專題 化學反應與能量變化 考能特訓

專題化學反應與能量變化考能特訓第1頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日1 取材于這些知識點的試題，由于題材廣、信息新、陌生度大，所以，大多數(shù)考生對這類試題感到難，而難在何處又十分迷茫。實際上這些題目主要考查的是學生遷移應用的能力。具體有以下幾種考查角度：

角度一新型電池“放電”時正極、負極的判斷

【知識基礎】在Zn-Cu原電池中，較活潑的金屬材料作負極，較不活潑的金屬材料或非金屬材料作正極。負極：Zn-2e-Zn2+；正極：2H++2e-

H2↑。第2頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日2【解題指導】新型電池中負極材料正極材料元素化合價升高的物質(zhì)發(fā)生氧化反應的物質(zhì)元素化合價降低的物質(zhì)發(fā)生還原反應的物質(zhì)第3頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日3【典例導析1】被稱之為“軟電池”的紙質(zhì)電池，采用一個薄層紙片作為傳導體，在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳。在紙內(nèi)的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應為Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnO（OH）。下列說 法正確的是 （ ）

A.該電池的正極為鋅

B.該電池反應中二氧化錳起催化劑作用

C.當0.1molZn完全溶解時，流經(jīng)電解液的電子個 數(shù)為1.204×1023 D.電池正極反應式為2MnO2+2e-+2H2O 2MnO（OH）+2OH-第4頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日4解析

由總反應式可知,二氧化錳為氧化劑而不是催化劑，鋅為還原劑，應為原電池的負極，A、B錯；電子只能經(jīng)外電路流動，而不能在電解液中流動，電解液內(nèi)電流的形成是由于陰、陽離子的定向移動，C錯；電池負極反應式為Zn-2e-+H2OZnO+2H+,用總反應式減去負極反應式得正極反應式為2MnO2+2e-+2H2O 2MnO(OH)+2OH-。答案

D第5頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日5角度二新型電池“放電”時正極、負極上電極反應 式的書寫【知識基礎】鉛蓄電池［Pb-PbO2（H2SO4溶液）］電極反應的書寫：負極：①Pb-2e- Pb2+;②Pb2++SO PbSO4。把二者合起來，即負極反應式：Pb-2e-+SOPbSO4。正極：PbO2得電子變?yōu)镻b2+，①PbO2+2e-+4H+Pb2++2H2O；Pb2+跟SO結合生成PbSO4，②Pb2++SOPbSO4。把二者合起來，即正極反應式：PbO2+2e-+4H++SO PbSO4+2H2O?？偡磻?正極反應式+負極反應式，即：PbO2+Pb+4H++2SO2PbSO4+2H2O。第6頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日6【解題指導】首先分析物質(zhì)得失電子的情況，然后再考慮電極反應生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應。對于較為復雜的電極反應，可以利用總反應-較簡單一極電極反應式=較復雜一極電極反應式的方法解決。第7頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日7【典例導析2】（2009·廣東，14）可用于電動汽車 的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液 為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列 說法正確的是 （ ）

A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應 都為：O2+2H2O+4e- 4OH- B.以NaOH溶液為電解液時，負極反應為Al+3OH- -3e- Al（OH）3↓ C.以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電 解液的pH保持不變

D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極第8頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日8解析

電池工作時，正極上O2得到電子被還原，電極反應為：O2+2H2O+4e- 4OH-,A正確；電解液為NaOH溶液時，在負極上產(chǎn)生的是NaAlO2而不是Ａl(OH)3,B錯誤；電池的總反應為：4Al+3O2+4NaOH4NaAlO2+2H2O,消耗NaOH，pH減小;電池工作時，電子通過外電路由負極流向正極。答案

A第9頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日9角度三新型電池“充電”時陰極、陽極的判斷【知識基礎】充電的實質(zhì)就是把放電時發(fā)生的變化再復原的過程。如鉛蓄電池：首先應搞明白原電池放電時的正、負極，再根據(jù)電池充電時，陽極接正極，陰極接負極的原理，進行分析。【解題指導】第10頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日10【典例導析3】（2009·浙江理綜，12）市場上經(jīng)常 見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。 它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金 屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導Li+的高分子 材料。這種鋰離子電池的電池反應式為：

Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2

下列說法不正確的是 （ ）

A.放電時，負極的電極反應式：Li-e- Li+ B.充電時，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原 反應

C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)

D.放電過程中Li+向負極移動第11頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日11解析

A項，Li從零價升至正價，失去電子，作為負極，正確；B項，反應逆向進行時，反應物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應，正確；C項，由于Li可以與水反應，故應為非水材料，正確；D項，原電池中陽離子應遷移至正極失電子，故錯。答案

D第12頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日12角度四新型電池充、放電時，電解質(zhì)溶液中離子移 動方向的判斷【知識基礎】原電池中，陽離子移向正極，陰離子移向負極，如Zn-Cu（稀H2SO4）電池中：H+移向Cu極；SO移向Zn極。電解池中，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，符合帶電微粒在電場中的運動規(guī)律。首先應分清電池是放電還是充電；再判斷出正、負極或陰、陽極，進而即可確定離子的移動方向?！窘忸}指導】第13頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日13【典例導析4】（2008·廣東，16改編）LiFePO4電池具有穩(wěn) 定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。 電池反應為：FePO4+LiLiFePO4,電池的正極材 料是LiFePO4，負極材料是石墨，含Li+導電固體為 電解質(zhì)。下列有關LiFePO4電池說法不正確的是（）

A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性

B.放電時電池內(nèi)部Li+向正極移動

C.充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少

D.放電時電池正極反應為：FePO4+Li++e- LiFePO4第14頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日14解析

由于Li能和稀H2SO4、H2O反應,因此電解質(zhì)不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程,電解池的陽極失電子,即LiFePO4-e- Li++FePO4，因此陽極材料（LiFePO4）質(zhì)量會減少；將電解池陽極反應倒過來就是原電池的正極反應。綜合上述分析可知B、C、D正確。答案

A第15頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日15遷移應用1.下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學將反應AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O設計成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。第16頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日16下列敘述正確的是 （ ）A.甲組操作時，微安表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.甲組操作時，溶液顏色不變C.乙組操作時，C2作正極D.乙組操作時，C1上發(fā)生的電極反應式為I2+2e-

2I-第17頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日17解析

甲組操作時發(fā)生的反應為AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O，有碘單質(zhì)生成，因此溶液的顏色變深，但裝置構成的原電池中兩極直接接觸（一極是AsO/AsO，另一極是I2/I-），呈短路狀態(tài)，因此微安表中無電流通過，A、B錯；乙組操作時，由于向圖ⅡB燒杯中逐滴加入燒堿，此時原電池發(fā)生的反應為AsO+I2+H2O AsO+2I-+2H+，此時C2棒上發(fā)生氧化反應，作負極，C1棒上發(fā)生還原反應，作正極，電極反應式為I2+2e- 2I-。答案

D第18頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日182.科學家成功開發(fā)出便攜式固體氧化物燃料電池，它 以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通入空氣，另一 極通入丙烷氣體，電解質(zhì)是固態(tài)氧化物，在熔融狀 態(tài)下能傳導O2-。下列對該燃料電池的說法不正確的是 （） A.在熔融電解質(zhì)中，O2-由負極移向正極 B.該電池的總反應是：C3H8+5O23CO2+4H2O C.電路中每通過5mol電子，約有5.6L標準狀況下的丙烷被完全氧化 D.通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應為：C3H8-20e-+10O2-3CO2+4H2O第19頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日19解析

該燃料電池的化學原理是：C3H8+5O23CO2+4H2O，B正確；放電過程中通入丙烷的電極為負極：C3H8-20e-+10O2-

3CO2+4H2O,C正確；通入O2的電極為正極：O2+4e-

2O2-，產(chǎn)生的O2-將向負極移動，A項錯。答案

A第20頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日203.（2009·四川，29）新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下： 方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵［(CH3COO)2Fe］、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰,同時生成的乙酸及其他產(chǎn)物均以氣體逸出。方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。第21頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日21在鋰離子的電池中，需要一種有機聚合物作為正、負極之間鋰離子遷移的介質(zhì)，該有機聚合物的單體之一（用M表示）的結構簡式如下：請回答下列問題：（1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是

。第22頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日22（2）在方法一所發(fā)生的反應中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有

、

、

（填化學式）生成。（3）在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應式為

。（4）寫出M與足量氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：

。（5）已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應式為

。第23頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日23解析（1）LiFePO4中有Fe2+，F(xiàn)e2+容易被氧化，所以制備LiFePO4時要在無氧條件下操作。（2）根據(jù)信息給定的方法一所發(fā)生的反應中的反應物和部分生成物，再根據(jù)元素守恒，可寫出該反應的化學方程式：Li2CO3+2（CH3COO）2Fe+2NH4H2PO42LiFePO4+4CH3COOH↑+2NH3↑+H2O↑+CO2↑。（3）方法二中，陽極Fe放電生成Fe2+，F(xiàn)e2+再與H2PO、Li+反應生成LiFePO4。（5）該鋰離子電池在充電過程中，陽極的LiFePO4生成FePO4,則該電池放電時正極的反應是FePO4生成LiFePO4,其電極反應式是FePO4+Li++e-LiFePO4。第24頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日24答案（1）為防止亞鐵化合物被氧化（2）CO2 H2O NH3（3）Fe+H2PO+Li+-2e- LiFePO4+2H+（4）（5）FePO4+Li++e- LiFePO4第25頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日25易錯題重練1.(2009·海南，12)已知：Fe2O3(s)+C(s)CO2(g)+2Fe(s)ΔH1=+234.1kJ/mol（1）C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5kJ/mol（2）則2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)的ΔH是（）A.-824.4kJ/molB.-627.6kJ/molC.-744.7kJ/molD.-169.4kJ/mol解析

×（2）-（1）就可得2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)，則ΔH=ΔH2-ΔH1=-824.4kJ/mol。A第26頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日262.（2009·浙江理綜，12）市場上經(jīng)常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應式為：

Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2

下列說法不正確的是()A.放電時，負極的電極反應式：Li-e-Li+B.充電時，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應

C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)

D.放電過程中Li+向負極移動放電充電第27頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日27解析

A項，Li從零價升至正價，失去電子，作為負極，正確；B項，反應逆向進行時，反應物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應，正確；C項，由于Li可以與水反應，故應為非水材料，正確；D項，原電池中陽離子應遷移至正極失電子，故錯。答案

D第28頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日283.用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水（含Cl-、Br-、

Na+、Mg2+）的裝置如圖所示（a、b為石墨電極）。下列說法中，正確的是（）第29頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日29A.電池工作時，正極反應式為：O2+2H2O+4e-

4OH-B.電解時，a電極周圍首先生成Cl2C.電解時，電子流動路徑是：負極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極D.忽略能量損耗，當電池中消耗0.02gH2時，b極周圍會產(chǎn)生0.02gH2第30頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日30解析

由于磷酸為電解質(zhì)，電池的正極反應為：O2+4H++4e-2H2O,A錯；a電極與原電池正極相連，為電解池的陽極，由于Br-還原性強于Cl-，因此Br-先放電，B錯；電解時，電子流動路徑是：負極→陰極，陽極→正極，電子不能從溶液中通過，C錯；根據(jù)通過的電子守恒，當電池中消耗0.02gH2時，b極周圍會產(chǎn)生0.02gH2,D對。答案

D第31頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日314.下列熱化學方程式書寫正確的是（ΔH的絕對值均正確）（）A.C2H5OH（l）+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-1367.0kJ/mol(燃燒熱)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ/mol（中和熱）C.S（s）+O2(g)SO2(g)ΔH=-269.8kJ/mol(反應熱)D.Fe+SFeSΔH=-95.6kJ/mol（反應熱）C第32頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日325.下列有關熱化學方程式的敘述正確的是（）

A.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為241.8kJB.已知C（石墨，s）C（金剛石，s）

ΔH＞0,則金剛石比石墨穩(wěn)定

C.含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.65kJ的熱量，則表示該反應中和熱的熱化學方程式為：NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(1)ΔH=-57.3kJ/molD.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH1

2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,則ΔH1＞

ΔH2第33頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日33解析

H2的燃燒熱應該以生成液態(tài)水為標準，所以A不正確；由于石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸摩＞0，所以金剛石的內(nèi)能比石墨的高，內(nèi)能越高越不穩(wěn)定，B不正確；同物質(zhì)的量的碳完全燃燒（生成CO2）放出的熱量要比不完全燃燒（生成CO）放出的熱量多，所以ΔH1＜ΔH2,D不正確。答案

C第34頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日346.某同學按如圖所示的裝置進行實驗，A、B為常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于水。當K閉合后，在交換膜處從右向左移動。下列分析不正確的是（）

A.溶液中c(A2+)增大

B.B的電極反應：B-2e-B2+C.y電極上有Cl2產(chǎn)生，發(fā)生氧化反應

D.反應初期x電極周圍出現(xiàn)白色沉淀，隨后沉淀消失第35頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日35解析

選項A，當K閉合后，在交換膜處從右向左移動，說明A為原電池的負極，該極的金屬A失去電子：A-2e-A2+，c(A2+)增大；選項B，若金屬B是不活潑金屬，溶液中的B2+獲得電子生成B。答案

B第36頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日367.LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為：

FePO4+LiLiFePO4。電池的正極材料是

LiFePO4，負極材料是石墨，含有導電固體為電解質(zhì)。下列有關LiFePO4電池的說法不正確的是

()A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性

B.放電時電池內(nèi)部Li+向正極移動

C.充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少

D.放電時電池正極反應為：FePO4+Li++e-

LiFePO4放電充電第37頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日37解析

由于Li能和稀H2SO4、H2O反應，因此電解質(zhì)不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程，電解池的陽極失電子，即LiFePO4-e-Li++FePO4，因此陽極材料（LiFePO4）質(zhì)量會減少；將電解池陽極反應倒過來就是原電池的正極反應。綜合上述分析可知B、C、D正確。答案

A第38頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日388.日常生活中常用的普通鋅-錳干電池有7種物質(zhì)：NH3、Mn2O3、ZnCl2、MnO2、NH4Cl、Zn

和H2O，它們分別是鋅-錳電池中氧化還原反應的反應物和生成物，該干電池的結構如圖所示。下列說法正確的是（）第39頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日39A.普通鋅-錳干電池中電解質(zhì)溶液為ZnCl2、

MnCl2B.石墨電極發(fā)生的反應為：2MnO2+2NH+2e-

Mn2O3+2NH3+H2OC.放電時，NH向負極移動D.用該電池電解飽和AlCl3溶液，析出2.7gAl時，溶解9.75gZn第40頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日40解析

選項A，題目提供的7種物質(zhì)中，只有NH4Cl和ZnCl2是可溶性的,分析元素價態(tài)變化可知Zn失去電子為原電池的負極：Zn-2e-Zn2+，所以電池中電解質(zhì)溶液為NH4Cl；選項B，石墨為正極材料，7種物質(zhì)中，MnO2在該極獲得電子生成Mn2O3:2MnO2+2NH+2e-Mn2O3+2NH3+H2O；選項C，正極消耗NH，所以放電時NH向正極移動；選項D，根據(jù)離子的放電能力，電解飽和AlCl3溶液時，首先是H+在陰極放電生成H2，而不是析出Al。答案

B第41頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日41答題規(guī)范6熱化學方程式、電極方程式的書寫規(guī)范學生案例1.含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.65kJ的熱量,則表示該反應中和熱的熱化學方程式為

。規(guī)范答案

NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/molNaOH(l)+HCl(l)NaCl(s)+H2O(l)ΔH=-28.65kJ第42頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日422.下圖是乙烷、二甲醚燃燒過程的能量變化圖：請回答下列問題：（1）乙烷的燃燒熱ΔH=

kJ/mol。（2）根據(jù)該圖寫出二甲醚燃燒熱的熱化學方程式：

。aCH3OCH3(g)+CO2(g)

dCO2(g)+H2O(l)ΔH=-485kJ/mol第43頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日43規(guī)范答案（1）-1560（2）CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1455kJ/mol第44頁，共49頁，2023年，2月20日，星期日443.電極方程式的書寫（1）鉛蓄電池放電時，電流流入的極為

極，其電極方程式為：

。（2）氫氧燃料電池若用KOH作電解質(zhì)溶液，其負極反應式為

。（3）氫氧燃料電池若用H2SO4作電解質(zhì)溶液，其正極反應式為

。（4）依據(jù)CH4+2O2CO2+2H2O，利用KOH

溶液作電解質(zhì)溶液制成燃料電池，則負極反應式為

。正Pb-2e-Pb2+H2-2e-2H+O2+4e-+2H2O