的存在状态下，能量也不同，一般来说，同种物质气态的能量高于液态的能量，液态的能量高于固态的能量。由题图可知，b是指新化学键形成释放的能量，A正确；生成1 mol H2O(g)释放的能量为c kJ，B错误；化学反应中能量变化的大小与反应物的质量成正比，C错误；相同物质的量时，液态水的能量低于气态水的能量，因此，2 mo1 H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)放出的热量大于2(b－a)kJ，D错误。 题型4 原电池及构成条件 1.【考查原电池构成条件】下列装置能构成原电池的是(　　) 【答案】B 【解析】A项，两电极材料相同且和稀硫酸都不反应；C项，未形成闭合回路；D项，无水乙醇为非电解质，无自由移动的阴、阳离子，无法形成离子导体。 2.【考查原电池构成条件及电极上反应现象判断】下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜棒上能产生气泡的是(　　) 【答案】A 【解析】A装置形成原电池，铜棒作正极，H＋在铜棒表面得电子被还原析出H2，产生气泡，A正确；B装置未形成原电池，Cu、Ag都不与稀硫酸反应，铜棒上无明显现象，B错误；C装置Cu、Ag均不与稀硫酸反应，不能发生自发的氧化还原反应，该装置不能构成原电池，C错误；D装置中没有形成闭合回路，不能形成原电池，铜不与稀硫酸反应，无明显现象，D错误。 易错提醒： (1) 构成原电池必须满足四个条件：两个活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、能自发发生氧化还原反应。 (2) 两个电极材料可以都是金属，也可以一个是金属另一个是能导电的非金属（如石墨）。 (3) 电解质溶液必须能与负极发生自发的氧化还原反应，若都不反应则不能构成原电池。 3.【考查原电池构成及工作原理】某小组为研究电化学原理，设计如图装置。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 D.a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动 【答案】D 【解析】a和b不连接时，铁片和硫酸铜溶液发生化学反应，铁能将金属铜从其盐溶液中置换出来，所以铁片上会有金属铜析出，A正确；a和b用导线连接时，形成了原电池，铜作正极，发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，B正确；a和b不连接时，铁片和硫酸铜溶液发生化学反应，铁能将金属铜从其盐溶液中置换出来，a和b用导线连接时，形成了原电池，加快了铁将金属铜从其盐溶液中置换出来的速度，因此无论a和b是否连接，铁片均会溶解，C正确；a和b用导线连接后，是原电池，Fe片为负极，发生氧化反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动，D错误。 题型5 原电池工作原理 1.【考查原电池正负极判断、电子流向、电极反应类型】如图所示的装置中，a的活动性比氢的强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是(　　) A．碳棒上有气体放出，溶液的pH增大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极 D．a极上发生了氧化反应 【答案】B 【解析】该原电池中，a的活动性比氢强，所以金属a作负极，碳棒b作正极，负极上金属失电子发生氧化反应，正极碳棒上氢离子得电子发生还原反应，所以溶液中氢离子浓度减小，溶液的pH增大，A、D正确，B错误；该装置构成原电池，所以有电流产生，电子从a极沿导线流向b极，C正确。 2.【考查原电池正负极判断及电极反应现象】某化学兴趣小组为研究原电池工作原理，设计如图装置。下列叙述正确的是(　　) A．若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极 B．若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片 C．若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出 D．若X为Cu，Y为Zn，则铜离子在锌片上发生还原反应 【答案】C 【解析】当Fe与Cu(或碳)构成原电池时，铁为负极，失电子发生氧化反应，电子由铁电极流向铜电极或碳电极，Cu2＋在铜或碳棒上析出，A、B项错误，C项正确；Cu、Zn构成原电池时，正极是铜棒，Cu2＋在铜棒上发生还原反应而析出，D项错误。 易错提醒： (1) 原电池中，较活泼的金属不一定作负极，如铝在浓硝酸中钝化，铜作负极。 (2) 电子从负极流出经导线流向正极，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (3) 负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不能记反。 3.【考查原电池正负极判断、电子流向及能量转化】某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片上制成如图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．铜片上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu B．外电路中电子由铜片经导线流向锌片 C．电池工作时电能直接转化为化学能 D．锌片为电池的负极 【答案】D 【解析】A项，在该装置图中，Zn、Cu及电解质溶液构成原电池，由于金属活动性：Zn>Cu，所以Zn为负极，失去电子，Cu为正极，在正极上溶液中的H＋得到电子，生成H2，错误；B项，外电路中电子由负极(Zn片)经导线流向(Cu片)，错误；C项，电池工作时，将化学能转化为电能，错误。 题型6 原电池的设计 1.【考查根据反应方程式设计原电池】下列有关原电池的说法正确的是(　　) A.将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B.铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜做负极 C.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼做负极 【答案】B 【解析】Fe做负极，活泼性比Fe弱的做正极，所以不能用Zn做负极，故A错误；Al遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，Cu做负极，故B正确；电子由负极(锌)流向正极(铜)，故C错误；由Al、Mg、NaOH组成的原电池，Al做负极失电子生成[Al(OH)4]－，故D错误。 2.【考查根据离子反应设计原电池的正负极及电解质溶液】某反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，利用该反应设计成的原电池的正确组成是 (　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2溶液 B Zn Cu ZnCl2溶液 C Cu Zn CuSO4溶液 D Cu Zn ZnSO4溶液 【答案】C 【解析】根据反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu知，锌失电子，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Cu2＋得电子发生还原反应，在原电池的正极发生反应，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，电解质溶液中应含有Cu2＋，C正确。 易错提醒： (1) 设计原电池时，负极材料必须是总反应中失去电子的物质，正极材料选用比负极不活泼的金属或石墨。 (2) 电解质溶液必须含有总反应中得电子的离子（如Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺等）。 (3) 若总反应中负极材料本身参与反应，则负极通常用该金属；若负极材料不参与反应（如燃料电池），则电极用惰性材料。 3.【考查原电池设计时电解质溶液必须与负极反应对应】某原电池反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。下列不能实现该反应原理的原电池是(　　) A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液 【答案】D 【解析】由2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋和原电池的构成条件可知，原电池的电解质溶液为含Fe3＋的盐溶液，负极为Fe，正极为活动性比Fe弱的金属或能导电的非金属。 题型7 化学电源 1.【考查氢氧燃料电池电极反应、总反应】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，该电极上发生氧化反应 B．总反应式为2H2＋O2===2H2O C．b极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【答案】C 【解析】a电极通入氢气，是负极，电极上发生氧化反应，故A正确；负极反应为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，电池总反应为2H2＋O2===2H2O，故B正确、C不正确；氢氧燃料电池的产物是水，无污染，是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确。 2.【考查锌-空气电池电极反应、电子转移及离子移动方向】锌-空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．Zn电极是该电池的正极 B．Zn电极的电极反应式：Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋ C．OH－向石墨电极移动 D．标准状况下，当消耗11.2 L O2时，电路中流过2 mol电子 【答案】D 【解析】氧气得电子发生还原反应，石墨电极是正极，锌电极是负极，故A错误；锌电极为负极，碱性条件下，负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，故B错误；原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即OH－向Zn电极移动，故C错误；正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以标准状况下，当消耗11.2 L O2时，电路中流过2 mol电子，故D正确。 易错提醒： (1) 燃料电池的电极反应式必须根据电解质溶液的酸碱性书写，酸性介质中不能出现OH⁻，碱性介质中不能出现H⁺。 (2) 充电电池放电时为原电池，充电时为电解池，充电时正极接电源正极，负极接电源负极。 (3) 判断电极反应时，通入燃料的一极为负极，发生氧化反应；通入氧气（或空气）的一极为正极，发生还原反应。 3.【考查银锌电池电极反应、反应类型及电解质pH变化】银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．Zn电极是负极 B．Ag2O电极发生还原反应 C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 【答案】D 【解析】反应中锌失去电子，Zn电极是负极，A正确；Ag2O得到电子，发生还原反应，B正确；电解质溶液显碱性，Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，C正确；根据化学方程式可知消耗水，且KOH未参加反应，氢氧根离子浓度增大，放电后电解质溶液的pH升高，D错误。 题型8 原电池原理的应用 1.【考查根据总反应判断原电池正负极及电解质溶液】　一个原电池的总反应是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的合理组成是(　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2 B Cu Zn H2SO4 C Cu Zn CuSO4 D Zn Fe CuCl2 【答案】C 【解析】原电池中，相对活泼的金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。所以根据原电池的总反应的离子方程式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu知，该原电池中，锌为负极，铜为正极，硫酸铜溶液作电解质溶液，即选项C正确。 2.【考查根据原电池实验现象判断金属活动性强弱顺序】由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是(　　) 装置 现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体产生 A.装置甲中W作原电池负极 B．装置乙中Y电极上的反应式为Cu2＋＋2e－===Cu C．装置丙中溶液的c(H＋)不变 D．四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y 【答案】C 【解析】装置甲中W不断溶解，说明W作原电池负极，金属的活动性：W>X，A项正确；装置乙中Y电极为正极，其电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，金属的活动性：X>Y，B项正确；装置丙中溶液中有氢气产生，故c(H＋)减小，金属的活动性：Z>W，C项错误；四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y，D项正确。 易错提醒： (1) 根据原电池现象判断金属活动性：负极不断溶解，正极有气泡或析出固体，较活泼金属作负极。 (2) 比较金属活动性强弱时，不能只看常温下反应剧烈程度，还要考虑原电池中正负极关系。 (3) 两种金属与电解质溶液构成原电池时，若其中一种金属与电解质溶液不反应，则该金属不一定作正极，还需看另一种金属是否反应。 3.【考查根据电极现象判断原电池正负极及金属活动性】如图所示装置中电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液 【答案】D 【解析】该原电池中，A极逐渐变粗，说明A极上发生还原反应，A为正极，B极逐渐变细，说明B极失电子发生氧化反应，B为负极，则B的金属活动性大于A的金属活动性，A、C项不符合题意；A极逐渐变粗，说明有金属析出，B项析出氢气、D项析出金属银，B项不符合题意，D项符合题意。 题型9 电极方程式的书写 1.【考查燃料电池在碱性介质中的电极反应及离子移动】燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是(　　) A.负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B.负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O C.随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变 D.放电时溶液中的阴离子向负极移动 【答案】D 【解析】甲烷在负极失电子，发生氧化反应，结合电解质溶液、得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出负极反应为：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，A、B项错误；氧气在正极得电子，发生还原反应，结合电解质溶液、得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；总反应为：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，故随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度减小，C项错误；放电时，阴离子向负极移动，D项正确。 2.【考查镁-空气电池电极反应、电子转移及离子移动方向】　镁—空气电池的工作原理如图所示，电池反应式为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2。有关该电池的说法正确的是(　　) A.通入氧气的电极为负极 B.电池工作时，溶液中的Na＋由负极移向正极 C.负极的电极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2 D.当电路中转移0.04 mol电子时，参加反应的O2体积为224mL 【答案】C 【解析】氧气在正极发生还原反应，所以通入氧气的电极为正极，A错误；Na＋不能通过阴离子交换膜，B错误；负极镁失电子变成镁离子，与正极转移过来的氢氧根离子结合生成氢氧化镁，所以电极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，C正确；未注明是否为标准状况，无法确定氧气的体积，D错误。 易错提醒： (1) 书写电极反应式时，要注意得失电子数相等、电荷守恒、原子守恒，并根据电解质环境补充H⁺、OH⁻或H₂O。 (2) 燃料电池中，若电解质为碱性，负极生成的CO₂会与OH⁻反应生成CO₃²⁻，不能写成CO₂。 (3) 原电池的总反应式等于正极反应式与负极反应式之和，且总反应一般为自发氧化还原反应。 3.【综合考查原电池反应原理及电极方程式】某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针 偏转方向 1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg 5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al 根据表中的实验现象回答下列问题： (1)实验1、2中Al所做的电极(正极或负极)是否相同？________(填“是”或“否”)。 (2)对实验3完成下列填空： ①铝为________极，电极反应式为____________________________。 ②石墨为________极，电极反应式为_____________________________________。 ③电池总反应化学方程式：_____________________________________________。 (3)实验4中铝做负极还是正极？________，理由是________________________________________。 写出铝电极的电极反应式：_________________________________________________。 (4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：_________________________________________________。 (5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中做正极或负极的因素：________________________________________________________________________。 【解析】在原电池中，一般相对较活泼的金属材料做负极。在稀盐酸中的活泼性Mg>Al>Cu。由实验1和2可知，在题中原电池中电流计指针偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中，Al与NaOH能自发反应，而Mg不能，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中被钝化，Zn能与浓硝酸持续反应，Zn被氧化，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流计指针偏向Al。 【答案】(1)否 (2)①负　2Al－6e－===2Al3＋ ②正　6H＋＋6e－===3H2↑ ③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)负极　Al能与NaOH溶液发生反应，而Mg不与NaOH溶液反应　Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ (4)在浓硝酸中，Al被钝化，Zn是原电池的负极 (5)①另一个电极材料的活泼性；②电解质溶液及其氧化性 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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