第六章 化学反应与能量【复习讲义】-2020-2021学年高一化学单元复习（人教版2019必修第二册）

第六章化学反应与能量

【考纲要求】

1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式；了解吸热反应、放热反应等概念。

2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础；认识化学在解决能源危机中的重要作用。

3.了解化学能与电能的相互转化；理解原电池的构成、工作原理及应用。能写出电极反应和总反应方程式。

4.通过生活中的化学电池常识了解常见化学电源的种类及其工作原理，并正确书写电极反应式。

5.通过能源危机认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。

6.了解化学反应速率的含义及其表示方法；了解影响化学反应速率的因素。

7.了解化学反应的限度、可逆反应和化学平衡的含义。掌握化学平衡的特征及判断。

8.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。

考点（一）化学反应与热能

【知识复习】

一.化学反应与热能的转化

化石燃料燃烧会放出大量的热，除了燃烧，其它化学反应也伴随着放热或吸热现象。

1.两条基本规律

质量守恒定律：化学反应前后物质的总质量保持不变。

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，转化的途经和能量的形式不同，

但是体系包含的总能量不变。

2.化学反应一定伴随有能量的变化,化学反应中能量变化主要表现为—的变化，吸热或放热。

3.化学能与热能的实验探究।

【实验6-1】卜稀盐酸|

现象：铝片溶解，有气泡产生，试管外壁温度上升二,口一r

中日片y

结论：铝与盐酸的反应是放热反应

化学反应方程式：2Al+6HCl==2AlCh+3H2T测量铝与盐酸反应中的能量变化

【实验6-2]

现象：有刺激性气味气体产生，烧杯外壁温度下降，拿起烧杯，玻璃片粘在烧杯底部

结论：Ba(OH»8H2O与NH4cl的反应为吸热反应____________________________________

化学反应方程式：Ba(OH)2-8H2O+2NH4cl==BaCb+2NH3t+10H2O

4.放热反应和吸热反应

化学上把释放热量的化学反应称为放热反应,吸收热量的化学反应称为吸热反应。

(1)常见的放热反应：

①所有的燃烧反应；

②大多数的化合反应；(C02+cT^2co为吸热反应)

③酸碱中和反应；

④金属与酸或水反应置换出氢气；

⑤缓慢的氧化反应。

(2)常见的吸热反应：

①大多数的分解反应；

②Ba(OH)2・8H2。与NH4cl反应；

③以C、CO、H2为还原剂一些高温反应：C02+C*=2co；C+QO'=C0+H2

④盐类的水解

【注意】

有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。

反应条件与热量变化没有必然的关系，既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。

【例题1】化学反应中往往伴随着能量的变化，下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是

A.石灰石的分解反应B.铝与稀盐酸反应

C.Ba(OH)2-8H2O与NH4cl反应D.NaOH与稀硫酸反应

【答案】B

【解析】

分析：凡是有元素化合价升降的反应均是氧化还原反应，结合反应中的能量变化解答。

详解：A.石灰石高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热的非氧化还原反应，A错误；

B.铝与稀盐酸反应生成氢气和氯化铝，既属于氧化还原反应，又属于放热反应，B正确；

C.Ba(OH)2-8H2O与NH4cl反应属于吸热的非氧化还原反应，C错误；

D.NaOH与稀硫酸反应生成硫酸钠和水，属于放热反应，但不是氧化还原反应，D错误。

答案选B。

二.化学反应中能量变化的原因

1.化学键与化学反应中能量变化的关系

(1)化学键与能量的关系

化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相

互作用，断开反应物中的化学键需要』L能量，形成生成物中的化学键耍能量。

（2）键能：标况下，将Imol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ-moF）

氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和C1-C1键断开，氢原子和氯

原子通过形成H-C1键而结合成HC1分子。

+假想的中

间物质

243kj/mol

键

键

形

能量形

成

成

431kj/mol431kJ/mol

能量能量

则：吸收总能量为：436+243=679KJ

释放总能量为：431x2=862KJ

反应中放出的热量：862-679=183KJ

这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的

形式释放出来。

（3）化学键与化学反应中能量变化的关系

断开化学键要吸收能量,形成化学键要释放能量:化学键的变化是化学反应中能量变化的主要原

因。

能量是守恒的，化学反应中的能量变化通常表现为」t的变化。

2,从物质储存化学能的角度理解化学反应过程中能量变化的关系

（1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于反应物总能量和

生成物总能量相对大小。

（2）化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生

成物总能量的关系如下：

吸热反应：反应物的总能量小于生成物的总能量

放热反应：反应物的总能量力L生成物的总能量

（3）以能量为纵坐标，画出放热反应和吸热反应的简单示意图

生成物的

总能量

反应物的

总能量

反应过程

吸热反应

反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量

一定条件

【例题2】反应C（石墨）=^^C（金刚石）是吸热反应，下列说法不正确的是（）

A.金刚石和石墨是不同的单质

B.金刚石和石墨可以相互转化

C.石墨比金刚石更稳定

D.相同质量的石墨比金刚石的能量高

【答案】D

【详解】

A.金刚石、石墨的结构不同，都是由碳元素组成的不同单质，A项正确；

B.金刚石和石墨是不同的物质，二者在一定条件下可以相互转化，B项正确；

一定条件

C.C（石墨）=^=C（金刚石）是吸热反应，故相同质量的石墨比金刚石的能量低，即石墨比金刚石检

定，C项正确；

D.由C项分析知，相同质量的石墨比金刚石的能量低，D项错误；

故选D。

【例题3】（2020•哈密市第八中学高一期中）放热反应一定是（）

A.断开反应物中的化学键吸收的能量比形成生成物中的化学键放出的能量多

B.贮存能量

C.反应物的总能量高于生成物的总能量

D.反应物的总能量低于生成物的总能量

【答案】C

【详解】

A.断开反应物中的化学键吸收的能量比形成生成物中的化学键放出的能量多，反应为吸热反应，故A错

误；

B.放热反应一定是释放能量的过程，故B错误;

C.放热反应一定是反应物的总能量高于生成物的总能量，故c正确；

D.反应物的总能量低于生成物的总能量的反应为吸热反应，故D错误；

故选C。

三.化学反应与能源

1.现阶段人类获取热能的主要途径是：物质的燃烧

使用最多的常规能源是：化石燃料（煤、石油和天然气）。

2.化石燃料储量有限，短期内不可再生；

影响环境：煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SCh、NO.,、CO等是大气污染物的主要来源。

3.节能减排，提高能源的利用率；开发使用新能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。

4.一次能源：从自然界中直接获取的能源

二次能源：一次能源转化获取的能源

【题点呈现】

1.下列说法正确的是（）

A.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化，且均表现为吸热或放热

B.能量守恒定律说明，必须从外界吸收能量后才表现出放热反应.

C.石墨完全转化为金刚石时，要吸收热量，说明金刚石稳定

D.化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量

【答案】D

【详解】

A.化学反应的能量变化大多为热量变化，但不是唯一途径。还可能转化为光能、电能、体积膨胀做功等,

A错误；

B.放热反应的实质是反应物的总能量高于生成物的总能量，并不一定从外界吸收能量，B错误；

C.物质具有的能量高，性质活泼，不稳定，故石墨比金刚石稳定，C错误；

D.化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小，D正确；

故选D。

2.下列说法中正确的是（）

A.放热反应在常温下就能发生，吸热反应必须加热才能进行

B.不需要加热就能发生的反应是放热反应

C.一定质量的硫在空气中完全燃烧比纯氧中燃烧放热要多

D.氯化钠晶体熔化时，离子键被破坏，吸收能量，属于吸热反应

【答案】C

【详解】

A.一个化学反应，是放热反应还是吸热反应不能用是否需要加热才能发生来判断，A错误；

B.有些放热反应如煤的燃烧、铝热反应都需要加热或高温才能进行，B错误：

C.硫在纯氧中燃烧产生的光能多，根据能量守恒，放出的热量就少，c正确；

D.吸热反应和放热反应指的是化学变化，而氯化钠晶体熔化属于物理变化，只能叫吸收能量的过程，不能

叫吸热反应，D错误；

故选C。

3.（2020•长沙市・湖南师大附中高一期末）下列反应中属于吸热反应的是（）

A.生石灰与水反应制熟石灰B.氢氧化钠与盐酸反应

C.食物因氧化而变质D.Ba（OH）2-8H2O晶体和NH4cl晶体反应

【答案】D

【分析】

常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应、绝大多数化合

反应、铝热反应以及食物腐败、炸药爆炸；常见的吸热反应有：绝大数分解反应、个别的化合反应（如C和

CO2）以及某些复分解反应（如镂盐和强碱）；据此解答

【详解】

A.生石灰与水反应是常见放热反应，A错误；

B.盐酸与氢氧化钠溶液是中和反应，是放热反应，B错误；

C.食物因氧化而变质，属于放热反应，C错误；

D.Ba（OH）2-8H2O晶体和NH4cl晶体混合反应是典型的吸热反应，D正确；

故选D。

4.科学家已获得了气态N,分子，其结构为正四面体形（如图所示）。己知断裂ImolN-N键吸收193kJ能

量，断裂ImolN三N键吸收946kJ能量，下列说法正确的是（）

属于一种新型的化合物

NJg）-4N（g）的过程中释放1002kJ能量

ImolN4转化为N2时要吸收734kJ能量

N4和N2互为同素异形体，N4转化为N2属于化学变化

【答案】D

【详解】

A.属于一种新型的单质，A项错误;

B.M（g）—4N（g）的过程中吸收的能量为6xl93kJ=1158kJ,B项错误;

C.lmolN4转化为N2时的能量变化为6xl93kJ—2x946kJ=—734kJ,即放出734kJ能量，C项错误;

D.N4和N2均为氮元素形成的单质，互为同素异形体，N&转化为N?属于化学变化，D项正确;

故选D。

5.下列说法正确的是()

A.任何化学反应都伴随着能量的变化

B.H2O(g)=H2O(l),该过程放出大量的热，所以该过程是放热反应

C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化

D.如图所示，该反应是吸热反应

【答案】A

【详解】

A.一切化学变化过程中都伴随着能量的变化，故A正确；

B.物质的三态变化过程中，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，故不属于化

学变化，故B错误；

C.化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，故C错误；

D.由题图知，该反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应是放热反应，故D错误；

故选：A0

6.N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用**、6。、念分别表示N?、

H2、NH3,已知：N2(g)+3H2(g)#2NH3(g),该反应属于放热反应。下列说法正确的是

ooOOooex)OOOOOQOO

①“催化剂'②③'催化剂’④

A.催化剂仅起到吸附N2和H2的作用，对化学反应速率没有影响

B.②一③过程，是放热过程

C.③―④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3

D.合成氨反应中，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量

【答案】D

【详解】

A.由图知，通过催化剂的参与，N2和H2生成了NH3,催化剂通过改变反应条件而改变了反应速率，A

错误；

B.②一③过程，QO断裂为OO,H-H键断裂为两个H原子，均为吸热过程，B错误;

C.③一④过程，N原子和H原子通过共用电子对形成N%,N-H是极性键，C错误；

D.合成氨为放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确。

答案选D。

7.(2020•青海西宁市•高一期末)下图是H2(g)+CL(g)=2HCl(g)反应过程中的能量变化图。

反应过程

(1)由图可知I,1molH2(g)和1molCL(g)的总能量(填“>”、"V”或者“=")2molHCl(g)的能量。

(2)该反应是(填“吸”或者“放”)热反应，从化学键的角度进行解释

【答案】>放断裂ImolH-H键和ImolCLO健吸收的总能量小于形成2moiH-C1键放出的总能量

【解析】

图象分析可知反应物能量高于生成物，反应是放热反应，表示化学反应H2(g)+C12(g)=2HC1(g)的能

量变化，从化学键的角度进行解释断裂ImolH-H键和ImolCI-CI键吸收的总能量小于形成2moiH-C1键放

出的总能量。

8.下表中的数据是破坏Imol物质中的化学键所消耗的能量：

物质BF2HC1HBrHI

ChI2H2

能量/kJ243193151432366298436

根据上述数据回答下列问题：

(1)下列物质中本身具有的能量最低的是(填字母)。

A.H2B.ChC.BnD.k

(2)下列氢化物中最稳定的是(填字母)。

A.HC1B.HBrC.HI

一定条件

(3»2+比―^^2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是,.(填“吸热”或“放热”)反应。

(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是

【答案】AA放热Ch

【分析】

（1）和（2）根据键能越大，物质越稳定，本身能量越低进行判断。

（3）和（4）根据熔变公式，焙变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和进行判断烙变大小，从而

判断反应是放热还是吸热。

【详解】

（1）、（2）破坏Imol物质中的化学键所消耗的能量越高，则该物质越稳定，其本身具有的能量越低。故答

案（1）选A,（2）选A。

（3）、（4）断开ImolCl—Cl键和ImolH—H键需吸收能量：243kJ+436kJ=679kJ,而形成2molH—Cl

占燃

键放出的能量为2x432kJ=864kJ，所以在Q2+凡="2Hd反应中每生成2moiHC1放出

864kJ—679kJ=185kJ的热量，同理可计算出B^+H?-2HBr,I2+H2-2Hl反应中每生成2moiHBr、

2moiHI分别放出103kJ、9kJ的热量。故（3）答案：放热，（4）答案：Cl2«

【点睛】

根据键能的含义及与反应能量变化关系进行判断反应类型。

考点（二）化学能与电能

【知识复习】

能源分类

1.一次能源：________直接从自然界取得的能源___________________

例如：流水、风力、原油、原煤、太阳能、天然气、天然铀矿等

2.二次能源：__________-次能源经过加工转换得到的能源___________________

例如：___________________电力、蒸汽等________________________________

二.化学能与电能的相互转化

1.火力发电的能量转化关系

燃烧

化学能热能，机械能电能

火力发电的缺点：

①化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费。

②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。

③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质（如S02、CO、NO2、粉尘等），污染环境。

2.原电池

原电池是一种将化学能转化为电能的装置。

【实验探究】参照实验2-4填写以下表格

现象

铜片铜片上有气泡产生

锌片锌片不断溶解

电流用指针发生偏转

③稀或的

(1)原电池的电极

负极：发生氧化反应，电子流出(流向正极)的一极

正极：发生还原反应，电子流入(来自负极)的一极

(2)原电池的原理：

原电池中电子的流动方向是从负极到正极；电流方向是从正极到负极。

根据铜锌原电池，填写下表：

电极电极材料电极反应反应类型得失电子的粒子电子流动方向

负极ZnZn-2e=Zn2+氧化反应Zn电子流出

正极Cu2H++2e=H2T还原反应H+电子流入

总反应：________Zn反H+=Z.++H2T____________

(3)组成原电池的条件：

①自发进行的氧化还原反应____________

②活泼性不同的两个电极______________

③闭合回路___________________________

⑷电解质溶液(熔融电解质)____________

(4)原电池正、负极的判断

较不活泼金

活泼金属—电极材料—

属或非金属

判判

氧化反应电极反应还原反应

断断

为电子流出电子流向电子流入为

负正

不断溶解电极增重或

极——电极现象一极

质量减小质后不变

阴离子移向一离子移向一阳离子移向

【例题1】下列有关原电池的说法中正确的是()

A.在外电路中，电子由负极经导线流向正极

B.在内电路中，电子由正极经电解质溶液流向负极

C.原电池工作时，正极表面一定有气泡产生

D.原电池工作时，一定不会伴随着热能变化

【答案】A

【详解】

A.外电路中电子由负极流向正极，A正确，

B.在内电路中,是阴、阳离子移动，B错误；

C.原电池工作时，正极上一般是溶液中的阳离子得电子，则正极表面可能有气泡产生，也可能生成金属单

质，C错误；

D.原电池工作时，化学能转化为电能，同时可能会伴随着热能变化，D错误。

故选Ao

(5)原电池原理的应用

①比较金属活动性强弱。一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。

②金属的防护。使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。

③设计制作化学电源。化学能转化为电能。

④加快化学反应速率。自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率加快。

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。

【例题2】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

【答案】C

【详解】

A.若加入NaCl溶液，会将稀硫酸稀释，c(H+)减小，反应速率减慢，故A错误；

B.加入适量的水，会将稀硫酸稀释，c(H+)减小，反应速率减慢，故B错误；

C.若加入几滴CuSCU溶液，则发生反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,析出的Cu与Fe、稀硫酸形成原电池，反应速

率加快且不影响生成H2的总量，故C正确：

D.若再加入少量稀硫酸，因Fe过量，则生成H2的总量增大，故D错误。

故选C。

三.原电池电极反应式的书写

(1)一般电极反应式的书写，以离子方程式形式表示。

①书写步骤

A.列物质，标得失：按照负极氧化反应，正极还原反应，判断电极反应物、生成物，标出电子得失。

B.看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如酸性介质中，0H不能存在，应生

成水；碱性介质中，H+不能存在，应生成水；电极反应式同样耍遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。

C.两式加，验总式：正负极反应式相加，与总反应离子方程式验证。

②常见介质

常见介质注意事项

中性溶液反应物若是H,得电子或OT失电子，则H'或0H一均来自于水的电离

酸性溶液反应物或生成物中均没有0H

碱性溶液反应物或生成物中均没有H+

水溶液不能出现-

(2)利用总反应式书写电极反应式

①根据总反应式，找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。

②确定介质的酸碱性或者其它特性。

③按照负极反应：还原剂-优=氧化产物

正极反应：氧化剂+ne=还原产物，书写电极反应式。

④书写技巧：若某电极反应式较难写出时，可先写出较易写的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总

反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。

［例题3］四中某学习小组依据氧化还原反应原理：2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计成的原电池如右图所示。

(1)从能量转化角度分析，上述原电池将化学能转化为;

(2)负极的电极材料为；

(3)正极发生的电极反应；

(4)假设反应初两电极质量相等，当反应进行到一段时间后(AgNC)3溶液足量)，取出两电极洗净干燥后称量,

测得两电极质量差为11.2g,则该时间内原电池反应转移的电子数为。(设NA表示阿伏加德

罗常数的值)

【答案】电能Cu(或铜)Ag++e=Ag0.08NA

【解析】

（I）该装置为原电池，原电池将化学能转化为电能，

（2）铜的金属活泼性比银强，铜失电子生成铜离子，银离子得电子生成银，因此负极的电极材料为铜，

（3）正极上银离子得电子生成银，电极反应式为：Ag++e=Ag,

（4）正极上的电极反应式为：Ag++e-=Ag,负极上的电极反应式为：Cu-2e=Cu2+,设转移电子物质的量

为xmol,则正极上生成银的质量为xmolxl08g/mol=lO8xg,负极上消耗铜的质量为l/2xmolx64g/mol=32xg,

反应后测得两电极质量差为11.2g,则108xg+32xg=11.2g,解得x=0.08mol,该时间内原电池反应转移的电

子数为0.08NA

【题点呈现】

1.下列说法不正确的是（）

A.电能属于一次能源

B.太阳能电池的能量转化方式为光能一电能

C.植物及其加工品所储存的能量为生物质能

D.芒硝晶体（Na2so4TOH2O）白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热，夜里重新结晶放热，实现太阳能转化

为化学能继而转化为热能

【答案】A

【解析】A.电能是用风能、水能、太阳能等制取的能源，属于二次能源，故A错误：

B.太阳能电池直接把太阳能转化为电能，故B正确：

C.生物质能是绿色植物将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，故C正确；

D.NazSOblOHzO结晶属于化学变化，能量转换形式为化学能和热能的转化，白天在阳光下曝晒后失水，

转换形式为太阳能和化学能的转化，故D正确；选A。

2.下列叙述不正确的是（）

A.用天然气火力发电时，每一步都需要化学反应来完成

B.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境

C.原电池反应一定为氧化还原反应

D.在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化

【答案】A

【详解】

A.火力发电的过程包括，化学能想科想俄热能甚汽轮机机械能发出出1电能,后两个阶段都未发生化学变化,

A项错误；

B.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境，B项正确；

C.原电池的反应原理为氧化还原反应，所以原电池反应一定为氧化还原反应，C项正确；

D.在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化，D项

正确；

答案选A。

3.下列关于原电池的叙述正确的是（）

A.构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属

B.原电池是将化学能转化为电能的装置

C.在原电池中，电子流出的一极是正极

D.原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极

【答案】B

【详解】

A.构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属，A项错误；

B.原电池是将化学能转化为电能的装置，B项正确；

C.原电池中电子流出的一极是负极，C项错误：

D.原电池工作时，电流是从正极到负极，D项错误。

故选:B,

4.（2020•宁波市北仑中学高一期中）“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能，如图所示是某

同学设计的儿种装置，其中能构成原电池的是（）

【答案】A

【详解】

①该装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，故错误；

②该装置中电极材料相同，所以不能形成原电池，故错误；

③该装置形成闭合回路，且两极不同金属，能自发发生氧化还原反应，反应方程式为：Zn+H2so4=ZnSO4+H2T，

故正确；

④Cu和Ag的活动性都在H后边，为不活泼金属，故不能发生自发的氧化还原反应，故错误；

⑤该装置形成闭合回路，且两极不同金属，能自发发生氧化还原反应，故正确；

⑥酒精不是电解质，不导电不能形成闭合回路，故错误；

⑦该装置中Cu失电子作负极，Fe作正极，铁离子得电子在正极上反应，符合原电池的构成条件，所以能形

成原电池，反应方程式为2FeC13+Cu=2FeCh+CuC12,故正确；

故选A。

5.某原电池反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,下列有关描述正确的是（）

A.Fe为正极

B.Cu为负极

C.负极发生还原反应

D.电解质溶液是CuSCh溶液

【答案】D

【详解】

A.根据金属活动顺序表知，铁比铜活泼，结合原电池原理知，铁作负极，A项错误；

B.铜作正极，B项错误；

C.负极上电极材料失电子变成离子进入溶液，发生氧化反应，C项错误；

D.电解质溶液是CuSCh溶液，D项正确；

答案选D。

6.下列有关原电池的说法正确的是（）

A.将反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCb为电解质

B.铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极

C.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

D.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极

【答案】B

【详解】

A.Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极，A项错误；

B.A1遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，Cu作负极，B项正确；

C.电子由负极（锌）流向正极（铜），C项错误：

D.由Al、Mg、NaOH组成的原电池，A1作负极失电子生成A1O；,D项错误；

答案选B。

7.（2020•湖南郴州市•高一期末）有A、B、C、D四块金属片，用导线两两相连插入稀硫酸中，可以组成各

种原电池。若A和B相连时，A为负极；C与D相连时，C溶解，D上有氢气生成；A与C相连时，C为

正极；B与D相连时，电子由D极经导线流向B极，则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为（）

A.ABCDB.ACDBC.CADBD.BDCA

【答案】B

【详解】

在原电池中较活泼的金属作负极失去电子，被氧化，发生氧化反应。不活泼的金属作正极，负极所失去的

电子经导线传递到正极上，所以根据题意可判断，金属性强弱顺序为A>C>D>B,所以答案是B。

8.将Cu、Zn和稀硫酸组成原电池装置，当导线中有0.5mol电子通过时，下列说法正确的是（）

A.锌电极反应：Zn-2e--Zn2+-锌片上产生0.25mol的H?

+

B.铜电极反应：2H+2e-=H2T,锌片溶解16.25g

C.电流由锌电极经导线流向铜电极

D.溶液中SO；移向铜电极

【答案】B

【详解】

A.锌作负极，电极反应式为Zn—2e--ZV+，锌片上不生成H2,A项错误；

B,铜作正极，电极反应式为2H++2片一凡个，当导线中有().5mol电子通过时，铜片上产生0.25molH?,

锌片溶解16.25g,B项正确；

C.导线中电子由锌电极流向铜电极，电流方向与之相反，C项错误；

D.溶液中的阴离子(SOj)移向负极(锌电极)，D项错误。

故选：B。

9.(2020.山西忻州一中高一)将两份过量的锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的

CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是()

【答案】B

【解析】

两份锌粉a、b,分别加入稀H2s04中，锌会置换出硫酸中的氯，生成氢气；同时向a中放入少量的CuSO4

溶液，则会发生：Zn+Cu2+=ZM++Cu,会形成原电池，反应速率增大，则a的曲线斜率大于b的斜率；由于

锌过量，所以生成的氢气的体积与稀硫酸的物质的量成正比，由信息可知，生成的氢气的体积应该相等，

由此结合选项判断。

过量的两份锌粉a、b,分别加入稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSCh溶液，则a中还发生的反应为:

Zn+Cu2+=Zn2++Cu,铜-锌-稀硫酸形成原电池，反应速率增大，反应用时少于b,由于锌过量，所以生成的

氢气的体积由硫酸的物质的量决定，稀硫酸的量相同，所以最终两者产生的氢气体积相等，答案选B。

考点(三)发展中的化学电源

【知识复习】

—.一次电池

1.碱性锌镒干电池

正极反应：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH「；

负极反应：Zn+2OH--2e=Zn(OH)2；

总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

2.锌银电池

浸有KOH(aq)金属

的隔板/外壳

、锌负极

AgzO正极

负极反应：Zn+20FT-2e=Zn(OH)2；

正极反应：人220+氏0+2/=2Ag+2OH-；

总反应：Zn+A—O+H2O^=Zn(OH)2+2Ag。

二.充电电池

1.充电电池的特点

充电电池又称二次电池，在放电时化学能转化为电能；

充电时电能转化为化学能。

2.几种常见的充电电池

(1)铅蓄电池

铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2,

负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。放电时起原电池的作

用。

①放电时的反应

负极：Pb(s)+SO3(aq)—2e=PbSCMs)(氧化反应)

正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO=(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2。⑴(还原反应)

放电总化学方程式为：Pb(s)+PbCh(s)+2H2sopaq)=2PbSO4(s)+2^0(1)

②充电时的反应

阴极：PbS0』(s)+2e=Pb(s)+SOW(aq)(还原反应)。

阳极：PbSO4(s)+2H2O⑴-2e'=PbO2(s)+4H+(aq)+SOF(aq)(氧化反应)。

充电总化学方程式为:2Pbsc>4(s)+2H2。⑴^^Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO，aq)。

放心.、

Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)才2PbSO4(s)+2H2O(l)

【例题1】(2020•天柱县第二中学高二期末)铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解液为硫酸，工作时的反

应为Pb+PbCh+2H2so4=2PbSCh+2H2O,下面结论正确的是()

A.Pb为正极，被氧化B.溶液的pH不断减小

C.SO42-只向PbCh处移动D.电解液密度不断减小

【答案】D

【解析】

A.Pb为负极，被氧化，A不正确；

B.硫酸参与电池反应，溶液的pH不断增大，B不正确；

C.两个电极的产物均为PbSCh,故SCV-向两个电极移动，C不正确；

D.电解液为硫酸，硫酸的浓度越小则密度越小，电池放电时，硫酸的浓度逐渐减小，故其密度不断减小，

D正确。故选D。

三.燃料电池(碱性)

燃料电池与一般的电池不同的是，反应物不是储存在电池内部，而是由外部提供，电池装置起着类似

于试管、烧杯等反应容器的作用。

工作原理：利用原电池的工作原理将燃料（如氏）和氧化剂（如02）分别在两个电极上反应所放出的化学能直

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性、碱性和中性三种。

酸性碱性中性

2H-4e-=4Hh-2H-4e-=4Hh

负极反应式22H2+4OH--4e=4H2O2

O+4H++4e=2HO

正极反应式22O2+2H2O+4e=4OH^O2+2H2O+4e=4OH^

电池总反应式2H2+O2=2H2O

【注意】不是燃烧反应。燃料电池是化学能直接转化为电能，具有清洁、安全、高效的优点。

燃料电池能量利用率可高达80%以上，但是说达到100%是错误的。

【例题2】新型燃料电池：该电池用金属伯片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别

通甲烷和氧气。

写出电极反应式：

负极：___________________________

正极：____________________________

电池的总反应式为：_______________________

2

【答案】CH4-8e+10OH=CO3+7H2O

O2+4e+2H2O=4OH-

2

CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O

四.电池回收

废旧电池中含汞、镉、铅等重金属，随意丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。

【规律总结】

1.电极反应式的书写步骤：

①分析氧化还原反应，找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；

②注意电解质溶液环境，利用电荷守恒分别写出电极反应式；

③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。

2.充电电池电极反应式的书写：

(1)先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质。

(2)写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)。

(3)在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。

3.燃料电池电极反应式的书写：

(1)正极：(如通02的一极即氧化剂)反应式为

碱性电解液：O2+4U+2H2O=MOH

酸性电解液：O2+4e-+4H+-2H2。

(2)负极：可燃性物质即还原剂，总反应式减去正极的电极反应式即为负极的电极反应式。

4.书写复杂电极反应式的方法——加减法：

⑴写出总反应。如Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4«

(2)写出其中容易写出的一个电极反应式(正极或负极)。

如Li-b：-----Li+(负极)。

+

(3)利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4+Li+e-=LizMmOM正极)。

【题点呈现】

1.下列化学电池不易造成环境污染的是()

A.氢氧燃料电池B.锌镐电池

C.锲镉电池D.铅蓄电池

【答案】A

【详解】

A.燃料电池生成物为二氧化碳和水，无污染，故A正确；

B.锌锌电池中含有重金属镭，对环境有污染，故B错误；

C.银镉电池中含有重金属银镉，对环境有污染，故C错误；

D.锂电池往往含有重金属钻，可导致环境污染，故D错误：

故选Ao

2.下列说法正确的是()

A.锌锦电池和碱性锌镐电池的正极材料均是锌

B.锌镒电池中电解质主要是NHEl,而碱性锌镐电池中的电解质主要是KOH

C.碱性锌镭电池不如锌铳电池的寿命长

D.干电池放电之后还可再充电

【答案】B

【详解】

A.Zn失电子作负极，所以锌镭电池和碱性锌镭电池的负极材料均是锌，故A错误；

B.锌镒电池中电解质主要是NHKX碱性锌钵电池中的电解质是用强碱代替了氯化筱，一般碱性锌镭电池

中的电解质主要是KOH,故B正确；

C.锌钵电池的负极为锌筒，NH4cl溶液水解显酸性，所以锌易被NH4cl溶液腐蚀，因此碱性锌镒电池比锌

钵电池的寿命长，故C错误；

D.干电池属于一次电池，一次电池不能反复充放电，故D错误；

本题答案B.

3.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.甲：SO：向Cu电极方向移动

B.乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+20H

C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄

D.T：电池放电过程中，硫酸浓度不断减少

【答案】A

【详解】

A.甲中Zn为负极，原电池工作时SO：向Zn电极方向移动，故A错误;

B.乙为纽扣电池，正极为Ag?O得电子发生还原反应，反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH,故B正确；

C.丙为锌镭干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故C正确；

D.丁为铅蓄电池，放电时的总反应为Pb+PbCh+2H2so4=2PbSCU+2H20,使用一段时间后，硫酸溶液的浓

度降低，故D正确；

故答案为Ao

4.（2020•苏州市相城区陆慕高级中学高一期中）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所

示。下列有关氢氧燃料电池的说法中不正确的是（）

B.外电路中电子由电极a通过导线流向电极b

+

C.该电池的正极反应为：O2+4H+