知識(shí)點(diǎn)1 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)
1. 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)能量圖
2. 常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
3. 吸熱過(guò)程和放熱過(guò)程
知識(shí)點(diǎn)2 能源的分類(lèi)
知識(shí)點(diǎn)3 原電池
1. 原理
2. 燃料電池(以硫酸溶液作電解質(zhì)為例)
3. 原電池正、負(fù)極的判斷
4. 電化學(xué)腐蝕的類(lèi)型
5. 原電池的應(yīng)用
典 型 例 題
類(lèi)型1 反應(yīng)熱
(2023·江蘇學(xué)測(cè))乙醇－水催化重整制氫的反應(yīng)有C2H5OH(g)＋3H2O(g)eq \(,\s\up9(400～550 ℃),\s\d8(Ni))2CO2(g)＋6H2(g)。已知正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A. 反應(yīng)物總能量大于生成物總能量
B. 反應(yīng)的能量變化與化學(xué)鍵的斷裂與形成有關(guān)
C. 斷開(kāi)H—O放出熱量
D. 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，C2H5OH完全轉(zhuǎn)化為生成物
(2022·江蘇學(xué)測(cè))下列有關(guān)H2的說(shuō)法正確的是( )
A. 電解水是獲得氫氣的途徑之一
B. 升高溫度可使氫氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)
C. 2H2＋O2===2H2O反應(yīng)過(guò)程吸收能量
D. 斷開(kāi)H—H釋放能量
(2021·江蘇學(xué)測(cè))分解水獲得H2的能量變化如圖。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 分解水屬于吸熱反應(yīng)
B. 斷開(kāi)H—O放出能量
C. 形成H—H吸收能量
D. 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量
(2020·江蘇學(xué)測(cè))下列過(guò)程需要吸收熱量的是( )
A. 甲烷在空氣中燃燒
B. 稀釋濃硫酸
C. 鎂條與鹽酸反應(yīng)
D. 冰融化成水
(2024·無(wú)錫合格考模擬)先進(jìn)的甲醇蒸氣重整-變壓吸附技術(shù)可得到高濃度CO2混合氣、H2，化學(xué)反應(yīng)原理是CH3OH＋H2O===CO2＋3H2，其能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過(guò)程是吸收能量的過(guò)程
B. 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量
C. 形成H—H放出能量
D. 斷開(kāi)H—C吸收能量
(2024·淮安合格考模擬)下列屬于吸熱反應(yīng)的是( )
A. 鎂的燃燒反應(yīng)B. 鹽酸與氫氧化鈉的反應(yīng)
C. 水的分解反應(yīng)D. 鋁與氧化鐵的鋁熱反應(yīng)
類(lèi)型2 原電池
(2023·江蘇學(xué)測(cè))一種氫氧燃料電池的反應(yīng)裝置如圖所示。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是( )
A. 電極a是正極
B. 電子經(jīng)導(dǎo)線由電極b流向電極a
C. 該電池總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O
D. 該裝置可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
(2022·江蘇學(xué)測(cè))某原電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A. Zn為正極B. Cu表面氣體為H2
C. 電子由Cu流向ZnD. 可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
(2021·江蘇學(xué)測(cè))某興趣小組模擬紙電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖)。下列有關(guān)該紙電池說(shuō)法正確的是( )
A. Zn為正極
B. 工作時(shí)Cu電極發(fā)生氧化反應(yīng)
C. 工作時(shí)電子經(jīng)外電路由Cu流向Zn
D. 工作一段時(shí)間后，Cu電極質(zhì)量增加
(2020·江蘇學(xué)測(cè))某同學(xué)用右圖所示裝置探究原電池的工作原理，并推出下列結(jié)論，其中不正確的是( )
A. 鋅片不斷溶解，說(shuō)明Zn失去電子
B. 銅片上產(chǎn)生氣泡，說(shuō)明溶液中H＋在其表面得到電子
C. 電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
D. 該裝置中發(fā)生的總反應(yīng)：Zn＋H2SO4 ===ZnSO4 ＋H2↑
(2024·揚(yáng)州合格考模擬)鋰-海水電池常用在海上浮標(biāo)等助航設(shè)備中，其示意圖如圖所示。電池反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 金屬鎳作負(fù)極
B. 金屬鋰發(fā)生還原反應(yīng)
C. 電子從鋰電極經(jīng)用電設(shè)備流向鎳電極
D. 可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
課時(shí)14 反應(yīng)熱 原電池
[知識(shí)梳理]
[知識(shí)點(diǎn)1] 1. 小于 大于 吸收 放出
[知識(shí)點(diǎn)3] 1. 化學(xué)能 電能 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 負(fù) 正 正 負(fù) 正 負(fù) 5. 活潑
[典型例題]
例題1 B 【解析】該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，A錯(cuò)誤；斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收熱量，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，C2H5OH不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，D錯(cuò)誤。
例題2 A 【解析】物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，需要降溫，B錯(cuò)誤；H2與O2反應(yīng)，屬于氧化反應(yīng)，過(guò)程中放出熱量，C錯(cuò)誤；斷開(kāi)化學(xué)鍵需要吸收能量，D錯(cuò)誤。
例題3 A 【解析】分解水屬于吸熱反應(yīng)，A正確；斷開(kāi)化學(xué)鍵需要吸收熱量，B錯(cuò)誤；形成化學(xué)鍵放出熱量，C錯(cuò)誤；由圖可知，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，D錯(cuò)誤。
例題4 D 【解析】燃燒屬于放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；稀釋濃硫酸放出熱量，B錯(cuò)誤；金屬與酸反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；冰融化成水需要吸收熱量，D正確。
變式1 A 【解析】由圖可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過(guò)程是放出能量的過(guò)程，A錯(cuò)誤。
變式2 C
例題5 C 【解析】根據(jù)H＋的移動(dòng)方向，氫氧燃料電池中，H2在負(fù)極a上被氧化，O2在正極b上被還原，所以a是負(fù)極，A錯(cuò)誤；原電池中電子由負(fù)極a經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向正極b，B錯(cuò)誤；氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，C正確；該裝置可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。
例題6 B 【解析】銅－鋅原電池中，Zn比Cu活潑，Zn作負(fù)極，A錯(cuò)誤；Cu表面有H＋得電子生成H2，B正確；電子由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向Cu，C錯(cuò)誤；原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。
例題7 D 【解析】Zn、Cu、CuSO4組成原電池，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A、B錯(cuò)誤；電子從Zn極經(jīng)外電路流入Cu極，C錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－===Cu，質(zhì)量增加，D正確。
例題8 C 【解析】該裝置是原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C錯(cuò)誤。
變式3 C 【解析】Li失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Li作負(fù)極，金屬鎳作正極，A、B錯(cuò)誤；電子從鋰電極經(jīng)用電設(shè)備流向鎳電極，C正確；可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。
名稱(chēng)
吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng)
圖像
能量關(guān)系
反應(yīng)物的總能量____生成物的總能量
反應(yīng)物的總能量____生成物的總能量
微觀解釋
斷開(kāi)化學(xué)鍵要________能量，形成化學(xué)鍵要________能量
說(shuō)明
是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量的相對(duì)大小，與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)
名稱(chēng)
吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng)
反應(yīng)類(lèi)型
大部分分解反應(yīng)
燃燒、中和反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)、金屬與氧氣(水、酸)的反應(yīng)、氧化物與水的反應(yīng)、大部分化合反應(yīng)
舉例
2H2Oeq \(=====,\s\up9(電解))2H2↑＋O2↑
CaCO3eq \(=====,\s\up9(高溫))CO2↑＋CaO
C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up9(高溫))CO＋H2
C＋CO2eq \(=====,\s\up9(高溫))2CO
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
2H2＋O2eq \(=====,\s\up9(點(diǎn)燃))2H2O
2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up9(高溫))2Fe＋Al2O3
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
SO3＋H2O===H2SO4
CaO＋H2O===Ca(OH)2
名稱(chēng)
吸熱過(guò)程
放熱過(guò)程
舉例
斷開(kāi)化學(xué)鍵
碘升華(固→氣)
液氨汽化(液→氣)
冰→水→水蒸氣(固→液→氣)
銨鹽溶于水
形成化學(xué)鍵
水蒸氣液化(氣→液)
水結(jié)冰(液→固)
濃硫酸溶于水
強(qiáng)堿溶于水
分類(lèi)
性質(zhì)
舉例
一次能源
常規(guī)
能源
可再生資源
水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能
不可再生資源
煤、石油、天然氣等化石能源
新能源
可再生資源
太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能、沼?br>不可再生資源
核能
二次能源
一次能源經(jīng)過(guò)加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱(chēng)為二次能源。
例如：電能(水電、火電、核電)、蒸氣、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等
能量轉(zhuǎn)換
原電池是將________轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_____的裝置
裝置圖
電極材料
一般較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬(也可以是碳棒)作正極
電極反應(yīng)式
負(fù)極：________________________；正極：________________________
電子的流向
電子由______極經(jīng)外電路流入______極
電流的流向
電流由______極經(jīng)外電路流入______極
離子的移向
陽(yáng)離子向______極移動(dòng)；陰離子向______極移動(dòng)
注意
①電子從負(fù)極、經(jīng)導(dǎo)線流向正極，電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液；
②電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，組成了完整的閉合回路
電極反應(yīng)式
負(fù)極：H2－2e－===2H＋
正極：O2＋4e－＋4H＋===2H2O
總反應(yīng)：2H2＋O2===2H2O
電子的流向
負(fù)(a)極經(jīng)外電路流向正(b)極
電流的流向
由正(b)極經(jīng)外電路流向負(fù)(a)極
離子的移向
陽(yáng)離子(H＋)向正極移動(dòng)
陰離子(SOeq \\al(2－,4))向負(fù)極移動(dòng)
類(lèi)型
吸氧腐蝕
析氫腐蝕
條件
水膜呈中性、弱酸性或堿性
水膜呈較強(qiáng)酸性
正極反應(yīng)式
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H＋＋2e－===H2↑
負(fù)極反應(yīng)式
Fe－2e－===Fe2＋
Fe－2e－===Fe2＋
總反應(yīng)
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
應(yīng)用
舉例
加快反應(yīng)速率
鋅和稀硫酸制備氫氣加入少量硫酸銅溶液可加快反應(yīng)速率(構(gòu)成鋅－銅原電池)
判斷原電池中兩極活動(dòng)性
一般來(lái)說(shuō)，作負(fù)極的為較____的金屬
保護(hù)金屬
在輪船的外殼鑲嵌比鐵活潑的金屬(如鋅塊)，可保護(hù)船身

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