高中化學第二章化學反應與能量微型專題重點突破三課件新人教版必修

微型專題重點突破(三)第二章化學反應與能量[學習目標]1.學會吸熱反應和放熱反應的判斷方法。2.會判斷原電池的正極和負極，會正確書寫原電池電極反應式。3.根據(jù)原電池原理，會分析新型化學電池。[核心素養(yǎng)]1.宏觀辨識與微觀探析：會分析物質(zhì)化學變化和能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)微觀結構間的關系。2.證據(jù)推理與模型認知：在解題過程中，建立原電池相關知識應用的思維模型，并能用模型解決實際問題。微型專題考題精選內(nèi)容索引微型專題一、吸熱反應與放熱反應的判斷例1下列反應屬于吸熱反應的是①二氧化碳與灼熱的炭反應生成一氧化碳②葡萄糖在人體內(nèi)被氧化分解③鋅粒與稀H2SO4反應制取H2④Ba(OH)2·8H2O固體與NH4Cl固體反應⑤植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖A.②④ B.①⑤ C.①③④⑤ D.①④⑤答案解析√解析

①二氧化碳與灼熱的炭反應生成一氧化碳是吸熱反應；②葡萄糖在人體內(nèi)被氧化分解是放熱反應；③鋅粒與稀H2SO4反應制取H2是放熱反應；④Ba(OH)2·8H2O固體與NH4Cl固體的反應是吸熱反應；⑤植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是吸熱反應。放熱反應和吸熱反應的判斷(1)根據(jù)反應物和生成物的總能量大小判斷反應物的總能量大于生成物的總能量的反應為放熱反應，反之為吸熱反應。(2)根據(jù)化學鍵斷裂和形成時能量變化大小的關系推斷破壞反應物中化學鍵吸收的能量大于形成生成物中化學鍵放出的能量的反應為吸熱反應，反之為放熱反應。思維模型(3)根據(jù)經(jīng)驗規(guī)律判斷用常見吸熱和放熱的反應類型來判斷。(4)根據(jù)生成物和反應物的相對穩(wěn)定性判斷由穩(wěn)定的物質(zhì)生成不穩(wěn)定的物質(zhì)的反應為吸熱反應，反之為放熱反應。(5)根據(jù)反應條件判斷需要持續(xù)加熱才能進行的反應是吸熱反應。反之，一般為放熱反應。變式1下列圖示變化為吸熱反應的是答案解析√解析A項中生成物的總能量高于反應物的總能量，只能通過吸收能量才能實現(xiàn)；B項則恰好相反；C項中濃硫酸溶于水放出熱量，但此過程是物理變化，沒有發(fā)生化學反應；D項是放熱反應。二、原電池正負極的判斷例2

(2017·唐山期中)下列敘述中正確的是A.原電池的負極得到電子，發(fā)生還原反應B.原電池中較活潑的金屬作正極C.原電池中的電極一定是兩種不同的金屬D.原電池中發(fā)生氧化反應的電極是負極答案解析√解析原電池的負極失去電子，發(fā)生氧化反應，故A錯誤，D正確；在原電池中，一般是較活潑的金屬作負極，故B錯誤；原電池的兩個電極可以是兩種不同的金屬，也可以是金屬和導電的非金屬，故C錯誤。原電池正、負極的判斷思維模型易錯警示原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關，也與電解質(zhì)溶液有關，不要形成活潑電極一定作負極的思維定勢。變式2將用導線連接的電極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)此判斷下列說法正確的是A.外電路中電流方向為X→YB.若電極材料分別為鋅片和銅片，則Y為鋅片C.X極上發(fā)生還原反應D.若電極材料都是金屬，則金屬活動性：X＞Y答案解析√解析A項，原電池中電子由負極經(jīng)外電路流向正極，外電路中電流方向與電子流向相反，故電流方向為Y→外電路→X，錯誤；B項，若電極材料分別為鋅片和銅片，則鋅為負極，即X為鋅片，錯誤；C項，X極是負極，發(fā)生氧化反應，錯誤；D項，若電極材料都是金屬，則負極金屬活動性大于正極，金屬活動性：X＞Y，正確。三、原電池電極反應式的書寫例3高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。請回答下列問題：(1)放電時，正極發(fā)生_____(填“氧化”或“還原”)反應，則正極反應式為____________________________________。(2)放電時，___(填“正”或“負”)極附近溶液的堿性增強。答案解析還原正解析根據(jù)高鐵電池放電時總反應方程式可知，Zn為負極，負極電極反應式為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，由電池的總反應方程式－負極反應式＝正極反應式可知，正極反應式為FeO

＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，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。原電池電極反應式的書寫思維模型變式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，正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。試完成下列問題：①通入空氣的電極是___(填“正”或“負”)極。②Al電極是___(填“X”或“Y”)電極。③電池總反應式為________________________________(寫離子方程式)。解析該燃料電池中Al失電子作負極，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，作負極，Y電極為通入空氣的電極，作正極，電池總反應式為4Al＋4OH－＋3O2===4AlO＋2H2O。答案解析正X(2)航天技術中使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和無污染等優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的電池總反應式都為2H2＋O2===2H2O。①酸式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是稀硫酸，其負極反應式為2H2－4e－===4H＋，則其正極反應式為_______________________。解析兩電極的反應式相加即得電池總反應式，因此，用電池總反應式減去某一電池的反應式，即得另一電極的反應式，故酸式氫氧燃料電池的正極反應式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。答案解析O2＋4H＋＋4e－===2H2O②堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則其負極反應式為_________________________。解析堿式氫氧燃料電池的正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，負極反應式為2H2＋4OH－－4e－===4H2O。答案解析2H2＋4OH－－4e－===4H2O解析該氧化還原反應可拆分為如下兩個半反應：氧化反應(負極反應)：Cu－2e－===Cu2＋。還原反應(正極反應)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。故Cu作負極，活動性比Cu差的材料作正極，如Ag、C等，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。四、原電池的設計例4鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：__________________________。答案解析2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)若將(1)中的反應設計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式：負極反應：________________；正極反應：____________________。答案答案裝置如圖所示：Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋原電池的設計方法(1)定：確定一個能夠自發(fā)進行的氧化還原反應。(2)拆：將氧化還原反應拆分為氧化反應和還原反應兩個半反應，分別作為負極和正極的電極反應，還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物(負極電極反應)；氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物(正極電極反應)。(3)找：根據(jù)氧化還原反應中的還原劑和氧化劑確定原電池的負極和電解質(zhì)溶液，正極一般選擇比負極穩(wěn)定的金屬或能導電的非金屬。(4)畫：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。思維模型變式4依據(jù)氧化還原反應2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag設計的原電池如圖所示。下列有關說法不正確的是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)導線流向Ag電極D.Ag電極為電池的正極，電極反應為Ag＋＋e－===Ag答案解析√解析根據(jù)總反應式可知銅失去電子，溶液中的銀離子得到電子，銅是負極，銀是正極，則電極X的材料是Cu，A項正確；溶液中的銀離子得到電子，電解質(zhì)溶液Y是硝酸銀溶液，B項錯誤；負極失去電子，則電子從X電極經(jīng)導線流向Ag電極，C項正確；根據(jù)以上分析可知Ag電極為電池的正極，電極反應為Ag＋＋e－===Ag，D項正確。例5

(2017·北京朝陽區(qū)高一月考)Mg—H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。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，下列說法正確的是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C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl－向正極移動五、新情境下原電池原理的多角度考查答案解析√解析Mg—H2O2電池，活潑金屬(Mg)作負極，發(fā)生氧化反應：Mg－2e－===Mg2＋，H2O2在正極(石墨電極)發(fā)生還原反應：H2O2＋2e－===2OH－(由于電解質(zhì)為中性溶液，則生成OH－)，A項、B項錯誤，C項正確。由于負極陽離子(Mg2＋)增多，則Cl－向負極移動平衡電荷，D錯誤。(1)根據(jù)原電池原理判斷電池的正、負極及電子(或電流)流動方向。(2)分別書寫正、負極電極反應式并分析兩極可能產(chǎn)生的現(xiàn)象。(3)根據(jù)電極反應式判斷電解質(zhì)溶液的pH變化和離子遷移方向。思維啟迪變式5一種以NaBH4和H2O2為原料的新型電池的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A.電池的正極反應為H2O2＋2e－===2OH－B.電池放電時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極室循環(huán)利用解析A項，正極發(fā)生反應：H2O2＋2e－===2OH－，正確；B項，放電時為原電池，陽離子移向正極，電極b為正極，正確；C項，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，應該由電極a流向電極b，錯誤；D項，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·濟南一中期中)化學能可與熱能、電能等相互轉(zhuǎn)化。下列表述不正確的是A.有能量變化是化學反應的基本特征之一B.圖Ⅰ所示的裝置能將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.圖Ⅱ所示的反應為放熱反應D.化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂與形成123456答案解析√78解析化學反應過程中，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反應的基本特征之一，A項正確；圖Ⅰ所示的裝置不能形成閉合回路，不能構成原電池，化學能不能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽珺項錯誤；根據(jù)圖像知，反應物總能量大于生成物總能量，則該反應是放熱反應，C項正確；化學反應總是伴隨著能量變化，斷鍵需要吸收能量，成鍵放出能量，所以化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂與形成，D項正確。12345678下列說法正確的是A.1molH2的能量比2molH的能量高B.將0.5molH2與1molI2(g)混合充分反應后放出的熱量為0.5akJC.H—I鍵的鍵能為0.5(a＋b＋c)kJ·mol－1D.H＋I―→HI是吸熱變化2.(2018·天一大聯(lián)考三)已知反應H2(g)＋I2(g)

2HI(g)中，每生成2molHI時會有akJ的能量放出，又知有關化學鍵鍵能如下：答案解析√12345678解析斷開化學鍵需要吸熱，即H2―→H＋H為吸熱過程，則1molH2的能量比2molH的能量低，故A項錯誤；根據(jù)題意，生成2molHI時會有akJ的能量放出，將0.5molH2與1molI2(g)混合充分反應后生成的HI少于0.5mol，放出的熱量少于0.5akJ，故B項錯誤；反應放出的熱量＝放出的熱量－吸收的熱量＝H—I鍵的鍵能×2－b

kJ·mol－1－c

kJ·mol－1＝a

kJ·mol－1，則H—I鍵的鍵能為0.5(a＋b＋c)kJ·mol－1，故C項正確；H＋I―→HI形成化學鍵是放熱過程，故D項錯誤。123456783.(2018·阜陽期中)已知H＋＋OH－===H2O生成1molH2O放出熱量57.3kJ，下列反應中符合該特點的是A.1mol稀硫酸與足量稀NaOH溶液反應B.稀鹽酸與氨水反應生成1molH2OC.稀鹽酸與稀Ba(OH)2溶液反應生成1mol水D.稀NaOH與95%濃硫酸反應生成1mol水答案解析√12345678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)生中和反應生成1mol水所放出的熱量。強酸與強堿在稀溶液中反應生成1mol水均放出57.3kJ的熱量。A中放出熱量應為2×57.3kJ；B中放出熱量(即中和熱)應略小于57.3kJ，因弱酸、弱堿在水中電離要吸收一部分熱量，故多數(shù)強酸與弱堿，弱酸與強堿的中和反應熱值小于57.3kJ·mol－1；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，對此裝置的下列說法正確的是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X＞YD.X極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應答案解析√12345678解析電流的方向是正電荷的移動方向，所以外電路的電流方向：Y→外電路→X，A項錯誤；若兩電極分別為Zn和碳棒，由于活動性：Zn＞C，則X為Zn，Y是碳棒，B項錯誤；若兩電極都是金屬，根據(jù)原電池的構成條件，活動性強的失去電子，作負極，則它們的活動性：X＞Y，C項正確；X極失去電子，發(fā)生氧化反應，Y極上獲得電子，發(fā)生的是還原反應，D項錯誤。123456785.(2018·新疆建設兵團二中期中)電動自行車由于靈活、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。反應原理：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)

2PbSO4(s)＋2H2O(l)。根據(jù)此反應判斷下列敘述錯誤的是A.放電時負極反應：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)B.充電時電能轉(zhuǎn)化為化學能C.放電時，電解液的密度增大D.充電時，電解液的pH減小答案解析√12345678解析根據(jù)總反應式可知放電時負極鉛發(fā)生失去電子的氧化反應，反應為Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)，A項正確；充電時電能轉(zhuǎn)化為化學能，B項正確；放電時消耗硫酸，生成難溶性硫酸鉛和水，電解液的密度減小，C項錯誤；充電時生成硫酸，氫離子濃度增大，電解液的pH減小，D項正確。123456786.(2018·哈六中期中)有關電化學知識的描述正確的是A.CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應設計成

原電池，把其中的化學能轉(zhuǎn)化為電能B.某原電池反應為Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中一定是銀

作正極C.因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導線連接后放入濃硝酸中，

若能組成原電池，必是鐵作負極、銅作正極D.理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設計成原電池答案解析√12345678解析所給反應不是氧化還原反應，沒有電子轉(zhuǎn)移，雖然為放熱反應，但不能將該反應設計成原電池，A項錯誤；根據(jù)所給反應，負極材料應該是Cu，但正極材料可以用Ag，也可以用碳棒等惰性電極，B項錯誤；當鐵和銅作為電極放入濃硝酸中時，鐵因鈍化瞬間停止反