化学反应与能量变化【化学课外】

1、化学反应与能量变化第1课时化学反应与热能一、 化学反应与能量1实验探究：实验操作试管中加入2 mL 2 molL-1盐酸，并用温度计测量其温度，再向试管中放入打磨过的镁条将20 g Ba（OH）28H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，玻璃片盖上烧杯实验装置 实验现象_有刺激性气味气体产生，用手触摸杯壁下部，烧杯壁_，试着用手拿起烧杯，_镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计的示数升高变凉木片黏在烧杯上实验结论该反应_该反应_化学反应发生时伴有_放出热量吸收热量热量的释放和吸收2放热反应和吸热反应（1）含义：放热反应：_的化学反应

2、。吸热反应：_的化学反应。释放热量吸收热量（2）实例：放热反应：a镁条、铝片与盐酸的反应；b木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧；c氢气与氯气的化合。吸热反应：a氢氧化钡与氯化铵的反应；b盐酸与碳酸氢钠的反应；c灼热的炭与二氧化碳的反应。【微思考】冬季生活中常常采用下列方法获得热量：烧炭取暖；用电暖器取暖；天然气壁挂炉取暖；空调取暖；地下水循环取暖等，都属于放热反应吗？提示：属于。发生化学反应时释放热量才是放热反应，分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应。是电能转化为热能；只是热量的交换。二、 化学键与化学反应中能量变化的关系1化学反应中能量变化的本质原因：（1）原因：（2）实例：计算分析：化学键反应中能量

3、变化1 mol化学键反应中能量变化HH吸收436 kJ共吸收679 kJClCl吸收243 kJHCl放出431 kJ共放出862 kJ结论679 kJ-862 kJ=-183 kJ，即反应放出183 kJ热量2多角度分析化学反应的能量变化分析角度放热反应吸热反应微观断键吸收的热量_成键放出的热量断键吸收的热量_成键放出的热量宏观反应物的总能量_生成物的总能量反应物的总能量_生成物的总能量小于大于大于小于【巧判断】（1）吸热反应需要加热才能反应。（）提示：。如氢氧化钡与氯化铵的反应吸热，在常温下就能进行。（2）已知Al与稀盐酸的反应为放热反应，即Al的能量大于H2的能量。（）提示：。反应放热说

4、明反应物的总能量大于生成物的总能量，即Al与稀盐酸具有的总能量大于AlCl3与H2所具有的总能量，而Al与H2的能量大小无法比较。（3）有能量变化的物质变化一定是化学变化。（）提示：。有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化时也伴有能量变化。如冰融化、氢氧化钠的溶解等。三、 人类对能源的利用1利用的三个阶段：2化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题（1）一是其短期内不可再生，储量有限；（2）二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。3在燃料利用过程中，节能的主要环节：（1）燃料燃烧阶段可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃

5、烧效率；（2）能量利用阶段可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能量利用率。4新能源（1）特点：资源丰富、_。（2）人们比较关注的新能源：_能、_能、地热能、海洋能和_能等。可以再生，对环境无污染太阳风氢【情境思考】2019中国（山西）国际清洁能源博览会于2019年6月28日上午在太原开幕。本次展会以“清洁低碳、绿色发展”为主题，聚焦煤炭清洁利用、新能源、储能、节能环保等领域，展示新技术新产品新应用，搭建中西部清洁能源及设备供需平台，促进煤改电、煤改气、煤改清洁采暖在中西部的实施，加强雾霾的治理，有效改善呼吸环境。（1）提

6、高燃料的燃烧效率应该从哪些方面考虑？提示：使燃料与氧气充分接触，如将煤粉碎、液化和气化；通入充足的氧气。（2）日常生产、生活中常常采用下列能源：煤；石油；天然气；太阳能；水能；氢能；核能；风能；地热能等，属于清洁能源的有哪些？提示：。清洁能源即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和可再生能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、水能、生物能（沼气）、地热能（包括地源和水源）、海潮能等能源。知识点一放热反应与吸热反应的理解【重点释疑】1放热反应与吸热反应的比较：放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的

7、总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量放热反应吸热反应反应过程图示 2常见的放热反应和吸热反应3化学反应遵循的两条基本规律（1）质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。（2）能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包含的总能量不变。【思考讨论】（1）做实验时，吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？提示：持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就

8、停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。（2）放热反应一定容易发生，吸热反应一定难发生吗？提示：不一定。反应放热和吸热与反应的条件无关，有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而有些吸热反应常温下就能发生，如Ba（OH）28H2O与NH4Cl的反应。【案例示范】【典例】（2019菏泽高一检测）下列说法正确的是（）AFe与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应BHNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量C分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应D合成氨的反应是放热反应，所以

9、N2与其他物质的反应也是放热反应【解题指南】解答本题需注意以下3点：（1）反应放热还是吸热与反应条件无关。（2）熟记常见的放热反应和吸热反应类型。（3）注意知识迁移的合理性。【解析】选B。Fe与S虽然需加热才能发生反应，但反应开始后，停止加热，反应能继续进行，加热只是为了引发反应，所以该反应是放热反应，A错误；中和反应都是放热反应，B正确；分解反应不一定是吸热反应，如H2O2的分解反应就是放热反应，化合反应也不一定是放热反应，如CO2与C的反应就是吸热反应，C错误；与N2反应的物质不同，能量变化也不同，不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化，如N2和O2在放电条件下生成

10、NO就是吸热反应，D错误。【母题追问】（1）上题B项含有等物质的量H2SO4的稀硫酸、浓硫酸分别与足量的氢氧化钠溶液反应放出的热量相等吗？提示：不相等。浓硫酸与足量的氢氧化钠溶液反应放出的热量除了中和反应放出的热量，还有浓硫酸稀释放出的热量。（2）从物质能量的角度解释上题D项合成氨反应放热的原因？提示：合成氨反应中，参加反应的N2和H2的总能量大于生成的NH3的总能量，故反应放热。【规律方法】放热反应和吸热反应判断“四”方法（1）依据反应条件判断。通常需要持续加热的反应为吸热反应。（2）依据能量变化图象判断。反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应；反之，则为吸热反应。（3）依据断键

11、和成键所吸收和释放的能量数据判断。如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量，则为吸热反应；反之，为放热反应。（4）经验判断法：根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断。【迁移应用】1（2019邯郸高一检测）下列说法正确的是（）A任何化学反应都伴随着能量的变化BH2O（g）H2O（l）该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D对于如图所示的过程，是吸收能量的过程【解析】选A。任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，B项错误；化学反应中能量变

12、化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图象知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出能量，D项错误。2（2019济南高一检测）已知2SO2+O2 2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是（）AO2的能量一定高于SO2的能量B2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3的总能量CSO2的能量一定高于SO3的能量D因该反应为放热反应，故不必加热就可发生【解析】选B。因反应2SO2+O2 2SO3为放热反应，所以2 mol SO2和1 mol O2的能量和一定高于2 mol SO3的能量，A错误，B正确，C错误；化学反应的实质是旧键

13、的断裂和新键的形成，而断键过程需要吸收能量，故放热反应有些也需要一定条件，该反应是放热的，但需要加热才能发生，D错误。【补偿训练】1下列各图中，表示吸热反应的图是（）【解析】选A。反应物的总能量小于生成物的总能量则为吸热反应。2（2019廊坊高一检测）关于吸热反应的说法正确的是（）A凡需加热的反应一定是吸热反应B只有分解反应才是吸热反应C使用催化剂的反应是吸热反应DCO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应【解析】选D。反应放热还是吸热与是否加热无直接的关系，与是否使用催化剂也无直接关系，多数吸热反应需要加热，但有的不需要加热，例如Ba（OH）28H2O与NH4Cl的反应是吸热反

14、应，且该反应属于复分解反应，故A、B、C三项错。放热反应的逆过程一定是吸热反应，D正确。【素养提升】随着人们生活节奏的加快，市场上出现了多种类型的“即食饭盒”等快速给食物加热的产品。下面让我们探究它们的工作原理。（1）有一“自热米饭”的广告播得很火，它介绍在食用时，将一无色液体加入一白色固体中，放上装米饭的盒子，过几分钟米饭马上就热气腾腾，可以食用了，非常方便。请你推测其白色固体和无色液体可能是如下哪个组合？（）A硝酸铵和水B浓硫酸和水C氧化钙和水D固体酒精和水提示：选C。硝酸铵溶于水吸热，A选项错误；浓硫酸具有腐蚀性，且操作不方便，B选项错误；氧化钙与水反应放出大量的热，C选项正确；酒精溶于

15、水时热效应不明显，D选项错误。（2）目前市面上有一种新型饭盒“即热饭盒”，其原理是在饭盒底部有两层，一层存放水，另一层存放镁和铁的混合物。使用时打开隔离层，即发生反应：Mg+2H2O=X+H2。请根据以上信息回答下列各题： 该饭盒底部“即热”存在什么能量之间的转化？提示：化学能转化为热能。 已知X是一种碱，则X的化学式是什么？你推断X的化学式的依据是什么？提示：根据质量守恒（原子守恒）定律可知X的化学式为Mg（OH）2。上述化学反应属于哪种基本反应类型？由该反应可知化学反应发生时都伴随什么变化？提示：置换反应。化学反应发生时都伴随着物质的变化和能量的变化。知识点二利用化学键计算化学反应中的能量

16、变化【重点释疑】1化学键与能量变化的关系：2计算公式：用Q（吸）表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q（放）表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。公式：Q=Q（吸）-Q（放）利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化：【思考讨论】（1）对于放热反应：2H2+O2 2H2O来说，“断裂1个HH键和1个OO键所吸收的能量小于形成1个HO键所放出的能量”这种说法是否正确？点燃=提示：不正确。在反应2H2+O2 2H2O中，每断裂1个OO键，同时断裂2个HH键，形成4个HO键；正确说法是断裂2个HH键和1个OO键所吸收的能量小于形成4个HO键所放出的能量。点燃=（2）如图是1 mo

17、l氢气燃烧的能量变化图，试分析a、b表示的含义。提示：化学反应发生时首先断裂反应物中的化学键，再形成生成物中的化学键，故a表示破坏1 mol HH键、05 mol OO键所吸收的能量，b表示形成2 mol HO键所放出的能量。【案例示范】【典例】断开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。（1）1 mol N2完全反应生成NH3需_（填“吸收”或“放出”）能量_kJ。（2）1 mol H2完全反应生成NH3需_（填“吸收”或“放出”）能量_kJ。（不考虑可逆反应）【思维建模】解答利用键能计算热量的试题思路如下：【解

18、析】本题可以从断键吸收的能量数值与成键放出的能量数值的相对大小来判断，若E（断键）E（成键），则为吸热反应；若E（断键）587 kJ，所以该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。【补偿训练】1（2019孝感高一检测）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（）A1 mol A2和1 mol B2完全反应吸收（y-x） kJ热量B断裂1 mol AA键和1 mol BB键放出x kJ的能量C断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量【解析】选C。从题图可以看出，反应

19、物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，1 mol A2和1 mol B2完全反应放出（y-x） kJ热量，A、D项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。2（2019潍坊高一检测）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（或断开）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，现提供断裂（或形成）1 mol以下化学键的吸收（或放出）的能量（kJ）：PP：198，PO：360，OO：498，则反应P4（白磷）+3O2=P4O6生成1 mol P4O6（）A放出1 638 kJ热量B吸收1 638 kJ热量C放出126 kJ热量D吸收

20、126 kJ热量【解析】选A。由反应方程式知，该反应的能量变化包括1 mol P4、3 mol O2断裂键吸收的能量和1 mol P4O6形成键放出的能量。由各物质的分子结构知1 mol P4含6 mol PP键，3 mol O2含3 mol OO键，1 mol P4O6含12 mol PO键，故 （198 kJ6+498 kJ3）-360 kJ12=-1 638 kJ，即放出1 638 kJ热量。【素养提升】据巴西政府网站公布的消息，巴西国家空间研究所的研发团队开发出了一种可作火箭和卫星引擎推动剂的新型燃料，其原料以低价的乙醇为主，大大压缩发射成本。（1）已知乙醇的结构式为 ，1 mol C

21、2H5OH含有共价键的物质的量是多少？提示：1 mol 乙醇含有1 mol CC键、5 mol CH键、1 mol CO键、1 mol OH键，共8 mol。（2）乙醇燃烧是吸热反应还是放热反应？提示：燃烧均为放热反应。（3）已知断开或生成1 mol化学键的数据如下：化学键CCCHOOHOCOCO键能/（kJmol-1）348413498463351745则1 mol乙醇与O2完全燃烧生成CO2和H2O放出的能量是多少？提示： C2H5OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（g），则断裂化学键吸收的能量为348 kJ+5413 kJ+351 kJ+463 kJ+3498 kJ=4

22、721 kJ，生成化学键放出的能量为2 mol2745 kJmol-1+3 mol2463 kJmol-1=5 758 kJ，整个过程放出能量，能量变化为5 758 kJ-4 721 kJ=1 037 kJ。【课堂回眸】第2课时化学反应与电能一、 化学能转化为电能1化学能间接转化为电能（2）关键燃烧（氧化还原反应）。【情境思考】火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用燃料发热，加热水，形成高温高压过热蒸汽，然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功，冲击汽轮机转子高速旋转，带动发电机转子（电磁场）旋转，定子线圈切割磁感线，发出电能。（1）火力发电存在几种形式的能量转化？提示：化学能转化为热能

23、、热能转化为机械能、机械能转化为电能3种形式。（2）试分析火力发电有哪些弊端？提示：使用的化石燃料属于不可再生资源；化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体（如SO2、CO等）及粉尘，污染环境；能量经过多次转化，能量利用率低。2化学能直接转化为电能原电池（1）实验探究：实验装置实验现象实验结论 _锌与稀硫酸_，铜与稀硫酸_锌片上有气泡，铜片上无气泡反应不反应实验装置实验现象实验结论 _产生H2（还原反应）的位置发生了改变 _该装置将_转化为_锌片上无气泡，铜片上有气泡锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转化学能电能（2）原理分析：（3）原电池：定义：把_的装置叫原电池。化学能转化为电能工作原理：

24、（以铜-锌-稀硫酸原电池为例）电极材料电极名称电子转移电极反应式反应类型锌负极_铜正极_电池反应的离子方程式_失电子Zn-2e-=Zn2+氧化反应得电子2H+2e-=H2还原反应Zn+2H+=Zn2+H2【巧判断】（1）盐酸与氢氧化钠溶液混合放热，故可以设计原电池反应。（）提示：。盐酸与氢氧化钠的反应不是氧化还原反应。（2）铜-锌-稀硫酸原电池中，铜换成石墨棒也能产生电流。（）提示：。原电池中正极材料不参与反应，只起到导电的作用，石墨棒可以导电。二、化学电池新能源和可再生能源的重要组成部分1一次电池锌锰干电池构造示意图 工作原理负极_锌被氧化，逐渐消耗电解质氯化铵糊正极_被还原特点放电后_充电

25、便于携带，价格低锌筒石墨棒二氧化锰不能2二次电池【微思考】生活中电动车、手机的电池属于一次电池还是二次电池？提示：电动车、手机的电池都可以反复充电使用，都属于二次电池。3发展中的燃料电池知识点一原电池的构成条件及正负极的判断方法【重点释疑】1原电池的构成条件“两极一液一线一反应”2原电池的工作原理（1）两反应：正极还原反应；负极氧化反应。（2）三方向：电流方向：正极负极；电子流动方向（导线中）：负极正极；阴阳离子移动方向（电解质溶液中）：阳离子：负极正极；阴离子：正极负极。3原电池正负极的判断方法【易错提醒】（1）构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极

26、材料可能参与反应，也可能不参与反应。（2）两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。（3）在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼性的强弱，也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。【思考讨论】（1）原电池内部阴、阳离子如何移动？移动的原因是什么？提示：阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子

27、生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。（2）两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同通入电解质溶液中就能构成原电池吗？提示：不一定。构成原电池除具备两种活泼性不同的金属电解质溶液形成闭合回路外，还必须有一个能自发进行的氧化还原反应，如图由于Cu、Ag都不能与稀硫酸反应，故不能构成原电池。【案例示范】【典例】（2019淄博高一检测）如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是（）AB极为原电池的正极BA、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸CC中阳离子向A极移动DA极发生氧化反应【思维建模】解答有关原电池问题的思维流

28、程如下：【解析】选C。原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应，溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D项正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C项错误。【母题追问】（1）若将“B极上有气泡产生”改为“B极上有金属析出”，答案选什么？提示：选BC。“B极上有金属析出”说明在正极上电解质溶液中的金属阳离子发生还原反应，B项也错误。（2）将上题B项改为“A、B、C分别为Fe、Cu和浓硝酸”，能否构成原电池？若能，正负极分别是什么？提示：能构成原电池。由于Fe被浓硝酸钝化，Fe作正极，Cu为负极。【迁移应用】1（20

29、19汕头高一检测）某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是（）Aa和b不连接时，铁片上会有H2产生Ba和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cu2+2e-=CuCa和b用导线连接时，电子由a流向bD无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色【解析】选D。A项，a和b不连接时，铁和Cu2+发生置换反应而析出铜，没有氢气生成，错误；B项，a和b用导线连接时构成原电池，铁是负极，铁片上发生氧化反应：Fe-2e-=Fe2+，错误；C项，Fe比铜活泼，形成原电池反应时Fe为负极，则电子由b流向a，错误；D项，无论a和b是否连接，铁片均会溶解，都生成亚铁离子，溶液由蓝色变为浅绿

30、色，D正确。2（2019邯郸高一检测）将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，经过一段时间后，下列各项叙述正确的是（）A负极有Cl2逸出，正极有H2逸出B负极附近Cl-的浓度减小C正极附近Cl-的浓度逐渐增大D溶液中Cl-的浓度基本不变【解析】选D。铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中构成原电池，铁作负极，发生反应Fe-2e-=Fe2+，银作正极，发生反应2H+2e-=H2，故A错误；溶液中Cl-移向负极，负极附近Cl-的浓度增大，正极附近Cl-的浓度逐渐减小，而溶液中Cl-的浓度基本不变，B、C错误，D正确。【补偿训练】1 关于如图所示的装置的叙述中正确的是（）A铜是正极B溶液中的F

31、e3+向铜棒移动C电子从铜片经导线流向碳棒D碳棒上有红色铜生成【解析】选C。首先书写此电池中发生的化学反应方程式（电池反应式）2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+，在此反应中铜失电子，作原电池负极，电子从铜片经导线流向碳棒，在碳棒上电子与溶液中的Fe3+结合生成Fe2+，所以碳棒作正极，溶液中的阳离子向正极移动，即溶液中的Fe3+向正极碳棒移动。2（2019长沙高一检测）下列各组材料中，不能组成原电池的是（）ABCD两极材料Zn片，石墨Cu片，Ag片Zn片，Cu片Fe片，Cu片插入溶液H2SO4AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸【解析】选C。构成原电池的条件是活泼性不同的金属或金属和非金属，导线相连并

32、插入电解质溶液中，则A、B、D均可以构成原电池，C中蔗糖是非电解质，故C不能构成原电池。【素养提升】近年来野外生存的真人秀节目在各大卫视频繁播放。某节目中野外生存达人用一个柠檬、一排铜钉和一排锌钉制作的水果电池用于野外生火。某同学感到好奇自己制作了一个这样的“超级柠檬电池”。（1）该电池的电池反应是什么？提示：该电池利用了金属锌与酸的反应，离子方程式为Zn+2H+=Zn2+ H2。（2）若用铁片代替锌片LED灯能不能亮？ 若用铁片代替铜片呢？提示：若用铁片代替锌片，由于铁能与酸反应，LED灯仍然能亮；若用铁片代替铜片，由于锌比铁活泼，仍然发生反应Zn+2H+=Zn2+ H2，LED灯仍然能亮。

33、（3）若用银片代替锌片LED灯能不能亮？提示：不能。银片代替锌片，银和铜都不能与酸反应，无电流产生，LED灯不亮。（4）由上面分析可知构成原电池的条件有哪些？提示：两个活泼性不同的金属电极或金属与石墨；电解质溶液；闭合回路；自发进行的氧化还原反应。知识点二原电池原理的应用【重点释疑】1加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池可以加快反应速率。2比较金属活泼性强弱： 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。3用于金属保护将被保护的金属与比其活泼的金属连接。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

34、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。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步骤实例选择电极材料负极：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石墨Cu或C选择电解质一般为与负极反应的电解质CuSO4溶液步骤实例画出装置图 【思考讨论】（1）在原电池中，负极材料的金属性一定大于正极材料吗？提示：一般原电池中负极材料的金属性大于正极材料，在特殊情况下也有特例，如Al-Mg-NaOH原电池中，Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，

35、Mg作正极。（2）如何利用Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag设计原电池？提示：该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反应（负极反应）：Cu-2e-=Cu2+。还原反应（正极反应）：2Ag+2e-=2Ag。故Cu作负极，活泼性比Cu差的材料作正极，如Ag、C等，AgNO3溶液作电解质溶液。如图：【案例示范】【典例1】（2019岳阳高一检测） 把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（）AACDBBACBDC

36、BDCADABCD【解题指南】解答本题要注意两点：（1）原电池中，负极金属的活泼性大于正极金属；（2）熟练掌握原电池正负极的判断依据。【解析】选A。A、B相连时，A为负极，则说明A与B相比较，A更加活泼；C、D相连，D上有气泡逸出，则C为电源的负极，C比D活泼；A、C相连时，A极减轻，A参与了电极反应，被消耗，应是活泼金属；B、D相连，B为正极，则D是活泼金属，作电源的负极。故有ACDB。【典例2】铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电

37、池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应式：_负极反应式：_【思维建模】解答“设计原电池”类试题思维流程如下：【解析】依据反应：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+。氧化反应为Cu-2e-=Cu2+，还原反应为2Fe3+2e-=2Fe2+，则设计思路明确：原电池组成为Cu是负极，正极材料选用比铜不活泼的铂或导电的非金属如石墨棒，电解质溶液选用FeCl3溶液。答案：（1）2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+（2）装置图 2Fe3+2e-=2Fe2+Cu-2e-=Cu2+【误区警示】设计原电池装置的两个易错点（1）能设计成原电池的反应一般是自发的放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。（2）设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以。【迁移应用】1（2019菏泽高一检测）过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是（）A加入适量NaCl溶液B加入适量的水C加入几滴硫酸铜溶液D再加入少量稀硫酸【解析】选C。若加入NaCl溶液或水，会将稀硫酸稀释，c（H+）减小，反应速率减慢；若加入几滴CuSO4溶液，则发生反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，析出的Cu与Fe、稀硫酸形成原电