2017-2018学年高一化学下学期课时测试27.doc

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第一节　化学能与热能
[目标导航]　1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.了解化学反应中热量变化的实质，理解化学反应吸热或放热的原因。3.了解化学能与热能的相互转化，理解中和热的概念。4.了解人类能源利用的历史和前景，提高节能意识。

一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1．化学反应中能量变化的原因——微观角度
(1)化学反应的实质
原子的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成过程。
(2)化学反应中能量变化的原因
①原因

②实例
断裂1 mol H—H键(H—H―→2H)吸收436 kJ能量，
形成1 mol H—H键(2H―→H—H)放出436 kJ能量；
断裂4 mol C—H键(CH4―→C＋4H)吸收1 660 kJ能量，
形成1 mol C—H键(C＋H―→C—H)放出415 kJ能量。
③结论
化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成。
2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度

结论：化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
点拨　物质具有的能量越低，断开其中的化学键需要的能量越多，该物质越稳定；物质具有的能量越高，断开其中的化学键需要的能量越少，该物质越不稳定。
【议一议】
1．判断正误
(1)化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会放出能量。(　　)
(2)化学反应必然伴随能量变化。(　　)
(3)相同条件下由原子形成1 mol H—Cl 键所放出的能量与断开1 mol H—Cl 键吸收的能量相等。(　　)
(4)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×
二、化学能与热能的相互转化
1．两个基本自然规律——“质量守恒”和“能量守恒”
(1)质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时总质量保持不变。
(2)能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时总能量保持不变。
2．吸热反应和放热反应
(1)定义。
吸热反应：吸收热量的化学反应；
放热反应：放出热量的化学反应。
(2)实验探究。

①铝和稀盐酸的反应。
实验现象
有气泡产生；用温度计测量，水银柱上升
离子反应
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
实验结论
活泼金属与酸反应是放热反应
②Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应。
实验现象
闻到刺激性气味，烧杯壁发凉；玻璃片和烧杯黏结在一起，混合物呈糊状
化学反应
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3＋10H2O
实验结论
该反应是吸热反应
③盐酸与氢氧化钠反应。
实验现象
混合后溶液温度比原两种溶液的温度高
离子反应
H＋＋OH－===H2O
实验结论
酸碱中和反应是放热反应
3.中和热：酸和碱发生中和反应生成1__mol水时所释放的热量。
点拨　常见的吸热反应有：大多数的分解反应，C和CO2、C和H2O的反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应等。常见的放热反应有：大多数的化合反应，酸碱中和反应，金属与酸或水的反应，燃烧反应，爆炸反应等。
【议一议】
2．(1)做实验时，不管是吸热反应还是放热反应都可能用到酒精灯，怎样根据加热的方法判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？
(2)放热反应一定容易发生，吸热反应一定难发生吗？
答案　(1)持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的反应是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应进行或加快反应速率。
(2)不一定。反应放热和吸热与反应的条件无关，有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而有些吸热反应在常温下就能发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。
一、化学反应中的能量变化
【例1】　化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．该反应是吸热反应
B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键放出x kJ的能量
C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
答案　C
解析　从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。
规律总结
如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时化学反应放出能量，反之，化学反应吸收能量。
如图所示：

变式训练1　根据下面的信息，判断下列叙述正确的是(　　)

A．氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量
B．氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
C．1 mol H2跟 mol O2反应生成1 mol H2O一定释放能量245 kJ
D．2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ
答案　A
解析　由题中信息可知，1 mol H2(g)的共价键断裂吸收能量436 kJ， mol O2(g)的共价键断裂吸收能量249 kJ，两项共吸收能量685 kJ；1 mol H2(g)与mol O2(g)形成1 mol H2O(g)共释放能量930 kJ。在1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的过程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245 kJ。
二、放热反应和吸热反应理解
【例2】　下列说法正确的是(　　)
A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B．放热的反应在常温下一定很容易发生
C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D．吸热反应在一定的条件下也能发生
答案　CD
解析　化学反应的能量变化主要表现为放热和吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。比如，木炭的燃烧需加热引燃，一旦反应开始便会放热。
规律总结
1．易错点提示
(1)“三个不一定”。①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
2．常见的放热反应和吸热反应

变式训练2　下列变化中属于吸热反应的是________。
①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③苛性钠固体溶于水　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰　⑥干冰升华
答案　②④
解析　①水汽化是物理变化，不属于吸热反应。②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应。⑤是放热反应，③⑥均为物理变化。
1．下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是 (　　)

答案　A
解析　吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，A项正确。
2．已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H：436 kJ，I—I：151 kJ，H—I：299 kJ，下列对H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是(　　)
A．放出能量的反应 B．吸收能量的反应
C．氧化还原反应 D．可逆反应
答案　B
解析　依题意，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ＋151 kJ＝587 kJ，生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2＝598 kJ，因为598 kJ＞587 kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应，即该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。
3．下列说法正确的是 (　　)
A．对于吸热反应，反应物所具有的总能量总是低于生成物所具有的总能量
B．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
C．形成生成物化学键释放的能量大于破坏反应物化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多
答案　A
解析　放热反应在常温下不一定能发生，如煤的燃烧，B错误。形成生成物化学键释放的能量大于破坏反应物化学键所吸收的能量时，反应为放热反应，C错误；等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量少，D错误。
4．(1)在1 mol氢分子中，含有________mol氢原子，含有________mol H—H键。
(2)已知在25 ℃和101 kPa条件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H键时，放出436 kJ的能量。若要使1 mol氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开1 mol H—H键，其能量变化是__________。
(3)在CH4中，断开1 mol C—H键要吸收415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4中的C—H键其能量变化是________________。
答案　(1)2　1　(2)吸收436 kJ的能量　(3)放出4 mol×415 kJ·mol－1＝1 660 kJ的能量
5．某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。

(1)实验中发现反应后，(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是________热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是________热反应。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式___________________________________。
(3)根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该________其生成物的总能量。
答案　(1)放　吸　(2)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　(3)低于
解析　(1)反应后(a)中温度升高，(b)中温度降低，说明(a)中反应为放热反应，(b)中反应为吸热反应。
(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(3)(b)中反应为吸热反应，根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该低于其生成物的总能量。

[经典基础题]
题组1　化学变化的判断
1．下列对化学反应的认识错误的是 (　　)
A．会引起化学键的变化
B．会产生新的物质
C．必然引起物质状态的变化
D．必然伴随着能量的变化
答案　C
解析　化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故正确答案为C。
2．从宏观来看化学变化的本质是有新物质生成。从微观角度来看，下列变化不能说明发生了化学变化的是 (　　)
A．变化时有电子的得失或共用电子对的形成
B．变化过程中有化学键的断裂和形成
C．变化时释放出能量
D．变化前后原子的种类和数目没有改变，分子种类增加了
答案　C
解析　某些物理变化也能释放能量，如浓H2SO4、NaOH等溶于水放出热量，白炽灯工作时发光发热等。

题组2　放热反应、吸热反应的判断
3．下列变化过程吸收能量的是 (　　)
A．Na＋―→Na B．Cl―→Cl－
C．H＋Cl―→HCl D．H2―→H＋H
答案　D
4.下列说法正确的是 (　　)
A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．H2O(g)―→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过 程是化学变化
C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化
D．对于如图所示的过程，是吸收能量的过程
答案　A
解析　任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，所以A项正确，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图像知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D项错误。
5．下列反应一定属于放热反应的是 (　　)
A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B．能量变化如图所示的反应

C．化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应
D．不需要加热就能发生的反应
答案　C
解析　氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应；生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应；化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应；不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应，也可能为放热反应。
题组3　化学键、能量变化、物质的稳定性
6．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化为金刚石时，要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是(　　)
①石墨不如金刚石稳定　②金刚石不如石墨稳定　③等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
④等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
答案　B
解析　由石墨完全转化为金刚石时吸热，说明石墨的能量比金刚石低，石墨比金刚石更稳定；同质量的石墨和金刚石完全燃烧时，消耗氧气的量相同，生成同样多的二氧化碳，由于金刚石的能量高，所以金刚石燃烧后放出的能量要多。
7．已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收能量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收能量为 (　　)
A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
答案　C
解析　设1 mol H—H键断裂时吸收能量为x kJ。首先写出化学反应方程式2H2＋O22H2O，然后分析过程，2H－H＋O===O2H—O—H，由过程可知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2 mol H—H键、1 mol O===O键，吸收的能量为(2x＋496)kJ；生成2 mol H2O形成4 mol H—O键，放出的能量为4×463 kJ＝1 852 kJ，依据能量守恒定律放出能量484 kJ＝1 852 kJ－(2x＋496)kJ，即可求出x＝436。
8．已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同) (　　)
A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
答案　A
解析　放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确。12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确。由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，即D项说法正确。
9．在25 ℃、101 kPa的条件下，断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量，断裂1 mol Cl—Cl键吸收243 kJ能量，形成1 mol H—Cl键放出431 kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示：

请回答下列有关问题：
(1)反应物断键吸收的总能量为________。
(2)生成物成键放出的总能量为________。
(3)判断H2＋Cl2===2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。
(4)反应物的总能量________(填“＞”，“＝”或“＜”)生成物的总能量。
答案　(1)679 kJ　(2)862 kJ　(3)放出　(4)＞
解析　(1)反应物断键吸收的总能量应该是断裂1 mol H—H键与1 mol Cl—Cl键吸收的能量之和，即436 kJ＋243 kJ＝679 kJ。
(2)生成物成键放出的总能量为2×431 kJ＝862 kJ。
(3)、(4)由于吸收的总能量小于放出的总能量，所以反应放热即反应物的总能量大于生成物的总能量。
[能力提升题]
10．在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：
(1)人类利用能源分为三个阶段，即________、________、________。
(2)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是________。(填序号，下同)
A．石油 B．煤
C．天然气 D．生物质能
(3)下列对能源的看法合理的是 (　　)
A．化石能源属于不可再生能源，只会越用越少
B．生物能是一种可再生能源，有广泛的前景
C．太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源
D．我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会
答案　(1)柴草时期　化石能源时期　多能源结构时期
(2)D　(3)ABCD
解析　人类利用能源的三个阶段在教材中有介绍；生物质能不属于化石能源。
11．2012年发射的“神舟九号”宇宙飞船有两个重大使命，一是航天员在太空首次进行手动交会对接，二是实现航天员在“天宫一号”内进行实验操作。“神舟”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。
(1)写出反应的化学方程式：___________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)该反应是__________(填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键________的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)形成化学键________的总能量。
答案　(1)C2H8N2＋2N2O42CO2↑＋3N2↑＋4H2O　(2)放热　大于　吸收　小于　放出
12．在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：
(1)写出反应的化学方程式：__________________________________________。
(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是___________________________
_________________________________________________________________。
(3)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是(答出三个或三个以上原因)______________________________________________________________。
(4)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？_____________________________________________________________
____________________________________________________(答出两种方案)。
(5)“结冰”现象说明该反应是一个________(填“放出”或“吸收”)能量的反应。即断开旧化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量________(填“>”或“<”)形成新化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)该反应在常温下就可进行，说明___________________________________。
答案　(1)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋8H2O＋2NH3·H2O
(2)使反应物充分混合，迅速发生反应，使体系的温度降低
(3)①反应物未进行快速搅拌；②玻璃片上滴加的水太多；③氢氧化钡晶体已部分失水；④环境温度太高；⑤试剂用量太少；⑥氢氧化钡晶体未研成粉末(其他答案合理均正确)
(4)第一种方案：在烧杯中的反应物中插入温度计，通过测量，发现反应后温度计的示数下降，说明反应是吸热反应；第二种方案：用皮肤感受，感觉烧杯外壁很凉，说明此反应为吸热反应
(5)吸收　吸收　>　放出
(6)有的吸热反应不需要加热也可发生
解析　本题考查了化学反应中的能量变化以及吸热反应、放热反应与反应条件的关系。以Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应为背景考查了分析问题、解决问题的能力和实验设计能力。反应放出或吸收的热量可以通过触觉感知，也可以通过温度计测量。
第二节　化学能与电能
第1课时　化学能转化为电能
[目标导航]　1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，以及判断原电池的正、负极。3.会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。

一、一次能源和二次能源
1．能源按其来源可分为一次能源和二次能源。
能源类别
定义
实例
一次能源
直接从自然界中取得的能源
太阳能、风能、地热能、潮汐能、煤、石油、天然气等
二次能源
由一次能源经过加工、转换得到的能源
电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等
2.二次能源——火力发电
(1)火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。
(2)能量转换过程：化学能热能机械能电能。其中能量转换的关键环节是燃烧。
(3)火力发电弊端：①煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的浪费。
②能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。
③煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境。
【议一议】
1．判断正误
(1)根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源。(　　)
(2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源。(　　)
(3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程。(　　)
(4)水力发电是将化学能转化为电能的过程。(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×
二、化学能直接转化为电能
1．按要求完成下列实验，并填表
实验步骤
现象
解释或说明

锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡
锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能

锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流计指针发生偏转
锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流

两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流计指针不偏转
锌与稀硫酸反应，但导线中无电流

无现象
乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应
2.原电池
(1)概念：是将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。
(2)构成条件
①原电池反应必须是自发的氧化还原反应，
②具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)，
③两电极均插入电解质溶液中，
④电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。
(3)原电池的工作原理

原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(4)能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。
【议一议】
2．判断正误：
(1)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。(　　)
(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。(　　)
(3)在铜－锌－稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。(　　)
(4)原电池中阳离子向正极移动。(　　)
(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
3．原电池中作负极的一定是活泼金属，作正极的一定是不活泼金属吗？
答案　不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属(如Zn－Fe－稀硫酸，Zn作负极)，也可以都是不活泼金属(如Cu－Ag－AgNO3，Cu作负极)也可以是一种金属和一种能导电的非金属(如Cu－C－AgNO3，Cu作负极)。
三、原电池原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
因为形成原电池后，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。
2．比较金属活动性的强弱
例如：有两种金属a、b，用导线相连后插入稀硫酸中，能溶解的金属活动性较强，表面出现较多气泡的金属活动性较弱。
3．用于金属的防护
原理：使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。
实例：要保护一个铁质的输水管道，可用导线将其与锌块相连，使锌作原电池的负极，铁质管道作原电池的正极。
4．设计原电池
根据原电池的构成条件，可把自发的氧化还原反应设计为原电池。
点拨　原电池正负极判断的注意点：①原电池中发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
②判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。
【议一议】
4．(1)在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块，目的是什么？
(2)如何利用Fe＋2FeCl3===3FeCl2设计原电池？
答案　(1)钢的成分是铁碳合金，轮船在大海中航行，钢铁与海水接触，形成铁碳原电池，能加速铁的腐蚀。由于锌比铁活泼，在船壳上镶嵌锌块后，形成铁—锌原电池，锌作负极被腐蚀，从而保护了轮船不被腐蚀。
(2)该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：

氧化反应(负极反应)：Fe－2e－===Fe2＋。
还原反应(正极反应)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
故Fe作负极，活泼性比Fe差的材料作正极，如Cu、C等，FeCl3溶液作电解质溶液，如图。

一、原电池的工作原理
【例1】　如图所示，

电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是(　　)
A．B极为原电池的正极
B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸
C．C中阳离子向A极移动
D．A极发生氧化反应
答案　C
解析　原电池中，负极金属失去电子，溶解，质量减小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，A、B两项正确；离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项正确。
知识归纳
1．原电池的工作原理

(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
(2)电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2．原电池正负极的判断

变式训练1　关于原电池的叙述中正确的是(　　)
A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成
D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原
答案　B
解析　构成原电池电极的也可以是非金属导体，A项错；燃料电池中负极不溶解，C项错；D选项应是氧化剂在原电池的正极上发生还原反应。
二、原电池原理的应用
【例2】　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：
实验装置

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
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a
C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c
答案　C
解析　装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d＞a＞b＞c，选C。
归纳总结
原电池原理的应用
(1)比较金属活动性
作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱。
(2)改变化学反应速率
如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。
(3)设计原电池
如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。
(4)保护金属设备
如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。
变式训练2　100 mL 2 mol·L－1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是(　　)
A．加入适量的6 mol·L－1的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量的蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
答案　B
解析　A项能加快反应速率，但增加了氢气的总量；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B项发生反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu—Zn原电池，加快了反应速率。
1．下列装置能形成原电池的是 (　　)

A．①②③⑦⑧ B．①②⑤⑥
C．①②③④ D．①②③⑥⑦
答案　A
解析　装置④不能形成闭合回路；装置⑤不具有两个活动性不同的电极，只能发生氧化还原反应；装置⑥中酒精不是电解质溶液。
2．将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 (　　)

A．两个装置都构成了原电池
B．甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池
C．两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生
D．产生气泡的速率甲比乙慢
答案　B
解析　甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；铜作正极，H＋在铜极上得电子，生成H2；总反应式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，乙装置没有构成原电池，因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成H2的速率加快。
3．X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为(　　)
A．X>Y>Z B．X>Z>Y
C．Y>X>Z D．Y>Z>X
答案　C
解析　根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知Y>X，根据金属活动性顺序和置换反应原理，可知X>Z，故有Y>X>Z。
4．已知金属锈蚀的原理是在潮湿空气中金属表面形成水膜，金属与杂质和水膜中溶解的电解质组成原电池，从而使金属锈蚀加快，下列制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是 (　　)
A．镀铝塑扣 B．食品罐头盒(镀锡铁盒)
C．白铁水桶(镀锌) D．镀银铜质奖章
答案　B
解析　在构成原电池反应中，被腐蚀的是较活泼的作负极的金属，根据金属活动顺序表，Zn、Al比Fe较活泼，Fe比Sn(锡)、Cu比Ag较活泼，而Fe比Cu活泼，故镀锡铁盒镀层破坏后腐蚀最快。
5．现有如下两个反应：
(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池___________________________。
(2)如果不能，说明其原因__________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：
负极：________，________________，________。
正极：________，________________，________。
答案　(1)(A)不能，(B)可以　(2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移　(3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋　氧化反应　碳棒、Ag、铂、金(任选一)　2Ag＋＋2e－===2Ag　还原反应
解析　(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行；
(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===2Ag＋