專題03 化學(xué)反應(yīng)與能量變化（考點(diǎn)清單）（講+練）-2024-2025學(xué)年高一化學(xué)下學(xué)期期中考點(diǎn)試題（含答案）（人教版2019必修第二冊(cè)）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

◆考點(diǎn)01 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
1.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的比較
2.常見的吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
常見的放熱反應(yīng)
所有的燃燒反應(yīng)。
所有的酸堿中和反應(yīng)。
大對(duì)數(shù)化合反應(yīng)。
鋁熱反應(yīng)（2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe）。
金屬與酸、水的反應(yīng)。
常見的吸熱反應(yīng)：
大多數(shù)分解反應(yīng)。
部分以碳為還原劑的還原反應(yīng)（還原氧化銅、氧化鐵等）。
某些晶體之間的反應(yīng)（Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+NH3↑+10H2O）
鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)。
【易錯(cuò)提醒】
①物質(zhì)的總能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。
②需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱。
◆考點(diǎn)02 利用鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
1．化學(xué)鍵與能量變化的關(guān)系
化學(xué)鍵的形成蘊(yùn)涵著能量變化，在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)化學(xué)鍵要斷裂，吸收能量，反應(yīng)后形成新化學(xué)鍵要放出能量，反應(yīng)前反應(yīng)物能量與反應(yīng)后生成物能量不相等。
2．計(jì)算公式
用Q(吸)表示反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量，Q(放)表示生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)放出的總能量。
公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)
利用化學(xué)鍵形成和斷裂時(shí)的能量變化計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中的能量變化：
ΔQ＝Q(吸)－Q(放)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(ΔQ0，為吸熱反應(yīng)))
3．實(shí)例(以H2＋Cl2===2HCl為例)：
（1）圖示分析：
（2）計(jì)算分析：
◆考點(diǎn)03 能量的轉(zhuǎn)化與能源的利用
凡是能夠提供某種形式能量的物質(zhì)或是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，統(tǒng)稱為能源。它是人類取得能量的來源，包括已開采出來的可供使用的自然資源和經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)移的能量的來源，尚未開采出的能量資源不列入能源的范疇，只能是能源資源。
能源的分類方法有多種：
1、一次能源與二次能源
從自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流過水壩的水等；一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后獲得的能源稱為二次能源，如各種石油制品、蒸氣、煤氣、電力、氫能等。
2、常規(guī)能源與新能源
在一定歷史時(shí)期和科學(xué)技術(shù)水平下，已被人們廣泛使用的能源稱為常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣、水能等；隨著科技的不斷發(fā)展，才開始被人類采用先進(jìn)的方法加以利用的古老能源以及新發(fā)現(xiàn)的利用先進(jìn)技術(shù)所獲得的能源都是新能源，如核能、風(fēng)能、太陽能、海洋能等。
3、可再生能源與非再生能源
（1）可連續(xù)再生、永久利用的一次能源稱為可再生能源，如水力、風(fēng)能等；
（2）經(jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱為非再生能源，如石油、煤、天然氣等。
4、人類利用能源的三個(gè)階段
柴草時(shí)期、化石能源時(shí)期和多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期。
5、新能源
（1）概念：是指以新技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)開發(fā)利用的能源，包括太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮艿取?br>（2）太陽能的利用
植物的光合作用是大自然“利用”太陽能極為成功的范例。在人工利用太陽能方面，例如模擬生物體儲(chǔ)存太陽能、利用太陽能電池把太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能、利用太陽能直接分解水，使太陽能轉(zhuǎn)化為氫能等方面的研究，都取得了一些可喜的成績(jī)。
（3）氫能的利用
氫能是人類最理想的能源，氫能主要用作高能燃料，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、燃料電池等其他需要熱能或其他形式的能量的設(shè)備中。
（4）生物質(zhì)能
新能源中一種無限的可再生性的能源是生物質(zhì)能。它是自然界中各種綠色植物通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能而固定下來的，儲(chǔ)存在植物體內(nèi)的一種自然資源能。
6、解決能源問題的措施
①提高能源的利用效率：
a.改善開采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)；
b.科學(xué)控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒。
②開發(fā)新能源：開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。
◆考點(diǎn)04 原電池的工作原理
1.原電池的構(gòu)成條件
理論上，自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。具體條件是：
①有一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；
②有兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)，一般其中較活潑的金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)作正極，發(fā)生還原反應(yīng)；
③有電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))；
④兩極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路。
2.工作原理梳理
3.工作原理圖示
（1）裝置示意圖：
（2）工作原理(以銅、鋅、稀硫酸原電池為例)示意圖：
4.多角度判斷原電池的正、負(fù)極
【易錯(cuò)提醒】
（1）構(gòu)成原電池的兩電極材料不一定都是金屬，正極材料可以為導(dǎo)電的非金屬，例如石墨。兩極材料可能參與反應(yīng)，也可能不參與反應(yīng)。
（2）兩個(gè)活潑性不同的金屬電極用導(dǎo)線連接，共同插入電解質(zhì)溶液中不一定構(gòu)成原電池，必須有一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。
（3）在判斷原電池正負(fù)極時(shí)，既要考慮金屬活潑性的強(qiáng)弱也要考慮電解質(zhì)溶液性質(zhì)。如Mg—Al—HCl溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Al，正極為Mg。
◆考點(diǎn)05 原電池原理的應(yīng)用
1．加快化學(xué)反應(yīng)速率
一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池可以加快反應(yīng)速率。
eq \x(原理)—eq \a\vs4\al(原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶液中離子運(yùn)動(dòng)時(shí),相互的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。)
|
eq \x(實(shí)例)—eq \a\vs4\al(實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，可滴入幾滴硫酸銅溶液，形成,原電池，加快反應(yīng)速率。)
2．比較金屬活潑性強(qiáng)弱
兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。
eq \x(原理)—eq \a\vs4\al(一般原電池中，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑金屬作正極，,發(fā)生還原反應(yīng)。)
|
eq \x(實(shí)例)—eq \a\vs4\al(有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察到A極溶解，,B極上有氣泡產(chǎn)生。由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性A>B。)
3．用于金屬保護(hù)
將被保護(hù)的金屬與比其活潑的金屬連接。
eq \x(原理)eq \a\vs4\al(作原電池的正極的金屬材料不參與反應(yīng))
eq \x(實(shí)例)eq \a\vs4\al(要保護(hù)一個(gè)鐵制的輸水管道，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。)
4．設(shè)計(jì)原電池
（1）依據(jù)：已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑為電解質(zhì)溶液中的陽離子(或在正極上被還原)。
（2）步驟：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu為例。
◆考點(diǎn)06 化學(xué)電源
1.電源的分類
2.一次電池
（1）普通鋅錳電池
（2）堿性鋅錳電池
用濕的KOH代替NH4Cl作電解質(zhì)時(shí)，電池的能量和儲(chǔ)存時(shí)間都能得到顯著的提高，此時(shí)為堿性鋅錳電池。它的負(fù)極反應(yīng)式為 Zn + 2OH- -2e-==Zn(OH)2，正極反應(yīng)式2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnOOH + 2OH- ，總反應(yīng)式Zn + 2MnO2 + 2H2O == 2MnOOH + Zn(OH)2。
3.二次電池（充電電池）
（1）充電電池又稱二次電池。充電電池在放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)又可以逆向進(jìn)行，生成物重新轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，使充電、放電可在一定時(shí)期內(nèi)循環(huán)進(jìn)行。充電電池中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)能電能。
（2）常見類型：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。
①鉛蓄電池
②鎳鎘電池
以Cd 為負(fù)極，NiO(OH)為正極，KOH為電解質(zhì)，總反應(yīng)式為
2NiO(OH)+Cd+2H2O2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
鎳鎘電池壽命比鉛蓄電池長(zhǎng)，但鎘是致癌物質(zhì)，廢棄鎳鎘電池若不回收會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。
③鋰離子電池
堿金屬中的 Li 是最輕的金屬，活動(dòng)性很強(qiáng)，是制造電池的理想物質(zhì)。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。
鋰的活動(dòng)性很強(qiáng)，易與水發(fā)生反應(yīng)，故鋰電極不能與含水的介質(zhì)接觸，一般采用有機(jī)介質(zhì)。
④銀鋅電池
銀鋅電池正極填充 Ag2O和石墨，負(fù)極填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液為 KOH?？偡磻?yīng)式為Zn + Ag2O + H2O 2Ag +Zn(OH)2
負(fù)極:Zn - 2e- + 2OH- == Zn(OH)2
正極:Ag2O + 2e- + H2O == 2Ag +20H-。
4.燃料電池
①氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分成酸性、堿性和中性三種。
【歸納總結(jié)】
（1）燃料燃燒是一種劇烈的氧化還原反應(yīng)，可以利用原電池的工作原理將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)所放出的熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br>（2）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。
（3）燃料電池如果以氫氣為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水和二氧化碳。
（4）燃料電池與干電池和蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是用外加的設(shè)備，源源不斷地提供燃料和氧化劑，使反應(yīng)能連續(xù)進(jìn)行。
◆考點(diǎn)07 原電池電極反應(yīng)式的書寫
1.原電池電極反應(yīng)式的書寫
2．特定燃料電池電極反應(yīng)式的書寫
第一步：寫出電池總反應(yīng)式。
燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng)。
如甲烷燃料電池(電解質(zhì)：NaOH溶液)的反應(yīng)式為
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①式＋②式得燃料電池總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：寫出電池的正極反應(yīng)式。
根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，電解質(zhì)溶液不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實(shí)，我們只要熟記以下四種情況：
（1）酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
（2）堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
（3）固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－。
（4）熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)。
第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式，寫出負(fù)極反應(yīng)式。電池的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負(fù)極反應(yīng)式。注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)，要約去正極的反應(yīng)物O2。
【注意】在燃料電池中，通入燃料的電極均為負(fù)極，通入空氣或氧氣的電極均為正極；對(duì)于燃料電池，要注意的是：即使燃料相同，如電解質(zhì)溶液不同，電極反應(yīng)式可能不同，如氫氧燃料電池，在酸性介質(zhì)和堿性介質(zhì)中的電極反應(yīng)式就不同。
【易錯(cuò)提醒】
書寫電極反應(yīng)式的基本類型
（1）題目給定原電池的裝置圖，未給總反應(yīng)式。
①首先找出原電池的正、負(fù)極，即分別找出氧化劑和還原劑。
②結(jié)合電解質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物
③寫出電極反應(yīng)式，將兩電極反應(yīng)式相加(注意兩極得失電子數(shù)相等)可得總反應(yīng)式。
（2）題目中給出原電池的總反應(yīng)式
①分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價(jià)變化情況找出氧化劑及其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑發(fā)生的反應(yīng)即為負(fù)極反應(yīng)。
②當(dāng)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時(shí)，還應(yīng)考慮電解質(zhì)是否參與了反應(yīng)。
③若有一個(gè)電極反應(yīng)式較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)式，然后再用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)式即得到另一電極反應(yīng)式。
1．下列變化過程中一定不存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的
2．環(huán)境、能源和資源是人類生存和發(fā)展的基本條件。下列說法不正確的是( )
A．二氧化硫的產(chǎn)生主要原因是煤的大量燃燒
B．海底埋藏著大量的可燃冰，它不可能成為未來的新能源
C．氫氣極易燃燒，燃燒的產(chǎn)物是水，被認(rèn)為是最清潔的燃料
D．化石燃料面臨被耗盡的危險(xiǎn)，人類正在利用和開發(fā)新的能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?br>3．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)或能量變化的判斷正確的是
A．加熱條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B．化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因
C．一定條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
D．將NH4Cl固體與Ba(OH)2·8H2O固體混合并攪拌，反應(yīng)放出熱量
4.已知反應(yīng)A+B=C+D的能量變化如圖所示(E1、E2均為正值)，下列說法正確的是( )
A. 該反應(yīng)吸收的能最為(E1?E2)
B. 破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量
C. A和B的總能量一定高于C和D的總能量
D. 該反應(yīng)只有在加熱條件下才能進(jìn)行
5．一氧化碳是一種可燃性氣體，燃燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)：。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法不正確的是
A．屬于放熱反應(yīng)
B．屬于氧化還原反應(yīng)
C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量
D．化學(xué)鍵的斷裂與形成是該反應(yīng)中能量變化的主要原因
6.科學(xué)家用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下：
下列說法正確的是( )
A. CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)
B. 在該過程中，CO斷鍵形成C和O
C. CO和O形成了具有極性共價(jià)鍵的CO2
D. 狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過程
7．白磷與氧氣可發(fā)生反應(yīng)：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P-P：a kJ·ml-1、P-O：b kJ·ml-1、P=O：ckJ·ml-1、O=O：d kJ·ml-1，根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算1 ml白磷反應(yīng)放出的熱量，其中正確的是
A．(6a＋5d-4c-12b) kJB．(4c＋12b-6a-5d) kJ
C．(4c＋12b-4a-5d) kJD．(4a＋5d-4c-12b) kJ
8．下列裝置中，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是
9．如圖所示裝置中，觀察到M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是
10．實(shí)驗(yàn)探究是提高學(xué)習(xí)效果的有力手段。某同學(xué)用如圖所示裝置研究原電池原理。下列說法錯(cuò)誤的是
A．若圖1中的下端接觸，可觀察到片上有無色氣泡產(chǎn)生
B．圖2中向片移動(dòng)
C．圖1中氣泡產(chǎn)生速度比圖2快
D．圖3中正極的電極反應(yīng)式為
11．下圖是氫氧燃料電池驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的一種裝置示意圖。下列說法正確的是
A．放電過程中K+移向a電極
B．b為負(fù)極，通入的是氫氣
C．該裝置中只有一種能量轉(zhuǎn)化形式
D．導(dǎo)線中每通過lmle-，需要消耗9g氣體
12．（1）S8分子可形成單斜硫和斜方硫，轉(zhuǎn)化過程如下：
S(s，單斜)S(s，斜方) ΔH＝－0.398 kJ·ml－1則S(單斜)、S(斜方)相比，較穩(wěn)定的是____________(填“S(單斜)”或“S(斜方)”)。
（2）表中的數(shù)據(jù)表示破壞1 ml化學(xué)鍵需消耗的能量(即鍵能，單位為kJ·ml－1)
熱化學(xué)方程式：H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·ml－1，則Cl2的鍵能為______kJ·ml－1。
（3）由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示。則反應(yīng)過程中，每生成2 ml N2理論上放出的熱量為___________。
13．“乙醇燃料電池”的工作原理為，裝置如圖所示。
①在該電池中的移動(dòng)方向?yàn)橛? （填“A到B”或“B到A”）。寫出A電極的電極反應(yīng)式：。
②若標(biāo)況下有11.2L 參與反應(yīng)，理論上通過質(zhì)子交換膜的數(shù)目為。
14．原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲(chǔ)能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步，是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。
（1）現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：
A．； B．。
判斷能否設(shè)計(jì)成原電池A ，B (填“能”或“不能”)。
（2）將純鋅片和純銅片按圖中方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，回答下列問題：

①下列說法正確的是。
A．甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 B．乙中銅片上沒有明顯變化
C．甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少 D．兩燒杯中溶液的均增大
②在相同時(shí)間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲乙(填“>”“E2 反應(yīng)吸收能量(吸熱反應(yīng)) E1

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