资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩13页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化精品课时训练
展开
这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化精品课时训练，文件包含同步讲义高中化学鲁科版2019必修第二册--22化学反应与能量转化讲原卷版docx、同步讲义高中化学鲁科版2019必修第二册--22化学反应与能量转化讲解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。
知识精讲
知识点1、感受化学反应中的能量变化
1．活动探究——感受化学反应中的能量变化
感受化学反应中的能量变化
请利用所给用品进行实验，感受化学反应中的能量变化。
实验用品锌粉，铁粉，碳酸氢钠，稀盐酸，柠檬酸，蒸馏水；试管，烧杯，温度计，胶头滴管，药匙。
实验方案设计及实施：
(1)铁粉和稀盐酸反应
(2)锌粉和柠檬酸的反应
(3)碳酸氢钠和柠檬酸反应
2．结论
化学反应都伴随着能量变化，有的吸收能量，有的释放能量。
【跟踪训练】
1．（2021·甘肃庆阳期中）在一定条件下，1ml白磷转化为红磷放出29.2kJ热能。在该条件下，下列说法正确的是( )
A．白磷比红磷的能量低B．该变化为物理变化
C．白磷比红磷稳定D．该变化的本质是旧化学键断裂，新化学键形成
2．（2021·宁夏海原期末）对于反应H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl，下列说法中正确的是( )
A．产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
C．断开1ml H－H键和1ml Cl－Cl键所吸收的总能量大于形成1ml H－Cl键所放出的能量
D．该反应中，化学能只转变为热能
3.(2021·山东日照期中)依据如图信息，所得结论错误的是( )
A.该图像可以表示氯化铵固体与消石灰反应的能量变化
B.该反应过程中，一定有其他形式的能量转化成化学能
C.该反应过程中，形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量
D.因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应一定需要加热才可进行
知识点2、吸热反应与放热反应
1. 化学反应都伴随着能量变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。
①吸热反应：最终表现为吸收热量的化学反应。
②放热反应：最终表现为释放热量的化学反应。
2.常见的放热反应和吸热反应
【知识总结】有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定”
(1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下能发生。
(2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程也不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
3. 吸热反应和放热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物总能量的相对大小判断——决定因素。
若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，否则是吸热反应。
(2)根据化学键破坏或形成时的能量变化判断——用于计算。
若破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，否则是吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。
由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。
【跟踪训练】
1. (2021·湖南师大附中期中)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
2．下列反应一定属于放热反应的是( )
A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B．反应物能量比生成物能量低的反应
C．化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应
D．不需要加热就能发生的反应
3．(2021·山东泰安期末)已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．2H→H2过程中形成的化学键是共价键
B．相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低
C．2H→H2过程中形成1 ml新化学键放出437.6 kJ的能量
D．1 ml H2离解成2 ml H要放出437.6 kJ热量
知识点3、化学反应中能量变化的本质
1．化学反应中能量变化的实质(微观探析)
(1)以氢气燃烧生成水蒸气的能量变化为例，探究化学变化中能量变化的本质
在25 ℃和101 kPa的条件下，
①断裂1 ml H2和eq \f(1,2) ml O2中的化学键吸收的总能量：436 kJ＋249 kJ＝685 kJ，生成1 ml H2O，即形成2 ml“O—H”共价键释放的能量为930 kJ。
②显然释放的总能量吸收的总能量，则该反应为放热反应。
③燃烧1 ml H2生成水蒸气时放出能量：245 kJ。
(2)用图示表示化学反应中的能量变化
E1＜E2，反应释放能量(放热反应)，释放能量：E2－E1；
E1＞E2，反应吸收能量(吸热反应)，吸收能量：E1－E2。
(3)重新认识化学变化
化学变化过程中既有物质变化，又伴随能量变化，表示如下：
2．从物质本身所具有的能量角度理解(宏观角度)
只关注反应前后物质的总能量不分析反应过程，用图示表示：
反应物的总能量＞生成物的总能量，是放热反应；
反应物的总能量＜生成物的总能量，是吸热反应。
3．研究化学反应中能量变化的意义
(1)有效利用化学反应将化学能转化为热能、电能及其他形式的能量，用于生产生活和科学研究。
(2)开发新能源，提高能量利用效率。
(3)利用热能、电能等促使很多化学反应的发生，获得所需物质。
【跟踪训练】
1．下列说法不正确的是( )
①任何化学反应都伴有能量变化
②根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量
③化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
④煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率
⑤等质量的氢气燃烧生成水蒸气所放出的热量低于生成液态水所放出的热量
⑥等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成SO2气体，硫粉放出的热量多
A．①③⑤ B．①②③④⑤⑥ C．②⑥ D．②③④⑥
2．（2021·山东聊城期末）利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示：
则下列说法错误的是( )
A．过程中实现了光能转化为化学能
B．氢能资源丰富，属于可再生能源
C．过程I吸收能量，过程II释放能量
D．2H2Oeq \(=====,\s\up7(光照),\s\d7(催化剂))2H2＋O2反应的能量变化如右图所示
3.(2021·山东枣庄一中期中)如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列叙述正确的是( )
A.Mg(s)所具有的能量高于MgX2(s)所具有的能量
B.电解MgCl2制Mg(s)和Cl2(g)是吸热过程
C.热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
D.常温下氧化性：F2知识点4、化学反应能量转化的重要应用——化学电池
1.观察思考
初识氢氧燃料电池
人们不仅利用氢气、氧气反应产生的热能为火箭升空提供动力，还通过电池利用氢气、氧气反应产生的电能为航天器供电。下图是一个简易的氢氧燃料电池的实验装置示意图。请用图a装置电解获得氢气和氧气，再按图b所示连接装置进行实验，记录观察到的实验现象。
实验现象：b装置中电流表指针发生明显偏转。
燃料电池中发生的反应：2H2 + O2 = 2H2O。
2.原电池的构成
3．形成原电池的条件
1．下列装置能形成原电池的是( )
A．①②③⑦ B．①②⑤⑥ C．①②③④ D．①②③⑥⑦
2．（2021·四川南充期末）下列关于原电池工作原理说法正确的是( )
A．正极失电子发生氧化反应 B．电子从负极经过电解质溶液流向正极
C．电流从正极流向负极 D．电解质溶液中阳离子向负极移动
3.某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。
(1)打开K，观察到的现象为______________。
(2)关闭K，观察到的现象是______________，此电池的负极电极反应式为__________________，总反应式为______________。
(3)关闭K，溶液中阳离子向_____(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是_______。
知识点5、设计简单的原电池
1．探究活动
2.工作原理分析
(1)分析装置图并填空
(2)原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
分析：较活泼的金属做负极失电子发生氧化反应，电子由负极流向较不活泼的一极（正极）；溶液中氧化性较强的阳离子，在正极得电子，发生还原反应，内电路（电解质溶液）中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。
(3)原电池中阴阳离子及电子的移动方向
①外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反。
②内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由正流向负极。具体情况如图所示。
【跟踪训练】
1．（2021·云南罗平检测）理论上放热的氧化还原反应都可以设计成原电池，关于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计成原电池的说法中正确的是( )
A．硝酸可能为电解质溶液B．工作时溶液H+向负极移动
C．负极反应为2H++2e-=H2↑D．碳棒可能为原电池正极
2．(2021·江苏南通模拟)如图所示装置，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
3. 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（）
A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应：2H2＋O2= 2H2O
4.(2021·河南郑州期中)从理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+”设计了一个化学电池，如图所示，已知在外电路中，电流从a极流向b极。请回答下列问题:
(1)b极是电池的________极，材料是________，写出该电极的反应式: ________。
(2)a可以为________ (填标号)。
A.铜 B.银 C.铁 D.石墨
(3)c是________(填标号)。
A.CuSO4溶液 B.AgNO3溶液 C.酒精溶液
(4)若该反应过程中有0.2 ml电子发生转移，则生成的Ag为________g。
知识点6、发展中的化学电源
1．锌锰干电池
（1）酸性锌锰干电池
负极材料：Zn 正极材料：碳棒
电解质溶液：ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质
电极反应为：负极 Zn－2 e－＝Zn2＋
正极 2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2
正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝[Zn(NH3)4]2+
拓展：（2）碱性锌锰干电池
碱性锌锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。
负极材料：Zn 正极材料：碳棒
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO+H2O
电极反应：MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－
总反应：Zn＋MnO2＋2H2O===ZnO+Mn(OH)2
2.铅蓄电池
铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用含锑5%～8%的铅锑合金铸成格板，在正极格板上附着一层PbO2，负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
放电时电极反应为：
负极：Pb＋－2e＝PbSO4↓
正极：PbO2＋4H+＋＋2e＝PbSO4↓＋2H2O
充电时电极反应为：
阳极：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋
阴极：PbSO4＋2e＝Pb＋
蓄电池放电和充电的总反应式：
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)
目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，性能良好，价格低廉，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中，缺点是比较笨重。
3．氢氧燃料电池
（1）基本组成与特点
（2）类型
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种：
【跟踪训练】
1．(2021·河南鲁山检测)普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，下列说法不正确的是( )
A．石墨作正极
B．锌发生氧化反应
C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌
D．电池工作时，每消耗6.5 g锌，线路中会转移0.2ml电子
2．(2021·四川成都期中)银锌纽扣电池，其电池的电池反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
下列说法不正确的是( )
A．锌作负极，发生氧化反应
B．正极为Ag2O，发生还原反应
C．电池工作时，电流从Ag2O经导线流向Zn
D．负极的电极方程式为：Zn－2e－===Zn2＋
3．（2021·四川南充检测）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( )
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是作催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag
知识点7、原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率
(1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。
(2)实例：实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
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。即活动性：负极(金属)>正极(金属)。
3.用于保护金属
使被保护的金属制品与比其活泼的金属相连接，作原电池正极而得到保护。例如，在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块，锌块与钢铁外壳形成原电池，锌作负极，铁作正极被保护。
4．设计原电池
(1)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)，氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。
(2)步骤：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例。
6. 原电池中正、负极的判断方法
1．实验室制取氢气最好的方法是( )
A．纯锌与稀硫酸反应B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
2.(2021·河南新乡期中)X、Y、Z、M、N代表五种金属单质，有以下反应：
①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；
②M、N为电极，与N的盐溶液组成原电池，电子从M极流出，经过外电路流入N极；
③Z+2H2O(冷水) =Z(OH)2+H2↑；
④水溶液中，X+Y2+=X2++Y。
则这五种金属的活泼性由强到弱的顺序为( )
A.Z>X>Y>M>NB.Z>Y>X>M>N C.Z>X>Y>N>MD.X>Y>M>N>Z
3．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO，下列说法正确的是( )
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．电极a上发生还原反应
C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
D．该装置中每生成1 ml CO，同时生成1 ml O2放热反应
吸热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
设计电路及依据
实验现象
氧化还原反应：
铜片上有大量的无色气泡产生并逸出，锌片不断溶解，电流表指针发生偏转
确定负极
选择负极反应物：Zn
选择负极材料：Zn
确定正极
选择正极反应物：H＋
选择正极材料：Cu
形成闭合回路
选择离子导体：H2SO4
选择电子导体：导线
种类
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池反应式
2H2＋O2===2H2O
步骤
实例
将反应拆分为电极反应
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
正极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
选择电极材料
负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属
Fe
正极：活泼性弱于负极材料的金属或能导电的非金属
Cu或C等
选择电解质
一般为与负极反应的电解质溶液
CuSO4溶液
画出装置图
知识精讲
知识点1、感受化学反应中的能量变化
1．活动探究——感受化学反应中的能量变化
感受化学反应中的能量变化
请利用所给用品进行实验，感受化学反应中的能量变化。
实验用品锌粉，铁粉，碳酸氢钠，稀盐酸，柠檬酸，蒸馏水；试管，烧杯，温度计，胶头滴管，药匙。
实验方案设计及实施：
(1)铁粉和稀盐酸反应
(2)锌粉和柠檬酸的反应
(3)碳酸氢钠和柠檬酸反应
2．结论
化学反应都伴随着能量变化，有的吸收能量，有的释放能量。
【跟踪训练】
1．（2021·甘肃庆阳期中）在一定条件下，1ml白磷转化为红磷放出29.2kJ热能。在该条件下，下列说法正确的是( )
A．白磷比红磷的能量低B．该变化为物理变化
C．白磷比红磷稳定D．该变化的本质是旧化学键断裂，新化学键形成
2．（2021·宁夏海原期末）对于反应H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl，下列说法中正确的是( )
A．产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
C．断开1ml H－H键和1ml Cl－Cl键所吸收的总能量大于形成1ml H－Cl键所放出的能量
D．该反应中，化学能只转变为热能
3.(2021·山东日照期中)依据如图信息，所得结论错误的是( )
A.该图像可以表示氯化铵固体与消石灰反应的能量变化
B.该反应过程中，一定有其他形式的能量转化成化学能
C.该反应过程中，形成新化学键释放的总能量小于断裂旧化学键吸收的总能量
D.因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应一定需要加热才可进行
知识点2、吸热反应与放热反应
1. 化学反应都伴随着能量变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。
①吸热反应：最终表现为吸收热量的化学反应。
②放热反应：最终表现为释放热量的化学反应。
2.常见的放热反应和吸热反应
【知识总结】有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定”
(1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下能发生。
(2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程也不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
3. 吸热反应和放热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物总能量的相对大小判断——决定因素。
若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，否则是吸热反应。
(2)根据化学键破坏或形成时的能量变化判断——用于计算。
若破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，否则是吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。
由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。
【跟踪训练】
1. (2021·湖南师大附中期中)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
2．下列反应一定属于放热反应的是( )
A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B．反应物能量比生成物能量低的反应
C．化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应
D．不需要加热就能发生的反应
3．(2021·山东泰安期末)已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．2H→H2过程中形成的化学键是共价键
B．相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低
C．2H→H2过程中形成1 ml新化学键放出437.6 kJ的能量
D．1 ml H2离解成2 ml H要放出437.6 kJ热量
知识点3、化学反应中能量变化的本质
1．化学反应中能量变化的实质(微观探析)
(1)以氢气燃烧生成水蒸气的能量变化为例，探究化学变化中能量变化的本质
在25 ℃和101 kPa的条件下，
①断裂1 ml H2和eq \f(1,2) ml O2中的化学键吸收的总能量：436 kJ＋249 kJ＝685 kJ，生成1 ml H2O，即形成2 ml“O—H”共价键释放的能量为930 kJ。
②显然释放的总能量吸收的总能量，则该反应为放热反应。
③燃烧1 ml H2生成水蒸气时放出能量：245 kJ。
(2)用图示表示化学反应中的能量变化
E1＜E2，反应释放能量(放热反应)，释放能量：E2－E1；
E1＞E2，反应吸收能量(吸热反应)，吸收能量：E1－E2。
(3)重新认识化学变化
化学变化过程中既有物质变化，又伴随能量变化，表示如下：
2．从物质本身所具有的能量角度理解(宏观角度)
只关注反应前后物质的总能量不分析反应过程，用图示表示：
反应物的总能量＞生成物的总能量，是放热反应；
反应物的总能量＜生成物的总能量，是吸热反应。
3．研究化学反应中能量变化的意义
(1)有效利用化学反应将化学能转化为热能、电能及其他形式的能量，用于生产生活和科学研究。
(2)开发新能源，提高能量利用效率。
(3)利用热能、电能等促使很多化学反应的发生，获得所需物质。
【跟踪训练】
1．下列说法不正确的是( )
①任何化学反应都伴有能量变化
②根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量
③化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
④煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率
⑤等质量的氢气燃烧生成水蒸气所放出的热量低于生成液态水所放出的热量
⑥等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成SO2气体，硫粉放出的热量多
A．①③⑤ B．①②③④⑤⑥ C．②⑥ D．②③④⑥
2．（2021·山东聊城期末）利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示：
则下列说法错误的是( )
A．过程中实现了光能转化为化学能
B．氢能资源丰富，属于可再生能源
C．过程I吸收能量，过程II释放能量
D．2H2Oeq \(=====,\s\up7(光照),\s\d7(催化剂))2H2＋O2反应的能量变化如右图所示
3.(2021·山东枣庄一中期中)如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列叙述正确的是( )
A.Mg(s)所具有的能量高于MgX2(s)所具有的能量
B.电解MgCl2制Mg(s)和Cl2(g)是吸热过程
C.热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
D.常温下氧化性：F2
1.观察思考
初识氢氧燃料电池
人们不仅利用氢气、氧气反应产生的热能为火箭升空提供动力，还通过电池利用氢气、氧气反应产生的电能为航天器供电。下图是一个简易的氢氧燃料电池的实验装置示意图。请用图a装置电解获得氢气和氧气，再按图b所示连接装置进行实验，记录观察到的实验现象。
实验现象：b装置中电流表指针发生明显偏转。
燃料电池中发生的反应：2H2 + O2 = 2H2O。
2.原电池的构成
3．形成原电池的条件
1．下列装置能形成原电池的是( )
A．①②③⑦ B．①②⑤⑥ C．①②③④ D．①②③⑥⑦
2．（2021·四川南充期末）下列关于原电池工作原理说法正确的是( )
A．正极失电子发生氧化反应 B．电子从负极经过电解质溶液流向正极
C．电流从正极流向负极 D．电解质溶液中阳离子向负极移动
3.某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。
(1)打开K，观察到的现象为______________。
(2)关闭K，观察到的现象是______________，此电池的负极电极反应式为__________________，总反应式为______________。
(3)关闭K，溶液中阳离子向_____(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是_______。
知识点5、设计简单的原电池
1．探究活动
2.工作原理分析
(1)分析装置图并填空
(2)原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
分析：较活泼的金属做负极失电子发生氧化反应，电子由负极流向较不活泼的一极（正极）；溶液中氧化性较强的阳离子，在正极得电子，发生还原反应，内电路（电解质溶液）中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。
(3)原电池中阴阳离子及电子的移动方向
①外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反。
②内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由正流向负极。具体情况如图所示。
【跟踪训练】
1．（2021·云南罗平检测）理论上放热的氧化还原反应都可以设计成原电池，关于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计成原电池的说法中正确的是( )
A．硝酸可能为电解质溶液B．工作时溶液H+向负极移动
C．负极反应为2H++2e-=H2↑D．碳棒可能为原电池正极
2．(2021·江苏南通模拟)如图所示装置，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
3. 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（）
A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应：2H2＋O2= 2H2O
4.(2021·河南郑州期中)从理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+”设计了一个化学电池，如图所示，已知在外电路中，电流从a极流向b极。请回答下列问题:
(1)b极是电池的________极，材料是________，写出该电极的反应式: ________。
(2)a可以为________ (填标号)。
A.铜 B.银 C.铁 D.石墨
(3)c是________(填标号)。
A.CuSO4溶液 B.AgNO3溶液 C.酒精溶液
(4)若该反应过程中有0.2 ml电子发生转移，则生成的Ag为________g。
知识点6、发展中的化学电源
1．锌锰干电池
（1）酸性锌锰干电池
负极材料：Zn 正极材料：碳棒
电解质溶液：ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质
电极反应为：负极 Zn－2 e－＝Zn2＋
正极 2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2
正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝[Zn(NH3)4]2+
拓展：（2）碱性锌锰干电池
碱性锌锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。
负极材料：Zn 正极材料：碳棒
电极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO+H2O
电极反应：MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－
总反应：Zn＋MnO2＋2H2O===ZnO+Mn(OH)2
2.铅蓄电池
铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用含锑5%～8%的铅锑合金铸成格板，在正极格板上附着一层PbO2，负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
放电时电极反应为：
负极：Pb＋－2e＝PbSO4↓
正极：PbO2＋4H+＋＋2e＝PbSO4↓＋2H2O
充电时电极反应为：
阳极：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋
阴极：PbSO4＋2e＝Pb＋
蓄电池放电和充电的总反应式：
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)
目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，性能良好，价格低廉，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中，缺点是比较笨重。
3．氢氧燃料电池
（1）基本组成与特点
（2）类型
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种：
【跟踪训练】
1．(2021·河南鲁山检测)普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，下列说法不正确的是( )
A．石墨作正极
B．锌发生氧化反应
C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌
D．电池工作时，每消耗6.5 g锌，线路中会转移0.2ml电子
2．(2021·四川成都期中)银锌纽扣电池，其电池的电池反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
下列说法不正确的是( )
A．锌作负极，发生氧化反应
B．正极为Ag2O，发生还原反应
C．电池工作时，电流从Ag2O经导线流向Zn
D．负极的电极方程式为：Zn－2e－===Zn2＋
3．（2021·四川南充检测）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( )
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是作催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag
知识点7、原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率
(1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。
(2)实例：实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
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。即活动性：负极(金属)>正极(金属)。
3.用于保护金属
使被保护的金属制品与比其活泼的金属相连接，作原电池正极而得到保护。例如，在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块，锌块与钢铁外壳形成原电池，锌作负极，铁作正极被保护。
4．设计原电池
(1)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)，氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。
(2)步骤：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例。
6. 原电池中正、负极的判断方法
1．实验室制取氢气最好的方法是( )
A．纯锌与稀硫酸反应B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
2.(2021·河南新乡期中)X、Y、Z、M、N代表五种金属单质，有以下反应：
①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；
②M、N为电极，与N的盐溶液组成原电池，电子从M极流出，经过外电路流入N极；
③Z+2H2O(冷水) =Z(OH)2+H2↑；
④水溶液中，X+Y2+=X2++Y。
则这五种金属的活泼性由强到弱的顺序为( )
A.Z>X>Y>M>NB.Z>Y>X>M>N C.Z>X>Y>N>MD.X>Y>M>N>Z
3．利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO，下列说法正确的是( )
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．电极a上发生还原反应
C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动
D．该装置中每生成1 ml CO，同时生成1 ml O2放热反应
吸热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
设计电路及依据
实验现象
氧化还原反应：
铜片上有大量的无色气泡产生并逸出，锌片不断溶解，电流表指针发生偏转
确定负极
选择负极反应物：Zn
选择负极材料：Zn
确定正极
选择正极反应物：H＋
选择正极材料：Cu
形成闭合回路
选择离子导体：H2SO4
选择电子导体：导线
种类
酸性
碱性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池反应式
2H2＋O2===2H2O
步骤
实例
将反应拆分为电极反应
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
正极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
选择电极材料
负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属
Fe
正极：活泼性弱于负极材料的金属或能导电的非金属
Cu或C等
选择电解质
一般为与负极反应的电解质溶液
CuSO4溶液
画出装置图
相关试卷
高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化习题： 这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化习题，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化同步达标检测题： 这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化同步达标检测题，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
【同步讲义】高中化学（鲁科版2019）必修第二册--微项目 海带提碘与海水提溴（讲）： 这是一份【同步讲义】高中化学（鲁科版2019）必修第二册--微项目 海带提碘与海水提溴（讲），文件包含同步讲义高中化学鲁科版2019必修第二册--微项目海带提碘与海水提溴讲原卷版docx、同步讲义高中化学鲁科版2019必修第二册--微项目海带提碘与海水提溴讲解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
