高考化学培优专题复习化学反应与能量变化练习题含答案解析
一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析） 1．在铜、锌、稀硫酸构成的原电池中（如图所示）
(1)负极是__________（填“铜”或“锌”），_________电子（填“失去”或“得到”），发__________（填“氧化”或 “还原”），电极反应方程式______________； (2)电流由__________流向__________（填“铜”或“锌），铜片上观察到的现象是________________。
【答案】锌 失去 氧化 Zn-2e-=Zn2+ 铜 锌 铜片表面有气泡产生 【解析】 【分析】
锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，发生氧化反应，铜为正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电子从负极流向正极，阳离子从负极移向正极，以此解答。 【详解】
(1)Zn、Cu、H2SO4构成原电池，由于金属活动性Zn>Cu，所以Zn为原电池的负极，失去电子，被氧化，发生氧化反应，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；
(2)铜为正极，溶液中的H+在正极上得电子发生还原反应，2H++2e-=H2↑，会看到正极Cu片上不断产生气泡。电子从负极流向正极，阳离子从负极移向正极，由于电流方向为正电荷移动方向，所以电流从正极Cu经外电路流向负极Zn。 【点睛】
本题考查了原电池的构成条件、电极的判断、电极反应及电流方向等。掌握原电池构成条件及反应原理是本题解答的关键。
2．有A、B、C、D四种金属片，进行如下实验：①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4中，电流由B
导线
A；②C、D用导线相连后，同时伸入稀H2SO4 溶液中，C极为负
极；③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中，C极产生大量气泡；④B、D相连后同时浸入稀H2SO4 中，D极发生氧化反应；试判断四种金属的活动顺序是( ) A．A＞C＞D＞B 【答案】A 【解析】 【详解】
①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4 中，电流由B 极，金属性A>B
②C、D用导线相连后，同时伸入稀H2SO4 溶液中，C极为负极，D极为正极，则金属性C>D；
导线
A，A为负极，B为正
B．A＞B＞C＞D
C．B＞A＞C＞D
D．B＞D＞C＞A
③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中，C极产生大量气泡，C为正极，A为负极，则金属性A>C；
④B、D相连后同时浸入稀H2SO4 中，D极发生氧化反应，D为负极，B为正极，则金属性D>B；
综上分析：金属性：A＞C＞D＞B； 答案选A。 【点睛】
原电池中活泼的电极做负极，不活泼的做正极，利用电极的活性来判断电极金属性的强弱，判断原电池正负极的方法：1、根据两极材料判断。一般活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；2、根据电极现象判断。一般情况下电极逐渐溶解为负极，电极增重可放出气体的为正极；3、根据电子流动方向来判断。电子流出的为负极、电子流入的为正极或电流流出的正极、电流流入的负极；4、根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断。阴离子流向的为负极、阳离子流向的为正极；5、根据原电池两极发生的变化来判断。失去电子发生氧化的是负极、得到电子发生还原反应是正极；
3．从本质入手看物质及其能量的变化，可以让我们更加深入的去理解所学知识的内涵及外延应用。对于《原电池》这部分知识也是如此，如图是原电池的基本构造模型：
（1）若a和b的电极材料为Al或Mg。
①若c为稀NaOH溶液时，则a的电极材料为__，该极电极方程式为___。 ②若c为稀H2SO4时，则a的电极材料为___，该极电极方程式为__。 （2）对于原电池的应用，以下说法正确的是__。
A．选择构成原电池两极材料时，必须选择活泼性不同的两种金属材料 B．构成原电池时，负极材料的活泼性一定比正极材料的强 C．构成原电池时，作为负极材料的金属受到保护
D．从能量转化角度去看，如图的氧化还原反应能量变化曲线，则不能够设计原电池
【答案】Al Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O Mg Mg-2e-=Mg2+ D 【解析】 【分析】
(1)原电池中电极由负极经导线流向正极，所以a为负极发生氧化反应，b为正极发生还原
反应。 【详解】
(1)①若c为稀NaOH溶液时，电池总反应应为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑，Al被氧化做负极，即a的电极材料为Al，该电极方程式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
②若c为稀H2SO4时，Mg比Al活泼，所以电池总反应式为Mg+2H+=Mg2++H2↑，Mg被氧化做负极，即a的电极材料为Mg，电极方程式为：Mg-2e-=Mg2+；
(2)A．构成原电池两极材料不一定选择活泼性不同的两种金属材料，可以是活泼性相同的Pt电极、也可以是非金属材料，如燃料原电池的两极材料常选择石墨电极，故A错误； B．碱性原电池中，作为负极的材料的活泼性不一定比正极材料的强，如Al-Mg-NaOH原电池中，活泼金属Mg作正极，Al作负极，故B错误；
C．原电池中正极发生得到电子的还原反应，所以作为正极材料的金属受到保护，而负极材料的金属会加速腐蚀，故C错误；
D．原电池中发生氧化还原反应，会以电能的形式放出能量，所以一般为放热的氧化还原反应，而图示反应为吸热反应，所以从能量转化角度看，一般不设计成原电池或不能够设计原电池，故D正确； 综上所述选D。 【点睛】
构成原电池的两个电极中并不是较为活泼的金属一定就会做负极，要结合具体的环境去判断发生的总反应，再判断正负极。
4．根据如图所示电化学实验装置图，回答有关问题。
(1)若只闭合S1，该装置属于_______，能量转化形式为_______，锌极作_______极。 (2)若只闭合S2，该装置属于_______，能量转化形式为_______，锌极上的电极反应式为_______。
(3)若只闭合S3，该装置属于_______，铜极作_______极，锌极上的电极反应式为_______，总反应的化学方程式为_______。
【答案】原电池 化学能转化为电能 负 电解池 电能转化为化学能 Zn-2e-=Zn2+ 电解池 阳 2H+2e=H2? Cu+H2SO4【解析】 【分析】
原电池是将化学能转化为电能，较活泼金属作负极，发生氧化反应，正极发生还原反应；
+-通电CuSO4+H2↑
电解池是将电能转化为化学能，需要外接电源，与电源正极相连的为阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，据此解答。 【详解】
(1)若只闭合S1，没有外接电源，则Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，该装置将化学能转化为电能，较活泼的锌作负极。
答案为：原电池；化学能转化为电能；负。
(2)若只闭合S2，装置中有外接电源，该装置为电解池，将电能转为化学能，与电源正极相连的锌极作阳极，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+。 答案为：电解池；电能转化为化学能；Zn-2e-=Zn2+。
(3)若只闭合S3，该装置为电解池，与电源正极相连的铜极作阳极，电极反应式为：Cu-2e-=Cu；锌为阴极，电极反应式为：2H+2e=H2↑,总反应式为：Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑。
答案为：电解池；阳；2H+2e=H2↑；Cu+H2SO4 【点睛】
有外接电源的是电解池，没有外接电源的是原电池，原电池里负极发生氧化反应，电解池里阳极发生氧化反应。
+
-2+
+
-
通电
通电 CuSO4+H2↑。
5．（1）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。 ①画出装置图：___。
②电极材料和电解质溶液各是什么___。？ ③写出电极反应式：负极：___；正极：___。
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气___L（标准状况下）。导线中通过___mol电子。
【答案】
负极：锌片、正极：铜片；CuSO4溶液 Zn–2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu 1.12L 0.1 【解析】 【分析】
（1）利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，根据原电池原理写出电极反应式。（2）根据锌和氢气之间转移电子数目相等计算。 【详解】
（1）①利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，根据反应可知，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如铜等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，设计的原电池
装置为：；
②根据以上设计可知，负极为锌片，正极为铜片，电解质溶液为CuSO4溶液； ③原电池中负极活泼金属失电子发生氧化反应，电极反应为：Zn–2e-=Zn2+，正极为溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，CuSO4溶液中的阳离子有Cu2+和H+，放电能力Cu2+大于H+，正极反应为：，Cu2++2e-=Cu；
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中构成的原电池中，负极：Zn–2e-=Zn2+，正极：2H++2e-=H2↑，由电极反应n(H2)=n(Zn)=
3.25g?0.05mol，
65g/molV(H2)=0.05mol?22.4L/mol=1.12L，n(e-)=2 n(Zn)=2?0.05mol=0.1mol。 【点睛】
原电池中负极材料一般为活泼金属，失去电子发生氧化反应，负极由于消耗而减少，正极一般是溶液中的阳离子得到电子发生还原反应，放电能力强的阳离子发生反应，正极上的现象一般为产生气体或质量增加。
6．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ?mol
－1
表示。请认真观察图1，然后回答问题。
（1）图中所示反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）已知拆开1mol H﹣H键、1mol I﹣I、1mol H﹣I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会________ （填“放出”或“吸收”）________ kJ的热量。在化学反应过程中，是将________ 转化为________ 。
（3）某实验小组同学进行如图2的实验，以探究化学反应中的能量变化。实验表明：①中的温度降低，由此判断氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应；实验②中，该小组同学在烧杯中加入5mL 1.0mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，该反应是________ （填“吸热”或“放热”）反应。 【答案】放热 放出 11 化学能 热能 吸热 放热 【解析】 【分析】 【详解】
高考化学培优专题复习化学反应与能量变化练习题含答案解析
