鲁科版高中化学必修第二册第2章化学键化学反应规律第2节化学反应与能量转化课件

第2章化学键化学反应规律期中期末·全优手册A卷·必备知识全优B卷·关键能力全优第2节化学反应与能量转化稳拿基础分一化学反应中能量变化的本质及转化形式1.放热反应和吸热反应释放热量的化学反应称为放热反应。吸收热量的化学反应称为吸热反应。2.常见的吸热反应和放热反应

吸热反应放热反应常见反应举例①大多数分解反应,如CaCO3

CaO+CO2↑;②少数化合反应,如C+CO2

2CO;③碳酸氢钠与柠檬酸的反应;④C+H2O(g)

CO+H2①大多数化合反应;②所有的燃烧反应及缓慢氧化反应;③酸碱中和反应;④活泼金属与酸或H2O的反应,如Zn+2H+

Zn2++H2↑;⑤少数分解反应,如2H2O2

2H2O+O2↑易错易混

(1)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应;(2)吸热反应不一定

需要加热;(3)吸热反应和放热反应都是化学变化,但有吸热或放热现象的不一定

是化学反应。3.从化学键的角度理解能量变化

断裂旧化学键吸收的总能量小

于形成新化学键释放的总能量放热反应断裂旧化学键吸收的总能量大

于形成新化学键释放的总能量吸热反应点拨

有化学键断裂的过程不一定是化学变化,如氯化钠溶于水的过程。4.从物质储存化学能的角度理解能量变化

放热反应吸热反应技巧

根据物质储存化学能的大小可以比较物质的稳定性,一般物质的能量越

低越稳定。二原电池1.概念:利用氧化还原反应将化学能直接转化为电能的装置。2.初识氢氧燃料电池

负极反应:H2-2e-

2H+。正极反应:O2+4e-+4H+

2H2O。总反应式:2H2+O2

2H2O。能量变化:化学能转化为电能。点拨

原电池中的化学能并非全部转化为电能,还有一部分转化为热能等其他

形式的能量。3.铜、锌、稀硫酸组成的原电池的工作原理

注意

电子只能在两极和外电路中移动,不可能进入溶液中。4.构成原电池的条件

点拨

常见的化学电池(1)干电池:属于一次电池,如锌锰干电池。(2)充电电池:又称二次电池,如铅蓄电池、锂离子电池。(3)燃料电池:优点是能量转换效率高,能长时间提供电能。5.原电池原理的应用

原电池正、负极的判断方法名师敲黑板1.一般规律

提示

不能简单地依据常见金属的活动性顺序来判断原电池的正、负极,要看

反应的具体情况。2.燃料电池正、负极的判断对于燃料电池而言,电极为惰性材料(Pt、C等),电极本身不反应,只起传导电子

的作用,故可根据向两极通入的成分来判断正、负极。燃料电池的负极通入的

一定是可燃性物质(还原剂),正极通入的一定是助燃性物质(氧化剂)。A.若M电极为Mg,N电极为Al,则M一定为负极B.若M电极为Fe,N电极为Cu,则M一定为负极C.若M电极质量减少,N电极质量一定增加D.若M电极质量显著减少,则M一定为负极例题

(2023山东青岛二中期末)某原电池的示意图如图,M、N为两种不同的常见金属,X溶液为酸溶液或碱溶液。下列说法正确的是(

)解析若M电极为Mg,N电极为Al,X溶液为氢氧化钠溶液,则Al为负极,A错误;若M电极为Fe,N电极为Cu,X溶液为浓硝酸,常温下,Fe遇浓硝酸钝化,Cu能和浓

硝酸反应,Cu作负极,B错误;若M电极质量减少,N电极质量不一定增加,如Mg-Al

(氢氧化钠溶液)原电池中,铝为负极,镁为正极,负极生成Na[Al(OH)4],正极生成

氢气,正极质量不增加,C错误;一般来说,原电池中相对活泼的一极失去电子,为

原电池的负极,若M电极质量显著减少,表示M失去电子,则M一定为负极,D正

确。答案

D变式

(2023重庆石柱中学期末)如图所示,两电极一个为碳棒,另一个为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡产生,则下列叙述正确的是

(

)A.a极为负极,是铁片,烧杯中的溶液为稀硫酸B.a极为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a极为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为稀硫酸D.a极为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液答案

C解析a极上有大量气泡产生,则a极为正极,是碳棒;b极为负极,是铁片,电解质溶

液为稀硫酸,故C正确。(2022湖南高考)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂—海水电池构造示

意图如图。下列说法错误的是

(

)开阔新视野A.海水起电解质溶液作用B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e-

2OH-+H2↑C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D.该锂—海水电池属于一次电池解析

海水能导电,故起电解质溶液作用,A正确。N极为电池正极,除了H2O,海

水中溶解的O2也可能得电子,电极反应为O2+4e-+2H2O

4OH-,B错误。玻璃陶瓷的作用:一是传导离子,形成闭合回路;二是防水,阻止Li与H2O反应,C正确。

根据电池构造可知该电池属于一次电池,D正确。答案

B拓展

锂—海水电池中,锂作负极,要做好防水措施,因为锂遇水会发生剧烈反

应,引起热失控,甚至爆炸。提示

一次电池放电后不能充电,即内部的氧化还原反应无法逆向进行。第2单元化学反应与能量转化可能用到的相对原子质量:H1O16Al27Fe56Cu64Zn65Ag108一、选择题1.(2023陕西咸阳期末)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国

航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是

(A

)A.液氮—液氢

B.液氧—液氢C.液态NO2—肼D.液氧—煤油解题思路液氮与液氢需要在高温、高压、催化剂的条件下才能发生反应,且

反应不完全,放热少;液氧与液氢、液态NO2与肼、液氧与煤油在常温下引燃后

均能发生自发进行的氧化还原反应,且放出大量的热;故选A。2.下列说法正确的是

(A

)A.在一个确定的化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不相同B.X(s)

Y(s)是放热反应,则X比Y稳定C.等质量的硫蒸气和固态硫分别完全燃烧,后者放出的热量更多D.需要加热的反应一定是吸热反应解题思路

任何化学反应中都伴随能量的变化,在一个确定的化学反应中,反应

物的总能量与生成物的总能量一定不相同,A正确;物质的能量越低,稳定性就越

强,X(s)

Y(s)是放热反应,说明X(s)的能量比Y(s)高,故Y比X稳定,B错误;相同条件下,同一物质在气态时含有的能量比在固态时含有的能量高,则等质量的硫

蒸气和固态硫分别完全燃烧,前者放出的热量更多,C错误;需要加热的反应可能

是吸热反应,也可能是放热反应,D错误。3.(2023辽宁大连阶段检测)下列图示与对应的叙述相符的是

(D

)

A.图甲代表浓硫酸稀释过程中体系的能量变化B.图乙表示反应物断键吸收的总能量小于生成物成键放出的总能量C.图丙表示白磷比红磷稳定D.图丁表示CO与H2O的反应过程与能量变化的关系解题思路浓硫酸稀释过程是物理变化,能量变化不能用题图甲表示,A错误;题

图乙中反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,说明反应物断

键吸收的总能量大于生成物成键放出的总能量,B错误;由题图丙可知,相同质量

和状态的白磷的能量高于红磷,则红磷更稳定,C错误;CO(g)与H2O(g)反应生成

CO2(g)和H2(g)的反应为吸热反应,题图丁中所示能量变化正确,D正确。4.(2023湖南益阳期中)把X、Y、Z、W四种金属浸入稀硫酸中,用导线两两相

连,均可形成原电池。X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,W上有气泡逸出;X、

Z相连时,X质量减少;Y、W相连时,电流从Y经导线流向W。则四种金属的活动

性顺序由弱到强排列为

(D

)A.X、Z、W、YB.W、Y、Z、XC.W、Z、Y、XD.Y、W、Z、X解题思路X、Y相连时,X为负极,则活动性:X>Y;Z、W相连时,W上有气泡逸

出,W为正极,则活动性:Z>W;X、Z相连时,X质量减少,X为负极,则活动性:X>Z;

W、Y相连时,电流从Y经导线流向W,Y为正极,则活动性:W>Y。综上所述,四种

金属的活动性顺序由弱到强排列为Y、W、Z、X,故选D。5.(2023山东济宁期中创新改编)下列有关推断错误的是

(D

)A.Al、Cu、稀硫酸组成的原电池中,Al极发生氧化反应B.铁、银与硫酸铜溶液组成的原电池中,Cu2+和电子均向银极移动C.盐酸与氢氧化钠溶液反应的能量变化可用如图简单表示D.若2H2+O2

2H2O的能量变化也如图所示,可推出H2和O2的总能量大于H2O的总能量解题思路Al、Cu、稀硫酸组成的原电池中,Al极失去电子发生氧化反应,A正

确;铁、银与硫酸铜溶液组成的原电池中,银极为正极,Cu2+和电子均向正极移

动,B正确;由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,表示的反应为放热

反应,盐酸与氢氧化钠溶液的反应为放热反应,其能量变化可用题图简单表示,C

正确;由题图可推出2molH2和1molO2具有的总能量大于2molH2O的总能量,D

错误。6.(2023山东烟台月考)白磷与氧气可发生反应:P4+5O2

P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P键:akJ·mol-1、P—O键:bkJ·mol-1、P

O键:ckJ·mol-1、O

O键:dkJ·mol-1,根据图示的分子结构和有关数据估算1mol白磷与氧气反应放出的热量是

(B

)

A.(6a+5d-4c-12b)kJB.(4c+12b-6a-5d)kJC.(4c+12b-4a-5d)kJD.(4a+5d-4c-12b)kJ解题思路题给反应为放热反应,反应中放出的热量=形成生成物中化学键释

放的总能量-断开反应物中化学键吸收的总能量。由题图可以看出,1molP4中

含有6molP—P键,1molP4O10中含有4molP

O键和12molP—O键,则1mol白磷与氧气反应放出的热量=(4c+12b)kJ-(6a+5d)kJ=(4c+12b-6a-5d)kJ,故选B。7.(2023武汉重点中学期中联考)某科学探究小组为探究电化学原理,设计了如图

所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或有关结论的叙述错

误的是

(B

)A.a和b不连接时,铁片上有红色的铜析出,该装置不能构成原电池B.a和b用导线连接时,铜片为负极,发生的电极反应为Cu2++2e-

CuC.无论a和b是否连接,铁片均会被氧化,溶液中均有Fe2+生成D.a和b用导线连接时,溶液中的Cu2+应向铜电极移动解题思路a和b不连接时,没有形成闭合回路,不能构成原电池,铁把铜置换出

来,铁片表面有红色的铜析出,A正确;a和b用导线连接后,构成原电池,铁比铜活

泼,铁片作负极,发生的电极反应为Fe-2e-

Fe2+,B错误;根据A、B项分析可知,C正确;a和b用导线连接时,构成原电池,铜片作正极,Cu2+向正极移动,D正确。8.(2023广东江门期中)某同学按图1所示装置,探究盐酸与NaOH溶液反应的热

效应,测得烧杯中溶液温度随加入a的体积变化关系如图2所示。下列判断错误

的是

(D

)A.a可能是NaOH溶液B.x、y、z三点对应的溶液中,参加反应的酸、碱质量比不变C.由图2可知该反应存在化学能转化为热能D.往y点对应溶液中加入Fe粉,有气泡产生解题思路

题给实验的目的是探究盐酸与NaOH溶液反应的热效应,可以将

NaOH溶液滴入盐酸中,则a可能是NaOH溶液,A正确;由NaOH+HCl

NaCl+H2O知,x、y、z三点对应的溶液中,参加反应的酸、碱物质的量之比均为1∶1,则

质量比不变,B正确;由题图2可知,随着反应进行,烧杯中溶液温度升高,该反应存

在化学能转化为热能,C正确;由题图2可知,y点温度最高,此时盐酸和氢氧化钠恰

好完全反应,溶液呈中性,加入Fe粉,无气泡产生,D错误。9.某燃料电池的结构如图所示,有关该电池的说法不正确的是

(D

)A.电池工作时,电流由a流向bB.电池工作一段时间后,电解质物质的量理论上保持不变C.通入燃料一极的电极反应为CO-2e-+O2-

CO2和H2-2e-+O2-

H2OD.外电路中每通过0.2mol电子,所消耗的燃料体积不小于4.48L(标准状况下)解题思路通燃料的一极为负极,通空气的一极为正极,电子由b流向a,则电流由

a流向b,A正确;负极电极反应式为H2-2e-+O2-

H2O、CO-2e-+O2-

CO2,正极电极反应式为O2+4e-

2O2-,电池工作一段时间后,电解质物质的量理论上保持不变,B、C正确;根据电极反应式,外电路每通过0.2mol电子,所消耗燃料在

标准状况下体积不小于2.24L,D错误。10.太阳能发电站的工作原理如图所示。铅蓄电池能够保持发电站持续稳定地

输出电能,电池的主要反应:Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O(PbSO4难溶于水)。下列说法错误的是

(D

)A.由硅单质制成的太阳能电池不属于化学电池B.铅蓄电池中Pb作负极,电极反应为Pb-2e-+S

PbSO4C.晴天正午时,发电站的铅蓄电池内H2SO4浓度升高D.铅蓄电池中的化学反应属于可逆反应解题思路太阳能电池是利用硅材料把光能转化为电能,不属于化学电池,A正

确;放电时为原电池,Pb作负极失电子,电极反应为Pb-2e-+S

PbSO4,B正确;晴天正午时,铅蓄电池充电,总反应为2PbSO4+2H2O

Pb+PbO2+2H2SO4,该反应生成硫酸,消耗水,硫酸的浓度升高,C正确;铅蓄电池中化学反应的充电条件

和放电条件不一样,不属于可逆反应,D错误。二、选择题11.N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况如图a所示(g表示气体,l表

示液体)。

下列说法不正确的是

(CD

)A.等质量的N2(g)、N2(l)具有的能量不相同B.N2(g)+O2(g)

2NO(g)的能量变化可用图b表示C.1molNO(g)中的化学键断裂时需要吸收1264kJ能量D.在N2(g)和O2(g)的反应过程中,断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放

的总能量解题思路N2(l)变为N2(g)需吸收能量,故等质量的N2(g)、N2(l)具有的能量不相

同,A正确;由题图a可知,断裂1molN2(g)和1molO2(g)中化学键吸收的总能量为

946kJ+498kJ=1444kJ,形成2molNO(g)中化学键释放的总能量为2×632kJ=1264kJ,断键吸收的总能量大于成键释放的总能量,说明该反应为吸热反应,生成

物的总能量比反应物的总能量高,该反应的能量变化可以用题图b表示,B正确,D

错误;形成1molNO(g)中的化学键释放632kJ的能量,则断裂1molNO(g)中的化

学键时需要吸收632kJ能量,C错误。12.(2023长春第二实验中学期中)某反应由两步反应A(s)

B(s)

C(s)构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是

(B

)A.两步反应均为吸热反应B.三种物质中C(s)最稳定C.A(s)与C(s)的能量差为E4D.A(s)

B(s)的反应条件一定为加热解题思路第二步反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,A

不正确;三种物质中,C(s)的能量最低,最稳定,B正确;从题图中可知,A(s)与C(s)的

能量差为ΔH,C不正确;反应A(s)

B(s)为吸热反应,但反应条件不一定为加热,D不正确。13.(2023山东青岛莱西一中月考)常温下,将除去表面氧化膜的Al片、Cu片插入

浓硝酸中组成原电池(如图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2

所示。下列说法正确的是

(C

)

图1

图2A.0~t1s时,原电池的负极是Cu片B.0~t1s时,正极的电极反应式为2H++2e-

H2↑C.t1s后,正极上每得到0.3mol电子,负极质量减少9.6gD.t1s后,溶液中H+向Cu片附近移动,N

向Al片附近移动审题指导由题图2可知,t1s时电流方向发生了转变,说明正、负极发生了变化;

常温下,Al遇浓硝酸钝化,则t1s之前,Al片为负极;t1s之后,Cu片为负极。解题思路0~t1s时,原电池的负极是Al片,A错误;0~t1s时,正极的电极反应式为2H++N

+e-

NO2↑+H2O,B错误;t1s后,Cu片为负极,电极反应式为Cu-2e-

Cu2+,正极上每得到0.3mol电子,负极消耗0.15molCu,质量减少9.6g,C正确;t1s

后,Cu片为负极,溶液中H+向Al片附近移动,N

向Cu片附近移动,D错误。时间/min实验①实验②气体体积/mL溶液温度/℃气体体积/mL溶液温度/℃0022.0022.08.53024.85023.810.55026.0——下列说法正确的是

(C

)A.①②中的碳棒表面均有气泡产生B.生成相同体积气体时,实验①所用时间较短C.0~8.5min,实验②反应较快,是因为该实验装置构成了原电池D.反应至8.5min,对比两实验溶液温度,说明反应释放的总能量:①>②14.(2023郑州期末)用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收

集气体并读取气体体积,实验数据记录如下表:

审题指导①没有形成闭合电路,不能构成原电池,锌和稀硫酸反应生成氢气,

锌表面有气体生成;②构成原电池,锌失去电子为负极,氢离子在碳极(正极)得到

电子生成氢气。解题思路由审题指导可知,①中的锌表面有气泡产生,②中的碳棒表面有气泡

产生,A错误;由题表中数据可知,实验②反应速率更快,生成相同体积气体时,实

验②所用时间较短,B错误;0~8.5min,实验②反应较快,是因为该实验装置构成

了原电池,原电池可以加速反应的进行,C正确;反应至8.5min,对比两实验溶液

温度,说明①中转化为热能的能量较大,而不能说明反应释放的总能量:①>②,D错误。15.(2023广东高考)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其

工作原理如图。下列说法正确的是

(B

)A.Ag作原电池正极B.电子由Ag经活性炭流向PtC.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e-

4OH-D.每消耗标准状况下11.2L的O2,最多去除1molCl-

审题指导

由题意可知,废酸为电解质溶液,Pt为正极,电极反应为O2+4H++4e-

2H2O,Ag为负极,电极反应为Ag-e-+Cl-

AgCl↓,电子由负极经活性炭流向正极。解题思路Ag作原电池负极,故A错误;Pt为正极,Ag为负极,电子从Ag经活性炭

流向Pt,故B正确;废酸为电解质溶液,Pt表面发生的电极反应为O2+4H++4e-

2H2O,故C错误;由正、负极电极反应可知,每消耗标准状况下11.2L(即

=0.5mol)的O2,可转移2mol电子,最多去除2molCl-,故D错误。三、非选择题16.(13分)(2023四川眉山部分名校期中联考)能源是现代社会发展的三大支柱之

一,化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。回答下列问题:(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种作用。制作冷敷袋可以利

用

(填字母)。a.放热的化学变化b.吸热的化学变化c.放热的物理变化d.吸热的物理变化(2)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。①已知断裂1molH—H键、1molO

O键和1molH—O键需要的能量分别为436kJ、498kJ和463kJ,则理论上每3.6gH2O(g)完全分解,需

(填

“放出”或“吸收”)

kJ能量。下列能正确表示该过程的能量变化示意

图的是

(填字母)。②长征五号被称为“冰箭”,这缘于长征五号“肚子”里装着满满的深低温液

氢、液氧燃料。中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催

化剂表面实现高效分解水,主要过程如图所示。下列说法错误的

(填字母)。A.整个过程实现了光能向化学能的转化B.过程Ⅱ吸收能量C.过程Ⅲ发生的反应:H2O2

H2↑+O2↑D.上述过程的总反应:2H2O

2H2↑+O2↑该电池Pt电极b上发生的电极反应为

;反应过程中将

能转化为

能。④氢能是发展中的新能源,与汽油相比,H2作为燃料的优点是

。H2直接燃烧的能量转化率

(填“高于”“等于”或“低于”)燃料电池。③氢燃料电池具有清洁高效等优点,其简易装置如图所示。

答案

(除标注外,每空1分)(1)bd

(2)①吸收48.2C②B(2分)③O2+4e-+4H+

2H2O(2分)化学电④污染小,可再生,来源广,燃烧热值高等(2分)低于解题思路

(1)制作冷敷袋需要吸收外界能量,使环境温度降低,可以利用吸热的

化学变化或吸热的物理变化,故选b、d。(2)①2molH2O(g)参加反应断裂化学

键吸收的能量为4×463kJ=1852kJ,生成2molH2(g)和1molO2(g)形成化学键放

出的能量为2×436kJ+498kJ=1370kJ,则2molH2O(g)完全分解吸收482kJ能量,

3.6gH2O(g)的物质的量为

=0.2mol,故0.2molH2O(g)完全分解,需要吸收48.2kJ能量。②由题图可知,太阳能使水分解生成氢气和氧气,整个过程实现

了光能向化学能的转化,A正确;过程Ⅱ形成化学键,放出能量,B错误;过程Ⅲ发生

的反应为过氧化氢分解为氢气和氧气:H2O2

H2↑+O2↑,C正确;总反应为水在催化剂和光照条件下分解为氢气和氧气:2H2O

2H2↑+O2↑,D正确。③通入氢气的一极为负极,通入氧气的一极为正极,故Pt电极a为负极,Pt电极b为

正极,电解质溶液为稀硫酸,正极反应式为O2+4e-+4H+

2H2O,该过程将化学能转化为电能。④原电池能提高能量利用率,H2直接燃烧的能量转化率低于燃

料电池。17.(11分)利用化学反应将储存在物质内部的化学能转化为电能,科学家设计出

了原电池,从而为人类生产、生活提供能量。(1)甲同学认为,所有的氧化还原反应都可以设计成原电池,你是否同意?

(填“是”或“否”)。若不同意,请你说明理由并试举一例,写出相应的化学

方程式:

。(2)乙同学依据氧化还原反应:2Ag++Cu

Cu2++2Ag设计的原电池如图所示:③当反应进行一段时间后取出电极材料,测得某一电极增重了5.4g,则该原电池

反应共转移的电子数目是

NA(阿伏加德罗常数的值为NA)。④请指出该原电池装置的一个缺点:

。①负极的材料是

,发生的电极反应为

。②外电路中的电子是从

(填电极材料的名称,下同)电极流向

电极。答案

(1)否(1分)非自发进行的氧化还原反应均不可以设计成原电池,如C+

CO2

2CO不能设计成原电池(2分)(2)①铜(1分)Cu-2e-

Cu2+(1分)②铜(1分)银(1分)③0.05(2分)④能量利用率低,不能提供持续稳定的电流(2分)解题思路

(2)①负极发生氧化反应,所以Cu为负极,电极反应式为Cu-2e-

Cu2+。②电子从负极流向正极,即从铜电极流向银电极。③增重的电极为Ag电极,

增加的物质的量为

=0.05mol,则转移电子数为0.05NA。18.(12分)(2023山东滨州期中)为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计

了如图所示三套实验装置:

(1)上述3个装置中,不能用于探究“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反

应”的是

(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平),在甲试管中加

入适量氢氧化钡溶液和稀硫酸,U形管中可观察到的现象是

,说明该反应属于

(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置Ⅱ进行实验(在甲试管中进行)。①若M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是

。②若M溶于水后观察到烧杯里产生气泡,则说明M溶于水

(填

“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)。③若实验过程中观察到烧杯里的导管内形成一段水柱,则M可能是

。(4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2+2H2O

4KOH+3O2↑)是放热反应还是吸热反应。方法①:选择上述装置

(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)进行实验。方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在陶土网上,向脱脂棉上滴加几

滴蒸馏水,片刻后,若观察到脱脂棉燃烧,则说明该反应是

(填“吸热”

或“放热”)反应。答案

(除标注外,每空2分)(1)Ⅲ(1分)(2)左端液面降低,右端液面升高放热(1分)(3)①产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧杯里的导管内形成一段水柱②可

能是放热反应③NH4NO3(或NH4Cl,合理即可)(4)Ⅰ(或Ⅱ)(1分)放热(1分)解题思路

(1)装置Ⅰ可通过U形管中左右两侧红墨水液面的高度差变化判断

铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装置Ⅱ可通过是烧杯中产生气泡

还是导管中形成稳定水柱判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应;装

置Ⅲ可将铜与浓硝酸反应生成的气体用水吸收,干扰对铜与浓硝酸的反应是放

热反应还是吸热反应的判断。(2)氢氧化钡与硫酸的反应属于中和反应,中和反应都是放热反应,所以锥形瓶中

气体受热膨胀,导致U形管左端液面降低,右端液面升高。(3)①若M为钠,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,该反应为放热反应,放出的热量使乙试管中温度升高,气体压强增大,所以烧杯中有气泡产生,反应完毕后,冷

却至室温,烧杯里的导管内形成一段水柱。②若观察到烧杯里产生气泡,说明M

溶于水放出热量,是放热过程,但不一定发生化学反应,如氢氧化钠溶于水放热,

无新物质生成。③若实验过程中观察到烧杯里的导管内形成一段水柱,说明乙

试管气体压强减小,则M可能是硝酸铵、氯化铵等,其溶于水吸收热量,温度降

低,乙试管内气体压强减小。(4)方法①:选择装置Ⅰ(或Ⅱ)进行实验,装置Ⅰ中U形管左端液面降低,右端液面

升高(或装置Ⅱ烧杯中导管口有气泡冒出),证明该反应为放热反应。方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,

片刻后,若观察到脱脂棉燃烧,则说明该反应放出大量热,达到脱脂棉的着火点,

使脱脂棉燃烧。19.(10分)(2023山东日照期中)某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转化为电

能的装置如图所示。

回答下列问题:(1)若电极a为Zn,b为Cu,且a、b质量相等,电解质溶液为CuSO4溶液,电路中通过1

mole-时,a、b的质量差为

g。(2)若电极a为Al,b为Mg,电解质溶液为氢氧化钠溶液,则该电池的负极反应式为

。(3)若该电池为CO燃料电池,氢氧化钠溶液为电解质溶液,电子由电极a移向电极

b,则CO应通入电极

(填“a”或“b”),该电极反应式为

,电解质溶液中OH-向电极

移动(填“a”或“b”)。(4)理论上能自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。请利用反应Fe+2FeCl3

3FeCl2设计一个原电池,并在方框内画出简单原电池实验装置图,注明电极材料和电解质溶液。答案

(除标注外,每空2分)(1)64.5

(2)Al-3e-+4OH-

[Al(OH)4]-(3)a(1分)CO-2e-+4OH-

C

+2H2Oa(1分)(4)

(合理即可)解题思路

(1)Zn、Cu、硫酸铜溶液构成的原电池中,金属Zn为负极,电极反应

为Zn-2e-

Zn2+,金属Cu为正极,电极反应为Cu2++2e-

Cu,当电路中有1mole-通过时,负极消耗的Zn的质量为

×65g/mol=32.5g,正极生成Cu的质量为

×64g/mol=32g,两极的质量差为32.5g+32g=64.5g。(2)Al、Mg、氢氧化钠溶液构成的原电池中,失电子的是金属铝,金属铝为负极,负极反应式为Al-3e-

+4OH-

[Al(OH)4]-。(3)电子由电极a移向电极b,说明电极a为负极,燃料CO应通入电极a,发生氧化反应;电解质溶液为NaOH溶液,碱性条件下负极的电极反应式为CO-2e-+4OH-

C

+2H2O;原电池中阴离子向负极移动,故OH-移向电极a。(4)通过反应Fe+2FeCl3

3FeCl2可知,Fe发生氧化反应作负极,负极材料为Fe,正极发生还原反应Fe3++e-

Fe2+,则电解质溶液为FeCl3溶液,正极材料选用比铁不活泼的电极即可。20.(14分)(2023安徽铜陵一中期中创新改编)根据所学知识,回答下列问题:(1)下列变化中,属于放热反应的是

(填序号,下同),属于吸热反应的是

。①氧化钙与水反应;②石灰石在高温下的分解反应;③酸碱中和反应;④二氧化碳通过炽热的炭发生的反应;⑤食物因氧化而腐败发生的反应;⑥碳酸氢钠与柠檬酸的反应;⑦干冰汽化。(2)已知:键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态