魯科版高中化學(xué)必修第二冊第2章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)規(guī)律第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化課件

第2章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)規(guī)律期中期末·全優(yōu)手冊A卷·必備知識全優(yōu)B卷·關(guān)鍵能力全優(yōu)第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化穩(wěn)拿基礎(chǔ)分一化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式1.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。2.常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)

吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)常見反應(yīng)舉例①大多數(shù)分解反應(yīng),如CaCO3

CaO+CO2↑;②少數(shù)化合反應(yīng),如C+CO2

2CO;③碳酸氫鈉與檸檬酸的反應(yīng);④C+H2O(g)

CO+H2①大多數(shù)化合反應(yīng);②所有的燃燒反應(yīng)及緩慢氧化反應(yīng);③酸堿中和反應(yīng);④活潑金屬與酸或H2O的反應(yīng),如Zn+2H+

Zn2++H2↑;⑤少數(shù)分解反應(yīng),如2H2O2

2H2O+O2↑易錯易混

(1)需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng);(2)吸熱反應(yīng)不一定

需要加熱;(3)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都是化學(xué)變化,但有吸熱或放熱現(xiàn)象的不一定

是化學(xué)反應(yīng)。3.從化學(xué)鍵的角度理解能量變化

斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量小

于形成新化學(xué)鍵釋放的總能量放熱反應(yīng)斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量大

于形成新化學(xué)鍵釋放的總能量吸熱反應(yīng)點(diǎn)撥

有化學(xué)鍵斷裂的過程不一定是化學(xué)變化,如氯化鈉溶于水的過程。4.從物質(zhì)儲存化學(xué)能的角度理解能量變化

放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)技巧

根據(jù)物質(zhì)儲存化學(xué)能的大小可以比較物質(zhì)的穩(wěn)定性,一般物質(zhì)的能量越

低越穩(wěn)定。二原電池1.概念:利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.初識氫氧燃料電池

負(fù)極反應(yīng):H2-2e-

2H+。正極反應(yīng):O2+4e-+4H+

2H2O?？偡磻?yīng)式:2H2+O2

2H2O。能量變化:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。點(diǎn)撥

原電池中的化學(xué)能并非全部轉(zhuǎn)化為電能,還有一部分轉(zhuǎn)化為熱能等其他

形式的能量。3.銅、鋅、稀硫酸組成的原電池的工作原理

注意

電子只能在兩極和外電路中移動,不可能進(jìn)入溶液中。4.構(gòu)成原電池的條件

點(diǎn)撥

常見的化學(xué)電池(1)干電池:屬于一次電池,如鋅錳干電池。(2)充電電池:又稱二次電池,如鉛蓄電池、鋰離子電池。(3)燃料電池:優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率高,能長時間提供電能。5.原電池原理的應(yīng)用

原電池正、負(fù)極的判斷方法名師敲黑板1.一般規(guī)律

提示

不能簡單地依據(jù)常見金屬的活動性順序來判斷原電池的正、負(fù)極,要看

反應(yīng)的具體情況。2.燃料電池正、負(fù)極的判斷對于燃料電池而言,電極為惰性材料(Pt、C等),電極本身不反應(yīng),只起傳導(dǎo)電子

的作用,故可根據(jù)向兩極通入的成分來判斷正、負(fù)極。燃料電池的負(fù)極通入的

一定是可燃性物質(zhì)(還原劑),正極通入的一定是助燃性物質(zhì)(氧化劑)。A.若M電極為Mg,N電極為Al,則M一定為負(fù)極B.若M電極為Fe,N電極為Cu,則M一定為負(fù)極C.若M電極質(zhì)量減少,N電極質(zhì)量一定增加D.若M電極質(zhì)量顯著減少,則M一定為負(fù)極例題

(2023山東青島二中期末)某原電池的示意圖如圖,M、N為兩種不同的常見金屬,X溶液為酸溶液或堿溶液。下列說法正確的是(

)解析若M電極為Mg,N電極為Al,X溶液為氫氧化鈉溶液,則Al為負(fù)極,A錯誤;若M電極為Fe,N電極為Cu,X溶液為濃硝酸,常溫下,Fe遇濃硝酸鈍化,Cu能和濃

硝酸反應(yīng),Cu作負(fù)極,B錯誤;若M電極質(zhì)量減少,N電極質(zhì)量不一定增加,如Mg-Al

(氫氧化鈉溶液)原電池中,鋁為負(fù)極,鎂為正極,負(fù)極生成Na[Al(OH)4],正極生成

氫氣,正極質(zhì)量不增加,C錯誤;一般來說,原電池中相對活潑的一極失去電子,為

原電池的負(fù)極,若M電極質(zhì)量顯著減少,表示M失去電子,則M一定為負(fù)極,D正

確。答案

D變式

(2023重慶石柱中學(xué)期末)如圖所示,兩電極一個為碳棒,另一個為鐵片,若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),且a極上有大量氣泡產(chǎn)生,則下列敘述正確的是

(

)A.a極為負(fù)極,是鐵片,燒杯中的溶液為稀硫酸B.a極為負(fù)極,是鐵片,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C.a極為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為稀硫酸D.a極為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液答案

C解析a極上有大量氣泡產(chǎn)生,則a極為正極,是碳棒;b極為負(fù)極,是鐵片,電解質(zhì)溶

液為稀硫酸,故C正確。(2022湖南高考)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注,一種鋰—海水電池構(gòu)造示

意圖如圖。下列說法錯誤的是

(

)開闊新視野A.海水起電解質(zhì)溶液作用B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng):2H2O+2e-

2OH-+H2↑C.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D.該鋰—海水電池屬于一次電池解析

海水能導(dǎo)電,故起電解質(zhì)溶液作用,A正確。N極為電池正極,除了H2O,海

水中溶解的O2也可能得電子,電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O

4OH-,B錯誤。玻璃陶瓷的作用:一是傳導(dǎo)離子,形成閉合回路;二是防水,阻止Li與H2O反應(yīng),C正確。

根據(jù)電池構(gòu)造可知該電池屬于一次電池,D正確。答案

B拓展

鋰—海水電池中,鋰作負(fù)極,要做好防水措施,因?yàn)殇囉鏊畷l(fā)生劇烈反

應(yīng),引起熱失控,甚至爆炸。提示

一次電池放電后不能充電,即內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行。第2單元化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化可能用到的相對原子質(zhì)量:H1O16Al27Fe56Cu64Zn65Ag108一、選擇題1.(2023陜西咸陽期末)2023年5月10日,天舟六號貨運(yùn)飛船成功發(fā)射,標(biāo)志著我國

航天事業(yè)進(jìn)入到高質(zhì)量發(fā)展新階段。下列不能作為火箭推進(jìn)劑的是

(A

)A.液氮—液氫

B.液氧—液氫C.液態(tài)NO2—肼D.液氧—煤油解題思路液氮與液氫需要在高溫、高壓、催化劑的條件下才能發(fā)生反應(yīng),且

反應(yīng)不完全,放熱少;液氧與液氫、液態(tài)NO2與肼、液氧與煤油在常溫下引燃后

均能發(fā)生自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),且放出大量的熱;故選A。2.下列說法正確的是

(A

)A.在一個確定的化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不相同B.X(s)

Y(s)是放熱反應(yīng),則X比Y穩(wěn)定C.等質(zhì)量的硫蒸氣和固態(tài)硫分別完全燃燒,后者放出的熱量更多D.需要加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)解題思路

任何化學(xué)反應(yīng)中都伴隨能量的變化,在一個確定的化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)

物的總能量與生成物的總能量一定不相同,A正確;物質(zhì)的能量越低,穩(wěn)定性就越

強(qiáng),X(s)

Y(s)是放熱反應(yīng),說明X(s)的能量比Y(s)高,故Y比X穩(wěn)定,B錯誤;相同條件下,同一物質(zhì)在氣態(tài)時含有的能量比在固態(tài)時含有的能量高,則等質(zhì)量的硫

蒸氣和固態(tài)硫分別完全燃燒,前者放出的熱量更多,C錯誤;需要加熱的反應(yīng)可能

是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng),D錯誤。3.(2023遼寧大連階段檢測)下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是

(D

)

A.圖甲代表濃硫酸稀釋過程中體系的能量變化B.圖乙表示反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量小于生成物成鍵放出的總能量C.圖丙表示白磷比紅磷穩(wěn)定D.圖丁表示CO與H2O的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系解題思路濃硫酸稀釋過程是物理變化,能量變化不能用題圖甲表示,A錯誤;題

圖乙中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),說明反應(yīng)物斷

鍵吸收的總能量大于生成物成鍵放出的總能量,B錯誤;由題圖丙可知,相同質(zhì)量

和狀態(tài)的白磷的能量高于紅磷,則紅磷更穩(wěn)定,C錯誤;CO(g)與H2O(g)反應(yīng)生成

CO2(g)和H2(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),題圖丁中所示能量變化正確,D正確。4.(2023湖南益陽期中)把X、Y、Z、W四種金屬浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相

連,均可形成原電池。X、Y相連時,X為負(fù)極;Z、W相連時,W上有氣泡逸出;X、

Z相連時,X質(zhì)量減少;Y、W相連時,電流從Y經(jīng)導(dǎo)線流向W。則四種金屬的活動

性順序由弱到強(qiáng)排列為

(D

)A.X、Z、W、YB.W、Y、Z、XC.W、Z、Y、XD.Y、W、Z、X解題思路X、Y相連時,X為負(fù)極,則活動性:X>Y;Z、W相連時,W上有氣泡逸

出,W為正極,則活動性:Z>W;X、Z相連時,X質(zhì)量減少,X為負(fù)極,則活動性:X>Z;

W、Y相連時,電流從Y經(jīng)導(dǎo)線流向W,Y為正極,則活動性:W>Y。綜上所述,四種

金屬的活動性順序由弱到強(qiáng)排列為Y、W、Z、X,故選D。5.(2023山東濟(jì)寧期中創(chuàng)新改編)下列有關(guān)推斷錯誤的是

(D

)A.Al、Cu、稀硫酸組成的原電池中,Al極發(fā)生氧化反應(yīng)B.鐵、銀與硫酸銅溶液組成的原電池中,Cu2+和電子均向銀極移動C.鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的能量變化可用如圖簡單表示D.若2H2+O2

2H2O的能量變化也如圖所示,可推出H2和O2的總能量大于H2O的總能量解題思路Al、Cu、稀硫酸組成的原電池中,Al極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),A正

確;鐵、銀與硫酸銅溶液組成的原電池中,銀極為正極,Cu2+和電子均向正極移

動,B正確;由題圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,表示的反應(yīng)為放熱

反應(yīng),鹽酸與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)為放熱反應(yīng),其能量變化可用題圖簡單表示,C

正確;由題圖可推出2molH2和1molO2具有的總能量大于2molH2O的總能量,D

錯誤。6.(2023山東煙臺月考)白磷與氧氣可發(fā)生反應(yīng):P4+5O2

P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P—P鍵:akJ·mol-1、P—O鍵:bkJ·mol-1、P

O鍵:ckJ·mol-1、O

O鍵:dkJ·mol-1,根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算1mol白磷與氧氣反應(yīng)放出的熱量是

(B

)

A.(6a+5d-4c-12b)kJB.(4c+12b-6a-5d)kJC.(4c+12b-4a-5d)kJD.(4a+5d-4c-12b)kJ解題思路題給反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)中放出的熱量=形成生成物中化學(xué)鍵釋

放的總能量-斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量。由題圖可以看出,1molP4中

含有6molP—P鍵,1molP4O10中含有4molP

O鍵和12molP—O鍵,則1mol白磷與氧氣反應(yīng)放出的熱量=(4c+12b)kJ-(6a+5d)kJ=(4c+12b-6a-5d)kJ,故選B。7.(2023武漢重點(diǎn)中學(xué)期中聯(lián)考)某科學(xué)探究小組為探究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)了如圖

所示的裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。下列對實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象或有關(guān)結(jié)論的敘述錯

誤的是

(B

)A.a和b不連接時,鐵片上有紅色的銅析出,該裝置不能構(gòu)成原電池B.a和b用導(dǎo)線連接時,銅片為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2++2e-

CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會被氧化,溶液中均有Fe2+生成D.a和b用導(dǎo)線連接時,溶液中的Cu2+應(yīng)向銅電極移動解題思路a和b不連接時,沒有形成閉合回路,不能構(gòu)成原電池,鐵把銅置換出

來,鐵片表面有紅色的銅析出,A正確;a和b用導(dǎo)線連接后,構(gòu)成原電池,鐵比銅活

潑,鐵片作負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e-

Fe2+,B錯誤;根據(jù)A、B項(xiàng)分析可知,C正確;a和b用導(dǎo)線連接時,構(gòu)成原電池,銅片作正極,Cu2+向正極移動,D正確。8.(2023廣東江門期中)某同學(xué)按圖1所示裝置,探究鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的熱

效應(yīng),測得燒杯中溶液溫度隨加入a的體積變化關(guān)系如圖2所示。下列判斷錯誤

的是

(D

)A.a可能是NaOH溶液B.x、y、z三點(diǎn)對應(yīng)的溶液中,參加反應(yīng)的酸、堿質(zhì)量比不變C.由圖2可知該反應(yīng)存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能D.往y點(diǎn)對應(yīng)溶液中加入Fe粉,有氣泡產(chǎn)生解題思路

題給實(shí)驗(yàn)的目的是探究鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的熱效應(yīng),可以將

NaOH溶液滴入鹽酸中,則a可能是NaOH溶液,A正確;由NaOH+HCl

NaCl+H2O知,x、y、z三點(diǎn)對應(yīng)的溶液中,參加反應(yīng)的酸、堿物質(zhì)的量之比均為1∶1,則

質(zhì)量比不變,B正確;由題圖2可知,隨著反應(yīng)進(jìn)行,燒杯中溶液溫度升高,該反應(yīng)存

在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,C正確;由題圖2可知,y點(diǎn)溫度最高,此時鹽酸和氫氧化鈉恰

好完全反應(yīng),溶液呈中性,加入Fe粉,無氣泡產(chǎn)生,D錯誤。9.某燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,有關(guān)該電池的說法不正確的是

(D

)A.電池工作時,電流由a流向bB.電池工作一段時間后,電解質(zhì)物質(zhì)的量理論上保持不變C.通入燃料一極的電極反應(yīng)為CO-2e-+O2-

CO2和H2-2e-+O2-

H2OD.外電路中每通過0.2mol電子,所消耗的燃料體積不小于4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)解題思路通燃料的一極為負(fù)極,通空氣的一極為正極,電子由b流向a,則電流由

a流向b,A正確;負(fù)極電極反應(yīng)式為H2-2e-+O2-

H2O、CO-2e-+O2-

CO2,正極電極反應(yīng)式為O2+4e-

2O2-,電池工作一段時間后,電解質(zhì)物質(zhì)的量理論上保持不變,B、C正確;根據(jù)電極反應(yīng)式,外電路每通過0.2mol電子,所消耗燃料在

標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積不小于2.24L,D錯誤。10.太陽能發(fā)電站的工作原理如圖所示。鉛蓄電池能夠保持發(fā)電站持續(xù)穩(wěn)定地

輸出電能,電池的主要反應(yīng):Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O(PbSO4難溶于水)。下列說法錯誤的是

(D

)A.由硅單質(zhì)制成的太陽能電池不屬于化學(xué)電池B.鉛蓄電池中Pb作負(fù)極,電極反應(yīng)為Pb-2e-+S

PbSO4C.晴天正午時,發(fā)電站的鉛蓄電池內(nèi)H2SO4濃度升高D.鉛蓄電池中的化學(xué)反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)解題思路太陽能電池是利用硅材料把光能轉(zhuǎn)化為電能,不屬于化學(xué)電池,A正

確;放電時為原電池,Pb作負(fù)極失電子,電極反應(yīng)為Pb-2e-+S

PbSO4,B正確;晴天正午時,鉛蓄電池充電,總反應(yīng)為2PbSO4+2H2O

Pb+PbO2+2H2SO4,該反應(yīng)生成硫酸,消耗水,硫酸的濃度升高,C正確;鉛蓄電池中化學(xué)反應(yīng)的充電條件

和放電條件不一樣,不屬于可逆反應(yīng),D錯誤。二、選擇題11.N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中能量變化情況如圖a所示(g表示氣體,l表

示液體)。

下列說法不正確的是

(CD

)A.等質(zhì)量的N2(g)、N2(l)具有的能量不相同B.N2(g)+O2(g)

2NO(g)的能量變化可用圖b表示C.1molNO(g)中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收1264kJ能量D.在N2(g)和O2(g)的反應(yīng)過程中,斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成化學(xué)鍵釋放

的總能量解題思路N2(l)變?yōu)镹2(g)需吸收能量,故等質(zhì)量的N2(g)、N2(l)具有的能量不相

同,A正確;由題圖a可知,斷裂1molN2(g)和1molO2(g)中化學(xué)鍵吸收的總能量為

946kJ+498kJ=1444kJ,形成2molNO(g)中化學(xué)鍵釋放的總能量為2×632kJ=1264kJ,斷鍵吸收的總能量大于成鍵釋放的總能量,說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),生成

物的總能量比反應(yīng)物的總能量高,該反應(yīng)的能量變化可以用題圖b表示,B正確,D

錯誤;形成1molNO(g)中的化學(xué)鍵釋放632kJ的能量,則斷裂1molNO(g)中的化

學(xué)鍵時需要吸收632kJ能量,C錯誤。12.(2023長春第二實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)某反應(yīng)由兩步反應(yīng)A(s)

B(s)

C(s)構(gòu)成,它的反應(yīng)能量曲線如圖,下列敘述正確的是

(B

)A.兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)B.三種物質(zhì)中C(s)最穩(wěn)定C.A(s)與C(s)的能量差為E4D.A(s)

B(s)的反應(yīng)條件一定為加熱解題思路第二步反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,為放熱反應(yīng),A

不正確;三種物質(zhì)中,C(s)的能量最低,最穩(wěn)定,B正確;從題圖中可知,A(s)與C(s)的

能量差為ΔH,C不正確;反應(yīng)A(s)

B(s)為吸熱反應(yīng),但反應(yīng)條件不一定為加熱,D不正確。13.(2023山東青島萊西一中月考)常溫下,將除去表面氧化膜的Al片、Cu片插入

濃硝酸中組成原電池(如圖1),測得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時間(t)的變化如圖2

所示。下列說法正確的是

(C

)

圖1

圖2A.0~t1s時,原電池的負(fù)極是Cu片B.0~t1s時,正極的電極反應(yīng)式為2H++2e-

H2↑C.t1s后,正極上每得到0.3mol電子,負(fù)極質(zhì)量減少9.6gD.t1s后,溶液中H+向Cu片附近移動,N

向Al片附近移動審題指導(dǎo)由題圖2可知,t1s時電流方向發(fā)生了轉(zhuǎn)變,說明正、負(fù)極發(fā)生了變化;

常溫下,Al遇濃硝酸鈍化,則t1s之前,Al片為負(fù)極;t1s之后,Cu片為負(fù)極。解題思路0~t1s時,原電池的負(fù)極是Al片,A錯誤;0~t1s時,正極的電極反應(yīng)式為2H++N

+e-

NO2↑+H2O,B錯誤;t1s后,Cu片為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Cu-2e-

Cu2+,正極上每得到0.3mol電子,負(fù)極消耗0.15molCu,質(zhì)量減少9.6g,C正確;t1s

后,Cu片為負(fù)極,溶液中H+向Al片附近移動,N

向Cu片附近移動,D錯誤。時間/min實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)②氣體體積/mL溶液溫度/℃氣體體積/mL溶液溫度/℃0022.0022.08.53024.85023.810.55026.0——下列說法正確的是

(C

)A.①②中的碳棒表面均有氣泡產(chǎn)生B.生成相同體積氣體時,實(shí)驗(yàn)①所用時間較短C.0~8.5min,實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)較快,是因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成了原電池D.反應(yīng)至8.5min,對比兩實(shí)驗(yàn)溶液溫度,說明反應(yīng)釋放的總能量:①>②14.(2023鄭州期末)用下圖裝置探究原電池中的能量轉(zhuǎn)化。圖中注射器用來收

集氣體并讀取氣體體積,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表:

審題指導(dǎo)①沒有形成閉合電路,不能構(gòu)成原電池,鋅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣,

鋅表面有氣體生成;②構(gòu)成原電池,鋅失去電子為負(fù)極,氫離子在碳極(正極)得到

電子生成氫氣。解題思路由審題指導(dǎo)可知,①中的鋅表面有氣泡產(chǎn)生,②中的碳棒表面有氣泡

產(chǎn)生,A錯誤;由題表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)速率更快,生成相同體積氣體時,實(shí)

驗(yàn)②所用時間較短,B錯誤;0~8.5min,實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)較快,是因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成

了原電池,原電池可以加速反應(yīng)的進(jìn)行,C正確;反應(yīng)至8.5min,對比兩實(shí)驗(yàn)溶液

溫度,說明①中轉(zhuǎn)化為熱能的能量較大,而不能說明反應(yīng)釋放的總能量:①>②,D錯誤。15.(2023廣東高考)負(fù)載有Pt和Ag的活性炭,可選擇性去除Cl-實(shí)現(xiàn)廢酸的純化,其

工作原理如圖。下列說法正確的是

(B

)A.Ag作原電池正極B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng):O2+2H2O+4e-

4OH-D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2,最多去除1molCl-

審題指導(dǎo)

由題意可知,廢酸為電解質(zhì)溶液,Pt為正極,電極反應(yīng)為O2+4H++4e-

2H2O,Ag為負(fù)極,電極反應(yīng)為Ag-e-+Cl-

AgCl↓,電子由負(fù)極經(jīng)活性炭流向正極。解題思路Ag作原電池負(fù)極,故A錯誤;Pt為正極,Ag為負(fù)極,電子從Ag經(jīng)活性炭

流向Pt,故B正確;廢酸為電解質(zhì)溶液,Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-

2H2O,故C錯誤;由正、負(fù)極電極反應(yīng)可知,每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L(即

=0.5mol)的O2,可轉(zhuǎn)移2mol電子,最多去除2molCl-,故D錯誤。三、非選擇題16.(13分)(2023四川眉山部分名校期中聯(lián)考)能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱之

一,化學(xué)在提高能源的利用率和開發(fā)新能源中起到了重要的作用?；卮鹣铝袉栴}:(1)冷敷袋在日常生活中有降溫、保鮮和鎮(zhèn)痛等多種作用。制作冷敷袋可以利

用

(填字母)。a.放熱的化學(xué)變化b.吸熱的化學(xué)變化c.放熱的物理變化d.吸熱的物理變化(2)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。①已知斷?molH—H鍵、1molO

O鍵和1molH—O鍵需要的能量分別為436kJ、498kJ和463kJ,則理論上每3.6gH2O(g)完全分解,需

(填

“放出”或“吸收”)

kJ能量。下列能正確表示該過程的能量變化示意

圖的是

(填字母)。②長征五號被稱為“冰箭”,這緣于長征五號“肚子”里裝著滿滿的深低溫液

氫、液氧燃料。中國研究人員研制出一種新型復(fù)合光催化劑,利用太陽光在催

化劑表面實(shí)現(xiàn)高效分解水,主要過程如圖所示。下列說法錯誤的

(填字母)。A.整個過程實(shí)現(xiàn)了光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化B.過程Ⅱ吸收能量C.過程Ⅲ發(fā)生的反應(yīng):H2O2

H2↑+O2↑D.上述過程的總反應(yīng):2H2O

2H2↑+O2↑該電池Pt電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為

;反應(yīng)過程中將

能轉(zhuǎn)化為

能。④氫能是發(fā)展中的新能源,與汽油相比,H2作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是

。H2直接燃燒的能量轉(zhuǎn)化率

(填“高于”“等于”或“低于”)燃料電池。③氫燃料電池具有清潔高效等優(yōu)點(diǎn),其簡易裝置如圖所示。

答案

(除標(biāo)注外,每空1分)(1)bd

(2)①吸收48.2C②B(2分)③O2+4e-+4H+

2H2O(2分)化學(xué)電④污染小,可再生,來源廣,燃燒熱值高等(2分)低于解題思路

(1)制作冷敷袋需要吸收外界能量,使環(huán)境溫度降低,可以利用吸熱的

化學(xué)變化或吸熱的物理變化,故選b、d。(2)①2molH2O(g)參加反應(yīng)斷裂化學(xué)

鍵吸收的能量為4×463kJ=1852kJ,生成2molH2(g)和1molO2(g)形成化學(xué)鍵放

出的能量為2×436kJ+498kJ=1370kJ,則2molH2O(g)完全分解吸收482kJ能量,

3.6gH2O(g)的物質(zhì)的量為

=0.2mol,故0.2molH2O(g)完全分解,需要吸收48.2kJ能量。②由題圖可知,太陽能使水分解生成氫氣和氧氣,整個過程實(shí)現(xiàn)

了光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,A正確;過程Ⅱ形成化學(xué)鍵,放出能量,B錯誤;過程Ⅲ發(fā)生

的反應(yīng)為過氧化氫分解為氫氣和氧氣:H2O2

H2↑+O2↑,C正確;總反應(yīng)為水在催化劑和光照條件下分解為氫氣和氧氣:2H2O

2H2↑+O2↑,D正確。③通入氫氣的一極為負(fù)極,通入氧氣的一極為正極,故Pt電極a為負(fù)極,Pt電極b為

正極,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,正極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+

2H2O,該過程將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。④原電池能提高能量利用率,H2直接燃燒的能量轉(zhuǎn)化率低于燃

料電池。17.(11分)利用化學(xué)反應(yīng)將儲存在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,科學(xué)家設(shè)計(jì)出

了原電池,從而為人類生產(chǎn)、生活提供能量。(1)甲同學(xué)認(rèn)為,所有的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池,你是否同意?

(填“是”或“否”)。若不同意,請你說明理由并試舉一例,寫出相應(yīng)的化學(xué)

方程式:

。(2)乙同學(xué)依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag++Cu

Cu2++2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示:③當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時間后取出電極材料,測得某一電極增重了5.4g,則該原電池

反應(yīng)共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是

NA(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。④請指出該原電池裝置的一個缺點(diǎn):

。①負(fù)極的材料是

,發(fā)生的電極反應(yīng)為

。②外電路中的電子是從

(填電極材料的名稱,下同)電極流向

電極。答案

(1)否(1分)非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)均不可以設(shè)計(jì)成原電池,如C+

CO2

2CO不能設(shè)計(jì)成原電池(2分)(2)①銅(1分)Cu-2e-

Cu2+(1分)②銅(1分)銀(1分)③0.05(2分)④能量利用率低,不能提供持續(xù)穩(wěn)定的電流(2分)解題思路

(2)①負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),所以Cu為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Cu-2e-

Cu2+。②電子從負(fù)極流向正極,即從銅電極流向銀電極。③增重的電極為Ag電極,

增加的物質(zhì)的量為

=0.05mol,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.05NA。18.(12分)(2023山東濱州期中)為了探究化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)

了如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置:

(1)上述3個裝置中,不能用于探究“銅與濃硝酸反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反

應(yīng)”的是

(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。(2)某同學(xué)選用裝置Ⅰ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)前U形管里液面左右相平),在甲試管中加

入適量氫氧化鋇溶液和稀硫酸,U形管中可觀察到的現(xiàn)象是

,說明該反應(yīng)屬于

(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)為探究固體M溶于水的熱效應(yīng),選擇裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(在甲試管中進(jìn)行)。①若M為鈉,則實(shí)驗(yàn)過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是

。②若M溶于水后觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡,則說明M溶于水

(填

“一定是放熱反應(yīng)”“一定是吸熱反應(yīng)”或“可能是放熱反應(yīng)”)。③若實(shí)驗(yàn)過程中觀察到燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱,則M可能是

。(4)至少有兩種實(shí)驗(yàn)方法能證明超氧化鉀與水的反應(yīng)(4KO2+2H2O

4KOH+3O2↑)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。方法①:選擇上述裝置

(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。方法②:取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在陶土網(wǎng)上,向脫脂棉上滴加幾

滴蒸餾水,片刻后,若觀察到脫脂棉燃燒,則說明該反應(yīng)是

(填“吸熱”

或“放熱”)反應(yīng)。答案

(除標(biāo)注外,每空2分)(1)Ⅲ(1分)(2)左端液面降低,右端液面升高放熱(1分)(3)①產(chǎn)生氣泡,反應(yīng)完畢后,冷卻至室溫,燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱②可

能是放熱反應(yīng)③NH4NO3(或NH4Cl,合理即可)(4)Ⅰ(或Ⅱ)(1分)放熱(1分)解題思路

(1)裝置Ⅰ可通過U形管中左右兩側(cè)紅墨水液面的高度差變化判斷

銅與濃硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng);裝置Ⅱ可通過是燒杯中產(chǎn)生氣泡

還是導(dǎo)管中形成穩(wěn)定水柱判斷銅與濃硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng);裝

置Ⅲ可將銅與濃硝酸反應(yīng)生成的氣體用水吸收,干擾對銅與濃硝酸的反應(yīng)是放

熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)的判斷。(2)氫氧化鋇與硫酸的反應(yīng)屬于中和反應(yīng),中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng),所以錐形瓶中

氣體受熱膨脹,導(dǎo)致U形管左端液面降低,右端液面升高。(3)①若M為鈉,鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),放出的熱量使乙試管中溫度升高,氣體壓強(qiáng)增大,所以燒杯中有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)完畢后,冷

卻至室溫,燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱。②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡,說明M

溶于水放出熱量,是放熱過程,但不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如氫氧化鈉溶于水放熱,

無新物質(zhì)生成。③若實(shí)驗(yàn)過程中觀察到燒杯里的導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱,說明乙

試管氣體壓強(qiáng)減小,則M可能是硝酸銨、氯化銨等,其溶于水吸收熱量,溫度降

低,乙試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小。(4)方法①:選擇裝置Ⅰ(或Ⅱ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置Ⅰ中U形管左端液面降低,右端液面

升高(或裝置Ⅱ燒杯中導(dǎo)管口有氣泡冒出),證明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。方法②:取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上,向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水,

片刻后,若觀察到脫脂棉燃燒,則說明該反應(yīng)放出大量熱,達(dá)到脫脂棉的著火點(diǎn),

使脫脂棉燃燒。19.(10分)(2023山東日照期中)某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電

能的裝置如圖所示。

回答下列問題:(1)若電極a為Zn,b為Cu,且a、b質(zhì)量相等,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液,電路中通過1

mole-時,a、b的質(zhì)量差為

g。(2)若電極a為Al,b為Mg,電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液,則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為

。(3)若該電池為CO燃料電池,氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液,電子由電極a移向電極

b,則CO應(yīng)通入電極

(填“a”或“b”),該電極反應(yīng)式為

,電解質(zhì)溶液中OH-向電極

移動(填“a”或“b”)。(4)理論上能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池。請利用反應(yīng)Fe+2FeCl3

3FeCl2設(shè)計(jì)一個原電池,并在方框內(nèi)畫出簡單原電池實(shí)驗(yàn)裝置圖,注明電極材料和電解質(zhì)溶液。答案

(除標(biāo)注外,每空2分)(1)64.5

(2)Al-3e-+4OH-

[Al(OH)4]-(3)a(1分)CO-2e-+4OH-

C

+2H2Oa(1分)(4)

(合理即可)解題思路

(1)Zn、Cu、硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池中,金屬Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)

為Zn-2e-

Zn2+,金屬Cu為正極,電極反應(yīng)為Cu2++2e-

Cu,當(dāng)電路中有1mole-通過時,負(fù)極消耗的Zn的質(zhì)量為

×65g/mol=32.5g,正極生成Cu的質(zhì)量為

×64g/mol=32g,兩極的質(zhì)量差為32.5g+32g=64.5g。(2)Al、Mg、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池中,失電子的是金屬鋁,金屬鋁為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-

+4OH-

[Al(OH)4]-。(3)電子由電極a移向電極b,說明電極a為負(fù)極,燃料CO應(yīng)通入電極a,發(fā)生氧化反應(yīng);電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,堿性條件下負(fù)極的電極反應(yīng)式為CO-2e-+4OH-

C

+2H2O;原電池中陰離子向負(fù)極移動,故OH-移向電極a。(4)通過反應(yīng)Fe+2FeCl3

3FeCl2可知,Fe發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極,負(fù)極材料為Fe,正極發(fā)生還原反應(yīng)Fe3++e-

Fe2+,則電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液,正極材料選用比鐵不活潑的電極即可。20.(14分)(2023安徽銅陵一中期中創(chuàng)新改編)根據(jù)所學(xué)知識,回答下列問題:(1)下列變化中,屬于放熱反應(yīng)的是

(填序號,下同),屬于吸熱反應(yīng)的是

。①氧化鈣與水反應(yīng);②石灰石在高溫下的分解反應(yīng);③酸堿中和反應(yīng);④二氧化碳通過熾熱的炭發(fā)生的反應(yīng);⑤食物因氧化而腐敗發(fā)生的反應(yīng);⑥碳酸氫鈉與檸檬酸的反應(yīng);⑦干冰汽化。(2)已知:鍵能是指氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)