暑假作业04 化学反应与能量变化（巩固培优）高一化学人教版

**基本信息** 以“知识复盘卡+分层训练”构建化学反应与能量变化专项体系，融合概念辨析、原理应用与创新拓展，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| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|20题（4考点）|放热吸热判断依据、原电池思维模型（电子/离子移动）、金属活动性比较及原电池设计方法、化学电池分类原理|从能量变化本质到原电池工作原理，再到应用与电池类型，形成“概念-原理-应用”递进逻辑| |综合拔高|15题（跨考点）|结合图像分析能量变化、复杂原电池装置判断、电极反应书写技巧|整合能量变化与原电池综合应用，强化科学探究能力| |创新拓展|5题（新型情境）|新型燃料电池分析、浓度差电池原理、废水处理电池应用|联系实际情境，培养科学态度与责任，体现学科价值|

完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： 暑假作业04 化学反应与能量变化 内容抢先看 一、实战补给站·基础巩固（4大考点） 考点01 放热反应与吸热反应的判断 考点02 原电池的工作原理 考点03 原电池原理的应用 考点04 常见的化学电池 二、高手进阶营·综合拔高 三、脑洞实验室·创新拓展 考点01 放热反应与吸热反应的判断 ⭐知识复盘卡 1．放热反应与吸热反应的定义 （1）放热反应： 热量的化学反应。 （2）吸热反应： 热量的化学反应。 2．常见的放热反应与吸热反应 1．(25-26高一下·广东深圳·期中)下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是 A．高温条件下C与的反应 B．与氯化铵反应 C．氢氧化钠与盐酸的反应 D．氢气在氯气中的燃烧反应 2．航天飞船可用肼()做燃料，其反应方程式为，能量变化如图。下列说法错误的是 A．所有化学反应均伴随能量变化 B．该反应过程中的能量全部转化为热能 C．该反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量 D．该反应过程中旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能量 3．(25-26高一下·四川内江·期中)对下列图示的叙述不正确的是 A．(a)图可表示与固体反应的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，和反应生成是吸热反应 D．(d)图表明反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量 4．一定条件下，白磷可以转化为红磷：(白磷，s)=(红磷，s)，该反应为放热反应。下列说法正确的是 A．红磷和白磷互为同位素 B．白磷的稳定性比红磷强 C．白磷的总键能大于红磷的总键能 D．等质量的白磷与红磷完全燃烧，白磷放出的热量更多 5．(25-26高一·甘肃兰州第一中学·期中)已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．该反应有可能是放热反应 B．1mol A2(g)和1mol B2(g)反应生成2mol AB(g)吸收的热量为(a-b) kJ C．该反应一定需要加热 D．断裂1mol A-A和1mol B-B键，放出a kJ能量 考点02 原电池的工作原理 ⭐知识复盘卡 原电池工作原理的思维模型 （1）电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。 （2）离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 [特别提醒]　电子线上走，离子水中游，电解质溶液中无电子通过。 6．(25-26高一下·云南楚雄第一中学等校·期中)某小组为研究原电池原理，设计如图所示实验装置。下列叙述正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有产生 B．a和b用导线连接时，电子由a流向b C．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为 D．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均由蓝色逐渐变成浅绿色 7．(25-26高一·天津蓟州区·期中)根据原电池原理，下述装置对应的分析正确的是 A．装置①中Al电极为负极，发生还原反应 B．装置②中金属Mg作电极，发生氧化反应 C．装置③中Cu片表面产生气泡 D．装置④中每转移0.2 mol电子，正极质量增加6.4 g 8．下列关于如图所示装置的说法，正确的是 A．铜片上发生还原反应 B．碳棒表面有银白色固体生成 C．溶液中的向碳棒移动 D．将碳棒换成铁片，电子从铜片经导线流向铁片 9．下列原电池装置中电极的初始质量相等，下列说法错误的是 A．正极的电极反应式为 B．该原电池的总反应为 C．Fe失去电子，作负极 D．导线通过电子时，理论上两个电极的质量之差为 10．铝是地壳中含量最丰富的金属元素，同学们利用打磨好的铝条和一些仪器设计了如图所示装置，下列有关说法错误的是 A．各装置均能将化学能转化为电能 B．甲装置中Al电极表面有无色气体生成 C．乙装置中电子从Al电极流出经电解液流向Cu D．丙装置和丁装置中Al电极均发生氧化反应 考点03 原电池原理的应用 ⭐知识复盘卡 1．加快氧化还原反应的速率 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。 (2)应用：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)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(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的反应，使产生H2的速率加快。 2．比较金属的活动性强弱 (1)原理：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。 (2)应用：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。 3．设计原电池 (1)原理：一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。 (2)应用：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例 材料选择 电极反应式 装置 负极：Fe 正极：Cu或C等(活泼性比Fe差的金属或导电的石墨棒均可) 电解质溶液：CuSO4溶液 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu 11．(25-26高一·北京交大附中·期中)利用反应设计一个原电池，下列装置示意图正确的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 12．(25-26高一·河北石家庄精英中学·调研)有a、b、c、d四个金属电极，有关实验装置及部分实验现象如下表。 装置一： 电子从a极流向d极 装置二： b上有气体产生，c上无变化 装置三： a极质量增加，b极质量减少 装置四： d极质量减少，c极有气体产生 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A．b>a>d>c B．b>c>d>a C．d>c>b>a D．a>b>d>c 13．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 A．溶液 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．稀盐酸 14．一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池正确组合是 A B C D 正极 Zn Cu Cu Fe 负极 Cu Zn Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl A．A B．B C．C D．D 15．如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)    A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低 B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高 C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；当杠杆为导体时，A端高B端低 D．当杠杆为绝缘体内，A端高B端低；当杠杆为导体时，A端低B端高 考点04 常见的化学电池 ⭐知识复盘卡 1．一次电池——锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒作 极，石墨棒作 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质溶液。 (2)原理：锌锰干电池属于 电池，放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为 Zn－2e－===Zn2＋ ，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH4+＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 2．充电电池(二次电池) (1)充电电池属于 电池。有些充电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，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。 (2)常见充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3．燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。如氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等。 (2)燃料电池与火力发电相比，能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供。 16．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒会被破坏 C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 17．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 18．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．上述电池包含了一次电池、二次电池和燃料电池 B．图丙电池工作时，电子移动方向为M→X→Y→N→M C．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 D．蓄电池充电时也发生了氧化还原反应 19．(25-26高一下·辽宁营口高级中学等校·调研)铅酸蓄电池是生活中一种常见的化学电源，其结构如图所示。下列关于铅酸蓄电池的说法错误的是 A．可以实现放电与充电循环，属于二次电池 B．放电时Pb做负极，做正极 C．放电过程中会向Pb方向移动 D．电池总反应为 20．一种氢氧燃料电池，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 1．(25-26高一下·江苏徐州第一中学·月考)关于变化过程中的能量变化，下列说法正确的是 A．吸热反应均需在加热条件下才能发生 B．Ba(OH)2晶体与NH4Cl晶体的反应能量变化符合题图 C．2个氯原子形成氯分子()时会吸收能量 D．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 2．(25-26高一下·湖南常宁第一中学·期中)“盐水车”的驱动原理如图所示，向烧杯中加入食盐水后便可使“盐水车”行驶。下列有关叙述错误的是 A．该"盐水车"实现了化学能转化为电能，再转化为动能 B．加入食盐水后，Mg作负极 C．活性炭电极发生氧化反应 D．理论上每转移2 mol e⁻会消耗24 g Mg 3．(25-26高一·浙江金华东阳中学等校·期中)将铁钉和铜钉按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列说法中不正确的是 A．铁钉作负极，发生氧化反应 B．电流从铜钉沿导线流向铁钉 C．将铜钉换成锌钉，电流计指针也会发生偏转 D．当铁钉质量减少0.56 g时，理论上有通过柠檬 4．(25-26高一下·江西九江六校·期中)用下表中实验装置探究原电池中的能量转化，注射器用来收集生成气体并读取气体体积，根据记录的实验数据，下列说法正确的是 实验装置 实验① 实验② 时间 气体体积 溶液温度/℃ 时间 气体体积 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 0 22.0 8.5 30 24.8 8.5 50 23.8 10.5 50 26.0 10.5 未测 未测 A．实验①和②中，Cu表面均发生还原反应 B．对比实验①和②溶液温度的变化，说明②中反应的化学能部分转化为电能 C．实验②中，Zn表面没有气泡产生，Cu表面有气泡产生 D．8.5min时，对比实验①和②溶液温度的变化，说明反应释放的总能量：①＞② 5．(25-26高一下·山东潍坊安丘·期中)全铁液流电池放电时原理如图所示，a电极为负载铁的石墨电极，b电极为石墨电极。下列说法错误的是 A．a极发生氧化反应 B．b极电极反应式： C．隔膜为阴离子交换膜 D．理论上，每减少1 mol，总量相应增加2 mol 6．(25-26高一下·河南新乡·月考)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．图Ⅰ：工作时在石墨电极上得到电子 B．图Ⅱ：铅酸蓄电池工作过程中，每通过电子，负极极板质量减轻 C．图Ⅲ：若用镁片代替石墨片，电流表的指针偏转方向与原来的相反 D．图Ⅳ：为电池的负极，放电时发生氧化反应 7．(25-26高一下·湖南邵阳第二中学等校·期中)微生物燃料电池可同时处理废水中的有机物和，其工作原理如图所示，已知：质子交换膜只允许通过，该电池工作时，下列说法不正确的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．通过质子交换膜从左向右移动 C．电池中生成氮气，理论上通过导线的电子数为 D．电极的电极反应式为 8．(25-26高一下·浙江舟山绿城育华学校·月考)甲醇()是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电极A是燃料电池的负极 B．电极B的反应式为 C．电路中电子流向为电极A→溶液→电极B D．该装置将化学能转换成电能 9．(25-26高一下·河北张家口宣化第一中学等校·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是       纸片电池 A．锂电池放电时，电解质中向多孔碳电极迁移 B．铜片上发生还原反应          KOH溶液 C．通的电极为正极 D．在负极上得电子发生还原反应 A．A B．B C．C D．D 10．(25-26高一·福建厦门·期中)我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。下列说法错误的是 A．高温时该电池工作效率会降低 B．N 极上的电极反应为 C．工作中 I 区电解质溶液 pH 升高 D．工作时，II 区溶液中 、 减小 11．(25-26高一下·四川南充·期中)为有效降低含氮化合物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应设计如图所示燃料电池(图中离子交换膜只允许阴离子通过)。下列说法错误的是 A．电极A为负极，电子由电极A经负载流向电极B B．电极B上的反应式为 C．该电池工作一段时间后，电极A附近溶液的碱性增强 D．同温同压时，左右两侧电极室中生成的N2体积比为 12．锌空气电池是由锌板作为负极，氢氧化钾和乙酸锌水溶液为电解质溶液，FeN4S1/CoN4S1构型的DSACs(FeCo-NSC)层为正极。该组装电池保持着较高的放电电压，在实际应用中具有较高的潜力。 关于该电池，下列说法错误的是 A．正极的电极反应式： B．放电过程中，负极附近碱性增强 C．放电过程中，移向FeCo-NSC极 D．当电路中转移2 mol e-时，理论上负极电极质量增加16 g 13．已知碱性锌锰干电池（图1）和纽扣式银锌电池（图2）的结构示意图如下，电池放电时分别发生反应：，。 下列说法错误的是 A．图1中正极发生还原反应 B．图2中正极反应式： C．图1中电流由锌粉流向外电路 D．图1和图2中都是锌作负极 14．(25-26高一下·山东济宁第一中学·期中)用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮的微生物电池具有很好的发展前景，如图所示的电池说法正确的是 A．电子由极经导线到极 B．生成，则有通过质子交换膜移向极室 C．电极反应为 D．若电路中有电子通过，极室质量减少 15．甲烷-空气燃料电池能量转化率高，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M为正极，发生氧化反应 B．a为空气，发生的反应为 C．电子流动方向：M极→电流表→N极 D．该电池工作一段时间后，电解质溶液碱性增强 1．(25-26高一下·湖北黄冈中学等校·月考)一种新型的燃料电池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．C电极是正极 B．负极反应式是： C．若导线中转移2 mol电子，负极区减少3 mol离子 D．向正极区溶液通入空气，可实现电解质溶液的循环利用 2．按如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计指针偏转，图中、电极均为铜单质，两侧电解质溶液为同种铜盐溶液但浓度不同。该装置利用电解质溶液的浓度差异实现放电，下列说法正确的是 A．该装置的能量转换形式为：电能化学能 B．溶液中穿过阴离子交换膜发生迁移 C．b的电极反应为： D．外电路转移的电子最多为0.01 mol 3．我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。下列说法错误的是 A．工作时将化学能转化为电能 B．极上的电极反应为 C．工作中I区电解质溶液不变 D．工作时，II区溶液中、减小 4．小组进行如下实验探究。下列说法错误的是 装置①中Fe表面__________ 装置②插入铜片，连接导线，一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；随即又产生红棕色气泡，而后停止……如此往复多次；Cu表面始终有红棕色气泡 A．装置①中Fe表面产生红棕色气泡，过一会儿停止 B．装置②中“表面产生红棕色气泡”时是负极 C．装置②中反应停止时，体系中没有发生化学变化 D．以上实验说明，同一体系中，原电池的正负极可以发生转换 5．(25-26高一下·四川南充·期中)I．根据要求回答下列问题： (1)工业合成氨生成2 mol NH3时放出92kJ的能量，断裂1 mol化学键所需要的能量如下表所示， 化学键 N-H H–H 能量/() a 436 946 表中a为___________。 II．生活中形式多样化的电池，满足不同的市场需求。图中是几种不同类型的原电池装置。 (2)某实验小组设计了如图1所示装置：a为铝棒，b为镁棒。 ①若容器中盛有稀硫酸，负极为___________(填a或b)，b极的电极反应式是___________，导线中电子的流动方向是___________(填“a→b”或“b→a”)。 ②若容器中盛有NaOH溶液，正极为___________(填a或b)，b极的电极反应式为___________。 (3)由CH4和O2组成的燃料电池的结构如图2所示。 ①燃料电池的正极反应式是___________。 ②当消耗1.6g甲烷时，消耗氧气的体积为___________ L(标准状况下)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： 暑假作业04 化学反应与能量变化 内容抢先看 一、实战补给站·基础巩固（4大考点） 考点01 放热反应与吸热反应的判断 考点02 原电池的工作原理 考点03 原电池原理的应用 考点04 常见的化学电池 二、高手进阶营·综合拔高 三、脑洞实验室·创新拓展 考点01 放热反应与吸热反应的判断 ⭐知识复盘卡 1．放热反应与吸热反应的定义 （1）放热反应：释放热量的化学反应。 （2）吸热反应：吸收热量的化学反应。 2．常见的放热反应与吸热反应 1．(25-26高一下·广东深圳·期中)下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是 A．高温条件下C与的反应 B．与氯化铵反应 C．氢氧化钠与盐酸的反应 D．氢气在氯气中的燃烧反应 【答案】D 【详解】A．高温条件下与的反应为吸热反应，反应中、元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，不符合放热要求，A错误； B．与氯化铵的反应为吸热反应，反应中无元素化合价升降，不属于氧化还原反应，B错误； C．氢氧化钠与盐酸的中和反应为放热反应，反应中无元素化合价升降，不属于氧化还原反应，C错误； D．氢气在氯气中的燃烧反应为放热反应，反应中、元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，D正确； 故选 D。 2．航天飞船可用肼()做燃料，其反应方程式为，能量变化如图。下列说法错误的是 A．所有化学反应均伴随能量变化 B．该反应过程中的能量全部转化为热能 C．该反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量 D．该反应过程中旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能量 【答案】B 【详解】A．化学反应过程中存在化学键的断裂和形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，因此所有化学反应均伴随能量变化，A正确； B．该反应为肼作为燃料的反应，反应过程中化学能除转化为热能外，还可转化为光能、机械能等，并非全部转化为热能，B错误； C．由能量变化图可知，反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应，C正确； D．该反应为放热反应，说明该反应过程中旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能量，D正确； 故选B。 3．(25-26高一下·四川内江·期中)对下列图示的叙述不正确的是 A．(a)图可表示与固体反应的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，和反应生成是吸热反应 D．(d)图表明反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量 【答案】C 【详解】A．与固体的反应为吸热反应，图a中所示为吸热反应的能量图(生成物的能量高于反应物能量)，A正确； B．图中金刚石的能量大于石墨的能量，能量越低物质越稳定，则通过图b可知，石墨比金刚石稳定，B正确； C．由图c可知，+为吸热反应，则和反应生成是放热反应，C错误； D．图d表示吸热反应，吸热反应中反应物断键吸收的能量大于形成生成物中新键释放的能量，D正确； 故答案选C。 4．一定条件下，白磷可以转化为红磷：(白磷，s)=(红磷，s)，该反应为放热反应。下列说法正确的是 A．红磷和白磷互为同位素 B．白磷的稳定性比红磷强 C．白磷的总键能大于红磷的总键能 D．等质量的白磷与红磷完全燃烧，白磷放出的热量更多 【答案】D 【详解】A．同位素是质子数相同、中子数不同的核素，红磷和白磷是磷元素形成的不同单质，互为同素异形体，A错误； B．该反应为放热反应，说明白磷的总能量高于红磷，能量越低物质越稳定，因此红磷的稳定性比白磷强，B错误； C．反应焓变反应物总键能生成物总键能，放热反应，因此1mol白磷的总键能小于4mol红磷的总键能，C错误； D．等质量的白磷和红磷完全燃烧，生成物能量相同，白磷本身总能量更高，因此白磷放出的热量更多，D正确； 故选D。 5．(25-26高一·甘肃兰州第一中学·期中)已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．该反应有可能是放热反应 B．1mol A2(g)和1mol B2(g)反应生成2mol AB(g)吸收的热量为(a-b) kJ C．该反应一定需要加热 D．断裂1mol A-A和1mol B-B键，放出a kJ能量 【答案】B 【详解】A．反应物总能量低于生成物总能量，该反应为吸热反应，不可能是放热反应，A错误； B．据图可知，，所以1 mol 和1 mol 反应生成2 mol 吸收的热量为，B正确； C．反应的吸（放）热与是否需要加热无必然联系，部分吸热反应常温下也可发生，该反应不一定需要加热，C错误； D．断裂化学键需要吸收能量，所以断裂1 mol A-A和1 mol B-B键，吸收能量，D错误； 故选 B。 考点02 原电池的工作原理 ⭐知识复盘卡 原电池工作原理的思维模型 （1）电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。 （2）离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 [特别提醒]　电子线上走，离子水中游，电解质溶液中无电子通过。 6．(25-26高一下·云南楚雄第一中学等校·期中)某小组为研究原电池原理，设计如图所示实验装置。下列叙述正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有产生 B．a和b用导线连接时，电子由a流向b C．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为 D．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均由蓝色逐渐变成浅绿色 【答案】D 【详解】A．a和b不连接时，单质铜与硫酸铜溶液不反应，无明显现象；铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成单质铜，无气泡生成，A项错误； B．a和b连接时，该装置为铁-铜原电池，电解质溶液是硫酸铜。铜电极为正极，铁电极为负极，电子由负极流向正极，即由b流向a，B项错误； C．a和b连接时，铁电极为负极，电极反应式为，C项错误； D．无论a和b是否连接，铁均能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜单质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，D项正确。 7．(25-26高一·天津蓟州区·期中)根据原电池原理，下述装置对应的分析正确的是 A．装置①中Al电极为负极，发生还原反应 B．装置②中金属Mg作电极，发生氧化反应 C．装置③中Cu片表面产生气泡 D．装置④中每转移0.2 mol电子，正极质量增加6.4 g 【答案】D 【详解】A．装置①中比石墨活泼，为负极，但负极发生氧化反应，而非还原反应，A错误； B．装置②中与溶液不反应，能与反应，故为负极（发生氧化反应），为正极（发生还原反应），B错误； C．装置③中两电极分置于不同烧杯，无盐桥，未形成闭合回路，不能构成原电池，片表面无气泡，C错误； D．装置④中 为负极，为正极，正极反应：。转移 0.2 mol 电子时，生成 0.1 mol，正极质量增加，D正确； 故选D。 8．下列关于如图所示装置的说法，正确的是 A．铜片上发生还原反应 B．碳棒表面有银白色固体生成 C．溶液中的向碳棒移动 D．将碳棒换成铁片，电子从铜片经导线流向铁片 【答案】B 【分析】该装置是原电池，铜片为负极，碳棒为正极，负极反应为；正极反应为； 【详解】A．为负极，发生氧化反应，A错误； B．碳棒为正极，电极反应为，表面有银白色固体生成，B正确； C．碳棒为正极，铜片为负极，溶液中的向铜片（负极）移动，C错误； D．将碳棒换成铁片，铁的活泼性比铜强，该装置的正极为铜片，负极为铁片，电子从铁片经导线流向铜片，D错误； 故选B。 9．下列原电池装置中电极的初始质量相等，下列说法错误的是 A．正极的电极反应式为 B．该原电池的总反应为 C．Fe失去电子，作负极 D．导线通过电子时，理论上两个电极的质量之差为 【答案】B 【分析】该原电池由C和Fe两个电极组成。Fe的金属性较强，优先被氧化，作负极。负极反应为：；C作正极，发生Cu2+的还原反应：。总反应为：。 【详解】A．正极发生Cu2+的还原反应，反应式为，A正确； B．由上述分析可知，原电池总反应为，B错误； C．Fe作负极，发生氧化反应，失去电子，C正确； D．导线通过电子时，负极有0.05 mol Fe进入溶液中，损失质量为0.05×56 g=2.8 g；正极有0.05 mol Cu2+被还原，增加质量为0.05×64 g=3.2 g。故质量之差为2.8+3.2 g=6 g，D正确； 故选B。 10．铝是地壳中含量最丰富的金属元素，同学们利用打磨好的铝条和一些仪器设计了如图所示装置，下列有关说法错误的是 A．各装置均能将化学能转化为电能 B．甲装置中Al电极表面有无色气体生成 C．乙装置中电子从Al电极流出经电解液流向Cu D．丙装置和丁装置中Al电极均发生氧化反应 【答案】C 【详解】A．四种装置均能构成原电池，均能将化学能转化为电能，A正确； B．甲装置中Mg为负极，电极反应式为，Al电极处有生成：，B正确； C．乙装置中Al为负极，电子经导线流向Cu，C错误； D．丙装置和丁装置中Al电极均为负极，发生氧化反应，D正确； 故选C。 考点03 原电池原理的应用 ⭐知识复盘卡 1．加快氧化还原反应的速率 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。 (2)应用：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)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(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的反应，使产生H2的速率加快。 2．比较金属的活动性强弱 (1)原理：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。 (2)应用：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。 3．设计原电池 (1)原理：一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。 (2)应用：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例 材料选择 电极反应式 装置 负极：Fe 正极：Cu或C等(活泼性比Fe差的金属或导电的石墨棒均可) 电解质溶液：CuSO4溶液 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu 11．(25-26高一·北京交大附中·期中)利用反应设计一个原电池，下列装置示意图正确的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】根据反应可知，铁单质化合价升高，失去电子，作原电池负极，铁离子化合价降低，在正极材料上得到电子变为亚铁离子，则正极材料是活泼性比铁弱的金属或石墨电极，溶液中电解质是含铁离子的盐溶液，比如氯化铁或硫酸铁，C符合； 故选C。 12．(25-26高一·河北石家庄精英中学·调研)有a、b、c、d四个金属电极，有关实验装置及部分实验现象如下表。 装置一： 电子从a极流向d极 装置二： b上有气体产生，c上无变化 装置三： a极质量增加，b极质量减少 装置四： d极质量减少，c极有气体产生 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A．b>a>d>c B．b>c>d>a C．d>c>b>a D．a>b>d>c 【答案】A 【详解】原电池中一般负极的活泼性强于正极，装置一：形成原电池，电子从a极流向d极，a极为负极，d极为正极，则金属的活动性顺序a>d；装置二：未形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，说明金属b能与电解质溶液反应，而金属c不能，故金属活动性b>c；装置三：形成原电池，a极质量增加，b极质量减小，b极为负极，a极为正极，则金属的活动性顺序b>a；装置四：形成原电池，d极质量减少，则d极是负极，c极有气体产生，则c极是正极，则金属的活动性顺序d>c；所以，这四种金属的活动性顺序为：b>a>d>c。 故答案为A。 13．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 A．溶液 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．稀盐酸 【答案】B 【详解】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，故不选A； B．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，故选B； C．铝与稀硝酸反应生成一氧化氮，与题中方程式不相符，故不选C； D．两个电极均为铝，不能构成原电池，不能将化学能转化为电能，故不选D； 选B。 14．一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池正确组合是 A B C D 正极 Zn Cu Cu Fe 负极 Cu Zn Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；正极得到电子，发生还原反应。根据反应式可知，锌失去电子，做负极；铜离子在正极得到电子，正极材料活泼性比锌活泼性弱，能导电的材料即可，铜的活泼性小于锌，铜可以做正极材料，电解质为硫酸铜溶液，所以正确的答案是C。 15．如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)    A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低 B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高 C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；当杠杆为导体时，A端高B端低 D．当杠杆为绝缘体内，A端高B端低；当杠杆为导体时，A端低B端高 【答案】D 【分析】杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池；当杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，以此来解答。 【详解】杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池，Fe为负极，发生Fe-2e-═Fe2+，Cu为正极，发生Cu2++2e-═Cu，则A端低，B端高；杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A端高，B端低； 故选D。 考点04 常见的化学电池 ⭐知识复盘卡 1．一次电池——锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒作负极，石墨棒作正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质溶液。 (2)原理：锌锰干电池属于一次电池，放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为 Zn－2e－===Zn2＋ ，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH4+＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 2．充电电池(二次电池) (1)充电电池属于二次电池。有些充电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，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。 (2)常见充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3．燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。如氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等。 (2)燃料电池与火力发电相比，能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供。 16．下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒会被破坏 C．铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【答案】C 【详解】A．干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A正确； B．在干电池中，Zn作负极，被氧化，因此长时间使用后，锌筒被破坏，B正确； C．铅蓄电池工作过程中，负极反应为，每通过电子，负极质量增加，C错误； D．氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确； 故选C。 17．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 【分析】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； 【详解】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。 18．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．上述电池包含了一次电池、二次电池和燃料电池 B．图丙电池工作时，电子移动方向为M→X→Y→N→M C．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 D．蓄电池充电时也发生了氧化还原反应 【答案】B 【详解】A．锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确； B．图丙，N极氧气得电子发生还原反应，N是正极；M电极有机物失电子发生氧化反应，M是负极，电池工作时，电子移动方向为M→X→Y→N，电子不能进入溶液，故B错误； C．锌锰干电池，锌桶为负极，负极锌失电子被腐蚀，干电池在长时间使用后，锌筒被破坏，故C正确； D．蓄电池充电时，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，故D正确； 选B。 19．(25-26高一下·辽宁营口高级中学等校·调研)铅酸蓄电池是生活中一种常见的化学电源，其结构如图所示。下列关于铅酸蓄电池的说法错误的是 A．可以实现放电与充电循环，属于二次电池 B．放电时Pb做负极，做正极 C．放电过程中会向Pb方向移动 D．电池总反应为 【答案】D 【分析】放电时，电极失去电子，被氧化为，为电池负极；电极得到电子，被还原为，为电池正极。 【详解】A．铅酸蓄电池可以实现放电与充电循环，属于二次电池，A正确； B．放电时做负极，做正极，B正确； C．根据原电池工作原理，电解质溶液中的阴离子向负极移动，故会向方向移动，C正确； D．放电时，生成的为固体，不能拆为，总反应应为：，D错误； 故选D。 20．一种氢氧燃料电池，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 【详解】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。 1．(25-26高一下·江苏徐州第一中学·月考)关于变化过程中的能量变化，下列说法正确的是 A．吸热反应均需在加热条件下才能发生 B．Ba(OH)2晶体与NH4Cl晶体的反应能量变化符合题图 C．2个氯原子形成氯分子()时会吸收能量 D．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 【答案】B 【分析】由题图可知，该过程生成物总能量 > 反应物总能量，对应吸热反应。 【详解】A．吸热反应不一定需要加热才能发生，例如氢氧化钡晶体与氯化铵的吸热反应，常温下即可自发进行，A错误； B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是高中常见的吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，与题图能量变化一致，B正确； C．原子形成化学键的过程会释放能量，因此2个氯原子形成氯分子时会放出能量，C错误； D．化学反应的能量变化不都以热量形式体现，还可以转化为电能（原电池）、光能（燃烧发光）等其他形式，D错误； 故选B。 2．(25-26高一下·湖南常宁第一中学·期中)“盐水车”的驱动原理如图所示，向烧杯中加入食盐水后便可使“盐水车”行驶。下列有关叙述错误的是 A．该"盐水车"实现了化学能转化为电能，再转化为动能 B．加入食盐水后，Mg作负极 C．活性炭电极发生氧化反应 D．理论上每转移2 mol e⁻会消耗24 g Mg 【答案】C 【分析】该装置是、活性炭、食盐水构成的原电池。 【详解】A．原电池将化学能转化为电能，电能驱动电动机，再转化为盐水车行驶的动能，A正确； B．活泼性强于活性炭，加入电解质食盐水后，失电子作负极，B正确； C．活性炭电极为原电池正极，空气中的在正极得电子，发生还原反应，不是氧化反应，C错误； D．反应后变为，，反应转移，的摩尔质量为，因此转移时消耗，D正确； 故选C。 3．(25-26高一·浙江金华东阳中学等校·期中)将铁钉和铜钉按图示方式插入柠檬中，电流计指针发生偏转。下列说法中不正确的是 A．铁钉作负极，发生氧化反应 B．电流从铜钉沿导线流向铁钉 C．将铜钉换成锌钉，电流计指针也会发生偏转 D．当铁钉质量减少0.56 g时，理论上有通过柠檬 【答案】D 【详解】A．铁的金属活动性比铜强，在该原电池中，铁钉作负极，负极发生氧化反应（），A 正确； B．原电池中，电流的方向是从正极（铜钉）沿导线流向负极（铁钉），B 正确； C．将铜钉换成锌钉后，锌的金属活动性比铁强，此时锌作负极、铁作正极，依然能形成原电池，电流计指针会发生偏转，C 正确； D．电子只能在导线中移动，不能通过电解质（柠檬），电解质中是离子定向移动形成电流，所以 “通过柠檬” 的说法错误，D错误； 故答案选D。 4．(25-26高一下·江西九江六校·期中)用下表中实验装置探究原电池中的能量转化，注射器用来收集生成气体并读取气体体积，根据记录的实验数据，下列说法正确的是 实验装置 实验① 实验② 时间 气体体积 溶液温度/℃ 时间 气体体积 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 0 22.0 8.5 30 24.8 8.5 50 23.8 10.5 50 26.0 10.5 未测 未测 A．实验①和②中，Cu表面均发生还原反应 B．对比实验①和②溶液温度的变化，说明②中反应的化学能部分转化为电能 C．实验②中，Zn表面没有气泡产生，Cu表面有气泡产生 D．8.5min时，对比实验①和②溶液温度的变化，说明反应释放的总能量：①＞② 【答案】B 【分析】装置①未形成原电池，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，溶液温度升高，化学能转化为热能；装置②中形成原电池，Zn为负极，Cu为正极，总反应为锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气，体系中有电流产生，且温度升高，化学能转化为电能和热能。 【详解】A．装置①未形成原电池，铜表面没有发生还原反应，装置②中形成原电池，铜表面氢离子得到电子被还原，A错误； B．生成气体体积相同时，两反应释放的总能量相等，两装置的溶液温度①＞②，说明装置②中反应的化学能部分转化为电能，B正确； C．装置②中形成原电池，Zn为负极，Cu为正极，故铜电极表面有气泡产生，锌与稀硫酸接触，也能产生气泡，故②中锌和铜表面均有气泡，C错误； D．释放的总能量与生成的气体的量成正比，由表中数据可知时间相同时，装置①中生成的气体没有装置②中生成的气体多，所以反应释放的总能量①＜②，D错误； 故选B。 5．(25-26高一下·山东潍坊安丘·期中)全铁液流电池放电时原理如图所示，a电极为负载铁的石墨电极，b电极为石墨电极。下列说法错误的是 A．a极发生氧化反应 B．b极电极反应式： C．隔膜为阴离子交换膜 D．理论上，每减少1 mol，总量相应增加2 mol 【答案】D 【分析】根据电池中所含物质可知，能形成自发氧化还原反应只有，因此氧化剂所在电极区的b电极为正极，电极材料为石墨，则a电极为负极，电极材料为负载的石墨。 【详解】A．a为负极，失电子发生氧化反应，A正确； B．b极为正极发生还原反应，电极反应式为，B正确； C．负极a反应生成，正电荷增多，需要阴离子从正极区移向负极区平衡电荷，因此隔膜为阴离子交换膜，C正确； D．根据放电的总反应知，每减少1mol，总量相应增加1.5mol，D错误； 故选D。 6．(25-26高一下·河南新乡·月考)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．图Ⅰ：工作时在石墨电极上得到电子 B．图Ⅱ：铅酸蓄电池工作过程中，每通过电子，负极极板质量减轻 C．图Ⅲ：若用镁片代替石墨片，电流表的指针偏转方向与原来的相反 D．图Ⅳ：为电池的负极，放电时发生氧化反应 【答案】B 【详解】A．工作时锌为负极、石墨为正极，在正极石墨电极上得到电子发生还原反应，A正确； B．铅酸蓄电池放电时，电池负极的电极反应式为，则每通过电子，负极极板质量增加96g，B错误； C．镁比锌活泼，图Ⅲ中若用镁代替石墨，则镁为负极，锌片作正极，电流表的指针偏转方向应与原本的相反，C正确； D．图Ⅳ中原电池工作时，氧化银是正极、锌为负极，放电时锌失去电子被氧化，D正确； 故选B。 7．(25-26高一下·湖南邵阳第二中学等校·期中)微生物燃料电池可同时处理废水中的有机物和，其工作原理如图所示，已知：质子交换膜只允许通过，该电池工作时，下列说法不正确的是 A．电极a为负极，发生氧化反应 B．通过质子交换膜从左向右移动 C．电池中生成氮气，理论上通过导线的电子数为 D．电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】该微生物燃料电池中，电极a生成，失电子被氧化，故a为负极；电极b生成，得电子被还原，故b为正极。 【详解】A．a极失电子，为负极，发生氧化反应，A正确； B．原电池中阳离子向正极移动，从负极（左，a极区）通过质子交换膜移向正极（右，b极区），B正确； C．未指明是标准状况下的体积，无法计算物质的量，也就无法计算转移电子数，C错误； D．b极得电子生成，酸性环境下配平电极反应为，D正确； 故答案选C。 8．(25-26高一下·浙江舟山绿城育华学校·月考)甲醇()是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．电极A是燃料电池的负极 B．电极B的反应式为 C．电路中电子流向为电极A→溶液→电极B D．该装置将化学能转换成电能 【答案】C 【分析】碱性甲醇燃料电池中，在负极失电子被氧化，在正极得电子被还原。电极A通入甲醇，则电极A为负极；电极B通入氧气，则电极B为正极。 【详解】A．电极A发生氧化反应，是负极，A正确； B．碱性条件下电极B正极反应为，B正确； C．电子只在导线中移动，不能通过电解质溶液，正确流向：电极A→外电路导线→电极B，C错误； D．燃料电池属于原电池，将化学能转化为电能，D正确； 故选C。 9．(25-26高一下·河北张家口宣化第一中学等校·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是       纸片电池 A．锂电池放电时，电解质中向多孔碳电极迁移 B．铜片上发生还原反应          KOH溶液 C．通的电极为正极 D．在负极上得电子发生还原反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．锂电池放电属于原电池工作原理，锂作负极，多孔碳电极作正极，因原电池中阳离子移向正极，所以电解质中向多孔碳电极迁移，A正确； B．锌铜纸片电池中，锌比铜活泼，优先失电子作负极，铜片作正极，正极上发生还原反应，B正确； C．甲烷燃料电池中，甲烷在负极失电子，氧气在正极得电子，则通的电极为正极，C正确； D．锌锰干电池中，锌作负极，二氧化锰在正极得电子发生还原反应，D错误。 10．(25-26高一·福建厦门·期中)我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。下列说法错误的是 A．高温时该电池工作效率会降低 B．N 极上的电极反应为 C．工作中 I 区电解质溶液 pH 升高 D．工作时，II 区溶液中 、 减小 【答案】C 【分析】根据图示，可知该装置外接用电器，是原电池装置，中Cr的化合价从+6价降低到+3价而得到，发生还原反应，则N极是电池的正极，电极反应式为：；I区的有机物转化为二氧化碳，碳元素化合价升高，则M极是电池的负极，有机物失去电子发生氧化反应，生成H+，pH降低。 【详解】A．高温会使微生物失去活性，该电池工作效率会降低，A正确； B．根据分析，N极是电池的正极，发生还原反应，电极反应式为：，B正确； C．工作中 I 区的有机物失去电子转化为二氧化碳，根据电荷守恒知，该过程同时生成氢离子，则I 区电解质溶液 pH 降低，C错误； D．工作时，I区产生H+，Ⅲ区产生OH-，为平衡两边电荷，II区的钠离子和氯离子分别透过交换膜移向Ⅲ区和I区，II 区溶液中 、 减小，D正确； 故选C。 11．(25-26高一下·四川南充·期中)为有效降低含氮化合物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应设计如图所示燃料电池(图中离子交换膜只允许阴离子通过)。下列说法错误的是 A．电极A为负极，电子由电极A经负载流向电极B B．电极B上的反应式为 C．该电池工作一段时间后，电极A附近溶液的碱性增强 D．同温同压时，左右两侧电极室中生成的N2体积比为 【答案】C 【分析】根据总反应，中N为-3价，失电子发生氧化反应，因此通入的电极A为负极，通入的电极B为正极，据此分析解题。 【详解】A．电极A为负极，原电池中电子由负极经外电路（负载）流向正极，因此电子由A流向B，A正确； B．电极B为正极，得电子生成，碱性环境下电极反应为，原子、电荷均守恒，B正确； C．负极A的电极反应为，反应消耗且生成水，因此电极A附近浓度降低，碱性减弱，C错误； D．根据总反应，8 mol在负极A反应生成4 mol，6 mol在正极B反应生成3 mol，同温同压下气体体积比等于物质的量之比，因此生成体积比为，D正确； 故答案选C。 12．锌空气电池是由锌板作为负极，氢氧化钾和乙酸锌水溶液为电解质溶液，FeN4S1/CoN4S1构型的DSACs(FeCo-NSC)层为正极。该组装电池保持着较高的放电电压，在实际应用中具有较高的潜力。 关于该电池，下列说法错误的是 A．正极的电极反应式： B．放电过程中，负极附近碱性增强 C．放电过程中，移向FeCo-NSC极 D．当电路中转移2 mol e-时，理论上负极电极质量增加16 g 【答案】B 【详解】A．正极的电极反应式：，A正确； B．负极的电极反应式，消耗了，碱性减弱，B错误； C．原电池放电过程中，阳离子向正极移动。FeCo-NSC层为正极，所以放电过程中，移向FeCo-NSC极，C正确； D．当电路中转移2 mol e-时，理论上负极由1 mol Zn转化为1 mol ZnO，电极质量增加16 g，D正确； 故选B。 13．已知碱性锌锰干电池（图1）和纽扣式银锌电池（图2）的结构示意图如下，电池放电时分别发生反应：，。 下列说法错误的是 A．图1中正极发生还原反应 B．图2中正极反应式： C．图1中电流由锌粉流向外电路 D．图1和图2中都是锌作负极 【答案】C 【详解】A．根据碱性锌锰电池总反应，中Mn元素化合价降低，在正极得电子，发生还原反应，A正确； B．纽扣式银锌电池中，是正极，碱性环境下得电子生成Ag，电极反应式，B正确； C．图1中锌是负极，电流在外电路由正极（二氧化锰极）流向负极锌，不是从锌流向外电路，C错误； D．两个电池的反应中，Zn的化合价均从0价升高，失电子，因此Zn都作负极，D正确； 故选C。 14．(25-26高一下·山东济宁第一中学·期中)用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮的微生物电池具有很好的发展前景，如图所示的电池说法正确的是 A．电子由极经导线到极 B．生成，则有通过质子交换膜移向极室 C．电极反应为 D．若电路中有电子通过，极室质量减少 【答案】B 【分析】由图可知，电极m为微生物电池的正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为，电极n为负极，微生物作用下C6H12O6在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为。 【详解】A．由分析可知，电极m为微生物电池的正极，电极n为负极，则电子由n极转移到m极，故A错误； B．生成，转移，向正极，即m极移动，则有通过质子交换膜移向极室，故B正确； C．由分析可知，电极m为微生物电池的正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为，故C错误； D．若电路中有电子通过，则生成，同时有通过质子交换膜移向极室，极室质量减少，故D错误； 故选B。 15．甲烷-空气燃料电池能量转化率高，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M为正极，发生氧化反应 B．a为空气，发生的反应为 C．电子流动方向：M极→电流表→N极 D．该电池工作一段时间后，电解质溶液碱性增强 【答案】C 【来源】福建省部分达标学校2024-2025学年高一下学期4月期中考试化学试卷 【分析】电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，由图中移向M极可知：M为负极（通入甲烷），N为正极（通入空气）。 【详解】A．M是负极，不是正极，负极发生氧化反应，A错误； B．M是负极，通入燃料甲烷，因此a是甲烷，不是空气；且正极得电子，正确电极反应为，B错误； C．原电池中电子沿外电路从负极流向正极，因此流动方向为：M极→电流表→N极，C正确； D．碱性甲烷燃料电池的总反应为：，反应消耗且生成水，工作一段时间后电解质溶液碱性减弱，D错误； 故选C。 1．(25-26高一下·湖北黄冈中学等校·月考)一种新型的燃料电池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．C电极是正极 B．负极反应式是： C．若导线中转移2 mol电子，负极区减少3 mol离子 D．向正极区溶液通入空气，可实现电解质溶液的循环利用 【答案】C 【分析】该燃料电池中，左侧盛装、的Pd电极为负极，在碱性条件下发生失电子的氧化反应；右侧盛装、的C电极为正极，在正极发生得电子的还原反应；中间阳离子交换膜允许阳离子从负极区迁移至正极区，维持两侧溶液电中性。 【详解】A．该燃料电池中，在左侧电极失电子被氧化，因此为负极，右侧电极为正极，A正确； B．负极是碱性环境，中为价，被氧化为中价的，失，配平后负极反应式为：，B正确； C．负极反应式是，若导线中转移电子，负极区减少、、，增加，故负极区减少离子，C错误； D．正极上得电子生成，通入空气后，可将重新氧化为，实现电解质中的循环利用，D正确； 故选C。 2．按如图所示装置进行实验，观察到灵敏电流计指针偏转，图中、电极均为铜单质，两侧电解质溶液为同种铜盐溶液但浓度不同。该装置利用电解质溶液的浓度差异实现放电，下列说法正确的是 A．该装置的能量转换形式为：电能化学能 B．溶液中穿过阴离子交换膜发生迁移 C．b的电极反应为： D．外电路转移的电子最多为0.01 mol 【答案】B 【分析】根据电子流向可知a电极为负极，b电极为正极；所以该电池是由于CuSO4溶液浓度不同形成的浓差电池，a电极上发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，b电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。 【详解】A．该装置为原电池，能量转换形式为化学能→电能，A错误； B．该装置为浓差电池，最终两侧硫酸铜浓度相等时停止放电，a极生成、b极消耗，因此穿过阴离子交换膜向a极（负极）迁移实现浓度平衡，B正确； C．b为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为，C错误； D．最终两侧硫酸铜浓度均为，迁移的，每迁移1mol 对应转移2mol电子，故外电路转移电子最多为0.02mol，D错误； 故选B。 3．我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案，实现对废水中有机物的无害化处理。下列说法错误的是 A．工作时将化学能转化为电能 B．极上的电极反应为 C．工作中I区电解质溶液不变 D．工作时，II区溶液中、减小 【答案】C 【分析】根据图示，可知该装置外接电器，是电池装置，的化合价从+6价降低到+3价，得到电子，所以N极是电池的正极，电极反应式为：；区的有机物转化为二氧化碳，碳元素化合价升高，则M极是电池的负极，失去电子，生成，降低。 【详解】A．经过对图的分析，外电路接有用电器，此装置应该是电池，所以它是把化学能转化为电能的装置，A正确； B．N极上的的化合价从价降低到价，得到电子，所以N极是电池的正极，电极反应式为：，B正确； C．区的有机物转化为二氧化碳，碳元素化合价升高，一定是负极，则M极是电池的负极，失去电子，生成，降低，C错误； D．工作时，区产生，区产生，为平衡两边电荷，区的钠离子和氯离子分别移向区和区，溶液中、减小，D正确； 故选C。 4．小组进行如下实验探究。下列说法错误的是 装置①中Fe表面__________ 装置②插入铜片，连接导线，一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；随即又产生红棕色气泡，而后停止……如此往复多次；Cu表面始终有红棕色气泡 A．装置①中Fe表面产生红棕色气泡，过一会儿停止 B．装置②中“表面产生红棕色气泡”时是负极 C．装置②中反应停止时，体系中没有发生化学变化 D．以上实验说明，同一体系中，原电池的正负极可以发生转换 【答案】C 【分析】由题给信息可知，图②中的铁刚开始就覆盖着钝化生成的氧化膜，插入铜连接导线后，由于铁表面已钝化，此时铜为负极，铁为正极，正极的铁氧化膜得电子，此时铁电极无气泡，随着铁表面的氧化物被还原溶解后，铁重新为负极，铜为正极，根据实验①铁的钝化过程，铁电极表面产生红棕色气泡，然后铁表面再次发生钝化，如此往复多次，据此分析解答。 【详解】A．装置①中Fe在浓硝酸中发生氧化还原反应，还原产物是NO2，故Fe表面产生红棕色气泡，过一会儿后铁表面生成致密的氧化膜，发生钝化，气泡停止冒出，A正确； B．装置②中“表面产生红棕色气泡”时是铁钝化过程，此时得电子，所以有红棕色气泡，故铁电极为负极，B正确； C．装置②中Fe作负极时，铁电极钝化，Fe表面产生红棕色气泡；反应停止时（即Fe表面不再产生红棕色气泡），Fe作正极时铁的氧化物得电子，Cu失电子转化为Cu2+进入溶液，如此往复，故总体来说Fe、Cu、硝酸都被消耗，即体系中发生了化学变化，C错误； D．Fe表面无气泡时铁作正极，Fe表面产生红棕色气泡时Fe作负极，如此往复，以上实验说明，同一体系中，原电池的正负极可以发生转换，D正确； 故选C。 5．(25-26高一下·四川南充·期中)I．根据要求回答下列问题： (1)工业合成氨生成2 mol NH3时放出92kJ的能量，断裂1 mol化学键所需要的能量如下表所示， 化学键 N-H H–H 能量/() a 436 946 表中a为___________。 II．生活中形式多样化的电池，满足不同的市场需求。图中是几种不同类型的原电池装置。 (2)某实验小组设计了如图1所示装置：a为铝棒，b为镁棒。 ①若容器中盛有稀硫酸，负极为___________(填a或b)，b极的电极反应式是___________，导线中电子的流动方向是___________(填“a→b”或“b→a”)。 ②若容器中盛有NaOH溶液，正极为___________(填a或b)，b极的电极反应式为___________。 (3)由CH4和O2组成的燃料电池的结构如图2所示。 ①燃料电池的正极反应式是___________。 ②当消耗1.6g甲烷时，消耗氧气的体积为___________ L(标准状况下)。 【答案】(1)391 (2) b b→a b (3) 4.48 【详解】（1）合成氨反应为 ，生成放出能量，反应焓变 ΔH= 反应物总键能 − 生成物总键能 ，代入数据得： ，解得 ； （2）原电池中，能与电解质自发反应的金属作负极，电子从负极经导线流向正极。 ① 稀硫酸为电解质时，活泼性强于，（）作负极，负极反应为 ，电子从负极流向正极，即方向为； ② 溶液为电解质时，能与自发反应，（）作负极，（）作正极；正极上水得电子生成氢气，电极反应为 ； （3）① 酸性燃料电池中，正极得电子，与结合生成水，电极反应为 ； ② 总反应为 ，物质的量为 ，对应消耗为，标况下体积为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 暑假作业04 化学反应与能量变化 内容抢先看 一、实战补给站·基础巩固（4大考点） 考点01 放热反应与吸热反应的判断 考点02 原电池的工作原理 考点03 原电池原理的应用 考点04 常见的化学电池 二、高手进阶营·综合拔高 三、脑洞实验室·创新拓展 考点01 放热反应与吸热反应的判断 ⭐知识复盘卡 1．放热反应与吸热反应的定义 （1）放热反应：释放热量的化学反应。 （2）吸热反应：吸收热量的化学反应。 2．常见的放热反应与吸热反应 1．D 2．B 3．C 4．D 5．B 考点02 原电池的工作原理 ⭐知识复盘卡 原电池工作原理的思维模型 （1）电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。 （2）离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 [特别提醒]　电子线上走，离子水中游，电解质溶液中无电子通过。 6．D 7．D 8．B 9．B 10．C 考点03 原电池原理的应用 ⭐知识复盘卡 1．加快氧化还原反应的速率 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。 (2)应用：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)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(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的反应，使产生H2的速率加快。 2．比较金属的活动性强弱 (1)原理：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。 (2)应用：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。 3．设计原电池 (1)原理：一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。 (2)应用：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例 材料选择 电极反应式 装置 负极：Fe 正极：Cu或C等(活泼性比Fe差的金属或导电的石墨棒均可) 电解质溶液：CuSO4溶液 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu 11．C 12．A 13．B 14．C 15．D 考点04 常见的化学电池 ⭐知识复盘卡 1．一次电池——锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒作负极，石墨棒作正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质溶液。 (2)原理：锌锰干电池属于一次电池，放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为 Zn－2e－===Zn2＋ ，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH4+＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 2．充电电池(二次电池) (1)充电电池属于二次电池。有些充电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，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。 (2)常见充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3．燃料电池 (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。如氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等。 (2)燃料电池与火力发电相比，能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供。 16．C 17．C 18．B 19．D 20．B 1．B 2．C 3．D 4．B 5．D 6．B 7．C 8．C 9．D 10．C 11．C 12．B 13．C 14．B 15．C 1．C 2．B 3．C 4．C 5．(1)391 (2) b b→a b (3) 4.48 / 学科网（北京）股份有限公司 $