第14講 化學(xué)反應(yīng)與能量變化-2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精講精練寶典（新高考專用）（解析版）

第14講化學(xué)反應(yīng)與能量變化

課標(biāo)要求

1.認(rèn)識物質(zhì)具有能量，認(rèn)識吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)，了解化學(xué)反應(yīng)體系能量改變與化學(xué)鍵的斷裂和形成有關(guān)。

2.知道化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與其他能量形式的轉(zhuǎn)化，以原電池為例認(rèn)識化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，從氧

化還原反應(yīng)的角度初步認(rèn)識原電池的工作原理。

3.體會提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。

知識網(wǎng)絡(luò)

化學(xué)反應(yīng)的分類

化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與電能原電池的構(gòu)成條件

原電池實(shí)戰(zhàn)

知識詳解

【化學(xué)反應(yīng)過程中存在熱量變化】

1.實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

①看到有氣泡產(chǎn)生

,溫度計(jì)J-i②用手觸摸反應(yīng)后的試管，

該反應(yīng)產(chǎn)生氣體，放出

溫?zé)?/p>

2mL一鏗熱量

-2mobL-1j「條③用溫度計(jì)測得反應(yīng)后溫度

廠鹽酸敏小

升高

(1)

20gBa(OH)*8H,O

2①混合物呈糊狀

+10gNH4CI

②聞到刺激性氣味

-該反應(yīng)產(chǎn)生NH和

③用手觸摸杯壁下部，冰涼，3

滴TT水滴HO,吸收熱量

1的木片用手拿起燒杯，木片與燒杯2

(2)聞到氣味后迅速用玻璃粘在一起

片蓋上燒杯

結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)中總會伴隨著能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱能的變化，有的放出熱量，有的吸收熱量。

特別提醒：化學(xué)反應(yīng)的能量變化，除轉(zhuǎn)化為熱能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、光、聲、電等多種能量形式。

2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)

(1)概念

①把釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。

②把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。

(2)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)

放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)

①大多數(shù)分解反應(yīng)

①所有燃燒反應(yīng)

②C+CO2(以C、H2為還原劑的

②酸堿中和反應(yīng)

氧化還原反應(yīng))

③大多數(shù)化合反應(yīng)

@Ba(OH)2-8H2O+NH4C1(固態(tài)

④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng)

鏤鹽與堿的反應(yīng))

⑤物質(zhì)的緩慢氧化

④NaHCCh與鹽酸的反應(yīng)

【化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因】

1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因

（1）化學(xué)反應(yīng)過程

廊研也學(xué)鋪斷社府新化一還百麗

（2）化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因

化學(xué)鍵的斷裂與形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。

吸收能量（￡；）

1

反應(yīng)物舊化學(xué)鍵斷鞏

新化學(xué)鍵形成土戊物

I

釋放能最（￡1

Ei>Ei，反應(yīng)吸收能量（吸熱反應(yīng)）；

E\<Ei，反應(yīng)放出能量（放熱反應(yīng)）。

2.化學(xué)反應(yīng)中能量的決定因素

化學(xué)反應(yīng)中能量變化決定于反應(yīng)物的總能量和生成物總能量的相對大小。

放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)

反應(yīng)物的總能量高生成物的總能最高

化學(xué)反閔一恐簿T

弋7擇放能量化學(xué)反/C廣）耀址

生成物的總能最低反應(yīng)物的總能量低

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能被生成物“儲存”

【放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)比較】

放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)

比

定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)

形成反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具

原因有的總能量有的總能量

與化學(xué)鍵生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量大生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量小

的關(guān)系于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量

［能量

圖示反fa反應(yīng)口…」

生成J—

°反應(yīng)過程°反應(yīng)過程

【化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用】

1.現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑是：物質(zhì)的燃燒，使用最多的常規(guī)能源是：化石燃料（煤、石油和天然氣）。

2.化石燃料獲取能量面臨的問題

(1)儲量有限，短期內(nèi)不可再生。

(2)影響環(huán)境：煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NO、、CO等是大氣污染物的主要來源。

3.節(jié)能減排的措施

(1)燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率。

(2)能量利用階段提高能源的利用率。

(3)開發(fā)使用新能源，目前人們比較關(guān)注的新能源有太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芎蜌淠艿取?/p>

【火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能】

1.我國目前電能主要來自火力發(fā)電，其次來自水力發(fā)電。

2.火力發(fā)電的原理

首先通過化石燃料燃燒，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱水使之汽化為蒸汽以推?dòng)蒸汽輪機(jī)，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)

發(fā)電。

3.能量轉(zhuǎn)換過程

入凈“燃料燃燒執(zhí)心蒸汽輪機(jī)用塌、3發(fā)電機(jī)由如

化學(xué)弱----->熱肥-----?機(jī)械肥----->電門匕

【實(shí)驗(yàn)活動(dòng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能】

實(shí)驗(yàn)FI的

1.理解氧化還原反應(yīng)在化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能過程中的作用，體會化學(xué)的價(jià)值。

2.認(rèn)識原電池的構(gòu)成要素及其作用。

實(shí)驗(yàn)用品

燒杯、導(dǎo)線、電流表。

鋅片、銅片、石墨棒、稀硫酸。

實(shí)驗(yàn)步驟

電極材料的實(shí)驗(yàn)

(1)按下圖用導(dǎo)線將電流表分別與鋅片、銅片相連接，使鋅片與銅片接觸，觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn);

用石墨棒代替銅片進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。解釋所觀察到的現(xiàn)象。

七U(或石墨棒)

電流表指針是

電極材料解釋

否發(fā)生偏轉(zhuǎn)

鋅片、銅片否沒有電解質(zhì)溶液，不能

鋅片、石墨棒否發(fā)生原電池反應(yīng)

(2)按如圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并解釋原因。

實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋

Zi鋅的還原性比H強(qiáng)，溶液中

11鋅片溶解，表面產(chǎn)生無2

的H+直接得到Zn失去的電子

色氣泡

嬴代生成H2

銅的還原性比中弱，不能置

Zi3￡?u①鋅片溶解，表面產(chǎn)生換H2，電子不能在溶液中移

無色氣泡動(dòng)，鋅的電子不能轉(zhuǎn)移到銅

才

點(diǎn)話受②銅片表面無明顯變化片，H十只能在鋅片表面被還原

成H2

①鋅片溶解，表面產(chǎn)生石墨為惰性材料，不能置換

Zin孑墨

H無色氣泡

H2,電子不能通過溶液轉(zhuǎn)移到

②石墨棒表面無明顯變石墨棒，H+只能在碎片表面被

攵

化還原成H2

(3)按如圖所示的裝置實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并解釋原因。

實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋

①鋅片溶解鋅失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移

②銅片不溶解，表面產(chǎn)生至銅片表面產(chǎn)生電流，溶液

Zn、Cu、H2so4

無色氣泡中的H+在銅片表面獲得Zn

③電流表指針偏轉(zhuǎn)

失去的電子生成H2

①鋅片溶解鋅失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移

②石墨棒表面產(chǎn)生無色至石墨棒表面產(chǎn)生電流，溶

Zn、石墨、H2so4

氣泡液中的H卜在石墨棒表面獲得

③電流表指針偏轉(zhuǎn)Zn失去的電子生成

銅片不溶解，電流表指針銅的還原性比H2弱,不能發(fā)

Cu、石墨、H2s04

不偏轉(zhuǎn)生氧化還原反應(yīng)，沒有電子

轉(zhuǎn)移，因而不能產(chǎn)生電流

［原電池一化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能］

1.實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因解釋

反應(yīng)的離子方程式：Zn+2H+

IZnIICu

i=Zi?++H2T

Zn片：鋅片溶解，表

Cu片表面無明顯變化的原因：

面產(chǎn)生無色氣泡

銅排在金屬活動(dòng)性順序表氫的

稀H2SOtCu片：無變化

后面，不能從酸溶液中置換出

(1)

氫氣

電流表指針偏轉(zhuǎn)說明：導(dǎo)線中

fl

:uZn片是否溶解：溶解有電流

IIICu片上是否有氣泡：Cu片上有氣泡說明：溶液中的

有氣泡氫離子在銅片表面獲得電子發(fā)

稀HSO

24電流表A指針偏轉(zhuǎn)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，從銅片

(2)

上放出

2.原電池的概念

原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。

3.原電池的工作原理

(1)分析下圖并填空

誨G瑞

電極名稱：M「電極名稱：正極

電極反應(yīng)類型:電極反應(yīng)類型：還原反應(yīng)

策化反應(yīng)

電極反應(yīng)式：

電極反應(yīng)式：

.2H.+2e-=HJ

Zn-2e=Zn?./

，2+

原電池總反應(yīng)式：Zn+2H=Zn4-H2To

(2)能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

4.原電池的構(gòu)成條件

理論上，放熱的氧化還原反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。

裝置條件：(1)具有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。

(2)溶液：兩電極均插入電解質(zhì)溶液中。

(3)導(dǎo)線：兩電極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路。

【設(shè)計(jì)原電池】

1.依據(jù)：己知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，?般還原劑為負(fù)極材料（或在負(fù)極上被氧

化），氧化劑（電解質(zhì)溶液中的陽離子）在正極上被還原。

2.實(shí)例

以Zn+H2sO4=ZnSCh+H2T為例

,----------（負(fù)極反應(yīng)：Zn-2e=Zn"

電極反應(yīng)I〒加田77-；7.

1---------------1［正極反應(yīng):2H*+2e-=H2|

a負(fù)極：Zn

電極日料及b.iE極:Cu或C（比Zn的活動(dòng)性

電解必溶液弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘伲?/p>

c.電解質(zhì)溶液：桐硫酸

|裝慳圖|

稀酸酸

（用雙線橋法書寫電極反應(yīng)式的步驟J

3.水果簡易電池的制作

⑴探究制作水果電池對電極材料的要求（按如圖連接）

（已知電流表的指針偏向電子流入的電極）

電極材料水果電流表偏轉(zhuǎn)方向電極名稱

鐵：負(fù)極

鐵片、銅片蘋果偏向銅片

銅：正極

鐵：正極

鐵片、鎂條葷果偏向鐵片

鎂：負(fù)極

鐵：負(fù)極

鐵片、碳棒檸檬偏向碳棒

碳棒：正極

鐵片、鐵片檸檬不偏轉(zhuǎn)

銅片、碳棒檸檬幾乎不偏轉(zhuǎn)

問題討論：水果的作用是作：電解質(zhì)溶液。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：構(gòu)成原電池的要素有：

①自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

②兩個(gè)活潑性不同的電極，電解質(zhì)溶液，形成閉合回路。

③根據(jù)電極材料判斷電極：較活潑金屬作負(fù)極，不活潑的金屬或惰性電極作正極。

⑵探究影響電流效果的因素

【實(shí)驗(yàn)1】探究電極材料對電流效果的影響

電流表41A,偏轉(zhuǎn)角度

電極材料電極間距/cm水果

(填“大”或“小”)

鐵、銅1蘋果小

鎂、銅1蘋果大

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在其他條件相同時(shí)，電極材料活潑性差別越大，電流效果越好。

【實(shí)驗(yàn)2】探究不同水果對電流效果的影響

電極材料電極間距/cm水果電流表〃A,偏轉(zhuǎn)角度

鋅、銅1蘋果小

鋅、銅1檸檬大

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在其他條件相同時(shí)，不同的電解質(zhì)溶液，電流效果不同。

【實(shí)驗(yàn)3】探究電極間距對電流效果的影響

電極材料電極間距/cm水果電流表41A,偏轉(zhuǎn)角度

鋅、銅1檸檬大

鋅、銅2檸檬小

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在其他條件相同時(shí)，兩電極間距越小，電流效果越好。

【化學(xué)電源】

1.一次電池

(1)特點(diǎn)：電池放電后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行)，如鋅缽干電池屬于一次電池。

(2)鋅銖干電池的構(gòu)造如圖所示：

①鋅筒為負(fù)極，電極反應(yīng)是Zn—2e-^Zi?+。

②石墨棒為正極，最終被還原的物質(zhì)是二氧化鎬。

③NMCl糊的作用電解質(zhì)溶液。

2.二次電池(充電電池)

(1)特點(diǎn)：二次電池在放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。

放電

⑵能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能充電電能

(3)常見的充電電池：鉛酸電池、銀氫電池、鋰離子電池。

3.燃料電池

⑴特點(diǎn)：①反應(yīng)物儲存在電池外部，②能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔、安全，③供電量易于調(diào)節(jié)。

(2)燃料電池常用的燃料有：氫氣、甲烷、乙醇等。

常用氧化劑：氧氣。

【電極反應(yīng)式的書寫】

1.書寫電極反應(yīng)式的原則

電極反應(yīng)式遵循質(zhì)量守恒、得失電子守恒及電荷守恒，遵循離子方程式的書寫規(guī)則，兩電極反應(yīng)式相加得

電池息化學(xué)(或離子)方程式。

2.書寫電極反應(yīng)式的基本類型

(1)類型一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遵循氧化還原反應(yīng)離子方程式配平原則，寫出電極反應(yīng)式。(注意：電極產(chǎn)物能否與電解質(zhì)溶液共存，如

鉛蓄電池的負(fù)極鉛失電子變?yōu)镻b2+,但Pb2+與硫酸溶液中的SOM不共存，伏而負(fù)極電極反應(yīng)式為Pb-2e-

+SOj==PbSO4)

④將兩電極反應(yīng)式相加(注意兩極得失電子數(shù)相等)可得電池總反應(yīng)式。

(2)類型一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。

【燃料電池電極反應(yīng)式的書寫】

(1)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)為加合

后的反應(yīng)。甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的總反應(yīng)為CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2Oo

(2)寫出電池的正極反應(yīng)式。

無論負(fù)極燃料是H2還是含碳燃料(CO、CW、CHQH、C4H10、C2H5OH……),正極一般都是02發(fā)生還原反

應(yīng)，在堿性條件下，正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH，若在酸性條件下，則正極反應(yīng)式為O2+4H,

+4e=2H2Oo

（3）寫出負(fù)極反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式=總反應(yīng)式一正極反應(yīng)式。

典例分析能量的相互轉(zhuǎn)化

（2022?河北唐山?三模）下列說法中正確的是（）

A.吸熱反應(yīng)一定需要加熱才能反應(yīng)，而放熱反應(yīng)在常溫下一定能進(jìn)行

B.水銀和生鐵都屬于純金屬

C.用鉗絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒，火焰呈黃色，證明其中含有Na，

D,某硫酸鉞肥料中只含一種雜質(zhì)，氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%,可能混有硝酸鍍

【答案】C

【解析】A.氫氧化鋼晶體和氯化鏤固體混合反應(yīng)是吸熱反應(yīng)、在室溫下就能進(jìn)行，碳和氧氣的反應(yīng)是放熱

反應(yīng)、在室溫下不能進(jìn)行、需要加熱才可發(fā)生，則吸熱反應(yīng)不一定需要加熱才能反應(yīng)，而放熱反應(yīng)在常溫

下不一定能進(jìn)行，A錯(cuò)誤；B.生鐵是鐵碳合金，B錯(cuò)誤；C.鈉元素的焰色反應(yīng)呈黃色。用的絲蘸取某

堿金屬的鹽溶液灼燒，火焰呈黃色，證明其中含有Na+，C正確；D.硫酸鉉中氮元素的含量為21.2%>20%、

硝酸氨中氮元素的含量為35%>20%,某硫酸鐵肥料中只含一種雜質(zhì)，氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%,則不可

能混有硝酸錢，D錯(cuò)誤；答案選C.

舉一反三

1.（2022?廣東廣東?二模）明代宋應(yīng)星所著的《天工開物》中，對黑火藥有如下記載：“硝性至陰，硫性至

陽，陰陽兩神物相遇于無隙可容之中?！惫卜磻?yīng)為：2KNO3+S+3C=K2S+N2?+3CO21o下列有關(guān)說法餌送

的是

A.黑火藥爆炸將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能等B.在黑火藥發(fā)生爆炸的反應(yīng)中，S作還原劑

C.黑火藥的成分既有單質(zhì)又有化合物D.黑火藥至今仍用于煙花爆竹中

【答案】B

【解析】A.黑火藥爆炸將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能、動(dòng)能等，故A正確；B.在黑火藥發(fā)生爆炸的反應(yīng)

中，S元素化合價(jià)降低，作氧化劑，故B錯(cuò)誤；C.黑火藥的成分既有單質(zhì)C和S,又有化合物KNO3,

故C正確；D.黑火藥至今仍用于煙花爆竹中，主要應(yīng)用其瞬間產(chǎn)生大量氣體，同時(shí)釋放大量熱，在有限

的空間發(fā)生爆炸，故D正確：故選B。

2.（2022?河北?石家莊二中模擬）化學(xué)與人類社會、生活休戚相關(guān)。下列生活現(xiàn)象或事實(shí)以及解釋均正確

的是1）

選項(xiàng)現(xiàn)象或事實(shí)解釋

AC1O2可用于飲用水消毒劑有漂白性，能殺死細(xì)菌病毒

B硅膠、生石灰、鐵粉可作食品干燥劑在一定條件下均能吸收水分或與水反應(yīng)

C鋁、鎂等金屬電池是燃料電池的發(fā)展方向二者具有耐腐蝕性，可長久使用

太陽能光催化環(huán)境技術(shù)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳為一次能源，由其轉(zhuǎn)化所得能

D

的燃料屬于二次能源源屬于二次能源

【答案】D

【解析】A.C1O2可用于飲用水的消毒，是因?yàn)槠渚哂袕?qiáng)氧化性，能殺死細(xì)函病毒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.鐵

粉具有還原性是作抗氧劑，不是干燥劑，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.鋁、鎂金屬電池，利用其還原性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.空氣中含有二氧化碳，其屬于一次能源，由其轉(zhuǎn)化而得的能源屬于二次能源，選項(xiàng)D正確：答案選D。

3.（2022?福建廈門?二模）利用化學(xué)鏈將高爐廢氣中COz轉(zhuǎn)化為CO的示意圖如下。下列說法不正確的是

（）

A.Fe3O4和CaO可循環(huán)利用

B.反應(yīng)④為吸熱反應(yīng)

催化劑八

C.該化學(xué)鏈的總反應(yīng)是CO2+H2-CO+H2O

△

D.該方法可降低分離CO和N2所需的能耗

【答案】B

【解析】A.反應(yīng)中，先將Fe3O4和CaO轉(zhuǎn)化為Fe和CaCOa,后將Fe和CaCOa轉(zhuǎn)化為Fe?O4和CaO,所

以Fe3（力和CaO可循環(huán)利用，A正確：B,反應(yīng)②是CaO發(fā)生化合反應(yīng)生成CaCCh,該過程放出熱量，則

…高溫…高溫

反應(yīng)①民3。4+4cO=3Fe+4c02是吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)④3Fe+4c。2=F/OLICO為放熱反應(yīng)，B不正確;

需溫高溫C

C.該化學(xué)鏈中發(fā)生的反應(yīng)為Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O.Fe3（）4+4CO=3Fe+4cCh（相對于反應(yīng)④是少量的）、

鬲海催化劑J5溫

3Fe+4cCh二Fe3O4+4CO（反應(yīng)④），所以總反應(yīng)是叫+%------CO+H2O,C正確；D.反應(yīng)①Fe3Ch+4CO二

A

3Fe+4CO2,可將CO與N2分離，大大降低分離CO和Nz所需的能耗，D正確；故選：B。

典例分析原電池正負(fù)極的判斷

（2022?湖北?房縣第一中學(xué)三模）用如圖所示裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>

選

ABCD

項(xiàng)M

L_KMn?1

一T

裝

K1

4網(wǎng)

置稀破酸由--1

鐵粉￡■潞

11CuSOZnSO

444A

測定Na2c2O4溶

目將Zn+C『+=Cu+Z?2+設(shè)計(jì)成

制取Fe（OH）?沉淀

分離苯和硝基苯液的物質(zhì)的量濃

的原電池裝置

度

【答案】D

【解析】A.試管A中導(dǎo)管未伸入液面以下，硫酸亞鐵無法進(jìn)入試管B中，不能制取Fc（OH）2沉淀，選項(xiàng)

A錯(cuò)誤；B.左側(cè)燒杯中與Zn電極接觸的電解質(zhì)溶液應(yīng)為硫酸鋅溶液，右側(cè)燒杯中與Cu電極接觸的溶液

應(yīng)為硫酸銅溶液，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.苯和徜基苯是互溶的、存在著沸點(diǎn)差異的液體，能用蒸儲的方法分離，

但冷凝水應(yīng)從下口進(jìn)入，上口流出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.KMnO'可氧化C?。：，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，旦KMnO,

本身可做指示劑，故能用滴定法測定Na2c2。/容液的物質(zhì)的量濃度，使用酸式滴定管盛裝KMnO,溶液，選

項(xiàng)D正確；答案選D。

舉一反三

1.（2022?遼寧遼陽?二模）某二次鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的

是（）

LiSK

A.放電時(shí)電子由Li經(jīng)導(dǎo)線用電器、導(dǎo)線到正極

+

B.放電時(shí)正極反應(yīng)可能為Li2Ss+14Li+14e=8Li2S

C.充電時(shí)，該電池的總反應(yīng)為8Li2s=16Li+S8

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗1.4g鋰時(shí)，鉛酸蓄電池消耗1.8g水

【答案】D

【解析】A.放電時(shí)電子由負(fù)極Li經(jīng)導(dǎo)線用電器、導(dǎo)線到正極，選項(xiàng)A正確：B.據(jù)分析可知正極可發(fā)生

+

反應(yīng)：Li2S8+14Li+14e=8Li2S,選項(xiàng)B正確；C.根據(jù)分析，充電時(shí)Li2s反應(yīng)最終生成Li、S8,故電池總

反應(yīng)為8Li2s=16Li+S8,選項(xiàng)C正確；D.負(fù)極反應(yīng)為：Li-e=Li+,用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗1.4g

鋰時(shí)，消耗的鋰為0.02moL外電路流過0.02mol電子時(shí)，鉛酸蓄電池反應(yīng)2PbSO4+2H2。=Pb+PbCh+2H2s

消耗水0.02molxi8g/mo|=0.36g,選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。

2.（2022?廣東?模擬）工業(yè)固氮原理是利用氫氣與氮?dú)夂铣砂睔?。理論上該二作原理可設(shè)計(jì)成原電池，在

固氮同時(shí)提供電能，下列說法不正確的是

A.氫氣在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.氮?dú)庠谡龢O上得電子

C.放電過程中，介質(zhì)中的陽離子向正極移動(dòng)

D.該裝置既提供了電能，又增加了化學(xué)能

【答案】D

【解析】A.氫氣在負(fù)極上失電子產(chǎn)生氫離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；B.氮?dú)庠谡龢O上得電子產(chǎn)生

氨氣，選項(xiàng)B正確；C.放電過程中，介質(zhì)中的陽離子由負(fù)極移向正極，選項(xiàng)C正確；D.該裝置是將化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為電能，體系化學(xué)能降低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。

3.(2022?江蘇?模擬)鎂鋰雙鹽電池是結(jié)合鎂離子電池和鋰離子電池而設(shè)計(jì)的新型一次離子電池。其工作

原理如圖所示，已知放電時(shí)，b極轉(zhuǎn)化關(guān)系為：VS2^LixVS2o下列有關(guān)說法不正確的是

A.充電或放電時(shí)，b極電勢均高于a極

B.放電過程中正極質(zhì)量減少，負(fù)極質(zhì)量增加

+

C.充電時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為LixVS2-xe=VS2+xLi

D.該電池工作時(shí)，負(fù)極質(zhì)量變化mg,理論上通過電路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為三mol

【答案】B

【解析】A.Mg為負(fù)極，VS2為正極，所以充電或放電時(shí)，b極電勢均高于a極，選項(xiàng)A正確；B.放電過

程中正極質(zhì)量增加I,負(fù)極質(zhì)量減少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為LixVS2-xe=VS2+xLi*,

選項(xiàng)C正確；D.該電池負(fù)極為Mg電極，變化mg時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為三mol,選項(xiàng)D正確；答案選B。

典例分析原電池電極反應(yīng)式的書寫

(2022?湖南?長郡中學(xué)模擬)微生物燃料電池(MFC)耦合人工濕地(CW)系統(tǒng)可用于生產(chǎn)、生活廢水處理并提

供電能，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)電微生物由根沉積物和廢水提供，其原理如圖所示：

好氧上部A極

H*

厭氧下部CH.COO-C02H，

下列有關(guān)敘述正確的是（

A.MFC-CW系統(tǒng)中電子由A極流向B極

B.若A極處溶解5不足.則電路中無電流通過

C.若電路中轉(zhuǎn)移0.2mole-,則A極消耗O2LI2L

D.B極反應(yīng)式為CH3coeT-8e-+2HQ=2CO2T+7H+

【答案】D

【解析】A.在原電池中，電子由負(fù)極（B電極）經(jīng)導(dǎo)線流向正極（A電極），A錯(cuò)誤；B.若A極處（即好氧上

部）。2不充足，可發(fā)生H+得電子的反應(yīng)，生成H2,也可構(gòu)成原電池，有微弱電流通過，B錯(cuò)誤；C.沒有

說明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，沒辦法計(jì)算，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)分析可知，B電極的電極反應(yīng)式為

+

CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H.D正確;故選D。

舉一反三

1.（2022?山西?懷仁市第一中學(xué)校模擬）我國化學(xué)工作者提出一種有機(jī)電極（PTO/HQ）和無機(jī)電極（MnO,石

墨氈）在酸性環(huán)境中的可充電電池，其放電時(shí)的工作原理如圖所示。

\

有

機(jī)

電

里

MnO,

電源或負(fù)載PTO結(jié)構(gòu)

下列說法不正確的是（)

A.放電時(shí)，無機(jī)電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.充電時(shí)，有機(jī)電極和外接電源的負(fù)極相連

C.放電時(shí)，無機(jī)電極附近溶液的pH增大

D.充電時(shí)，有機(jī)電極的電極反應(yīng)式為PTO+4&+4H2O=HQ+4OH-

【答案】D

【解析】A.放電時(shí)，MnOz得電子發(fā)生還原反應(yīng)，無機(jī)電極為正極，選項(xiàng)A正確；B.充電時(shí)，PTO得電

子發(fā)生還原反應(yīng)，有機(jī)電極為陰極，陰極與外接電源的負(fù)極相連，電極反應(yīng)式為PTO+4e+4H+=HQ,選

項(xiàng)B正確；C.無機(jī)電極反應(yīng)式為MnO2+2e+4H+=Mn2++2H2O,該電極附近溶液pH增大，選項(xiàng)C正確；

D.電極反應(yīng)式為PTO+4e+4H'=HQ,選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。

2.（2022?遼寧?撫順市第二中學(xué)模擬）熱激活電池主要用于導(dǎo)彈、火箭以及應(yīng)急電子儀器供電，是一種電

解質(zhì)受熱熔融即可開始工作的電池。一種熱激活電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

已知：①放電后的兩極產(chǎn)物分別為Li7Si3和LiMmCh

②LiQ和KC1混合物的熔點(diǎn)與KC1物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖2所示。

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，Li+的移動(dòng)方向：a極區(qū)—b極區(qū)

+

B.放電時(shí)，a極的電極反應(yīng):3Lii3Si4-lle=4Li7Si3+llLi

C.調(diào)節(jié)混合物中KC1的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可改變電池的啟動(dòng)溫度

D.若放電前兩電極質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)移O.lmol電子后兩電極質(zhì)量相差0.7g

【答案】D

【解析】A.放電時(shí)，Li+的移動(dòng)方向：由負(fù)極流向正極，即a極區(qū)-b極區(qū)，A正確；B.根據(jù)分析，放電

時(shí)的電極反應(yīng)正確，B正確：C.根據(jù)圖2可知，KC1質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，熔融溫度不同，該電池是一種電解質(zhì)

受熱熔融即可開始工作的電池，故調(diào)節(jié)混合物中KC1的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可改變電池的啟動(dòng)溫度，C正確；D.若

放電前兩電極質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)移O.lmol電子，負(fù)極有O.lmolLi失去電子生成LF,負(fù)極質(zhì)量減少0.7g；O.lmol

Li+遷移到正極，正極質(zhì)量增加0.7g,后兩電極質(zhì)量相差1.4g,D錯(cuò)誤；故選D。

3.（2022?山東青島?模擬）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該電池的敘述正

確的是

用電器

co2

微

I

c6Hl2。6

質(zhì)子交換膜

A.該裝置屬于電解池

B.放電過程中，H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移

C.電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為C6HIA,+6HQ-24c=6CO2T+24H+

D.在電池反應(yīng)中，每消耗Imol氧氣，理論上能生成U.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2

【答案】C

【解析】A.該裝置是微生物燃料電池，屬于原電池，A不正確；B.原電池在放電過程中，陽離子向正極

移動(dòng)，則H+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)遷移，B不正確；C.在電池負(fù)極，C6Hl2。6失電子產(chǎn)物與HzO反應(yīng)，生成

CO2氣體和H+,電極反應(yīng)式為C6Hl2。6+6凡0-24/=6（：02T+24H+,C正確：D.在電池反應(yīng)中，每消耗Imol

氧氣，得到4moi依據(jù)電極反應(yīng)式，理論上能生成22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2,D不正確：故選C。

典例分析燃料電池與新型電池

（2022?福建省龍巖第一中學(xué)一模）2021年7月29日消息，寧德時(shí)代正式推出鈉離子電池。我國科學(xué)家研

究出一種鈉離子可充電電池的工作示意圖如下，該電池主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作，電

ONa

I

C-ONa

（其中-Ri代

C-ONa

I

ONa

表沒參與反應(yīng)的-COONa,-R?代表沒參與反應(yīng)的-ONa）,下列有關(guān)說法不正確的是（)

A.充電時(shí)，陰極發(fā)生反應(yīng)為

B.放電時(shí)，a極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.鈉離子電池相比于鋰離子電池，具有原料儲量豐富，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)

D.充電時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，P極質(zhì)量增重6.9g

【答案】A

OONa

III

C-ONaC-ONa

【解析】A.由分析可知充電時(shí)陰極反應(yīng)式;為選項(xiàng)A不

C—ONaC—ONa

III

OONa

正確：B.結(jié)合分析可知電池反應(yīng)可推斷出實(shí)線表示放電過程，根據(jù)物質(zhì)的變化可判斷a極為負(fù)極，發(fā)生氧

化反應(yīng)，選項(xiàng)B正確；C.鈉以鹽的形式廣泛存在于海水、礦物中，因此鈉離子電池相比于鋰離子電池，具

有原料儲量豐富，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；D.充電時(shí)Na+從Q極轉(zhuǎn)移到P極，且2e~2Na+,故

當(dāng)轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)P極增加0.3molNa-,即增重質(zhì)量為0.3molx23g/mol=6.9g,選項(xiàng)D正確；答案選A。

舉一反三

1.（2022?青海西寧?二模）十九大報(bào)告中提出要“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，對大氣污染防治比過去要求更高。硫化

氫一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了發(fā)電、環(huán)保的有效結(jié)合，已知：2H2s（g）+O2（g）=S2（s）+2H2O⑴

AH=-632kJ/mol,下列說法正確的是

A.電子從電極b流出，經(jīng)負(fù)載流向電極a

B.當(dāng)電極a的質(zhì)量增加64g時(shí)，電池內(nèi)部釋放632kJ的熱能

C.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++化=2比0

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每11.2LH2s參與反應(yīng)，有l(wèi)molH+經(jīng)固體電解質(zhì)膜進(jìn)入負(fù)極區(qū)

【答窠】C

【解析】A.a為負(fù)極，b為正極，電子從電極a流出，經(jīng)負(fù)載流向電極b,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.當(dāng)電極a的

質(zhì)量增加64g時(shí)，即生成ImoS(s),反應(yīng)中化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能，則電池內(nèi)部釋放的熱能遠(yuǎn)小于632kJ,

選項(xiàng)B錯(cuò)誤：C.該電池是質(zhì)子固體做電解質(zhì)，所以電極b反應(yīng)式為。2+4小+4?-=2%0,選項(xiàng)C正確；D.由

11?￡

電極反應(yīng)式2H2s-4e=4H++S2可知，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每11.2LH2s物質(zhì)的量二不7^一-=0.5mol,H2s參與反

22.4L/mol

應(yīng)，有ImolH，經(jīng)固體電解質(zhì)膜進(jìn)入正極區(qū)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選C。

2.(2021?江蘇省如皋中學(xué)三模)某科研小組用甲烷-空氣燃料電池提供的電能電解處理含CnO；的酸性廢

水，設(shè)計(jì)如圖所示裝置(X、Y、Z為氣體)。

已知：除去CnO；相關(guān)反應(yīng)：①6Fe2++Cr2O；+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

②CV和Fe3+最終轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去。

下列說法正確的是()

A.氣體X為空氣，氣體Y為甲烷

B.燃料電池負(fù)極反應(yīng)式為CHi-8e+2H2O=CO2t+8H*

C.Z氣體的循環(huán)利用可使熔融碳酸鹽中CO；的物質(zhì)的量基本不變

D.除去1molCr2O；理論上消耗16.8L曰烷（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

【答案】C

【解析】A.氣體X為甲烷，氣體Y為空氣，A錯(cuò)誤：B.正極反應(yīng)方程式為O2+CO2+4e=2CO；,總反應(yīng)

式為：CH4+2O2=CO2+2H2O：燃料電池負(fù)極反應(yīng)式為