3．化学反应中的能量变化与物质内部能量有何关系？
【答案】物质具有的能量越高越不稳定,能量越低越稳定。
反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应释放能量，反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应吸收能量。
4.H2＋Cl2
2HCl的化学反应可用下图表示，1molH2和1molCl2中断键吸收的总能量是多少？
生成2molH—Cl键放出的总能量是多少？
H2＋Cl2
2HCl是放出能量还是吸收能量？
【答案】断裂1molH2、1molCl2中的化学键吸收的总能量为679kJ；生成2molH—Cl键放出的总能量为862kJ。
由于生成物成键放出的总能量大于反应物断键吸收的总能量，故该反应放出能量。
5．什么是放热反应和吸热反应？
铝与盐酸的反应是放热反应还是吸热反应？
【答案】放出热量的反应是放热反应，吸收热量的反应是吸热反应。
铝与盐酸的反应是放热反应。
6．有的化学反应需要加热，该反应是否是吸热反应？
有的化学反应在常温下能够进行，该反应是否是放热反应？
【答案】都不一定；原因是化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物具有总能量的相对大小，与反应是否加热无关。
7．放热反应一定容易发生，吸热反应一定不易发生吗？
【答案】不一定。
反应放热和吸热与反应条件无关，有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而有些吸热反应在常温下就能发生，如Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应。
8.常见的放热反应有哪些？
常见的吸收反应有哪些？
【答案】常见的释放能量的反应有：
所有的燃烧反应；酸碱中和反应；大多数的化合反应；铝热反应；活泼金属与酸或水的反应。
常见的吸收能量的反应有：
消石灰与氯化铵固体的反应；大多数的分解反应；碳与水的反应；部分以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。
9.如何判断吸热反应和放热反应？
【答案】若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，否则是吸热反应；若破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，否则是吸热反应；由不稳定的物质（能量高）生成稳定的物质（能量低）的反应为放热反应，反之为吸热反应；凡是持续加热才能进行的反应一般是吸热反应，反应开始时需加热,开始后不加热反应仍能继续进行的为放热反应。
10.化学能与热能的转化有哪些应用？
【答案】化学能通过化学反应转化成热能，为人类的生存和发展提供了所需要的能量和动力，如化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等。
热能转化为化学能是人们进行化学科学研究、研制新物质不可缺少的条件和途径，如高温冶炼金属、分解化合物等。
11．下列装置中，哪些能构成原电池？
其他不能构成原电池的原因是什么？
【答案】装置D能构成原电池；装置A不能构成原电池，原因是酒精为非电解质；装置B不能构成原电池，原因是没有形成闭合回路；装置C不能构成原电池，原因是两个电极的金属活泼性相同。
12．原电池工作时，电子和离子分别怎样移动？
【答案】原电池的工作原理是负极发生氧化反应，电子由负极通过导线流向正极、正极发生还原反应，使化学能转化为电能。
电子是从负极经过导线移向正极；在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
13.形成原电池必须满足哪些条件?
【答案】由两种活动性不同的金属或金属与其他非金属导电材料（如石墨等）组成；两电极必须浸在电解质溶液中，非电解质溶液（如乙醇、蔗糖）不可以，因非电解质溶液不电离、不导电，不能形成电流；两电极之间要用导线连接或紧靠在一起，形成闭合回路；原电池的负极材料或负极上的物质与电解质溶液或正极上的物质自发地发生氧化还原反应。
14.如何将反应:
Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计成原电池？
【答案】设计原电池时，注意电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如空气中的氧气）。
一般选择活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属或能导电的惰性电极材料作正极。
负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化,氧化性物质在正极上得到电子被还原。
则将反应:
Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计成原电池，应用铁片作负极,铜片（或石墨）作正极,硫酸铜溶液作电解质溶液，正极反应式是Cu2++2e-=Cu，负极反应式是Fe-2e-=Fe2+。
15.如何判断原电池的正、负极？
【答案】根据电极材料判断，一般来讲活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极；根据电流方向或电子流动方向判断，在外电路上电流由正极流向负极,电子由负极流向正极；根据反应类型判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应；根据现象判断，溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极；根据电解质溶液中阴阳离子移动方向判断,内电路中阴离子向正极移动,阳离子向负极移动。
16.如何加快Zn和稀H2SO4（或稀盐酸）反应制H2的反应速率？
【答案】在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大。
实验室用Zn和稀H2SO4（或稀盐酸）反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。
原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。
17.如何用原电池反应比较金属的活动性强弱？
【答案】原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。
如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。
18.相对于普通锌锰电池来讲，碱性锌锰电池有什么优点？
【答案】碱性锌锰电池是将普通锌锰电池中的NH4Cl换成湿的KOH，这样可延长电池的寿命和提高其性能。
19.二次电池在充电和放电时,能量是如何转化的?
【答案】放电时是化学能转化为电能,充电时是电能转化为化学能。
20.燃料电池中能量的转化是化学能
热能
电能吗?
写出氢氧燃料电池反应的化学方程式，由此分析两极反应物分别是什么？
【答案】不是,燃料电池直接将化学能转化为电能。
在2H2＋O2===2H2O反应中，化合价变化H2→H2O，氢由0→＋1，O2→H2O，氧由0→－2，H2发生氧化反应，O2发生还原反应，H2为负极反应物，O2为正极反应物。
21.如何根据原电池的装置书写电极反应式？
【答案】若负极材料本身被氧化,其电极反应式有两种情况:
第一种情况是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应式可表示为M-ne-=Mn+；第二种情况是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起,如铅蓄电池的负极反应式为Pb+S
-2e-=PbSO4。
若负极材料本身不反应,如燃料电池,在书写负极反应式时,要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写,如碱性介质中氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O。
当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒。
22.如何根据原电池反应书写电极反应式？
【答案】根据化合价升降,找出发生氧化反应和还原反应的物质,确定正负极产物；利用得失电子守恒,确定参与氧化还原反应物质的计量数；利用电荷守恒、原子守恒调节其他物质的化学计量数。
两电极反应式得失电子数相等时,将两电极反应式相加即得原电池总反应式。
书写电极反应式应注意酸性溶液反应物、生成物中均无OH-;碱性溶液反应物、生成物中均无H+;水溶液中不能出现O2-。
【考点练习】
1．下列各图中，表示放热反应的是（ ）
2.如图所示，对于A生成C的反应，下列所得结论正确的是（ ）
A．该反应为吸热反应B．该反应进行时，一定有能量放出
C．A物质比C物质稳定D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行
3.右图为某化学反应的能量—反应进程图，由此可判断该反应（ ）
A．为放热反应B．为吸热反应C．属于燃烧反应D．属于中和反应
4．下列说法正确的是（ ）
A．若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应
B．需要加热才能发生的反应是吸热反应
C．反应放出热量的多少与反应物的质量无关
D．对于放热反应A＋B===C＋D，A、B的能量总和小于C、D的能量总和
5.已知2SO2+O2
2SO3为放热反应,下列对该反应的说法正确的是（ ）
A.O2的能量一定大于SO2的能量B.SO2和O2的总能量一定大于SO3的总能量
C.SO2的能量一定大于SO3的能量D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
6.下列图示表示的过程为吸热反应的是（ ）
7.已知反应H++OH-=H2O生成1molH2O时放出热量57.3kJ,下列反应中放出57.3kJ热量的是（ ）
A.1mol稀硫酸与足量NaOH溶液反应
B.将适量NaOH固体放入稀盐酸中反应生成1mol水
C.稀盐酸与稀Ba（OH）2溶液反应生成1mol水
D.稀NaOH溶液与98.3%的硫酸反应生成1mol水
8.下列有关化学反应能量变化的叙述中正确的是（ ）
①若反应物的总能量低于生成物的总能量,则该反应一定是吸热反应 ②只要是在点燃条件下进行的反应就一定是吸热反应 ③只要是在常温常压下进行的反应就一定是放热反应 ④燃烧反应一定是放热反应 ⑤化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应
A.①④ B.①②③ C.③⑤ D.④⑤
9．如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。
下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是（ ）
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
10．已知空气 锌电池的电极反应如下，可以判断石墨电极是（ ）
锌电极：
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
石墨电极：
O2＋H2O＋2e－===2OH－
A．负极，发生还原反应 B．正极，发生氧化反应
C．负极，发生氧化反应D．正极，发生还原反应
11.如图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液中构成原电池。
下列叙述正确的是（ ）
A．电流从铜片经导线流向锌片B．该装置将电能转变为化学能
C．一段时间后，铜片质量减轻D．锌片发生还原反应
12．两种金属A、B与稀硫酸组成原电池时，A是正极。
下列有关推断正确的是（ ）
A．A的金属性强于B
B．电子不断由A电极经外电路流向B电极
C．A电极上发生的电极反应是还原反应
D．A在金属活动性顺序中一定排在氢前面
13．微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。
有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是（ ）
A．使用过程中，溶液中的OH－向Ag2O极移动
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
14.如图是氢氧燃料电池构造示意图。
下列说法不正确的是（ ）
A．a极是负极B．电子由b通过溶液流向a
C．该电池总反应是2H2＋O2===2H2OD．氢氧燃料电池是环保电池
15.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。
下列叙述不正确的是（ ）
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解
D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动
16.为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如图所示三套实验装置:
（1）上述3个装置中,不能用来检验“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是装置 。
（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验（实验前U形管里液面左右相平）,在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是 ,说明该反应属于 （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）为探究固体M溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验（反应在甲中进行）。
①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是 。
②若观察到烧杯里产生气泡,则说明M溶于水 （填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”）,理由是 。
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱,则M可能是 。
（4）至少有两种实验方法能检验超氧化钾与水的反应（4KO2+2H2O
4KOH+3O2↑）是放热反应还是吸热反应。
方法①:
选择上述装置 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）进行实验。
方法②:
取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到棉花燃烧,则说明该反应是 反应。
17．如图是某同学设计的放热反应的观察装置。
其实验操作步骤如下：
①按图所示将实验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水（或品红溶液），打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；③在盛有1.0g氧化钙的小试管里滴入2mL左右的蒸馏水，观察现象。
试回答：
（1）实验前必须进行的一步实验操作是______________________________________。
（2）实验中观察到的现象是_______________________________________________。
（3）实验中发生反应的化学方程式：
_________________________________________。
（4）说明CaO、H2O的能量与Ca（OH）2的能量之间的关系：
_______________________。
（5）若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？
________（填“能”或“否”）。
18．分别按如图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
（1）下列叙述正确的是________。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小D．产生气泡甲中比乙中慢
（2）甲装置中的能量转化形式：
______能转化为________能；乙装置中的能量转化形式：
_____能转化为______能。
（3）甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是_______。
（4）甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应：
_________________。
19．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
（1）锌锰干电池是应用最普遍的电池之一（如图所示），锌锰干电池的负极材料是________，负极发生的电极反应式为________________。
若反应消耗16.25g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。
（2）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池的电池总反应式可以表示为Cd＋2NiO（OH）＋2H2O
2Ni（OH）2＋Cd（OH）2，已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是________。
A．NiO（OH）作负极B．Cd作负极C．此电池是一次电池D．放电时化学能转变为电能
（3）如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，则X极为电池的______（填“正”或“负”）极，Y极的电极反应式为______________________________。
20．如图所示，组成一种原电池。
试回答下列问题（灯泡功率合适）：
（1）电解质溶液为稀H2SO4时，灯泡________（填“亮”或“不亮”，填“亮”做①题，填“不亮”做②题）。
①若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为：
_________________________；Al电极上发生的反应为：
________________________________________。
②若灯泡不亮，其理由为：
______________________________________。
（2）电解质溶液为NaOH（aq）时，灯泡________（填“亮”或“不亮”）。
参考答案
1.【解析】反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应是放热反应，则表示放热反应的是图像B。
【答案】B
2.【解析】据图可知，反应物A的能量大于生成物C的能量，该反应为放热反应，反应进行时，一定有能量释放，A错误，B正确；A物质的能量高于C，则A不如C稳定，C错误；放热反应并不一定很容易进行，也可能需加热等反应条件，D错误。
【答案】B
3.【解析】由图像可知该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。
【答案】B
5.【解析】反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,B项正确,A、C两项错误;放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量大,而加热是反应的条件,两者无必然联系,许多放热反应也必须加热才能进行,D项错误。
【答案】B
6.【解析】反应物的总能量小于生成物总能量为吸热反应,否则为放热反应,故A项为吸热反应,B项为放热反应,C项过程中放出大量的热,D项为活泼金属与酸的反应,为放热反应。
【答案】A
7.【解析】A项,1molH2SO4与足量NaOH溶液反应生成2molH2O,放出的热量为57.3kJ×2=114.6kJ；B项,NaOH固体溶于水会放出热量,所以生成1mol水时放出的热量大于57.3kJ;C项,符合离子反应H++OH-=H2O,生成1molH2O时放出57.3kJ热量;D项,浓硫酸溶于水放出大量的热,所以生成1molH2O时放出的热量大于57.3kJ。
【答案】C
8.【解析】②燃烧反应和铝热反应虽需点燃,但属于放热反应。
③常温下,NH4Cl和Ba（OH）2·8H2O的反应是吸热反应。
⑤C和CO2生成CO的反应属于吸热反应,而通常情况下分解反应是吸热反应。
【答案】A
9.【解析】【解析】M棒变粗，N棒变细，说明M棒是正极，电解质溶液中的阳离子在此极析出；N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。
综合以上分析可确定C项符合要求。
【答案】C
10.【解析】空气 锌电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的一极是正极，发生还原反应，由此可知，石墨电极作正极，发生还原反应。
【答案】D
11.【解析】题给装置为原电池，把化学能转化为电能，锌作负极失去电子发生氧化反应，铜作正极，H＋在Cu电极上得电子生成氢气，Cu质量不变，电流从正极Cu沿导线流向负极Zn。
【答案】A
12.【解析】由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池，A是正极，说明A的金属性比B弱，A错误；外电路电子由负极流向正极，即由B电极经外电路流向A电极，B错误；原电池正极发生还原反应，即A电极上发生还原反应，C正确；A为正极，金属性较弱，可能排在氢的后面，D错误。
【答案】C
13.【解析】银锌电池中锌为负极，Ag2O为正极，C项正确；OH－向负极移动，即向Zn极移动，A项错误；原电池中电子由负极流向正极，B项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项错误。
【答案】C
14.【解析】A项，氢氧燃料电池中，通入氢气的a极为负极，正确；B项，通入氧气的b极为正极，电子由a经过导线流向b，错误；C项，氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，正确；D项，氢氧燃料电池反应产物是水，无污染，是环保电池，正确。
【答案】B
15.【解析】铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，A正确；a和b用导线连接后，构成原电池，其中Fe作负极，发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确、D项错误；无论a和b是否连接，铁都被氧化生成Fe2＋，C项正确。
【答案】D
【答案】
（1）Ⅲ
（2）左端液柱降低,右端液柱升高;放热（3）①产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧杯里的导管内形成一段液柱②可能是放热反应;某些物质（如浓硫酸）溶于水放热,但不是放热反应③硝酸铵（或其他合理答案）（4）Ⅰ或Ⅱ;放热
17.【解析】
（1）由于实验要通过装置中气压的变化来确定反应是放热反应，所以实验装置要密封，为了确定装置是否密封，实验前要检查装置气密性。
（2）由于氧化钙和水的反应是放热反应，反应时试管内温度升高，气体压强增大，导致U形管内红墨水或品红溶液的液面左低右高。
（3）CaO和水反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca（OH）2。
（4）氧化钙和水的反应是放热反应，放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故CaO和H2O的总能量大于Ca（OH）2的总能量。
（5）由于氯化钠和水不反应，混合时能量变化不明显，试管内气体压强变化不明显，故看不到相同的现象。
【答案】
（1）检查装置的气密性
（2）U形管液面左低右高 （3）CaO＋H2O===Ca（OH）2 （4）CaO和H2O所具有的总能量高于Ca（OH）2的总能量 （5）否
18.【解析】
（1）甲装置是原电池，乙中Zn与稀硫酸接触反应；甲装置中H＋在铜片上得到电子被还原为H2，铜片作正极，构成原电池后产生气泡比乙中快；随着两烧杯中H＋不断被消耗，溶液中的c（H＋）均减小。
（2）甲装置是原电池，把化学能转化为电能，乙装置主要是将化学能转化为热能。
（3）锌片上产生气体，可能是锌片不纯，锌与杂质构成原电池。
（4）若将稀硫酸换成CuSO4溶液，则铜电极上会析出Cu。
【答案】
（1）C
（2）化学 电 化学 热（3）锌片不纯，锌与杂质构成原电池（4）Cu2＋＋2e－===Cu
19.【解析】
（1）锌锰干电池中的负极是Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；16.25gZn的物质的量是16.25g/65g·mol－1＝0.25mol，1molZn失去2mol电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5mol。
（2）由电池反应可知，Cd元素化合价由0→＋2，化合价升高被氧化，Cd作电池负极，A错误，B正确；电池可以充放电，因此是二次电池，C错误；放电时化学能转变为电能，D正确。
（3）氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，X是负极，Y是正极，发生还原反应，电解质溶液是KOH溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
【答案】
（1）锌 Zn－2e－===Zn2＋
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