【期中复习】2023-2024学年（人教版2019必修第二册）高一化学下册 专题05 化学反应与能量变化（考题预测）（8大题型）.zip

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01吸热反应和放热反应
【例1】（22-23高一下·河北石家庄·期末）下列关于化学反应中的能量变化说法正确的是
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．化学反应不一定伴随能量变化
C．金刚石转化为石墨是放热反应，说明金刚石比石墨稳定
D．燃烧反应、酸碱中和反应是常见的放热反应
【答案】D
【解析】A．吸热反应和放热反应与反应条件无关，只与反应物总能量和生成物总能量有关，故A错误；
B．化学反应一定伴随能量变化，故B错误；
C．金刚石转化为石墨是放热反应，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，故C错误；
D．放热反应主要有燃烧反应、酸碱中和反应、金属与水或酸的反应等，故D正确。
综上所述，答案为D。
【变式1-1】（22-23高一下·四川凉山·期末）下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是
A．吸热反应都需要加热才能发生
B．镁条与盐酸的反应属于放热反应
C．化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化
D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量
【答案】A
【解析】A．吸热反应不一定需要加热才能发生，如八水合氢氧化钡与氯化铵固体研磨就生成氨气的吸热反应就不需要加热，故A错误；
B．镁条与盐酸的反应是反应物的总能量高于生成物的总能量的放热反应，故B正确；
C．化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程，所以化学反应在发生物质变化的同时一定伴随有能量变化，故C正确；
D．反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反应时会向环境释放能量，故D正确；
故选A。
【变式1-2】（22-23高一下·河南洛阳·期中）对于化学反应中的能量变化，表述不正确的是
A．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
B．中和反应都是放热反应
C．浓硫酸溶于水为放热反应
D．反应中旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量时，反应为吸热反应
【答案】C
【解析】A．需要加热的化学反应不一定是吸热反应，如碳的燃烧需要加热，但该反应属于放热反应，故A正确；
B．酸溶液与碱溶液的中和反应都是放热反应，故B正确；
C．浓硫酸溶于水的过程为放热过程，不是放热反应，C错误；
D．反应中旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量说明反应物的总能量小于生成物总能量，该反应为吸热反应，故D正确；
故选C。
【变式1-3】（22-23高一下·河北衡水·月考）化学反应中的能量变化常表现为热量变化，如有的反应为放热反应，有的为吸热反应，请从下列选项中选出对此解释合理的为
A．旧化学键断裂时吸收的能量高于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应
B．旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量为吸热反应
C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D．在化学反应中需要使用催化剂的反应为放热反应
【答案】A
【解析】A．在化学反应中，断键吸热，成键放热。若断键吸收的热量大于成键放出的热量，则该反应为吸热反应，A正确；
B．任何化学反应过程中都存在断裂反应物化学键和形成生成物化学键的过程。断裂反应物化学键会吸收热量，形成生成物化学键会释放热量，若旧化学键断裂时吸收的能量低于新化学键形成时所释放的总能量，则该反应为放热反应，B错误；
C．化学反应需在一定条件下进行。反应类型是放热反应还是吸热反应与反应条件是否需要加热无关，有的放热反应也需在加热或高温条件下进行，如铝热反应，C错误；
D．催化剂只能改变反应历程，降低反应的活化能，使化学反应在较低的条件下发生，但不能改变反应热，因此反应发生是否需要使用催化剂与反应类型是放热反应还是吸热反应无关，D错误；
故选A。
02化学反应中能量变化图像
【例2】 （22-23高一下·江苏常州·月考）下列哪个反应的热量变化如图所示

A．C和水蒸气高温反应生成水煤气
B．煅烧石灰石
C．锌和盐酸反应制氢气
D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气
【答案】C
【分析】图示反应为放热反应。
【解析】A．C与水蒸气高温条件下反应生成水煤气为吸热反应，A错误；
B．煅烧石灰石，石灰石分解生成CaO和CO2，该反应为吸热反应，B错误；
C．锌与盐酸反应生成氢气，该反应为放热反应，C正确；
D．氢氧化钡与氯化铵反应生成氨气为吸热反应，D错误；
故选C。
【变式2-1】（22-23高一下·福建漳州·期末）已知某化学反应，反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是

A．该反应的进行一定需要加热或点燃
B．生成2mlAB2(g)，放出热量(E1-E2)kJ
C．1mlA2(g)和2mlB2(g)的总能量高于2mlAB2(g)的能量
D．该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键放出的总能量
【答案】D
【解析】A．反应前后能量守恒可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，吸热反应不一定都要加热，例如氢氧化钡和氯化铵在常温下就反应，A错误；
B．根据图象，该反应是吸热反应，生成2mlAB2(g)则吸收的热量为(E1-E2)kJ，B错误；
C．1mlA2(g)和2mlB2(g)的总能量低于2mlAB2(g)的能量，C错误；
D．断裂化学键吸收热量，形成化学键放出热量，由信息可知，该反应为吸热反应，则断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，D正确；
故选D。
【变式2-2】（22-23高二上·广东揭阳·期末）反应A+B→C(为放热反应)分两步进行：①A+B→X(为吸热反应)，②X→C(为放热反应)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】第一阶段为吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量；第二阶段为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故选D。故选D。
【变式2-3】 （22-23高一下·山东日照·期中）化学反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．该反应为放热反应
B．三种物质中的能量最高
C．该反应生成，需吸收能量
D．断裂键和键时放出能量
【答案】C
【解析】A．该反应反应物的能量小于生成物的能量，是吸热反应，A错误；
B．由图可知，2mlAB(g)的能量高于1mlA2(g)和1mlB2(g)的总能量，但是1mlAB的能不一定比1mlA2(g)或1mlB2(g)高，B错误；
C．根据物质变化能图，该反应生成2mlAB吸收(a-b) kJ能量，C正确；
D．断键是吸热过程，应该吸收能量，D错误；
故选C。
03原电池原理
【例3】（22-23高一下·河北衡水·月考）实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是
A．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生
B．图2中H＋向Zn片移动
C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快
D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为1∶32
【答案】B
【解析】A．Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Zn片逐渐溶解，Cu片上可看到有气泡产生，A正确；
B．图2中原电池工作时，Zn作负极，Cu作正极，H＋带正电荷，应该向正极Cu片移动，B错误；
C．由于Mg的失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片后，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C正确；
D．图2中假设负极消耗65 g Zn，则转移2 ml电子，正极产生2 g H2，而图3中负极消耗65 g Zn，也转移2 ml电子，则正极析出64 g Cu，正极产物的质量比为1∶32，D正确；
故选B。
【变式3-1】（22-23高一下·海南海口·期中）钢铁不是纯净的铁，通常含有少量的碳，在潮湿的空气中易形成原电池而腐蚀，下列说法正确的是
A．铁为正极，发生还原反应B．铁为负极，发生氧化反应
C．碳为正极，发生氧化反应D．碳为负极，发生还原反应
【答案】B
【分析】钢铁在潮湿的空气中易形成原电池而发生吸氧腐蚀。在钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极发生氧化反应，碳作正极，氧气在正极发生还原反应。
【解析】A．铁为负极，发生氧化反应，故A错误；
B．铁为负极，发生氧化反应，故B正确；
C．碳为正极，发生还原反应，故C错误；
D．碳为负极，发生还原反应，故D错误；
故选B。
【变式3-2】 （22-23高一下·江苏徐州·期中）如图是课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法正确的是
A．溶液变成蓝色
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C．如果将硫酸换成硫酸铜，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向改变
【答案】B
【解析】A．该装置组成锌铜原电池，锌作负极失去电子变成锌离子，铜作正极，铜本身不参与反应，溶液不会变成蓝色，A项错误；
B．原电池是化学能转化为电能的装置，原电池产生的电能在电路中转化为LED灯的光能，所以装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，B项正确；
C．如果将硫酸换成硫酸铜，仍能形成原电池，导线中会有电子流动，C项错误；
D．如果将锌片换成铁片，铁比铜活泼，铁仍旧作负极，电路中的电流方向不改变，D项错误；
故选B。
【变式3-3】（22-23高一下·福建厦门·期中）用导线把锌片与铜片连接好，然后平行插入稀硫酸中(如图所示)，下列说法正确的是
A．锌片是正极，Cu 片上有气泡产生B．电流方向是从锌片流向铜
C．Cu片上发生还原反应D．该装置将电能转化为化学能
【答案】C
【分析】由于锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌失去电子发生氧化反应，为负极，铜为正极；
【解析】A．由于锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，A错误；
B．电流方向是从铜片流向锌片，B错误；
C．铜为正极，氢离子得到电子发生还原反应，C正确；
D．该装置为原电池，工作时将化学能转化为电能，D错误；
故选C。
04原电池原理的应用
【例4】 （22-23高一下·湖南长沙·期末）将相同表面积的纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是

A．甲中锌片是负极，发生还原反应
B．甲中溶液内的硫酸根离子向铜片移动
C．乙中铜片表面有气泡产生
D．初始产生气泡的速率：甲>乙
【答案】D
【分析】甲装置中Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，Zn为负极，Cu为正极，乙中只有Zn与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，Cu与稀硫酸不反应。
【解析】A．甲中锌片为负极，Zn失电子被氧化发生氧化反应，A错误；
B．原电池装置电解质溶液中的阴离子向负极移动，则硫酸根离子向锌片移动，B错误；
C．乙中Cu与稀硫酸不反应，铜片表面无现象，C错误；
D．甲中构成原电池结构，原电池有加快化学反应速率的作用，因此初始产生气泡的速率，甲>乙，D正确；
故选D。
【变式4-1】（22-23高一下·四川成都·期末）a、b、c、d四种金属电极有关的反应装置及部分反应现象如下表所示：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】b极质量减小，a极质量增加，则表明b极金属失电子作负极，溶液中的Cu2+在a极得电子生成Cu附着在a极，金属活动性b＞a；
原电池中H+向b极移动，则b为正极，c为负极，c比b活泼，金属活动性c＞b；
c极溶解，d极有气体产生，则c极为负极，d极为正极，金属活动性c＞d；
导线中电流从d极流出，则a极为负极，d极为正极，金属活动性a＞d；
综合以上分析，金属活动性c＞b＞a＞d，D满足题意。
故选D。
【变式4-2】（23-24高一下·陕西汉中·期中）由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是
A．装置甲中W作原电池负极
B．装置乙中Y电极上的反应式为
C．装置丙中电流由Z流向W
D．四种金属的活动性强弱顺序为
【答案】C
【解析】A．甲装置中金属W不断溶解，说明W失电子生成金属阳离子，则W作负极，故A正确；
B．装置乙中Y的质量增加，可知铜离子在Y极得电子生成Cu单质，电极反应为：，故B正确；
C．装置丙中W上有气体产生，则W电极上发生反应：，W作正极，Z作负极，原电池中电流由正极流向负极，即由W流向Z，故C错误；
D．原电池中负极金属比正极活泼，甲中W为负极，X为正极，则W>X；乙中X作负极，Y作正极，则X>Y，丙中Z作负极，W作正极，则Z>W，四种金属的活动性强弱顺序为，故D正确；
故选：C。
【变式4-3】（23-24高一下·河南三门峡·期末）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A．a>b>c>dB．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a>b>d>c
【答案】C
【解析】装置一：形成原电池，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，所以金属的活动性顺序a＞b；
装置二：未形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序b＞c；
装置三：形成原电池，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，所以金属的活动性顺序d＞c；
装置四：形成原电池，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序d＞a；
所以这四种金属的活动性顺序为d>a>b>c；
故选：C。
05原电池的综合考查
【例5】（23-24高一下·江西抚州·期末）锌—空气电池是一种适宜用作城市电动车的动力电源。锌—空气电池原理如图，放电时Zn转化为ZnO。下列说法正确的是
A．空气中的氧气在石墨电极上发生氧化反应
B．该电池的负极反应为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
C．该电池放电时溶液中的OH-向石墨电极移动
D．该电池放电时电子由Zn电极经电解质溶液流向石墨电极
【答案】B
【分析】锌—空气电池中，放电时Zn转化为ZnO，Zn失电子作负极，电极反应式为Zn-2e－+2OH－＝ZnO+H2O，石墨电极为正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e－+2H2O＝4OH－，据此分析。
【解析】A．氧气得电子发生还原反应，即氧气在石墨电极上发生还原反应，故A错误；
B．Zn失电子作负极，电极反应式为Zn-2e－+2OH－＝ZnO+H2O，故B正确；
C．原电池工作时，阴离子向负极移动，故OH－向Zn电极移动，故C错误；
D．电子只能在电极和导线中移动，电子不能通过溶液，故D错误；
故选B。
【变式5-1】 （22-23高一下·浙江湖州·月考）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相关结论的叙述不正确的是
A．a和b不连接时，铁片上有红色的铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片为正极
C．无论a和b是否连接，反应的本质相同，溶液中均有Fe2+生成
D．a和b用导线连接时，溶液中的Cu2+应向铁电极移动且能更快地析出铜
【答案】D
【分析】由图可知，当ab连接时，铁较活泼，铁失去电子，发生氧化反应，作负极，此时铜作正极；但是当两者不连接时，不形成原电池，以此解题。
【解析】A．a和b不连接时，没有形成闭合回路，没有构成原电池，铁直接把铜置换出来，A正确；
B．a和b用导线连接时，构成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，铜片为正极，B正确；
C．无论a和b是否连接，反应的本质相同均为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成，C正确；
D．a和b用导线连接时，构成原电池，铜电极为正极，阳离子向正极移动，且原电池可以加快反应速率，D错误；
故选D。
【变式5-2】（22-23高一下·江西吉安·月考）如图为某锌－铜原电池示意图。下列说法正确的是
A．电子由铜片通过导线流向锌片
B．溶液中的Cu2+向锌电极移动
C．正极电极反应式：Zn+2e-=Zn2+
D．电路中每转移1ml电子，理论上电解质溶液的质量增加0.5g
【答案】D
【分析】该原电池中Zn为负极失电子生成Zn2+，Cu为正极Cu2+得电子生成Cu。
【解析】A．Zn为负极，电子由Zn电极通过导线流向铜片，A错误；
B．溶液中的阳离子向正极移动，Cu2+向铜电极移动，B错误；
C．正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，C错误；
D．电路中每转移1ml电子，负极区域电解质溶液中生成0.5mlZn2+，正极区域电解质溶液中失去0.5mlCu2+，则理论上电解质溶液的质量增加0.5g，D正确；
故选D。
【变式5-3】（22-23高一下·河北邯郸·期末）如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)

A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；当杠杆为导体时，A端高B端低
D．当杠杆为绝缘体内，A端高B端低；当杠杆为导体时，A端低B端高
【答案】D
【分析】杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池；当杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，以此来解答。
【解析】杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池，Fe为负极，发生Fe-2e-═Fe2+，Cu为正极，发生Cu2++2e-═Cu，则A端低，B端高；杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A端高，B端低；
故选D。
06一次电池和二次电池
【例6】（23-24高一下·山东青岛·月考）普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：，下列说法正确的是
A．石墨作负极
B．锌发生还原反应
C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌
D．正极的电极反应为：
【答案】D
【解析】A．原电池中负极失电子，元素化合价升高，根据电池反应可知，锌元素化合价升高，则锌作负极，石墨作正极，A错误；
B．锌作负极失电子，被氧化，发生氧化反应，B错误；
C．电池工作时，电子从负极经导线流向正极，即电子从锌经导线流向石墨，C错误；
D．正极得电子，元素化合价降低，由总反应可知，正极的电极反应为：，D正确；
答案选D。
【变式6-1】（23-24高一下·甘肃天水·期中）汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其结构如图所示。放电时的电池反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。下列说法中，正确的是

A．Pb作电池的负极
B．PbO2作电池的负极
C．PbO2得电子，被氧化
D．电池放电时，溶液酸性增强
【答案】A
【解析】A．根据总反应方程式，Pb化合价升高，失去电子，因此Pb作电池的负极，故A正确；
B．PbO2中Pb化合价降低，得到电子，发生还原反应，因此PbO2作电池的正极，故B错误；
C．PbO2得电子，被还原，故C错误；
D．根据总反应方程式分析，电池放电时，硫酸不断消耗，浓度不断减弱，则溶液酸性减弱，故D错误。
综上所述，答案为A。
【变式6-2】（22-23高一下·福建漳州·期末）下面是几种常见的化学电源示意图，下列说法错误的是

A．上述化学电源分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．锌锰干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池可用于手提电脑等电子设备
D．氢氧燃料电池中负极通入氢气，发生氧化反应
【答案】C
【解析】A．干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；
B．锌锰干电池中，Zn作负极，使用过程中失去电子变为Zn2+，则长时间使用后锌筒被破坏，故B正确；
C．铅蓄电池比能量低、苯重，手提电脑等电子设备需要小型化、工作寿命长、自放电率低、记忆效应低、不需要维护的电池，所以铅蓄电池不可用于手提电脑等电子设备，故C错误；
D．氢氧燃料电池中负极上通入氢气，失电子，发生氧化反应，故D正确；
故选C。
【变式6-3】（22-23高一下·四川资阳·期末）铅蓄电池构造如图，下列说法不正确的是
A．电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板
B．电池工作时，Pb电极质量减小
C．电池工作时，正极的电极反应方程式是PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O
D．由反应可知，物质的氧化性：PbO2＞Pb2+
【答案】B
【解析】A．电池工作时，Pb是负极、PbO2是正极，电子由Pb板通过导线流向PbO2板，故A正确；
B．电池工作时，Pb是负极，负极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，Pb电极质量增大，故B错误；
C．电池工作时，正极PbO2得电子生成硫酸铅，电极反应方程式是PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O，故C正确；
D．总反应为Pb+PbO2+4H++2SO=2PbSO4+2H2O，PbO2是氧化剂、PbSO4既是氧化产物又是还原产物，物质的氧化性：PbO2＞Pb2+，故D正确；
故选B。
07 燃料电池及其应用
【例7】（22-23高一上·河北石家庄·月考）某燃料电池以乙醇为燃料，空气为氧化剂，强碱溶液为电解质组成，有关该电池的说法正确的是
A．放电时正极发生氧化反应
B．放电一段时间后，正极附近溶液的pH减小
C．放电时负极电极反应为：
D．消耗0.2ml乙醇，有1.2ml转移
【答案】C
【分析】由题意可知，乙醇燃料电池中通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e－+2H2O=4OH－。
【解析】
A．由分析可知，放电时，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，A错误；
B．由分析可知，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，正极附近溶液的氢氧根离子浓度增大，溶液碱性增强，B错误；
C．由分析可知，放电时，通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，C正确；
D．由分析可知，放电时，通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，由电极反应式可知，消耗0.2 ml乙醇，转移电子的物质的量为2.4ml，D错误；
故选C。
【变式7-1】（22-23高一下·江西抚州·期中）镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低等特点。一般研究的镁燃料电池可分为镁空气燃料电池、镁海水燃料电池、镁过氧化氢燃料电池和镁次氯酸盐燃料电池。其中镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法不正确的是
A．镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应
B．镁次氯酸盐燃料电池的总反应式为：
C．镁过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应式为：
D．镁次氯酸盐燃料电池放电过程中移向正极
【答案】D
【分析】由图可知，装置为镁—次氯酸盐燃料电池，属于原电池，上部分为镁，为电池负极，下部分为次氯酸盐，为电池正极，溶液为碱性，据此解答。
【解析】A．镁燃料电池中镁均为负极，Mg失电子发生氧化反应，A正确；
B．由图可知，次氯酸根离子得电子生成氯离子和氢氧根离子，Mg失电子生成氢氧化镁，故电池总反应为：Mg＋ClO-＋H2O=Mg(OH)2↓＋Cl-，故B正确；
C．镁过氧化氢燃料电池，过氧化氢在正极得电子，电极反应式为：H2O2＋2H＋+2e-=2H2O，故C正确；
D．放电时，氢氧根离子向负极移动，故D错误；
故选D。
【变式7-2】（23-24高一上·广东潮州·期末）燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是
A．O2在b电极上发生氧化反应
B．电解质溶液中OH-向正极移动
C．该装置实现了电能到化学能的转化
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【答案】D
【解析】A．O2在b电极上得到电子发生还原反应，A错误；
B．该燃料电池工作时，电解质溶液中OH-向正电荷较多的负极移动，B错误；
C．该装置通过两个电极分别发生氧化反应、还原反应，实现了化学能到电能的转化，C错误；
D．氢氧燃料电池反应产物水不会对环境造成污染，且水又是生产燃料H2的原料，比H2直接燃烧能量利用率大大提高，因此是一种具有应用前景的绿色电源，D正确；
故选D。
【变式7-3】（22-23高一·浙江杭州·月考）一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为，。有关此电池的推断正确的是（ ）
A．电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小
B．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2：7
C．通入乙烷的电极为正极
D．电解质溶液中的向正极移动
【答案】A
【解析】A.电池总反应为，故电池工作过程中，消耗氢氧根离子，溶液的pH逐渐减小，故A正确；
B.由总反应式可知，乙烷在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，所以正、负极上参加反应的气体的物质的量之比为7：2，故B错误；
C.由题给极反应可知，通入乙烷的电极为负极，发生氧化反应，故C错误；
D.阴离子向负极移动，解质溶液中的向负极移动，故D错误；
故选：A。
08 原电池的设计
【例8】（23-24高一下·广东深圳·月考）某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是
【答案】C
【解析】根据2Fe3++Fe=3Fe2+知，铁易失电子而作负极，不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，铁离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液为可溶性的铁盐：
A．铜作正极，铁作负极，电解质为可溶性的氯化铁，则符合题意，故A不选；
B．铁作负极，碳作正极，电解质为Fe(NO3)3溶液，能发生氧化还原反应，则符合题意，故B不选；
C．Zn的金属活泼性比Fe强，则Zn作负极，Fe作正极，电解质为可溶性的硫酸铁，所以不能构成该条件下的原电池，则不符合题意，故C选；
D．Fe作负极，银作正极，电解质为Fe2(SO4)3溶液，发生反应为2Fe3++Fe═3Fe2+，符合题意，故D不选；
故选C。
【变式8-1】（22-23高一上·湖北恩施·月考）某一同学根据离子反应方程式 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是
A．电极材料为铁和铜，电解质溶液为 FeCl3 溶液
B．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为 FeCl2 溶液
C．电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3 溶液
D．电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液
【答案】A
【分析】结合题给离子方程式，由构成原电池的条件可知，设计原电池时，应选用铁做负极，金属活泼性弱于铁的金属单质或石墨电极做正极，电解质溶液为可溶性的铁盐，如硫酸铁、氯化铁、硝酸铁等。
【解析】A.原电池的电极材料为铁和铜，电解质溶液为 FeCl3溶液时，铁做负极，金属活泼性弱于铁的铜做正极，能发生题给离子反应，故A正确；
B.原电池的电极材料为铁和石墨，电解质溶液为FeCl2 溶液时，铁与氯化亚铁溶液不反应，不能构成原电池，故B错误；
C.原电池的电极材料为铁和锌，电解质溶液为 FeCl3 溶液时，锌比铁活泼，锌做原电池的负极，不能发生题给离子反应，故C错误；
D.原电池的电极材料为石墨，电解质溶液为 FeCl3 溶液时，石墨不能与氯化铁溶液反应，不能构成原电池，故D错误；
故选A。
【变式8-2】（23-24高一·江苏南京·月考）下列四个化学反应中，理论上不可能设计为原电池的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】只有氧化还原反应才可能设计成原电池；
A．中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池，故A不符合题意；
B．中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池，故B不符合题意；
C．中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，能设计成原电池，故C不符合题意；
D．中没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故D符合题意；
答案选D。
【变式8-3】（23-24高一下·辽宁铁岭·期中）一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的的原电池正确组合是（ ）
【答案】C
【解析】在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；正极得到电子，发生还原反应。根据反应式可知，锌失去电子，做负极；铜离子在正极得到电子，正极材料活泼性比锌活泼性弱，能导电的材料即可，铜的活泼性小于锌，铜可以做正极材料，电解质为硫酸铜溶液，所以正确的答案是C。题型1 吸热反应和放热反应
题型5 原电池的综合考查
题型2 化学反应中能量变化图像
题型6 一次电池和二次电池
题型3 原电池原理
题型7 燃料电池及其应用
题型4 原电池原理的应用
题型8 原电池的设计
实验装置




部分实验现象
b极质量减小，a极质量增加
溶液中的向b极移动
c极溶解，d极有气体产生
外电路电流从d极流出
装置
现象
金属W不断溶解
Y的质量增加
W上有气体产生
实验装置
装置一
装置二
装置三
装置四
部分实验现象
a极质量减小，b极质量增大
b极有气体产生，c极无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流从a极流向d极
选项
正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Fe
FeCl3溶液
B
C
Fe
Fe(NO3)3溶液
C
Fe
Zn
Fe2(SO4)3溶液
D
Ag
Fe
Fe2(SO4)3溶液
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Fe
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl