考点17化学反应与能量原电池（原卷版）

考点17化学反应与能量原电池【学业要求】1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.知道吸热反应和放热反应的含义。3.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。4.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。5.通过简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理，认识其能量转化形式。6.认识研制新型电池的重要性。【考点梳理】一、放热反应与吸热反应1．放热反应与吸热反应(1)放热反应：放出热量的化学反应，如燃烧反应、中和反应、活泼金属与水或酸、铝热反应、氧化钙与水反应等。(2)吸热反应：吸收热量的化学反应，如高温下煅烧石灰石、碳与二氧化碳、水蒸气等反应、氢氧化钡与氯化铵等。(1)镁与盐酸反应实验操作实验现象实验结论产生大量气泡、温度计指示温度升高镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，该反应放出热量(2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应实验操作实验现象实验结论刺激性气味气体产生b．用手摸烧杯底部有冰凉感觉c．用手拿起烧杯，玻璃片黏结到烧杯的底部d．烧杯内反应物成糊状化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应吸收热量(1)需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应（如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应）。(2)化学反应都伴随着物质与能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。(3)化学反应中能量变化的原因宏观解释——反应物与生成物的总能量不同。宏观解释放热反应示意图吸热反应示意图微观角度——反应物断键吸收的能量与生成物成键释放的能量不同。微观解释反应物、生成物中化学键的变化关系能量变化断裂旧化学键吸收的总能量＜形成新化学键释放的总能量放出能量断裂旧化学键吸收的总能量＞形成新化学键释放的总能量吸收能量二、能源1.能源的分类形成条件利用历史性质一次能源常规能源可再生资源水能、风能、生物质能不可再生资源煤、石油、天然气等化石能源新能源可再生资源太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气不可再生资源核能二次能源（一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源）电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等2.能源的利用(1)当前我国使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。(2)化石燃料需亟待解决的问题：(3)解决燃料燃烧存在问题的研究方向①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施；②防止燃料燃烧造成的环境污染；③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为清洁燃料；④开发太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、核能、等清洁、高效的新能源。三、原电池1．(1)概念：是将化学能直接转变为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。(2)原电池的工作原理原电池总反应式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。(3)能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。2．原电池的构成条件(1)原电池反应必须是自发的氧化还原反应。(2)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。(3)两电极均插入电解质溶液中。(4)电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。【真题演练】例1．(2023·江苏合格考)下列属于可再生能源的是A.煤 B.石油 C.天然气 D.太阳能例2．(2023·江苏合格考)氢是燃料电池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。乙醇–水催化重整制氢的反应有CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)，正反应是吸热反应。下列有关该反应的说法正确的是A.反应物的总能量高于生成物的总能量B.反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关C.断开H–O键放出能量D.达到化学平衡时，CH3CH2OH能完全转化为生成物例3．(2023·江苏合格考)氢是燃料电池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。一种氢氧燃料电池的反应装置如图所示。下列说法正确的是A.电极a是正极B.电子经导线由电极b流入电极aC.该电池的总反应为2H2+O2=2H2OD.该装置可将电能转化为化学能例4．(2022·江苏合格考)某同学利用如图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是A.Zn电极是该电池的正极B.Cu电极表面产生的气体是H2C.电子经导线由Cu电极流入Zn电极D.该装置可将电能转化为化学能例5．(2021·江苏合格考)分解水获得H2的能量变化如图所示，下列说法正确的是A.分解水属于吸热反应B.断开H—O键放出能量C.形成H—H键吸收能量D.反应物的总能量大于生成物的总能量例6．(2020·江苏合格考)下列过程需要吸收热量的是（）A.甲烷在空气中燃烧 B.稀释浓硫酸C.镁条与盐酸反应 D.冰融化成水例7．(2021·江苏合格考)某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)，有关说法正确的是

A.Zn为正极B.工作时Cu电极发生氧化反应C.工作时电子经外电路由Cu流向ZnD.工作一段时间后Cu电极质量增加例8．(2020·江苏合格考)某同学用如图所示装置探究原电池工作原理，并推出下列结论，其中不正确的是（）A.锌片不断溶解，说明Zn失去电子B.铜片上产生气泡，说明溶液中H＋在其表面得到电子C.电流计指针发生偏转，说明该装置将电能转换为化学能D.该装置中发生的总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑【核心归纳】1．氢能的优点2．原电池正负极的判断方法【过关检测】1．（2023秋·江苏盐城·高二统考学业考试）先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度CO2混合气、H2，化学反应原理是CH3OH+H2O→CO2+3H2，其能量变化如图所示。下列说法正确的是A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程B．反应物的总能量小于生成物的总能量C．形成H—H键放出能量D．断开H—C键放出能量2．（2023·江苏连云港·高二统考学业考试）下列反应属于吸热反应的是A．甲烷在空气中燃烧 B．生石灰和水反应C．锌粒与稀硫酸反应 D．石灰石在高温下分解反应3．（2023·江苏南通·高二统考学业考试）用锌片、铜片、西红柿等材料可以制作如下图所示的西红柿电池。电池工作时，下列有关说法正确的是A．Zn片作正极 B．Cu片质量减少C．电子由Zn片经导线流向Cu片 D．实现了电能向化学能的转化4．（2023秋·江苏·高二校联考学业考试）下列装置可以构成原电池的是A．B．C．D．5．（2023秋·江苏南京·高二校联考学业考试）空间站是一种可以提供多名航天员巡防、长期工作和生活的载人航天器。空间站补充的一种方式是通过化学反应来生成。电解水可以生成和，其中可以直接供人类呼吸使用。在一定条件下与人类呼出的反应生成和，然后又可以电解产生。这样就可以形成一个循环的反应链。在人体内，与葡萄糖反应生成和的能量变化如图所示，下列说法正确的是A．该反应属于吸热反应 B．断开氧气中的化学键会放出能量C．形成键吸收能量 D．反应物的总能量大于生成物的总能量6．（2023秋·江苏·高二学业考试）现代社会中人类的一切活动(从衣食住行到文化娱乐等)都离不开能量。下列反应属于吸热反应的是A．铝条与盐酸反应 B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应C．乙醇在氧气中燃烧 D．氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应7．（2023秋·江苏常州·高二江苏省前黄高级中学校考学业考试）关于如图所示的装置，下列说法正确的是A．锌片为正极 B．铜片质量逐渐减小C．电子由锌片通过导线流向铜片 D．H+在锌片表面被还原8．（2023秋·江苏·高二校联考学业考试）已知反应：为放热反应。下列关于该反应的说法正确的是A．M的能量一定低于XB．Y的能量一定高于NC．该反应为放热反应，故常温下反应一定可以发生D．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量9．（2023秋·江苏徐州·高二校联考学业考试）如图为番茄电池，下列说法正确的是A．铜电极是该电池的正极 B．一段时间后，锌片质量增大C．一段时间后，铜片质量增大 D．电子由铜通过导线流向锌10．（2023秋·江苏·高二统考学业考试）锌—空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．该装置将电能转变为化学能B．石墨为负极C．电子经外电路由Zn流向石墨D．氧气在石墨电极上发生氧化反应11．（2023秋·江苏南京·高二校联考学业考试）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极。放电时，下列说法正确的是A．负极上发生还原反应B．在正极上得电子C．工作时电子由碳纳米管经外电路流向金属钠D．将电能转化为化学能12．（2023秋·江苏·高二学业考试）我国成功研制出新型“海水电池”。电池反应为。下列关于该电池的说法正确的是A．铝片作正极 B．海水作为电解质溶液C．电池工作时失去电子 D．电池工作时实现了电能向化学能的转化13．（2023秋·江苏扬州·高二统考学业考试）锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是A．是负极B．反应一段时间后，溶液颜色加深C．棒发生反应：D．该装置能实现电能向化学能的转化14．（2023秋·江苏扬州·高二统考学业考试）某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是A．反应物的总能量大于生成物总能量B．反应的C．该反应需加热才能发生D．该反应伴随着能量的吸收15．（2023·江苏南京·高二南京师范大学附属扬子中学校考学业考试）某同学利用如图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是A．Zn电极是该电池的正极B．Cu电极表面产生的气体是H2C．电子经导线由Cu电极流入Zn电极D．该装置可将电能转化为化学能16．（2023秋·江苏徐州·高二校联考学业考试）反应的总能量变化如图所示。下列说法正确的是A．过程1释放能量 B．过程2吸收能量C．该反应是放热反应 D．过程1的能量变化大于过程217．（2023秋·江苏镇江·高二校考学业考试）下列图示变化为吸热反应的是A． B．C． D．18．（2023秋·江苏盐城·高二统考学业考试）某原电池的工作原理如图所示，总反应为Zn+2N=Zn2++2NH3↑+H2↑，下列说法正确的是A．石墨为电池的负极B．电池工作时Zn逐渐被消耗C．电子由石墨电极经外电路流向Zn电极D．反应2N+2e=2NH3↑+H2↑在负极上发生19．（2023秋·江苏盐城·高二统考学业考试）下图是一种锂电池放电的装置图，其中LiPF6是电解质、SO(CH3)2是溶剂，电池反应为4