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- 2021-04-27 发布
第二十一讲 化学能与热能、化学能与电能
测试内容
测试要求
考情追踪
1. 知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
A
2016、2017(选)
2. 知道吸热反应和放热反应的含义
A
2013、2015、2016(选)
3. 通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化
B
Ⅰ
2013、2015、2016、2017(选)
4. 通过简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理，认识其能量转化形式
B
2013、2014、2016、2017(选)
5. 认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性
B
Ⅱ
2016、2017(选)
一、 化学键与化学反应中能量的变化关系
1. 从能量的角度看，断开化学键要 能量，形成化学键要 能量， 是化学反应中能量变化的主要原因。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 的相对大小，这是化学反应中能量变化的根本原因。
2. 当 的总能量大于 的总能量，化学反应放出能量；
当 的总能量小于 的总能量，化学反应吸收能量。
二、 化学能与热能的相互转化
1. 化学反应符合 守恒定律和 守恒定律。从能量形式上看，化学反应中的能量变化通常表现为 的变化。所有的燃烧反应都要 热量。
2. 根据化学反应中是放出热量还是吸收热量把化学反应分为 热反应和 热反应。
铝和盐酸反应是 热反应，类似的金属和酸的置换反应都是 热反应。
Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl溶液反应是一个典型的 热反应。
盐酸和NaOH溶液反应是 热反应；中和反应都是 热反应。
三、 化学能与电能的相互转化
1. 原电池是一种 的装置。
2. 铜锌原电池
现象：锌片 ，铜片 。
工作原理
电子流向： 。
若原电池的两个电极是活泼性不同的金属，通常情况下 金属作为负极。
一、 原电池原理
铜锌(硫酸)原电池电化学原理示意图
1. 原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。
2. 原电池组成
①两块相连的活泼性不同的金属(或可以导电的其他材料)；
②电解质溶液(中学只局限于活泼金属与电解质溶液能自发进行氧化还原反应的情况)。
二、 原电池的正、负极的判断
1. 由两极的活泼性强弱确定：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
2. 根据在两电极发生的反应来判断：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
3. 由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或其质量不断减少，该电极发生氧化反应，则此电极为原电池的负极；若某一电极上有气体产生，电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反应，为电池的正极(燃料电池除外)。
4. 根据外电路中自由电子的移动方向确定：在外电路中电子流出的极为负极，电子流入的极为电池的正极。
5. 根据内电路中自由电子的移动方向确定：在内电路中阳离子移向的电极为正极，阴离子移向的电极为负极。
三、 化学反应表现为吸热还是放热，与反应开始是否需要加热无关，需要加热才发生的反应不一定是吸热反应(如C＋O2CO2)，吸热反应也能自发进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl。
【例1】 (2017届无锡天一中学模拟)下列反应过程中的能量变化与右图一致的是( )
A. CaCO3CaO＋CO2↑
B. 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
C. Ba(OH)2 ·8H2O＋2NH4ClBaCl2＋2NH3↑＋10H2O
D. 2H2O2H2↑＋O2↑
笔记：
【例2】(2018届盐城市模拟测试)美国NASA曾开发一种铁空气二次电池。该电池放电时，其原理如下图所示，电池反应为：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。有关该电池放电时的说法正确的是( )
A. a极质量不变
B. b极为电池负极
C. 电子由a极经负载流向b极
D. 由电能转变为化学能
笔记：
1. (2017年江苏省普通高中学业水平测试)下列过程放出热量的是( )
A. 冰的融化 B. 水的分解 C. 硝酸铵溶于水 D. 浓硫酸稀释
2. (2017年江苏省普通高中学业水平测试)某兴趣小组设计的简易原电池装置如右图所示。该电池工作时，下列说法正确的是( )
A. 锌片作正极
B. 碳棒上有气泡产生
C. 可将电能转化为化学能
D. 电子由碳棒经导线流向锌片
3. (2016年江苏省普通高中学业水平测试)下列属于吸热反应的是( )
A. 镁的燃烧反应
B. 盐酸与氢氧化钠的反应
C. 水的分解反应
D. 铝与氧化铁的铝热反应
4. (2016年江苏省普通高中学业水平测试)右图是土豆电池的示意图。土豆电池工作时，下列有关说法正确的是( )
A. Fe片作正极
B. Cu片质量减少
C. 电子由Fe片经导线流向Cu片
D. 实现了电能向化学能的转化
5. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)下列过程吸收热量的是( )
A. 汽油燃烧 B. 氨气液化 C. 碳酸钙分解 D. 浓硫酸稀释
6. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是( )
A. 镁片作为正极
B. 食盐水作为电解质溶液
C. 电池工作时镁片逐渐被消耗
D. 电池工作时实现了化学能向电能的转化
7. (2014年江苏省普通高中学业水平测试)某原电池装置如右图所示。下列说法正确的是( )
A. 石墨棒作负极
B. 铁片的质量减少
C. 硫酸被氧化
D. 电子从石墨棒流向铁片
1. (2018届扬州市第三次模拟测试)下列过程中需要吸收能量的是( )
A. 水蒸气通过炽热的焦炭制取水煤气 B. 盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应
C. 氢氧化钠固体溶于水 D. 钠在空气中燃烧
2. (2018届无锡市第二次模拟测试)下列过程吸收热量的是( )
A. 液氨气化 B. 镁条燃烧
C. 氢氧化钠溶于水 D. 氧化钙与水反应
3.
(2018届连云港市模拟测试)下列变化中生成物的总能量大于反应物的总能量的是( )
A. CaO＋H2O===Ca(OH)2 B. Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
C. 2H2O2H2↑＋O2↑ D. H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
4. (2018届扬州市第二次模拟测试)下列过程放出热量的是( )
A. 液氨气化 B. 钠与水反应
C. 碳酸钙分解 D. 化学键的断裂
5. (2018届盐城市模拟测试)下列过程中吸收热量的是( )
A. 焦炭制水煤气 B. 浓硫酸的稀释
C. 酸碱中和反应 D. 镁条溶于盐酸
6. (2018届南通市第二次模拟测试)某镁燃料电池以镁片、石墨作为电极，电池反应为Mg＋H2O2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O。电池工作时，下列说法正确的是( )
A. 镁片的质量减小
B. 镁片是电池的正极
C. 电子由石墨棒经导线流向镁片
D. 该装置将电能转化为化学能
7. (2018届无锡市第一次模拟测试)右图为锌铜原电池示意图，下列说法错误的是( )
A. 电子由铜片通过导线流向锌片
B. 锌片为负极，且锌片逐渐溶解
C. 铜为正极，铜不易失电子而受到保护
D. 该装置能将化学能转变为电能
8. (2018届宿迁市第一次模拟测试)一种子弹头形的纳米铜铂电池，它在稀溴水中能沿着铜极方向移动(如图)，电池反应为：Cu＋Br2===CuBr2，下列说法正确的是( )
A. 铜为电池的正极
B. 铂不断溶解
C. 稀溴水为电解质溶液
D. 铜铂电池工作时电能转化为化学能
9. (2018届苏州市第一次模拟测试)氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图。下列有关说法错误的是( )
A. 该电池工作时将化学能转化为电能
B. 电流从电极b经外电路流向电极a
C. 该电池中的电极b是正极
D. 在电极a上发生还原反应
10. (2018届扬州市第一次模拟测试)采用铝空气电池的新能源汽车一次性加注铝电极可行驶1 600 km，铝空气电池是由铝合金电极、空气电极、中性或碱性水溶液构成的。下列有关说法正确的是( )
A. 空气电极是负极
B. 电子由铝合金电极经电解质溶液流向空气电极
C. 负极的反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D. 电池工作时铝合金电极不断被消耗
11. (2018届南京市金陵中学模拟测试)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是( )
A. Mg电极是该电池的正极
B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C. 电流由镁电极经导线流向石墨电极
D. 镁电极会损耗，要及时更换
第二十一讲 化学能与热能、化学能与电能
知识扫描
一、 1. 吸收 放出 化学键的断裂和形成 反应物的总能量与生成物的总能量
2. 反应物 生成物 反应物 生成物
二、 1. 质量 能量 热量 放出
2. 放 吸 放 放 吸 放 放
三、 1. 将化学能转化成电能
2. 不断溶解 有气泡产生 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化 2H＋＋2e－===H2 还原 沿导线由较活泼的Zn流向较不活泼的Cu 较活泼的
典例分析
【例1】 B 解析：由图示，该反应为放热反应。A、D为分解反应，是吸热反应，C也是吸热反应。而B是铝热反应，是典型的放热反应。
点拨导引：
【例2】 C 解析：由电池总反应“2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2”和电池图示可知，a极是负极，发生氧化反应，失去电子，电子从a电极经外电路流向b电极；b极是正极，发生还原反应，得到电子。
真题荟萃
1. D 2. B 3. C 4. C 5. C 6. A 7. B
仿真体验
1. A 2. A 3. C 4. B 5. A 6. A 7. A
8. C 9. D 10. D 11. D