/第15講化學(xué)反應(yīng)與能量變化內(nèi)容概覽學(xué)考要求速覽明確考試范圍與核心要求必備知識梳理系統(tǒng)整理學(xué)科框架與知識高頻考點(diǎn)精講破譯重點(diǎn)內(nèi)容及解題思路考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)與熱能考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)與電能實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練模擬實(shí)戰(zhàn)，提升解題技能一、化學(xué)反應(yīng)與熱能（一）熱能產(chǎn)生的原因1．宏觀解釋——反應(yīng)物與生成物的總能量不同宏觀解釋放熱反應(yīng)示意圖吸熱反應(yīng)示意圖宏觀解釋放熱反應(yīng)示意圖吸熱反應(yīng)示意圖2．微觀角度——反應(yīng)物斷鍵吸收的能量與生成物成鍵釋放的能量不同微觀解釋反應(yīng)物、生成物中化學(xué)鍵的變化關(guān)系能量變化斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量形成新化學(xué)鍵釋放的總能量能量斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量形成新化學(xué)鍵釋放的總能量能量（二）吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)1.概念：①放熱反應(yīng)：熱量的化學(xué)反應(yīng)。②吸熱反應(yīng)：熱量的化學(xué)反應(yīng)。注：有熱量放出未必是，吸收能量也未必是，因?yàn)榉艧岱磻?yīng)和吸熱反應(yīng)必須是化學(xué)變化。放熱過程發(fā)生反應(yīng)多數(shù)化合反應(yīng)中和反應(yīng)置換反應(yīng)鋁熱反應(yīng)Na2O2＋H2O未發(fā)生反應(yīng)成鍵NaOH溶于水濃硫酸溶于水吸熱過程發(fā)生反應(yīng)多數(shù)分解反應(yīng)Ba(OH)2＋NH4ClC＋H2O(g)C＋CO2未發(fā)生反應(yīng)斷鍵NH4NO3溶于水2.吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的判定①如圖，E1E2，新化學(xué)鍵的形成所釋放的能量破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量，該反應(yīng)就是吸熱反應(yīng)；

E1E2，新化學(xué)鍵的形成所釋放的能量破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量，該反應(yīng)就是放熱反應(yīng)。3.理解反應(yīng)歷程與反應(yīng)熱的關(guān)系圖示意義a表示正反應(yīng)的能；b表示逆反應(yīng)的能。c表示該反應(yīng)的熱。ΔH圖1：ΔH＝kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1，表示反應(yīng)圖2：ΔH＝kJ·mol－1＝+ckJ·mol－1，表示反應(yīng)【溫馨提示】解答能量變化圖像題的“4關(guān)鍵”（1）從反應(yīng)物至最高點(diǎn)的能量數(shù)值表示正反應(yīng)的活化能，即E1；（2）從最高點(diǎn)至生成物的能量數(shù)值表示逆反應(yīng)的活化能，即E2；（3）ΔH＝E1－E2；（4）催化劑只能影響正、逆反應(yīng)的活化能，而不能影響反應(yīng)的ΔH。二、化學(xué)反應(yīng)與電能（一）原電池的工作原理1.原電池的概念與構(gòu)成能量轉(zhuǎn)化將轉(zhuǎn)化為反應(yīng)本質(zhì)反應(yīng)反應(yīng)要求自發(fā)的放熱氧化還原反應(yīng)構(gòu)成條件兩個電極(導(dǎo)體，也可參加反應(yīng))電解質(zhì)(水溶液、熔融液、固體)閉合回路(外電路：電子，內(nèi)電路：離子)粒子遷移方向電子：由極流向極離子：陰離子流向極，陽離子流向極2.原電池的工作原理（1）反應(yīng)原理（以鋅銅原電池為例）①電子移動方向：鋅逐漸溶解變成Zn2＋進(jìn)入溶液，電子從極經(jīng)流入極，即不下水。②離子移動方向：陰離子向極移動(如SOeq\o\al(2－,4))，陽離子向極移動(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正極上得電子形成氫氣在上冒出)，即不上岸。③電流方向：正極→導(dǎo)線→極→溶液→極。④兩極電極反應(yīng)式負(fù)極(鋅極)：(反應(yīng))。正極(銅極)：(反應(yīng))?？偡磻?yīng)：。（2）原電池的正、負(fù)極的判斷方法

①根據(jù)電極材料：較活潑的金屬為極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為極。②根據(jù)電流方向或電子流動方向：電流是由極流向極的，電子是由極流向極的。

③根據(jù)離子移動方向：陽離子移向極，陰離子移向極。

④根據(jù)電極反應(yīng)類型：發(fā)生氧化反應(yīng)的為極，發(fā)生還原反應(yīng)的為極。

⑤根據(jù)電極上反應(yīng)現(xiàn)象：如電極粗細(xì)的變化、質(zhì)量的變化、是否有氣泡產(chǎn)生等。【溫馨提示】原電池電極反應(yīng)式的書寫方法1.遵循三個守恒（1）得失電子守恒：元素的化合價每升高一價，則元素的原子就會失去一個電子，元素的化合價每降低一價，則元素的原子就會得到一個電子。（2）電荷守恒：電極反應(yīng)左、右兩邊的正電荷和負(fù)電荷數(shù)相等。（3）原子守恒(質(zhì)量守恒)：電極反應(yīng)兩邊同種原子的原子個數(shù)相等。2.電極反應(yīng)式的書寫方法（1）負(fù)極反應(yīng)式的書寫①若負(fù)極材料本身被氧化，要考慮金屬失去電子生成的陽離子是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。a.金屬電極失去電子生成的金屬陽離子不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式：M-ne-=Mn+。如鋅、銅、稀硫酸構(gòu)成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+。b.金屬電極失去電子生成的金屬陽離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，書寫負(fù)極反應(yīng)式時需將金屬失電子的反應(yīng)和金屬陽離子與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)疊加。如鉛蓄電池的負(fù)極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO42-=PbSO4。②負(fù)極材料本身不參與反應(yīng)，如燃料電池，在書寫電極反應(yīng)式時，要將燃料失電子的反應(yīng)及其產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液的反應(yīng)疊加。如以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O。（2）正極反應(yīng)式的書寫首先要判斷在正極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)，然后再根據(jù)具體情況寫出正極反應(yīng)式。①若負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液能自發(fā)地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液中的某種微粒。如鋅、銅、稀硫酸構(gòu)成的原電池，鋅能與稀硫酸反應(yīng)正極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑；若電解質(zhì)溶液換為CuSO4溶液，則正極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu。②若負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液不能自發(fā)地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)一般是溶解在電解質(zhì)溶液中的O2。如鐵、銅、氫氧化鈉構(gòu)成的原電池，F(xiàn)e與NaOH溶液不反應(yīng)，正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。③若反應(yīng)產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，要寫相應(yīng)的疊加式。如鉛蓄電池的正極反應(yīng)為PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O。（3）電極總反應(yīng)式的書寫①直接根據(jù)原電池反應(yīng)原理書寫，如氫氧燃料電池，無論電解質(zhì)溶液是酸性、堿性或中性，總反應(yīng)方程式均為2H2+O2=2H2O。②“加和法”：總反應(yīng)方程式=負(fù)極反應(yīng)式+正極反應(yīng)式。注意，只有電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等時方可直接加和。3.書寫電極反應(yīng)的基本規(guī)則（1）兩極得失電子數(shù)目相等。（2）電極反應(yīng)式常用“=”表示，不用“→”表示。（3）電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需加“↑”；而有固體生成時，由于固體附著在電極上，不必加“↓”。（4）書寫電極反應(yīng)式時要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應(yīng)式一端根據(jù)需要添加H+、OH-或H2O。4.書寫電極反應(yīng)式的基本類型（1）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寫出電極反應(yīng)式，將兩電極反應(yīng)式相加(注意兩極得失電子數(shù)相等)可得總反應(yīng)式。（2）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，還應(yīng)考慮電解質(zhì)是否參與了反應(yīng)。③若有一個電極反應(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。（二）原電池原理的應(yīng)用加快化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制備氫氣時，常用粗鋅，產(chǎn)生氫氣的速率更快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸構(gòu)成，加快了鋅與硫酸反應(yīng)的速率比較金屬的活潑性一般情況下，在原電池中，金屬的活潑性比正極金屬的活潑性強(qiáng)設(shè)計原電池首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)——氧化反應(yīng)式、還原反應(yīng)式根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶用于金屬的防護(hù)將需要保護(hù)的金屬連接另一的金屬，要保護(hù)的金屬作原電池的受到保護(hù)（三）化學(xué)電源名稱干電池(一次電池)充電電池(二次電池)燃料電池特點(diǎn)①活性物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度后，不能再使用(放電之后不能充電)②電解質(zhì)溶液為膠狀，不流動①放電后可再充電使活性物質(zhì)獲得再生②可以多次充電，重復(fù)使用①電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)換元件②工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給(反應(yīng)物不是儲存在電池內(nèi)部)，在電極上不斷地進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排出舉例普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池、銀鋅電池等鉛蓄電池、鋰電池、鎳鎘電池等氫氧燃料電池、CH4燃料電池、CH3OH燃料電池等考點(diǎn)一放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)【典型例題】【例1】下列反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)的是A．C＋CO2eq\o(,\s\up7(高溫))2CO B．2Al＋Fe2O3eq\o(,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3C．C＋H2Oeq\o(,\s\up7(高溫))CO＋H2 D．CaCO3eq\o(,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑【即時演練】1．下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是A．氫氣在空氣中燃燒 B．鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)C．金屬Zn與鹽酸反應(yīng) D．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體混合反應(yīng)2．下列變化中生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量的是A．H＋HH—H B．H—ClH＋ClC．Mg＋2HClMgCl2＋H2↑ D．H2SO4＋2NaOHNa2SO4＋2H2O考點(diǎn)二有關(guān)反應(yīng)熱的圖像【典型例題】【例2】（江蘇省淮安市2024-2025學(xué)年普通高中學(xué)考模擬）下列過程中能量變化與如圖一致的是A．干冰升華 B．工業(yè)合成氨 C．H+Cl→H-Cl D．濃硫酸稀釋【即時演練】1．下列反應(yīng)能量變化與右圖一致的是A．金屬鈉與水的反應(yīng) B．鹽酸與氫氧化鈉的反應(yīng)C．鋁與氧化鐵的鋁熱反應(yīng) D．碳酸鈣分解2．（江蘇省2025年普通高中學(xué)業(yè)水平合格性考試）制備CH3OH的反應(yīng)為CO2+3H2CH3OH+H2O，正反應(yīng)放出熱量。下列說法正確的是A．使用催化劑能加快反應(yīng)速率B．減小壓強(qiáng)能加快反應(yīng)速率C．題圖表示正反應(yīng)的能量變化D．一定條件下反應(yīng)達(dá)平衡時，CO2能100%轉(zhuǎn)化3．已知石墨和金剛石與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳的能量變化圖如下。下列說法正確的是

A．1mol石墨(s)比1mol金剛石(s)的能量高B．?dāng)嚅_1mol石墨中的共價鍵吸收的能量小于斷開1mol金剛石中的共價鍵吸收的能量C．由石墨制備金剛石的過程是物理變化D．這兩個反應(yīng)均為放熱反應(yīng)考點(diǎn)三原電池的工作原理【典型例題】【例3】（江蘇省連云港市2024-2025學(xué)年普通高中學(xué)考模擬）某興趣小組設(shè)計的水果電池裝置如圖所示。該電池工作時，下列說法正確的A．該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．銅片作水果電池的負(fù)極C．鋅片發(fā)生還原反應(yīng)，有氣泡冒出 D．電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片【即時演練】1．下列裝置中，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是ABCD2．某原電池裝置如圖所示。該電池工作時，下列說法正確的是A．石墨棒為正極 B．鐵皮的質(zhì)量反應(yīng)前后不變C．硫酸反應(yīng)前后不變 D．電子從石墨棒經(jīng)導(dǎo)線流向鐵片3．某學(xué)生用鋅片、銅片、發(fā)光二極管、濾紙、導(dǎo)線等在玻璃片上制成如下圖所示的原電池，當(dāng)濾紙用醋酸溶液潤濕時，二極管發(fā)光。下列有關(guān)該電池的說法正確的是A．電池工作時將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 B．鋅片為電池的正極C．外電路中電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 D．銅板上的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－Cu考點(diǎn)四化學(xué)電源【典型例題】【例4】（江蘇省淮安市2024-2025學(xué)年普通高中學(xué)考模擬）鋅——空氣電池可用作電動車的動力電源，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 B．石墨為正極，發(fā)生還原反應(yīng)C．電流經(jīng)外電路由Zn流向石墨 D．氧氣在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)【即時演練】1．采用鋁—空氣電池的新能源汽車一次性加注鋁電極可行駛1600km，鋁空氣電池是由鋁合金電極、空氣電極、中性或堿性水溶液構(gòu)成的。下列有關(guān)說法正確的是A．空氣電極是負(fù)極B．電子由鋁合金電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向空氣電極C．負(fù)極的反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－4OH－D．電池工作時鋁合金電極不斷被消耗2．下列四個常用電化學(xué)裝置的敘述錯誤的是圖Ⅰ水果電池圖Ⅱ干電池圖Ⅲ鉛蓄電池圖Ⅳ氫氧燃料電池A．圖Ⅰ所示電池中，電子從鋅片流出B．圖Ⅱ所示干電池中鋅作負(fù)極C．圖Ⅲ所示電池為二次電池，放電時正極的電極反應(yīng)式為Pb-2e-＋=PbSO4D．圖Ⅳ所示電池中正極反應(yīng)為：3．（江蘇省2024年普通高中學(xué)業(yè)水平合格性考試）某柔性電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作電池的負(fù)極，作正極。下列關(guān)于該電池工作時的說法不正確的是A．逐漸被消耗 B．失去電子C．離子通過電解質(zhì)膜進(jìn)行遷移 D．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1．下列過程有熱量放出的是A．?dāng)嚅_氫氣中的H—H鍵B．C與H2O(g)反應(yīng)C．Ba(OH)2·8H2晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)D．Na與H2O反應(yīng)2．已知：Mg＋2HClMgCl2＋H2↑，測得反應(yīng)過程中溶液溫度升高。下列說法中，不正確的是A．屬于吸熱反應(yīng)B．屬于氧化還原反應(yīng)C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D．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3．下列化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化符合如圖的是A．CaO＋H2OCa(OH)2 B．Fe＋2HClFeCl2＋H2↑C．CaCO3eq\o(,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑ D．C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),\s\do5())CO24．下列過程中能量變化與下圖一致的是A．干冰升華 B．工業(yè)合成氨C．H＋Cl→H—Cl D．濃硫酸稀釋5．下列圖示變化為吸熱反應(yīng)的是A． B．C． D．6．汽車發(fā)動機(jī)工作會引發(fā)的反應(yīng)，其能量變化如圖所示。已知：斷開中化學(xué)鍵需吸收能量，斷開中化學(xué)鍵需吸收能量。下列說法錯誤的是A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．比更穩(wěn)定C．形成中化學(xué)鍵需要放出能量D．具有的能量一定高于所具有的能量7．氫氣在氯氣中燃燒時發(fā)生反應(yīng)：H2+Cl22HCl。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中，正確的是A．屬于吸熱反應(yīng)B．不屬于氧化還原反應(yīng)C．燃燒生成的HCl氣體與空氣中的水蒸氣結(jié)合呈霧狀D．燃燒時火焰為淡藍(lán)色8．（江蘇省連云港市2024-2025學(xué)年普通高中學(xué)考模擬）對于反應(yīng)，下列說法正確的是A．維持反應(yīng)進(jìn)行需要提供能量B．上圖可表示該反應(yīng)的能量變化C．?dāng)嚅_中的化學(xué)鍵需要吸收能量D．用甲醇作燃料能緩解溫室效應(yīng)9．反應(yīng)H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),\s\do5())2HCl的總能量變化如圖所示。下列說法正確的是A．過程1釋放能量 B．過程2吸收能量C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng) D．過程1的能量變化大于過程210．僅用下列提供的各組物質(zhì)不能組成原電池的是選項ABCD電極材料Cu、Cu鋅片、石墨棒Al、AgCu、Fe電解質(zhì)溶液稀稀硫酸溶液溶液11．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計如圖裝置探究化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是A．只有裝置Ⅰ中電流表指針偏轉(zhuǎn)B．只有裝置Ⅱ中電流表指針偏轉(zhuǎn)C．兩個裝置中電流表指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．兩個裝置中電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)12．某原電池結(jié)構(gòu)如下圖所示，下列有關(guān)該原電池的說法正確的是A．電池總反應(yīng)為Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑ B．鎂棒發(fā)生還原反應(yīng)C．電子從銅棒經(jīng)外電路流向鎂棒 D．銅棒為負(fù)極13．鋅錳堿性干電池是依據(jù)原電池原理制成的化學(xué)電源。電池中負(fù)極與電解質(zhì)溶液接觸直接反應(yīng)會降低電池的能量轉(zhuǎn)化效率，稱為自放電現(xiàn)象。下列關(guān)于原電池和干電池的說法不正確的是A.兩者正極材料不同

B.MnO2的放電產(chǎn)物可能是KMnO4

C.