专题03 化学反应与能量转化 专项训练-2025-2026学年高一下学期期末复习

**基本信息** 聚焦化学反应中能量转化的系统训练，通过典型题例构建"概念辨析-原理应用-综合计算"的三阶解题体系，强化化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |化学反应与热能|7题|能量图像分析、反应类型判断、键能计算|从能量变化本质（键能）到宏观现象（吸放热），构建"微观-符号-宏观"认知链| |化学反应与电能|20题|电极判断"三原则"、电子流向分析、电极反应式书写|以原电池工作原理为核心，延伸至新型电池应用，形成"原理-装置-计算"应用体系|

专题03 化学反应与能量转化 考点1 化学反应与热能 1．（2020罗庄期末）下列反应能量变化与右图一致的是 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．电解水制H2和O2 2．（2021兰山期末多选）在含Fe3+和的混合溶液中，反应的分解机理及反应进程中的能量变化如下： 步骤①： 步骤②： 下列有关该反应说法正确的是 A．化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关 B．该反应为吸热反应 C．Fe2+是该反应的催化剂 D．反应可以设计成原电池，将化学能全部转化为电能 3．（蒙阴一中2023级火箭班） 与可发生反应①和②，其能量与反应进程如下图所示，下列说法正确的是 ① ② A．反应①、②均为取代反应 B．反应①的Ⅰ、Ⅱ两步均放出能量 C．比稳定 D．与互为同分异构体 4．（2023罗庄期中）冬天用煤炉取暖时要预防发生一氧化碳中毒事故。一氧化碳的产生主要是因为煤炉中发生了以下反应：CO2+C2CO，试分析下列有关叙述中不正确的是 A．C在O2充足时，发生的反应主要是放热反应 B．煤燃烧时吹入的氧气越多越好 C．CO2+C2CO这一反应属于吸热反应 D．煤燃烧时，反应物自身总能量高于生成物总能量，所以放出热量 5．（2024河东期中）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伴有能量变化的物质变化过程都是化学变化； ③一个化学反应是放热反应还是吸热反应，需要看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小； ④化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因； ⑤葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能。 A．①②③④ B．②③④⑤ C．②③④ D．③④ 6．（2023罗庄期中） N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图，用 、 、 分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法正确的是 A．碳酸氢钠与盐酸的反应也是放热反应 B．催化剂仅起到吸附N2和H2的作用，对化学反应速率没有影响 C．②→③过程，是放热过程 D．该反应中反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 7．（2025河东期中）叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应(CH3)3CCl+OH-→(CH3)3COH+Cl-的能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．(CH3)3C+比(CH3)3CCl稳定 C．反应物的总能量小于生成物的总能量 D．增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率 考点2 化学反应与电能 1．（2025临沂期末多选）液态肼碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A．M电极上发生氧化反应 B．N电极发生的反应为 C．每生成1mol，转移6mol电子 D．放电过程中，右侧溶液的pH逐渐增大 2．（2021沂水期末）最近我国科学家发明“可充电钠一二氧化碳电池”(如图)，放电时电池总反应为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法不正确的是 A．该装置可以将化学能转化为电能 B．电池工作温度可能在200℃以上，放电时外电路电子由碳纳米管极流向钠箔极 C．放电时，Na+向正极移动 D．放电时，正极的电极反应为4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C 3．（蒙阴一中2023级火箭班）石家庄二中实验学校某化学兴趣小组设计了一个如图所示的水果电池，下列有关该电池的说法正确的是 A．锌片作正极 B．电子流向：锌片→导线→LED灯→铜片→柠檬→锌片 C．铜片上发生还原反应，质量一定增加 D．水果种类会影响LED灯的亮度 4．（2020罗庄期末）X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下化学反应：①水溶液中：X+Y2+=X2++Y；②Z+2H2O(冷)=Z(OH)2+H2↑；③Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化；④M、N为电极与稀硫酸构成原电池，电子从M极流出。则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是 A．M＜N＜Y＜X＜Z B．N＜M＜X＜Y＜Z C．N＜M＜Y＜X＜Z D．X＜Z＜N＜M＜Y 5．（2021兰山期末）回收并利用CO2一直是科研人员研究的热点，科研人员以CO2为原料在酸性介质中设计出如图装置的原电池。下列说法正确的是 A．该过程中仅涉及光能与化学能的转化 B．转移4 mol电子时，可能有32 g O2生成 C．b电极反应方程式为2CO2+12e-+9H2O＝C2H5OH+12OH- D．工作一段时间，电极a附近溶液的pH会增大 6．（2024临沂期末多选）我国科学家设计了一种新型可充电电池，该电池放电时硫电极发生两步反应，分别为、。下列说法错误的是 A．放电时，硫电极发生还原反应 B．放电时，锌电极发生的反应为 C．每生成1molCu，外电路中通过10mol电子流出 D．放电时，电流方向为硫电极→负载→锌电极→电解质溶液→硫电极 7．（2023临沂期末）锌-空气燃料电池具有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，广泛用于电动车的动力电源，其工作原理为，装置如图所示。 下列说法错误的是 A．电池工作时OH-移向Zn电极 B．每消耗标准状况下22．4LO2，电路中通过2mol电子 C．负极反应式为 D．多孔石墨可提高氧气与电解质溶液的接触面积，增大电流强度 8．（蒙阴一中2023级火箭班多选）电池极大地方便了人们的生活，如图为两种电池的示意图。下列说法错误的是： A．锂—空气电池正极材料是多孔电极，氧气得到电子 B．锂—空气电池总反应方程式为 C．铝离子电池中电流从石墨电极经过用电器到铝电极 D．铝离子电池负极反应式为 9．（2023罗庄期中）如图所示的装置中铁棒上析出铜，而铁的质量不变，符合要求的原电池是 A．铁棒做负极，铜棒做正极，电解质溶液是CuSO4溶液 B．锌棒做负极，铁棒做正极，电解质溶液CuSO4溶液 C．锌棒做负极，铁棒做正极，电解质溶液是FeCl3溶液 D．铁棒做负极，铜棒做正极，电解质溶液是H2SO4溶液 10．（2022临沂期中多选）为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是 A．图I中温度计的示数高于图II的示数 B．图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温 C．图I和图II的气泡均产生于锌棒表面 D．图II中硫酸根离子向锌极移动 11．（2024莒南期中多选）某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并经行了如下两组实验，实验结果记录如下： 编号 实验1 实验2 实验装置 实验结果 电流表指针偏向Al 电流表指针偏向Mg 下列说法正确的是 A．实验1中向Al电极移动 B．实验2中Al电极的电极反应式为 C．实验1、2中，Mg电极的作用完全相同 D．电解质溶液不影响相对活泼金属在原电池中作正极还是负极 12．（2023罗庄期中多选）现有X、Y、Z、W四种金属片，①把X、Y用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解；②把Z、W用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，W上发生还原反应；③把X、Z用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z。则下列选项中正确的是 A．①中金属片Y发生还原反应 B．②中金属片W做负极 C．上述四种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z＞W D．如果把Y、W用导线相连后同时浸入硫酸溶液中，则电子流动方向为Y→导线→W 13．（2025河东期中多选）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量 14．（2024临沂期中）锂—空气电池由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望，其原理模型如图所示，下列说法正确的是 A．可以用LiCl溶液代替图中的电解质 B．锂作正极，电极反应为Li-e-=Li+ C．正极反应为2Li++O2+2e-=Li2O2 D．电子由多孔碳极通过导线向金属锂迁移 15．（2024临沂期中）在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电。其工作原理如图所示。电池工作时，Pt电极为电池的______极，电极反应式为______。若电池工作时，无有毒气体放出，当消耗2．3g二甲醚时，通过质子交换膜的离子的物质的量是______，需通入标准状况下的体积是______L。 16．（2022临沂期中）以与为反应物、溶有的盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，其原理如图所示。通入的电极是电池的_______极，通入一极的电极反应为_______，电池的总反应为_______。 17．（2023罗庄期中）用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： ①则电极d是___________填“正极”或“负极”)，电极d的电极反应式为___________； ②若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为___________L。 18．（2022罗庄期中）氢氧燃料电池的能量转化率较高，工作原理如图所示。放电时，负极反应式为_______；刚开始放电时，正极附近电解质溶液的pH_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 19．（2025河东期中）在现代生产、生活和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。回答下列问题： （1）已知Sn与稀硫酸发生反应：。若将该反应设计成原电池，石墨棒某一极电极材料，则石墨棒作___________极(填“正”或“负”，下同)；原电池工作时，外电路中电子由___________极向___________极移动。 （2）纽扣式微型银锌电池广泛应用于电子表和电子计算器中，其电极分别为和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为。 ①放电时，正极的电极反应式为___________。 ②工作时电池电解质溶液的碱性___________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。 （3）中国科学技术大学研发了一种高性能的水系锰基锌电池，其工作原理如图所示。已知该装置工作一段时间后，溶液的浓度增大。 ①负极的电极反应式为___________。 ②a膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 ③放电时，6．5gZn参加反应，电极区溶液质量理论上减少___________g。 20．（2024莒南期中）以二硫化钼()作为电极催化剂，研发出一种Zn-NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示。已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。 电极的电极反应式为_____；标准状况下，2．24LNO参与反应，Zn/ZnO电极增重_____g。 专题03 化学反应与能量转化 答案 考点1 化学反应与热能 1．（2020罗庄期末）下列反应能量变化与右图一致的是 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．电解水制H2和O2 【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，则A错误；B、酸碱中和反应是放热反应，则B错误；C、铝热反应也是放热反应，故C错误；D、电解水制氢气和氧气是分解反应，是吸热的，故本题正确答案为D。 2．（2021兰山期末多选）在含Fe3+和的混合溶液中，反应的分解机理及反应进程中的能量变化如下： 步骤①： 步骤②： 下列有关该反应说法正确的是 A．化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关 B．该反应为吸热反应 C．Fe2+是该反应的催化剂 D．反应可以设计成原电池，将化学能全部转化为电能 【答案】A 3．（蒙阴一中2023级火箭班） 与可发生反应①和②，其能量与反应进程如下图所示，下列说法正确的是 ① ② A．反应①、②均为取代反应 B．反应①的Ⅰ、Ⅱ两步均放出能量 C．比稳定 D．与互为同分异构体 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应①、②均为与HCl发生加成反应，A错误； B．由图知，反应①的第一步为吸热反应，B错误； C．由于比的能量低，能量越低越稳定，C错误； D．与分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，D正确； 故选D。 4．（2023罗庄期中）冬天用煤炉取暖时要预防发生一氧化碳中毒事故。一氧化碳的产生主要是因为煤炉中发生了以下反应：CO2+C2CO，试分析下列有关叙述中不正确的是 A．C在O2充足时，发生的反应主要是放热反应 B．煤燃烧时吹入的氧气越多越好 C．CO2+C2CO这一反应属于吸热反应 D．煤燃烧时，反应物自身总能量高于生成物总能量，所以放出热量 【答案】B 【解析】 【详解】A．C在O2充足时生成二氧化碳，发生的反应主要是放热反应，A正确； B．氧气过多时会带走一部分热量，B错误； C．CO2+C2CO这一反应属于吸热反应，C正确； D．煤燃烧时，反应物自身总能量高于生成物总能量，所以放出热量，D正确， 答案选B。 5．（2024河东期中）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伴有能量变化的物质变化过程都是化学变化； ③一个化学反应是放热反应还是吸热反应，需要看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小； ④化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因； ⑤葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能。 A．①②③④ B．②③④⑤ C．②③④ D．③④ 【答案】D 【解析】 【详解】①化学反应放热或者吸热与反应条件无关，如Na的燃烧是一个放热反应，但需要加热，故①错误； ②物理变化时有可能存在能量变化，如冰熔化会吸热、氢氧化钠溶于水放热，故②错误； ③放热反应是指：反应物所具有的总能量高于生成的总能量，在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放，反之，就是吸热反应，故③正确； ④因化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，故④正确； ⑤葡萄糖在人体内缓慢氧化时提供给人体所需的能量，故是将化学能转化为热能，故⑤错误； 故选：D。 6．（2023罗庄期中） N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如图，用 、 、 分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法正确的是 A．碳酸氢钠与盐酸的反应也是放热反应 B．催化剂仅起到吸附N2和H2的作用，对化学反应速率没有影响 C．②→③过程，是放热过程 D．该反应中反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．碳酸氢钠与盐酸的反应是吸热反应，A错误； B．由图知，通过催化剂的参与，N2和H2生成了NH3，催化剂通过改变反应历程而改变了反应速率，B错误； C． ②→③过程，N2中的断裂，形成两个N原子，H2中的H-H键断裂，形成两个H原子，化学键的断裂是吸热过程，C错误； D．合成氨为放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确； 故选D。 7．（2025河东期中）叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应(CH3)3CCl+OH-→(CH3)3COH+Cl-的能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．(CH3)3C+比(CH3)3CCl稳定 C．反应物的总能量小于生成物的总能量 D．增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，A错误； B．由图可知：(CH3)3C+能量比(CH3)3CCl高，所以更活泼，B错误； C．由图可知：反应物的总能量大于生成物的总能量，C错误； D．增大反应物浓度和升高温度均可加快反应速率，D正确。 答案选D。 考点2 化学反应与电能 1．（2025临沂期末多选）液态肼碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A．M电极上发生氧化反应 B．N电极发生的反应为 C．每生成1mol，转移6mol电子 D．放电过程中，右侧溶液的pH逐渐增大 【答案】CD 【解析】 【分析】该装置为原电池装置，N2H4转化为N2时N元素化合价由-2价升高为0价， M为负极，电极反应为：，N为正极，电极反应为：，氢氧根可通过阴离子交换膜移向负极（M）。 【详解】A．根据分析，M为负极，M电极上发生氧化反应，A正确； B．N为正极，发生的反应为：，B正确 C．N2H4转化为N2时N元素化合价由-2价升高为0价，每生成1mol，转移4mol电子，C错误； D．放电过程中，根据电极反应，转移相同电子数时，右侧生成和向左侧转移的氢氧根数目相同，右侧溶液的pH不变，D错误； 故选CD。 2．（2021沂水期末）最近我国科学家发明“可充电钠一二氧化碳电池”(如图)，放电时电池总反应为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C。下列说法不正确的是 A．该装置可以将化学能转化为电能 B．电池工作温度可能在200℃以上，放电时外电路电子由碳纳米管极流向钠箔极 C．放电时，Na+向正极移动 D．放电时，正极的电极反应为4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C 【答案】B 【解析】 【详解】A．该装置是原电池，可以将化学能转化为电能，A正确； B．电解质溶液四甘醇二甲醚溶液易挥发，所以温度不能过高，B错误； C．原电池中阳离子向正极移动，所以阳离子钠离子向正极移动，C正确； D．放电时正极发生还原反应，二氧化碳中C得电子生成单质C，电极反应式为：4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C，D正确； 故选B。 3．（蒙阴一中2023级火箭班）石家庄二中实验学校某化学兴趣小组设计了一个如图所示的水果电池，下列有关该电池的说法正确的是 A．锌片作正极 B．电子流向：锌片→导线→LED灯→铜片→柠檬→锌片 C．铜片上发生还原反应，质量一定增加 D．水果种类会影响LED灯的亮度 【答案】D 【解析】 【详解】A．锌的活泼性大于铜，所以锌做负极，A错误； B．电子只能经过外电路导线进行移动，不能经过内电路电解质进行移动，B错误； C．铜片做正极发生还原反应，但正极无金属析出，故铜片质量不变，C错误； D．水果种类不同，水果中所含电解质浓度不同，导电能力不同，会影响LED灯的亮度，D正确； 答案选D。 4．（2020罗庄期末）X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下化学反应：①水溶液中：X+Y2+=X2++Y；②Z+2H2O(冷)=Z(OH)2+H2↑；③Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化；④M、N为电极与稀硫酸构成原电池，电子从M极流出。则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是 A．M＜N＜Y＜X＜Z B．N＜M＜X＜Y＜Z C．N＜M＜Y＜X＜Z D．X＜Z＜N＜M＜Y 【答案】C 【解析】 【分析】 金属的金属性越强，其单质的还原性越强；在原电池中，一般来说，较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极；在金属活动性顺序表中，位于氢之前的金属能置换出酸中的氢。 【详解】①水溶液中X+Y2+=X2++Y，说明活动性X＞Y； ②Z+2H2O(冷水) = Z(OH)2+H2↑，能与冷水反应生成氢气说明Z金属性活动性特别强，应该位于金属活动性顺序表比较前面的位置； ③Y可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化，说明活动性Y＞M； ④M、N为电极与稀硫酸构成原电池，电子从M极流出，则M是负极、N是正极，活动性M＞N； 通过以上分析知，这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是N＜M＜Y＜X＜Z，答案选C。 5．（2021兰山期末）回收并利用CO2一直是科研人员研究的热点，科研人员以CO2为原料在酸性介质中设计出如图装置的原电池。下列说法正确的是 A．该过程中仅涉及光能与化学能的转化 B．转移4 mol电子时，可能有32 g O2生成 C．b电极反应方程式为2CO2+12e-+9H2O＝C2H5OH+12OH- D．工作一段时间，电极a附近溶液的pH会增大 【答案】B 6．（2024临沂期末多选）我国科学家设计了一种新型可充电电池，该电池放电时硫电极发生两步反应，分别为、。下列说法错误的是 A．放电时，硫电极发生还原反应 B．放电时，锌电极发生的反应为 C．每生成1molCu，外电路中通过10mol电子流出 D．放电时，电流方向为硫电极→负载→锌电极→电解质溶液→硫电极 【答案】C 【解析】 【分析】根据题意， 得到电子，化合价降低，做氧化剂被还原，为正极，则为负极，做还原剂发生氧化反应，电极反应式为； 【详解】A．由分析可知，放电时硫电极发生还原反应，故A正确； B．由分析可知，放电时锌失去电子发生氧化反应，发生的反应为，故B正确； C．由反应可知，每生成铜，需要电子，由于该电池放电时硫电极发生两步反应，则反应也消耗一部分电子，故外电路中通过电子大于，故C错误； D．放电时，电流方向从正极经负载流向负极：硫电极→负载→锌电极→电解质溶液→硫电极，故D正确； 故选C。 7．（2023临沂期末）锌-空气燃料电池具有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，广泛用于电动车的动力电源，其工作原理为，装置如图所示。 下列说法错误的是 A．电池工作时OH-移向Zn电极 B．每消耗标准状况下22．4LO2，电路中通过2mol电子 C．负极反应式为 D．多孔石墨可提高氧气与电解质溶液的接触面积，增大电流强度 【答案】B 【解析】 【分析】由总反应可知，锌极为负极，发生氧化反应生成，石墨极为正极，氧气发生还原反应生成氢氧根离子； 【详解】A．原电池中阴离子向负极移动，故电池工作时OH-移向Zn电极，A正确； B．每消耗标准状况下22．4LO2，氧元素化合价由0变为-2，根据电子守恒可知，电路中通过4mol电子，B错误； C．锌极为负极发生氧化反应生成，负极反应式为，C正确； D．多孔石墨可提高氧气与电解质溶液的接触面积，可以加快反应速率，增大电流强度，D正确； 故选B。 8．（蒙阴一中2023级火箭班多选）电池极大地方便了人们的生活，如图为两种电池的示意图。下列说法错误的是： A．锂—空气电池正极材料是多孔电极，氧气得到电子 B．锂—空气电池总反应方程式为 C．铝离子电池中电流从石墨电极经过用电器到铝电极 D．铝离子电池负极反应式为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电池内部阳离子向正极移动，如图锂—空气电池中，锂离子向多孔电极移动，所以多孔电极为正极，正极氧气得电子，A正确； B．锂—空气电池中为非水电解质，不可能有水参加反应，总反应方程式为，B错误； C．铝离子电池中两个电极分别为铝和石墨，铝为活泼电极，是负极，石墨为正极。外电路中电流由正极流向负极，即由石墨流向铝，C正确； D．由图可知，铝离子电池负极是铝失去电子，反应式为，D错误； 故选BD。 9．（2023罗庄期中）如图所示的装置中铁棒上析出铜，而铁的质量不变，符合要求的原电池是 A．铁棒做负极，铜棒做正极，电解质溶液是CuSO4溶液 B．锌棒做负极，铁棒做正极，电解质溶液CuSO4溶液 C．锌棒做负极，铁棒做正极，电解质溶液是FeCl3溶液 D．铁棒做负极，铜棒做正极，电解质溶液是H2SO4溶液 【答案】B 【解析】 【分析】根据原电池原理，铁棒上析出铜，而铁的质量不变，说明铁电极发生还原反应，为正极，负极为金属活动性强于铁的金属材料。 【详解】A．根据原电池原理，铁棒做正极，A错误； B．锌棒金属活动性比铁强，做负极，发生锌置换铜的反应，电解质溶液是CuSO4溶液，B正确； C．锌棒做负极，铁棒做正极，电解质溶液应含有铜离子，C错误； D．根据原电池原理，铁棒做正极，发生还原反应，D错误。 答案为B。 10．（2022临沂期中多选）为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是 A．图I中温度计的示数高于图II的示数 B．图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温 C．图I和图II的气泡均产生于锌棒表面 D．图II中硫酸根离子向锌极移动 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图Ⅱ形成原电池，化学能主要转化为电能，散失热量少，故图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，故A正确； B．图Ⅰ和图Ⅱ中发生反应均有热量产生，图Ⅰ产生热量更多，图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，且均高于室温，故B错误； C．图ⅠZn与稀硫酸反应，Zn表面产生气泡；图Ⅱ形成原电池，Cu作正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，Cu表面产生气泡，故C错误； D．图Ⅱ中形成原电池，阴离子向负极移动，则硫酸根离子向锌极移动，故D正确； 故答案为：AD。 11．（2024莒南期中多选）某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了如下两组实验，实验结果记录如下： 编号 实验1 实验2 实验装置 实验结果 电流表指针偏向Al 电流表指针偏向Mg 下列说法正确的是 A．实验1中向Al电极移动 B．实验2中Al电极的电极反应式为 C．实验1、2中，Mg电极的作用完全相同 D．电解质溶液不影响相对活泼金属在原电池中作正极还是负极 【答案】A 【解析】 【详解】A．实验1中Mg和Al都可以和稀硫酸反应，Mg比Al活泼，Mg作负极，Al作正极，原电池中阳离子向正极移动，则向Al电极移动，A正确； B．实验2中Al能够和NaOH反应生成Na[Al(OH)4]和H2，Mg不和NaOH溶液反应，Al作负极，Mg为正极，Al电极的电极反应式为，B错误； C．实验1中Mg和Al都可以和稀硫酸反应，Mg比Al活泼，Mg作负极，Al作正极，实验2中Al能够和NaOH反应生成Na[Al(OH)4]和H2，Mg不和NaOH溶液反应，Al作负极，Mg为正极，C错误； D．Mg比Al活泼，由实验1和实验2可知，电解质溶液会影响相对活泼金属在原电池中作正极还是负极，D错误； 故选A。 12．（2023罗庄期中多选）现有X、Y、Z、W四种金属片，①把X、Y用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解；②把Z、W用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，W上发生还原反应；③把X、Z用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z。则下列选项中正确的是 A．①中金属片Y发生还原反应 B．②中金属片W做负极 C．上述四种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z＞W D．如果把Y、W用导线相连后同时浸入硫酸溶液中，则电子流动方向为Y→导线→W 【答案】CD 【解析】 【分析】原电池中，一般来说，较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极。 ①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解，说明X是正极、Y是负极，则金属活动性Y>X； ②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W发生还原反应，则W是正极、Z是负极，金属活动性Z>W； ③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液．中，电子流动方向为Y→导线→W，则X是负极、Z是正极，金属活动性X>Z，通过以上分析知，金属活动性顺序是Y>X>Z>W，据此解答； 【详解】A．在①中，Y是负极、X是正极，负极上X得电子发生还原反应，故A错误； B．在②中，金属片Z作负极、W作正极，故B错误； C．通过以上分析知，上述四种 金属的活动顺序是Y＞X＞Z＞W，故C正确； D．金属性Y> W，如果把Y、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，构成原电池，Y是负极、W是正极，则电子流动方向为Y→导线→W，故D正确； 故选CD。 13．（2025河东期中多选）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池正极 B．电池工作时，海水中的向a电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量 【答案】A 【解析】 【分析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极； 【详解】A．由分析可知，b电极为电池正极，A正确； B．电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的向b电极移动，B错误； C．电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子，铝离子水解显酸性，C错误； D．由C分析可知，每消耗1kgAl（为），电池最多向外提供mol电子的电量，D错误； 故选A。 14．（2024临沂期中）锂—空气电池由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望，其原理模型如图所示，下列说法正确的是 A．可以用LiCl溶液代替图中的电解质 B．锂作正极，电极反应为Li-e-=Li+ C．正极反应为2Li++O2+2e-=Li2O2 D．电子由多孔碳极通过导线向金属锂迁移 【答案】C 【解析】 【分析】锂—空气电池为原电池装置，根据图示可知，金属锂为负极，多孔碳电极为正极，正极电极反应为2Li++O2+2e-=Li2O2。 【详解】A．金属锂可以和水之间发生反应，不能用LiCl溶液做电解质溶液，故A错误； B．该装置为原电池，锂作负极，电极反应为Li-e-=Li+，故B错误； C．在正极上发生得电子的还原反应，电极反应为：2Li++O2+2e-=Li2O2，故C正确； D．原电池中，电子经外电路由负极向正极迁移，金属锂为负极，多孔碳电极为正极，则电子由金属锂通过导线向多孔碳极迁移，故D错误； 答案选C。 15．（2024临沂期中）在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电。其工作原理如图所示。电池工作时，Pt电极为电池的______极，电极反应式为______。若电池工作时，无有毒气体放出，当消耗2．3g二甲醚时，通过质子交换膜的离子的物质的量是______，需通入标准状况下的体积是______L。 【答案】负极 0．6mol 3．36L 【解析】 在酸性二甲醚燃料电池中加入硝酸，电池工作时，二甲醚失去电子被氧化为二氧化碳，则Pt电极为电池的负极，电极反应式为；正极硝酸得到电子被还原为NO，电极方程式为或，若电池工作时，无有毒气体放出，则发生，根据关系式，每消耗46g二甲醚时，通过质子交换膜的离子的物质的量是12mol，需通入3mol，其标准状况下的体积是67．2L，则当消耗2．3g二甲醚时，通过质子交换膜的离子的物质的量是0．6mol，需通入标准状况下的体积是3．36L。 16．（2022临沂期中）以与为反应物、溶有的盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，其原理如图所示。通入的电极是电池的_______极，通入一极的电极反应为_______，电池的总反应为_______。 【答案】负 【解析】 从图可知，氮气和氢气和盐酸反应生成了氯化铵，故此新型燃料电池的化学反应方程式为，根据各元素的化合价变化可知，H元素失去电子化合价升高，N元素得到电子化合价降低，则通入的电极是电池的负极，通入一极的电极为电池的正极，氮分子得电子生成的氮离子不能单独存在和溶液中的氢离子生成铵根离子，则其电极反应式为。 17．（2023罗庄期中）用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： ①则电极d是___________填“正极”或“负极”)，电极d的电极反应式为___________； ②若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为___________L。 【答案】 正极   【解析】 (5)①由图可知，d电极上得到电子，物质发生还原反应，为燃料电池的正极，因此d电极上为O2得到电子，电解质溶液为酸性溶液，因此d电极上的电极反应式为 ，故答案为：正极； 。 ②通入O2的电极反应式为 ，因此线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的物质的量为0．5mol，其在标准状况下体积为0．5mol×22．4L/mol=11．2L，故答案为：11．2。 18．（2022罗庄期中）氢氧燃料电池的能量转化率较高，工作原理如图所示。放电时，负极反应式为_______；刚开始放电时，正极附近电解质溶液的pH_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 【答案】 升高 【解析】 在该燃料电池中，通入H2的电极为负极，H2失去电子变为H+，H+结合电解质溶液中的OH-生成水，故负极的电极反应式为：； 在正极上O2得到电子，与溶液中的水反应产生OH-，使附近OH-离子浓度增大，故刚开始放电时，正极附近电解质溶液的pH升高。 19．（2025河东期中）在现代生产、生活和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。回答下列问题： （1）已知Sn与稀硫酸发生反应：。若将该反应设计成原电池，石墨棒某一极电极材料，则石墨棒作___________极(填“正”或“负”，下同)；原电池工作时，外电路中电子由___________极向___________极移动。 （2）纽扣式微型银锌电池广泛应用于电子表和电子计算器中，其电极分别为和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为。 ①放电时，正极的电极反应式为___________。 ②工作时电池电解质溶液的碱性___________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。 （3）中国科学技术大学研发了一种高性能的水系锰基锌电池，其工作原理如图所示。已知该装置工作一段时间后，溶液的浓度增大。 ①负极的电极反应式为___________。 ②a膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 ③放电时，6．5gZn参加反应，电极区溶液质量理论上减少___________g。 【答案】（1） ①．正 ②．负 ③．正 （2） ①． ②．增强 （3） ①． ②．阴离子 ③．0．9 【解析】 【小问1详解】 在反应中，失电子发生氧化反应，作负极，石墨作正极；原电池工作时，外电路中电子由负极）向正极移动； 故答案为：正；负；正； 【小问2详解】 放电时，正极上得电子发生还原反应，结合电解质为溶液，电极反应式为；电池总反应为，反应消耗，溶液浓度增大，碱性增强，所以工作时电池电解质溶液的碱性增强； 故答案为：；增强； 【小问3详解】 电极为负极，失电子结合生成，电极反应式为；已知工作后浓度增大，说明透过b膜、透过a膜移向中间溶液区，所以a膜为阴离子交换膜；（物质的量为）参加反应，转移电子，电极反应为，转移电子时，消耗（全部进入溶液，质量为），同时有（质量为）移向中间溶液区。溶液质量减少量为； 故答案为：；阴离子；0．9g。 20．（2024莒南期中）以二硫化钼()作为电极催化剂，研发出一种Zn-NO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示。已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。 电极的电极反应式为_____；标准状况下，2．24LNO参与反应，Zn/ZnO电极增重_____g。 【答案】 NO+5e-+5H+=NH3+H2O 4 【解析】 电极上NO得电子生成氨气，发生还原反应，电极反应式为NO+5e-+5H+=NH3+H2O；标准状况下，2．24LNO物质的量为参与反应，转移0．5mol电子，Zn/ZnO电极上电极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，每转移2mol电子电极增重16g，则转移0．5mol电子Zn/ZnO电极增重4g。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $