高二化学 学业水平测试 第13讲 化学反应与能量原电池.docx

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高二化学学业水平测试第13讲化学反应与能量原电池

学业水平测试第13讲化学反应与能量、原电池

第十三讲　化学反应与能量、原电池

考点概览

考纲要求

化学反应与能量

1.了解化学反应中能量转化的原因，知道常见的能量转化形式

2．了解化学能与热能的相互转化；了解吸热反应、放热反应等概念

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

原电池

了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式

金属腐蚀与防护

了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害及其防止措施

一、化学反应与能量

1．化学反应与能量变化。

（1）化学键与能量转化：

发生化学反应时，断开反应物中的化学键要________能量，形成生成物中的化学键要________能量，不同的化学键断裂吸收的能量与形成化学键释放的能量不相等，从而发生化学能与其他能量形式的转化。

（2）常见的能量转化形式。

①通常情况下，化学反应中的能量变化表现为________的变化，即为________热和________热。

②在一定条件下，化学反应中的能量变化还可以转化成电能、光能等形式变化。

③在原电池反应中，化学能主要转化为________能；在电解过程中电能主要转化为化学能。

2．放热反应与吸热反应。

（1）放热反应。

反应物的总能量________生成物的总能量的反应，或者说：

旧化学键断裂时所需要吸收的能量________新化学键形成时所释放的能量的反应。

反应对环境放热，一般表现温度________，化学能________。

（2）吸热反应

反应物的总能量________生成物的总能量的反应，或者说：

旧化学键断裂时所需要吸收的能量大于新化学键形成时所释放的能量的反应。

反应从环境吸热，一般表现温度________，化学能________。

（3）化学反应中的能量变化示意图。

（4）常见的放热反应和吸热反应类型和实例。

常见反应类型

反应实例

放热

反应

①大多数的化合反应

②置换反应（含铝热反应）

③中和反应

④燃烧反应

⑤爆炸反应

⑥原电池、电解池反应

CaO＋H2O===Ca（OH）2

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9Fe

HCl＋NaOH===NaCl＋H2O

CH3CH2OH＋3O2

2CO2＋

3H2O

H2＋Cl2

2HCl

吸热

反应

①大多数的分解反应

②电离反应

③铵盐与碱反应

④结晶水合物失水反应

⑤大多数以H2、CO、C为还原剂需持续加热的氧化还原反应（燃烧反应除外）

（5）注意问题。

①需要加热的反应不一定是吸热反应，不加热的反应也不一定是放热反应。

大多数反应发生时，开始都需要引发条件。

判断反应热效应，应比较反应前后物质具有的总能量差异，不应只看反应初始条件。

②燃料的燃烧、食物的腐败等放热反应的发生，有时也需加热，很多燃料需点燃方能燃烧。

一旦发生反应，放出的热量足以维持反应必需的温度条件，不再需外界持续提供能量。

一、

1．

（1）吸收　释放　

（2）①热量　吸　放　③电

2．

（1）高于　低于　升高　减少　

（2）低于　降低　增加

二、原电池

1．定义：

利用氧化还原反应将________能转化为________能的装置。

2．Zn─Cu原电池工作原理。

（1）装置如下图所示。

（2）形成条件。

①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体或不活泼金属）作电极。

②电极材料均插入电解质溶液中。

③两极相连形成闭合电路。

（3）工作原理：

铜片和锌片用导线连接，同时浸入稀硫酸，金属锌比铜活泼，锌原子容易________电子，锌片的电子通过________流向铜片，Zn被氧化生成________进入溶液，溶液中的H＋从铜片获得电子被还原，生成________从铜片上逸出。

（4）电池反应。

①负极（活泼金属锌片）：

Zn－2e－===Zn2＋（氧化反应）。

②正极（不活泼金属铜片）：

2H＋＋2e－===H2↑（还原反应）。

③电池总反应式：

Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑（氧化还原反应）。

（5）电子与电流流动方向。

电子：

________极（锌片）→导线→________极（铜片）。

电流：

________极（铜片）→导线→________极（锌片）。

二、

1．化学　电

2．（3）失去　导线　Zn2＋　H2　（5）负　正　正　负

三、金属腐蚀与防护

1．金属腐蚀化学原理：

金属的腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

其实质是金属原子失去电子被氧化：

M－ne－===Mn＋，越活泼的金属，越容易被腐蚀，由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同。

2．金属的腐蚀分类：

一般分为______腐蚀和______腐蚀，其中的________腐蚀更普遍。

（1）化学腐蚀。

指金属跟接触到的物质直接发生________反应而引起的腐蚀。

如高温下，钢铁与氯气接触生成氯化铁、铜在加热条件下生成黑色的氧化铜，都属于化学腐蚀。

（2）电化学腐蚀。

指不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，发生____________反应而引起的腐蚀。

一般可分为吸__________腐蚀和析__________腐蚀，其中，吸氧腐蚀更普遍。

例如钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主，其中负极为铁。

电极反应为负极：

2Fe－4e－===2Fe2＋；正极（碳）：

2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

（3）常见防护措施。

①改变金属组织结构：

选用不同的金属或非金属制成合金，如不锈钢。

②增加保护层：

如喷油漆、涂油脂、电镀或用化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜使其表面钝化等。

③采用电化学保护，如牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理），防止金属腐蚀等。

三、

2．化学　电化学　电化学　

（1）化学　

（2）原电池　氧　氢

A组单选题

1．对于反应H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）的能量变化描述正确的是（　　）

A．成键过程中吸收能量

B．断键过程中吸收能量，成键过程中释放能量

C．断键过程中释放能量

D．断键过程中释放能量，成键过程中吸收能量

1．解析：

化学反应过程是旧键断裂与新键形成的过程，断裂旧键需要吸收能量，形成新键释放能量。

答案：

B

2．（2015·广州市第十五中学学业水平模拟考试）下列能量转化过程中化学能转化为热能的是（　　）

A．铝热反应

B．水蒸气转化为液态水

C．冰雪融化

D．绿色植物的光合作用

2．解析：

铝热反应为放热反应，过程中化学能转化为热能，A正确；B、C为物理变化，不发生化学能与热能转化；绿色植物的光合作用是光能转化为化学能；故答案为A。

答案：

A

3．下列说法不正确的是（　　）

A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化

B．吸热反应在一定条件（如常温、加热等）也能发生

C．化学反应都要放出能量

D．化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量

3．解析：

化学反应过程中伴随着能量的变化，可能放出能量也可能吸收能量，故C错；答案选C。

答案：

C

4．（2015·广州市第七中学学业水平模拟考试）化学反应一般均会伴随着能量变化，对H2在O2中燃烧的反应，正确的是（　　）

A．该反应为吸热反应

B．该反应为放热反应

C．断裂H—H键放出能量

D．生成H—O键吸收能量

4．解析：

该反应为放热反应，A错、B正确；断裂H—H键吸收能量，C错；生成H－O键放出能量，D错；故答案为B。

答案：

B

5．下列反应属于吸热反应的是（　　）

A．石灰石在高温下的分解反应

B．生石灰和水的反应

C．盐酸与氢氧化钠溶液的反应

D．木炭在氧气中燃烧

5．解析：

石灰石在高温下发生分解，保持高温条件，需要通过不间断加热方法实现。

答案：

A

6．（2015·广州市二中学业水平模拟考试）天然气燃烧过程中的能量转化方式为（　　）

A．化学能转化为热能

B．化学能转化为电能

C．热能转化为化学能

D．化学能转化为机械能

6．解析：

天然气燃烧过程中化学能转化为热能，A正确；答案为A。

答案：

A

7．人类生活需要能量，下列能量主要由化学能转化的是（　　）

A．太阳能热水器提供热水所需的热量

B．电灯发出的光

C．水电站发电产生的电能

D．液化石油气燃烧放出的热量

7．解析：

石油气燃烧发生氧化还原反应，放出大量热。

答案：

D

8．根据下列反应不能设计为原电池的是（　　）

A．Fe＋2FeCl3===3FeCl2

B．CH4＋2O2

CO2＋2H2O

C．H2＋Cl2

2HCl

D．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

8．解析：

设计为原电池的反应，必须是氧化还原反应，D项是复分解反应，不能设计为原电池。

答案：

D

9．（2015·广州市第七中学学业水平模拟考试）在铜锌原电池中，锌电极上发生的反应为Zn－2e－===Zn2＋，则（　　）

A．锌电极为负极

B．锌电极为正极

C．反应中Cu被氧化

D．反应中Zn被还原

9．解析：

锌电极为负极，A正确、B错；反应中Zn被氧化，D错；Cu不参与氧化还原反应，C错；故答案为A。

答案：

A

10．人造卫星使用的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。

判断Ag2O是（　　）

A．负极，被氧化　　　　　B．正极，被还原

C．负极，被还原D．正极，被氧化

10．解析：

负极失电子被氧化，正极得电子被还原。

答案：

B

11．（2015·深圳市第二高级中学学业水平检测）对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（　　）

A．电子流入的一极为正极

B．比较不活泼的一极为正极

C．电子流出的一极为负极

D．发生氧化反应的一极为正极

11．解析：

电子流入的一极为正极，A正确；电子流出的一极为负极，C正确；比较不活泼的一极为正极，B正确；发生氧化反应的一极为负极，D错；答案为D。

答案：

D

12．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入浓度相同的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（　　）

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C．两烧杯中溶液的pH均增大

D．产生气泡的速度甲比乙慢

12．解析：

甲是原电池装置，铜片是正极，H＋从铜片表面得电子产生氢气，稀硫酸浓度减小，pH增大；乙不是原电池装置，锌片直接与稀硫酸发生置换反应，H＋从锌片表面得电子产生氢气，稀硫酸浓度减小，pH增大。

答案：

C

13．下列装置中能构成原电池的是（　　）

13．解析：

装置A没有构成闭合电路，不能构成原电池；装置B两电极为同种材料，不能构成原电池；装置C可以构成原电池；装置D酒精不是电解质，没有电解质溶液，不能构成原电池。

答案：

C

14．锂—碘电池可用来为心脏起搏器提供能源，其电池反应可简化为：

2Li＋I2===2LiI。

下列有关说法正确的是（　　）

A．I2发生氧化反应

B．碘电极为该电池的负极

C．正极反应为：

Li－e－===Li＋

D．该电池放电时化学能转化为电能

14．解析：

根据反应判断，I2在原电池反应中得电子，发生还原反应作正极，原电池是将化学能转化为电能的装置。

答案：

D

15．（2015·广州市第十五中学学业水平模拟考试）下列条件下铁钉最容易生锈的是（　　）

A．浸泡在植物油中B．浸泡在海水中

C．置于干燥的空气中D．浸泡在蒸馏水中

15．解析：

浸泡在植物油中、置于干燥的空气中铁钉不易生锈；浸泡在蒸馏水中、浸泡在海水中铁钉易生锈；海水中电解质溶液浓度较大，故浸泡在海水中最容易生锈；答案选