（通用）高中化學(xué) 第二章化學(xué)反應(yīng)與能量 微型專(zhuān)題重點(diǎn)突破（三）課件 新人教必修2

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1、微型專(zhuān)題重點(diǎn)突破(三)第二章化學(xué)反應(yīng)與能量學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷方法。2.會(huì)判斷原電池的正極和負(fù)極，會(huì)正確書(shū)寫(xiě)原電池電極反應(yīng)式。3.根據(jù)原電池原理，會(huì)分析新型化學(xué)電池。核心素養(yǎng)1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：會(huì)分析物質(zhì)化學(xué)變化和能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：在解題過(guò)程中，建立原電池相關(guān)知識(shí)應(yīng)用的思維模型，并能用模型解決實(shí)際問(wèn)題。微型專(zhuān)題考題精選內(nèi)容索引微型專(zhuān)題一、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的判斷例例1下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是二氧化碳與灼熱的炭反應(yīng)生成一氧化碳葡萄糖在人體內(nèi)被氧化分解鋅粒與稀H2SO4反應(yīng)制取H2Ba(OH)28H2O固體與NH4Cl固體反應(yīng)植物通過(guò)光

2、合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖A.B.C.D.答案解析解析解析二氧化碳與灼熱的炭反應(yīng)生成一氧化碳是吸熱反應(yīng)；葡萄糖在人體內(nèi)被氧化分解是放熱反應(yīng)；鋅粒與稀H2SO4反應(yīng)制取H2是放熱反應(yīng)；Ba(OH)28H2O固體與NH4Cl固體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；植物通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量大小判斷反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反之為吸熱反應(yīng)。(2)根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成時(shí)能量變化大小的關(guān)系推斷破壞反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量大于形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)。思維模型思維

3、模型(3)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律判斷用常見(jiàn)吸熱和放熱的反應(yīng)類(lèi)型來(lái)判斷。(4)根據(jù)生成物和反應(yīng)物的相對(duì)穩(wěn)定性判斷由穩(wěn)定的物質(zhì)生成不穩(wěn)定的物質(zhì)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)。(5)根據(jù)反應(yīng)條件判斷需要持續(xù)加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。反之，一般為放熱反應(yīng)。變式變式1下列圖示變化為吸熱反應(yīng)的是答案解析解析解析A項(xiàng)中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，只能通過(guò)吸收能量才能實(shí)現(xiàn)；B項(xiàng)則恰好相反；C項(xiàng)中濃硫酸溶于水放出熱量，但此過(guò)程是物理變化，沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；D項(xiàng)是放熱反應(yīng)。二、原電池正負(fù)極的判斷例例2(2017唐山期中)下列敘述中正確的是A.原電池的負(fù)極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)B.原電池中較活潑的金屬作正極C.原

4、電池中的電極一定是兩種不同的金屬D.原電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極答案解析解析解析原電池的負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤，D正確；在原電池中，一般是較活潑的金屬作負(fù)極，故B錯(cuò)誤；原電池的兩個(gè)電極可以是兩種不同的金屬，也可以是金屬和導(dǎo)電的非金屬，故C錯(cuò)誤。原電池正、負(fù)極的判斷原電池正、負(fù)極的判斷思維模型思維模型易錯(cuò)警示原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負(fù)極的思維定勢(shì)。變式變式2將用導(dǎo)線(xiàn)連接的電極X、Y插入裝有硫酸銅溶液的燒杯中(外電路中電子流向如圖所示)。據(jù)此判斷下列說(shuō)法正確的是A.外電路中電流方向?yàn)閄YB.若電極材料分別為鋅片和銅片，則Y

5、為鋅片C.X極上發(fā)生還原反應(yīng)D.若電極材料都是金屬，則金屬活動(dòng)性：XY答案解析解析解析A項(xiàng)，原電池中電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，外電路中電流方向與電子流向相反，故電流方向?yàn)閅外電路X，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，若電極材料分別為鋅片和銅片，則鋅為負(fù)極，即X為鋅片，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，X極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若電極材料都是金屬，則負(fù)極金屬活動(dòng)性大于正極，金屬活動(dòng)性：XY，正確。三、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)例例3高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)放電時(shí)

6、，正極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，則正極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)放電時(shí)，_(填“正”或“負(fù)”)極附近溶液的堿性增強(qiáng)。答案解析還原正解析解析根據(jù)高鐵電池放電時(shí)總反應(yīng)方程式可知，Zn為負(fù)極，負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn2e2OH=Zn(OH)2，由電池的總反應(yīng)方程式負(fù)極反 應(yīng) 式 正 極 反 應(yīng) 式 可 知，正 極 反 應(yīng) 式 為 F e O 3 e4H2O=Fe(OH)35OH，正極區(qū)生成OH且消耗水，OH濃度增大，故正極附近溶液的堿性增強(qiáng)。原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)思維模型思維模型變式變式3(1)鋁空氣燃料電池是一種新型的燃料電池，其工作原理如圖所示，其中電解質(zhì)溶液是KOH溶液，正

7、極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。試完成下列問(wèn)題：通入空氣的電極是_(填“正”或“負(fù)”)極。Al電極是_(填“X”或“Y”)電極。電池總反應(yīng)式為_(kāi)(寫(xiě)離子方程式)。解析解析該燃料電池中Al失電子作負(fù)極，O2得電子，則通入空氣的電極作正極；電子由X電極流向Y電極，所以X電極為Al，作負(fù)極，Y電極為通入空氣的電極，作正極，電池總反應(yīng)式為4Al4OH3O2=4AlO 2H2O。答案解析正X(2)航天技術(shù)中使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的電池總反應(yīng)式都為2H2O2=2H2O。酸式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是稀硫酸，其負(fù)極反應(yīng)式為2H24e=4H

8、，則其正極反應(yīng)式為_(kāi)。解析解析兩電極的反應(yīng)式相加即得電池總反應(yīng)式，因此，用電池總反應(yīng)式減去某一電池的反應(yīng)式，即得另一電極的反應(yīng)式，故酸式氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式為O24H4e=2H2O。答案解析O24H4e=2H2O堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則其負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)。解析解析堿式氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，負(fù)極反應(yīng)式為2H24OH4e=4H2O。答案解析2H24OH4e=4H2O解析解析該氧化還原反應(yīng)可拆分為如下兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))：Cu2e=Cu2。還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：2Fe32e=2Fe2。故Cu作負(fù)極，活動(dòng)性比Cu差的材料作正極，如Ag、C

9、等，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。四、原電池的設(shè)計(jì)例例4鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?1)寫(xiě)出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：_。答案解析2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)畫(huà)出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)：_；正極反應(yīng)：_。答案答案答案裝置如圖所示：Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2原電池的設(shè)計(jì)方法原電池的設(shè)計(jì)方法(1)定：確定一個(gè)能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(2)拆：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別作為負(fù)極和正極的電極反應(yīng)，還原劑ne=氧化

10、產(chǎn)物(負(fù)極電極反應(yīng))；氧化劑ne=還原產(chǎn)物(正極電極反應(yīng))。(3)找：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的還原劑和氧化劑確定原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液，正極一般選擇比負(fù)極穩(wěn)定的金屬或能導(dǎo)電的非金屬。(4)畫(huà)：連接電路形成閉合回路，畫(huà)出原電池示意圖。思維模型思維模型變式變式4依據(jù)氧化還原反應(yīng)2AgCu=Cu22Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是A.電極X的材料是CuB.電解質(zhì)溶液Y是CuSO4溶液C.電子從X電極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向Ag電極D.Ag電極為電池的正極，電極反應(yīng)為Age=Ag答案解析解析解析根據(jù)總反應(yīng)式可知銅失去電子，溶液中的銀離子得到電子，銅是負(fù)極，銀是正極，則電極X的材料是Cu，A項(xiàng)正確；溶液

11、中的銀離子得到電子，電解質(zhì)溶液Y是硝酸銀溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極失去電子，則電子從X電極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向Ag電極，C項(xiàng)正確；根據(jù)以上分析可知Ag電極為電池的正極，電極反應(yīng)為Age=Ag，D項(xiàng)正確。例例5(2017北京朝陽(yáng)區(qū)高一月考)MgH2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖所示。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl向正極移動(dòng)五、新情境下原電池原理的多角度考查答案解析解析解析MgH2O2電池，活潑金屬(Mg)作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Mg2e=Mg2，H2O2在正極(石墨電

12、極)發(fā)生還原反應(yīng)：H2O22e=2OH(由于電解質(zhì)為中性溶液，則生成OH)，A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。由于負(fù)極陽(yáng)離子(Mg2)增多，則Cl向負(fù)極移動(dòng)平衡電荷，D錯(cuò)誤。(1)根據(jù)原電池原理判斷電池的正、負(fù)極及電子(或電流)流動(dòng)方向。(2)分別書(shū)寫(xiě)正、負(fù)極電極反應(yīng)式并分析兩極可能產(chǎn)生的現(xiàn)象。(3)根據(jù)電極反應(yīng)式判斷電解質(zhì)溶液的pH變化和離子遷移方向。思維啟迪思維啟迪變式變式5一種以NaBH4和H2O2為原料的新型電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.電池的正極反應(yīng)為H2O22e=2OHB.電池放電時(shí)Na從a極區(qū)移向b極區(qū)C.電子從電極b經(jīng)外電路流向電極aD.b極室的輸出液經(jīng)處理后可輸入a極室

13、循環(huán)利用解析解析A項(xiàng)，正極發(fā)生反應(yīng)：H2O22e=2OH，正確；B項(xiàng)，放電時(shí)為原電池，陽(yáng)離子移向正極，電極b為正極，正確；C項(xiàng)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，應(yīng)該由電極a流向電極b，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，產(chǎn)生的氫氧化鈉溶液可以循環(huán)使用，正確。答案解析考題精選1.(2018濟(jì)南一中期中)化學(xué)能可與熱能、電能等相互轉(zhuǎn)化。下列表述不正確的是A.有能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一B.圖所示的裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.圖所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂與形成123456答案解析78解析解析化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，除了有新物質(zhì)生成，一定伴隨能量的變化，所以有能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一

14、，A項(xiàng)正確；圖所示的裝置不能形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池，化學(xué)能不能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽珺項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖像知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量變化，斷鍵需要吸收能量，成鍵放出能量，所以化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂與形成，D項(xiàng)正確。12345678下列說(shuō)法正確的是A.1 mol H2的能量比2 mol H的能量高B.將0.5 mol H2與1 mol I2(g)混合充分反應(yīng)后放出的熱量為0.5a kJC.HI鍵的鍵能為0.5(abc)kJmol1D.HIHI是吸熱變化2.(2018天一大聯(lián)考三)已知反應(yīng)H2(g)I2(g)2HI(g)中，每

15、生成2 mol HI時(shí)會(huì)有a kJ的能量放出，又知有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下：答案解析12345678解析解析斷開(kāi)化學(xué)鍵需要吸熱，即H2HH為吸熱過(guò)程，則1 mol H2的能量比2 mol H的能量低，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)題意，生成2 mol HI時(shí)會(huì)有a kJ的能量放出，將0.5 mol H2與1 mol I2(g)混合充分反應(yīng)后生成的HI少于0.5 mol，放出的熱量少于0.5a kJ，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)放出的熱量放出的熱量吸收的熱量HI鍵的鍵能2b kJmol1c kJmol1a kJmol1，則HI 鍵的鍵能為0.5(abc)kJmol1，故C項(xiàng)正確；HIHI形成化學(xué)鍵是放熱過(guò)程，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。123

16、456783.(2018阜陽(yáng)期中)已知HOH=H2O生成1 mol H2O放出熱量57.3 kJ，下列反應(yīng)中符合該特點(diǎn)的是A.1 mol稀硫酸與足量稀NaOH溶液反應(yīng)B.稀鹽酸與氨水反應(yīng)生成1 mol H2OC.稀鹽酸與稀Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成1 mol水D.稀NaOH與95%濃硫酸反應(yīng)生成1 mol水答案解析12345678解析解析本題要明確中和熱的概念，中和熱是指在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水所放出的熱量。強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中反應(yīng)生成1 mol水均放出57.3 kJ的熱量。A中放出熱量應(yīng)為257.3 kJ；B中放出熱量(即中和熱)應(yīng)略小于57.3 kJ，因弱酸、弱堿在水

17、中電離要吸收一部分熱量，故多數(shù)強(qiáng)酸與弱堿，弱酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)熱值小于57.3 kJmol1；D中濃硫酸稀釋要放熱。123456784.(2018宿遷期中)原電池裝置中X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此裝置的下列說(shuō)法正確的是A.外電路的電流方向：X外電路YB.若兩電極分別為Zn和石墨棒，則X為石墨棒，Y為ZnC.若兩電極都是金屬，則它們的活潑性為XYD.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)答案解析12345678解析解析電流的方向是正電荷的移動(dòng)方向，所以外電路的電流方向：Y外電路X，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩電極分別為Zn和碳棒，由于活動(dòng)性：ZnC，則X為Zn，

18、Y是碳棒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩電極都是金屬，根據(jù)原電池的構(gòu)成條件，活動(dòng)性強(qiáng)的失去電子，作負(fù)極，則它們的活動(dòng)性：XY，C項(xiàng)正確；X極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Y極上獲得電子，發(fā)生的是還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。123456785.(2018新疆建設(shè)兵團(tuán)二中期中)電動(dòng)自行車(chē)由于靈活、快捷、方便，已成為上班族的主要代步工具，其電源常采用鉛蓄電池。反應(yīng)原理：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)。根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述錯(cuò)誤的是A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)SO (aq)2e=PbSO4(s)B.充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.放電時(shí)，電解液的密度增大D.充電時(shí)，電解液的pH減小答案解析

19、12345678解析解析根據(jù)總反應(yīng)式可知放電時(shí)負(fù)極鉛發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)為Pb(s)SO (aq)2e=PbSO4(s)，A項(xiàng)正確；充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B項(xiàng)正確；放電時(shí)消耗硫酸，生成難溶性硫酸鉛和水，電解液的密度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)生成硫酸，氫離子濃度增大，電解液的pH減小，D項(xiàng)正確。123456786.(2018哈六中期中)有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是A.CaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成 原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.某原電池反應(yīng)為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，裝置中一定是銀 作正極C.因?yàn)殍F的活潑性強(qiáng)于銅，所以將鐵、銅用導(dǎo)線(xiàn)

20、連接后放入濃硝酸中，若能組成原電池，必是鐵作負(fù)極、銅作正極D.理論上說(shuō)，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池答案解析12345678解析解析所給反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移，雖然為放熱反應(yīng)，但不能將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)所給反應(yīng)，負(fù)極材料應(yīng)該是Cu，但正極材料可以用Ag，也可以用碳棒等惰性電極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)鐵和銅作為電極放入濃硝酸中時(shí)，鐵因鈍化瞬間停止反應(yīng)，而銅可持續(xù)被濃硝酸溶解，所以銅是負(fù)極，C項(xiàng)錯(cuò)誤。123456787.(2017江蘇啟東中學(xué)高一月考)下列四組原電池，其中放電后電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加，且在正極有單質(zhì)生成的是A.Cu、Ag、AgNO3溶液 B.Zn、Cu

21、、濃H2SO4C.Fe、Zn、CuSO4溶液 D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液答案解析12345678解析解析電池反應(yīng)式為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，溶液質(zhì)量減少，正極有單質(zhì)Ag生成，A不符合題意；Zn與濃硫酸反應(yīng)沒(méi)有單質(zhì)生成，B不符合題意；電池反應(yīng)式為ZnCuSO4=CuZnSO4，溶液質(zhì)量增加，正極有單質(zhì)銅生成，C符合題意；電池反應(yīng)式為Fe2Fe3=3Fe2，溶液質(zhì)量增加，但正極沒(méi)有單質(zhì)生成，D不符合題意。123456788.某種燃料電池的工作原理示意圖如圖所示，a、b均為惰性電極。(1)使用時(shí)，空氣從_(填“A”或“B”)口通入。答案解析B解析解析由電子流動(dòng)方向可知a為負(fù)極，b為正極，空氣應(yīng)從B口通入，甲醇從A口通入。12345678(2)假設(shè)使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，總反應(yīng)式為2CH3OH4OH3O2=2CO 6H2O，則A口通入的氣體為_(kāi)(填名稱(chēng))。(3)b極反應(yīng)式為_(kāi)。(4)當(dāng)電路中通過(guò)0.3 mol電子時(shí)，消耗甲醇的質(zhì)量為_(kāi) g。答案甲醇O24e2H2O=4OH1.612345678