专题12 化学反应与能量的变化（知识清单）化学学业水平考试合格考

该高中化学高考复习知识清单系统整理了“化学反应与能量的变化”专题，涵盖吸热与放热反应、能量变化原因、原电池原理及化学电源等核心内容，配套15道学业考试真题，构建了从反应类型到能量转化再到电化学应用的知识体系。 清单采用分类对比与原理剖析结合的方式，如通过表格对比放热与吸热反应类型，用“三个‘不一定’”辨析易混点，原电池部分以铜锌电池为例拆解工作原理，培养学生的化学观念和科学思维。特设真题分类训练与易错警示，如电极反应式书写要点标注，帮助学生高效自主复习，教师可据此精准指导备考方向。

专题12 化学反应与能量的变化 一、吸热反应和放热反应 1.吸热反应和放热反应 (1)概念 ①把释放热量的化学反应称为放热反应。 ②把吸收热量的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 2.有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定” (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如盐酸与碳酸氢钠的反应在常温下就能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 二、化学反应中能量变化的原因 1．从化学键变化的角度理解能量变化的原因 2.从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因 物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 放热反应 吸热反应 化学能转化为热能 热能转化为化学能被生成物“储存” 【特别提醒】物质的化学键越牢固，断裂需要吸收的能量越多，形成释放的能量越多，物质具有的能量越低，物质越稳定。 二、原电池 1．原电池原理 （1）原电池的概念及本质 ①概念：将化学能转化为电能的装置。 ②本质：发生氧化还原反应。 （2）原电池的工作原理(以铜—锌原电池为例) 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 电子从负极流出经外电路流入正极 离子移向 阳离子移向正极，阴离子移向负极 （3）构成条件 一看反应。看是否有能自发进行的氧化还原反应发生。 二看两电极。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)。 三看是否形成闭合回路。形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③)两电极插入电解质溶液。 【特别提醒】 （1）原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。 （2）电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 （3）无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。 2.原电池工作原理的应用 （1）加快氧化还原反应的进行 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。 （2）比较金属的活动性 若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性：A＞B。 三、化学电源 1．一次电池 (1)特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示。 ①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰。 ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。 ④特点：放电后不能充电，便于携带，价格低。 2．二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。 (2)能量转化：化学能电能。 (3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3.燃料电池 （1）概念 一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 （2）氢氧燃料电池原理 （3）氢氧燃料电池的电极反应式 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 1.（25-26高一下·北京·学业考试真题）乙炔(C2H2)燃烧时火焰温度很高，可用于切割或焊接金属。乙炔在氧气中完全燃烧时发生反应：2C2H2 + 5O24CO2 + 2H2O。下列关于该反应的说法不正确的是 A．属于放热反应 B．属于氧化还原反应 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因 【答案】C 【解析】乙炔燃烧属于燃烧反应，所有燃烧反应均为放热反应，A正确；  反应中C元素化合价由-1价升高为+4价，O元素化合价由0价降低为-2价，存在化合价升降，属于氧化还原反应，B正确；  该反应为放热反应，放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，选项描述与事实相反，C错误；  化学反应能量变化的本质是旧化学键断裂吸收能量、新化学键形成释放能量，二者的能量差是反应能量变化的主要原因，D正确；故选C。 2.（2025高一下·海南·学业考试真题）工业生产盐酸过程中，将氯气和氢气通入合成炉进行燃烧，得到氯化氢气体。下列有关说法错误的是 A．生产氯化氢的反应为放热反应 B．反应过程中断裂键会放出能量 C．上述生产中主要的化学反应方程式为 D．化学键的断裂与形成是化学反应能量变化的主要原因 【答案】B 【解析】氢气在氯气中燃烧属于放热反应，因此生产氯化氢的反应为放热反应，A正确；  化学键断裂需要吸收能量，因此断裂键会吸收能量，而非放出能量，B错误；  氢气和氯气在点燃条件下反应生成氯化氢，给出的化学方程式配平、条件均正确，C正确；  化学反应中旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，二者的能量差是化学反应能量变化的主要原因，D正确；故选B。 3.（2025高一下·吉林·学业考试真题）某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b用导线连接时，铁片上发生还原反应，溶液中向铜电极移动 【答案】D 【解析】a和b不连接时，不能构成原电池，铁与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜；a和b用导线连接时，构成原电池，铁是负极，铜是正极。a和b不连接时，由于金属活动性Fe＞Cu，所以在铁片上会发生反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，在铁片上有金属铜析出，A正确；  a和b用导线连接时，形成了原电池，Cu作原电池的正极，在铜片上发生的反应为：Cu2++2e-=Cu，B正确；  无论a和b是否连接，Fe都会失去电子，变为Fe2+，而Cu2+会得到电子变为Cu，所以铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，C正确；  a和b用导线连接后，铁作负极，铁片上发生氧化反应，原电池中阴离子向负极移动，故溶液中向铁电极移动，D错误；故选D。 4.（2025高一上·安徽·学业考试真题）下列关于反应2H2+O2=2H2O的说法正确的是 A．断开H—H键放出能量 B．形成O—H键吸收能量 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．反应物的总能量小于生成物的总能量 【答案】C 【解析】断开化学键需要吸收能量，断开H-H键是吸热过程，需要吸收能量，而非放出能量，A错误；  形成化学键会释放能量，形成O-H键是放热过程，是释放能量，而非吸收能量，B错误；  该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，多余能量以热的形式释放，C正确；  若反应物的总能量小于生成物的总能量，反应为吸热反应；但该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，D错误；故选C。 5.（2025高一下·浙江宁波·学业考试真题）已知反应中的能量变化过程如图，则下列有关说法正确的是 A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量 B．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 C．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应能量变化可如图表示 【答案】D 【解析】由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，不能说明X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量， A错误；  由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，是一个吸热反应，则破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，B错误；  吸热反应不一定在加热的条件下发生，常温下也可能发生，C错误；  氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应是吸热反应，符合图像，D正确；故选D。 6.（2025高二上·江苏盐城·学业考试真题）下列反应过程发生的能量变化如图所示的是 A．甲烷在空气中燃烧 B．盐酸和NaOH溶液混合 C．灼热的木炭与水蒸气制水煤气 D．Na投入到水中 【答案】C 【解析】反应物的总能量低于生成物的总能量，说明该反应是吸热反应。甲烷在空气中燃烧，属于放热反应，A不符合题意；  酸碱中和反应是放热反应，B不符合题意；  该反应是典型的吸热反应，C符合题意；  钠与水的反应剧烈且放出大量的热，为放热反应，D不符合题意；故选C。 7.（2025高二上·江苏·学业考试真题）一种“海水电池”的装置如图所示，当电池浸入海水中，灯泡开始发亮。下列说法正确的是 A．海绵作为电解质 B．铝片得电子 C．将海水换成食盐水，电池也能工作 D．该装置能将电能转化为化学能 【答案】C 【解析】“海水电池”中，铝较活泼，为原电池的负极，发生氧化反应；石墨为正极。海绵不是电解质，电解质是海绵中吸入的海水，A错误；  铝较石墨更容易失电子，作为负极，失电子，B错误；  将海水换为食盐水，仍能承担传导离子流动的作用，且海水主要成分与食盐水相近，C正确；  该装置将化学能转化为电能使灯泡发光，D错误；故选C。 8.（2025高二上·江苏·学业考试真题）某同学设计如图所示装置验证金属活动性，下列说法正确的是 A．该装置可将电能转化为化学能 B．金属M为负极，发生氧化反应 C．若金属M为，则电极反应式为 D．实验结论：金属活动性 【答案】B 【解析】这是原电池装置，是将化学能转化为电能，不是电能转化为化学能，A错误；  金属N电极生成氢气，故N为正极，则金属M是负极，负极会失去电子，发生氧化反应，B正确；  若金属M为Fe，Fe在稀硫酸中失去电子生成，电极反应式应为，C错误；  原电池中，负极金属活动性强，所以金属活动性，D错误；故选B。 9.（2025高二上·江苏·学业考试真题）葡萄糖在人体内与反应生成和的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应属于放热反应 B．过程I断开化学键要吸收能量 C．过程II形成化学键要释放能量 D．反应物的总能量小于生成物的总能量 【答案】D 【解析】从能量变化图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此该反应属于放热反应， A正确；  过程Ⅰ是反应物分子中旧化学键断裂的过程，断裂化学键需要吸收能量，B正确；  过程Ⅱ是生成物分子中新化学键形成的过程，形成化学键会释放能量， C正确；  从能量图中可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，D错误；故选D。 10.（2025高二上·吉林·学业考试真题）下列关于下图所示装置的叙述，正确的是 A．该装置把电能转化为化学能 B．锌片是正极，铜片是负极 C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．氢离子在铜表面被还原，产生气泡 【答案】D 【解析】该装置为原电池，电池工作时，活泼金属Zn为负极，失电子被氧化，铜为正极，氢离子在铜电极上得电子被还原生成氢气。图示装置为原电池，将化学能转化为电能，A错误；  Zn的金属活动性强于Cu，故锌片是负极，铜片是正极，B错误；  电子由负极流向正极，即由锌片通过导线流向铜片，C错误；  氢离子在正极（Cu）得电子被还原生成氢气，D正确；故选D。 11.（2025高二上·贵州·学业考试真题）一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，该反应能量(E)变化如图所示。在该条件下，下列说法不正确的是 A．石墨比金刚石稳定 B．石墨转化为金刚石是放热反应 C．1molC(石墨)比1molC(金刚石)的总能量低 D．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量不相同 【答案】B 【解析】石墨的能量低于金刚石的能量，物质的能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，A正确；  石墨的能量低于金刚石的能量，石墨转化为金刚石是吸热反应，B错误；  石墨的能量低于金刚石的能量，则1 mol C（金刚石）比1 mol C（石墨）的总能量高，C正确；  石墨的能量低于金刚石的能量，则等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多，D正确；故选B。 12.（2025高二上·吉林·学业考试真题）下列反应中，属于吸热反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】常见的放热反应有：大多数的化合反应、中和反应、金属和酸产生氢气的置换反应、燃烧反应等，常见的吸热反应有大多数的分解反应、碳和水蒸气、碳和二氧化碳的反应等。Mg与HCl反应是金属与酸发生的置换反应，属于放热反应，A错误；  NaOH与HCl发生的是酸碱中和反应，属于放热反应，B错误；  C与CO2在高温下反应生成CO，属于吸热反应，C正确；  H2与O2反应是燃烧反应，属于放热反应，D错误；故选C。 13.（2025高二下·云南·学业考试真题）下列反应的能量变化符合图示的是 A．镁条与盐酸 B．生石灰与水 C．甲烷在空气中燃烧 D．与晶体 【答案】D 【解析】图示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。镁条与盐酸反应生成氯化镁和氢气，该反应为放热反应，A不符合题意；  生石灰与水反应生成氢氧化钙，该反应为放热反应，B不符合题意；  甲烷在空气中燃烧生成水和二氧化碳，该反应为放热反应，C不符合题意；  八水合氢氧化钡和氯化铵晶体反应生成氯化钡、氨气和水，该反应为吸热反应，D符合题意；故选D。 14.（2025高二上·贵州·学业考试真题）根据反应“”设计的原电池如图所示，下列判断不正确的是 A．锌是负极，其质量逐步减小 B．铜电极上有气泡产生 C．电子从铜片经导线流向锌片 D．电流从铜片经导线流向锌片 【答案】C 【解析】该装置为原电池，活泼性强的金属锌作负极，电极反应式为；铜作正极，电极反应式为。根据分析，锌是负极，电极反应式为，则其质量逐渐减小，A正确；  铜作正极，电极反应式为，因此氢离子在铜表面被还原，产生气泡，B正确；  金属锌作负极，因此电子从锌片经导线流向铜片，C错误；  锌作负极、铜作正极，电流从铜片经导线流向锌片，D正确；故选C。 15.（2025高一下·山西·学业考试真题）关于如图所示的装置，下列说法错误的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．是负极，发生反应 C．向电极附近迁移 D．若将装置中的换为，则为负极 【答案】D 【解析】图示装置为铜锌原电池，Zn作负极，Cu作正极。图示装置为铜锌原电池，该装置将化学能转化为电能，A正确；  根据分析可知，是负极，发生反应为，B正确；  原电池中阳离子向正极移动，故向电极附近迁移，C正确；  若将装置中的换为，则形成Zn--稀硫酸原电池，Zn较活泼，为负极，Fe为正极，D错误； 故选D。 （限时20分钟） 1.（2025高一下·黑龙江·学业考试）酸碱中和反应是常见的放热反应。下列属于放热反应的是 A．盐酸与氢氧化钠的反应 B．氢氧化钡与氯化铵的反应 C．盐酸与碳酸氢钠的反应 D．灼热的炭与二氧化碳的反应 【答案】A 【解析】酸碱中和反应（如HCl与NaOH）是明确放热的反应，符合题意，A正确；  氢氧化钡与氯化铵的反应（如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl）因吸热导致温度下降，属于吸热反应，B错误；  盐酸与碳酸氢钠（NaHCO2）反应生成CO2，但该反应需要分解碳酸氢根，实验现象中温度变化不明显或吸热，故为吸热反应，C错误；  碳与CO2在高温下生成CO的反应需持续吸热，属于吸热反应，D错误；故选A。 2.（2025高二上·西藏·学业考试）下列反应中的能量变化与下图相符的是 A．氢气燃烧 B．镁带燃烧 C．煤炭燃烧 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 【答案】D 【解析】氢气燃烧是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，与图像吸热反应不符，A错误；  镁带燃烧是放热反应，释放热量，反应物总能量高于生成物总能量，与图像不符，B错误；  煤炭燃烧为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，不符合吸热反应图像，C错误；  Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是典型的吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，与图像中吸热反应的能量变化相符，D正确；故选D。 3.（25-26高二上·山西晋城·月考）下列过程属于吸热反应的是 A． B．铁丝生锈 C．工业炼铁时用C与反应得到还原剂CO D．向污染的河水中投入生石灰 【答案】C 【解析】此过程为断裂Cl-Cl键，需吸收能量，是一个吸热过程而非化学反应，A错误；  铁丝生锈是铁与氧气、水发生的缓慢氧化反应，缓慢氧化属于放热反应，B错误；  工业炼铁中C与CO2反应为，该反应属于吸热反应，C正确；  向河水中投入生石灰（CaO），CaO与水反应生成Ca(OH)2，该反应放出大量热，属于放热反应，D错误；故选C。 4.（2025高一下·浙江·学业考试）如图所示，锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是 A．该装置中锌片作负极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．电流由锌片经外电路流向铜片 D．电池总反应方程式： 【答案】C 【解析】锌的金属活动性强于铜，在原电池中活泼金属作负极，锌片发生氧化反应，A正确；  该装置为原电池，能将化学能转化为电能，电流表指针偏转可证明有电流产生，B正确；  电流方向与电子流向相反，电子从负极（锌片）经外电路流向正极（铜片），则电流应由铜片经外电路流向锌片，C错误；  电池总反应为锌与稀硫酸的置换反应，方程式为，D正确；故选C。 5.（2025高一下·湖南·学业考试）某原电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．锌作负极 B．电流由锌片沿导线流向铜片 C．该装置能将电能转化为化学能 D．电池总反应：Zn＋Cu2＋ = Cu＋Zn2＋ 【答案】A 【解析】该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置。该装置中锌作负极，铜作正极，电解质溶液为稀硫酸。负极反应式：Zn-2e-= Zn2+，正极反应式：2H++2e-=H2↑，总反应方程式为：Zn+2H+= Zn2++H2↑。电子从负极流出，经过导线到正极，电流由正极经导线流向负极。由分析可知，锌作负极，A正确；  电流应该由正极铜片经导线流向负极锌片，B错误；  该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，C错误；  电池总反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，D错误；故选A。 6.（2025高二下·陕西·学业考试）下列反应不符合图示能量变化关系的是 A．灼热的炭与二氧化碳反应 B．酸碱中和反应 C．碳酸钙高温分解 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应 【答案】B 【解析】图示中生成物总能量高于反应物总能量，为吸热反应。灼热的炭与二氧化碳反应为吸热反应，A不符合题意；  酸碱中和反应为放热反应，B符合题意；  碳酸钙高温分解为吸热反应，C不符合题意；  Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应为吸热反应，D不符合题意；故选B。 7.（2025高一下·新疆·学业考试）电解水的反应为2H2O2H2↑+O2↑其能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应是吸热反应 B．断开 H2O 中的化学键要放出能量 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．镁条与稀盐酸反应的能量变化也可用上图表示 【答案】A 【解析】反应物的总能量低于生成物，属于吸热反应，故A正确；  断开H2O中的化学键要吸收能量，故B错误；  该反应为吸热反应，反应物的总能量低于生成物，故C错误；  镁条与稀盐酸的应为放热反应，而图示为吸热反应，不能用上图表示，故D错误；故选A。 8.（2025高一下·广东·学业考试）某兴趣小组为海上救生衣设计了海水电池(如图)。电池工作时，下列说法正确的是 A．石墨作负极 B．正极反应： C．海水中的向铝片定向移动 D．电子流向：铝片→灯泡→石墨 【答案】D 【解析】铝是活泼金属，铝作负极，石墨是惰性电极，作正极。根据分析可知，铝作负极，石墨是惰性电极，作正极，A错误；  铝作负极，失去电子，负极反应式为：，B错误；  海水中的向正极石墨定向移动，C错误；  电子从负极经过外电路流向正极，D正确；故选D。 9.（2025高一下·广东·学业考试）心脏起搏器的一种微型电池工作时，反应为：。该反应中 A．Li作正极 B．S元素化合价升高 C．有电子的转移 D．电能转化为化学能 【答案】C 【解析】Li是活泼金属，在电池中作为负极，A错误；  中S的化合价为+4，产物中的S仍为+4，单质S为0价，化合价降低，未升高，B错误；  Li从0价升至+1（氧化），S从+4降至0（还原），存在电子转移，C正确；  电池放电时化学能转化为电能，D错误；故选C。 10.（2025高一下·浙江绍兴·学业考试）已知断开1molH2(g)中的化学键需要吸收436.4kJ的能量。根据H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量转化示意图，下列说法不正确的是 A．-184.4kJ/mol B．断开1molHCl(g)中的化学键需要吸收92.2kJ的能量 C．形成1molCl2(g)中的化学键需要放出242.7kJ的能量 D．H2(g)和Cl2(g)反应生成2molHCl(l)释放的能量大于184.4kJ 【答案】B 【解析】根据图示，1molH2(g)+1molCl2(g)=2molH+2molCl，吸收679.1kJ能量，2molH+2molCl=2molHCl(g)放出863.5kJ能量，根据盖斯定律，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.4kJ·mol-1，故A正确；  根据图示，2molH+2molCl=2molHCl(g)放出863.5kJ能量，形成1molHCl(g)中的化学键需要放出431.75kJ的能量，则断开1molHCl(g)中的化学键需要吸收431.75kJ的能量，故B错误；  断开1molH2(g)中的化学键需要吸收436.4kJ的能量，而1molH2(g)+1molCl2(g)=2molH+2molCl，吸收679.1kJ能量，因此断开1molCl2(g)中的化学键需要吸收242.7kJ的能量，则形成1molCl2(g)中的化学键需要放出242.7kJ的能量，故C正确；由A可知，H2(g)和Cl2(g)形成2molHCl(g)释放184.4kJ的能量，而HCl(g)转化为HCl(l)要释放能量，因此H2(g)和Cl2(g)反应生成2molHCl(l)释放的能量大于184.4kJ，故D正确；故选B。 11.（2025高一下·浙江绍兴·学业考试）某化学兴趣小组为探究水果种类和电极间距对水果电池电流的影响，以相同大小的铜片和锌片为电极设计了以下实验，实验结果记录如下： 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/μA 1 番茄 1 98.7 2 番茄 2 72.5 3 苹果 2 27.2 下列说法不正确的是 A．3组实验装置中铜电极都作为正极 B．实验1和2可以说明电极间距对水果电池电流有影响 C．实验3负极的电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+ D．电子从锌电极经过水果移动到铜电极 【答案】D 【解析】水果中的电解质溶液与锌片、铜片构成原电池，锌为负极，失去电子发生氧化反应，铜片为正极，发生得到电子的还原反应，电子从负极经导线流向正极。溶液中的离子移动方向是阳正阴负。铜的金属活动性弱于锌，在原电池中作为正极，所有实验中铜均为正极，A正确；  实验1和2水果相同，仅间距不同，电流差异说明间距影响电流，B正确；  锌为负极，发生氧化反应：，方程式正确，C正确；  电子通过外电路（导线）从锌到铜，水果内部通过离子导电而非电子，D错误；故选D。 12.（2025高一下·黑龙江·学业考试）第九届哈尔滨亚冬会上，环保与科技融合的理念为赛事注入了新的活力，令“绿色”成为该届比赛的鲜明特色。本届亚冬会采用了新型电动浇冰车，提升了场馆的环境友好性和能效。电动浇冰车的电池是锂离子电池，关于锂离子电池的说法正确的是 A．锂离子电池放电时将电能转化为化学能 B．是一次电池 C．电池的负极发生氧化反应 D．电池的正极发生氧化反应 【答案】C 【解析】锂离子电池放电时，化学能转化为电能，故A错误；  锂离子电池可充电，它是二次电池，故B错误；  电池工作时，负极发生氧化反应，故C正确；  电池正极得电子发生还原反应，故D错误；故选C。 13.（2025高一下·湖南郴州·学业考试）用锌片、铜片、西红柿等材料可以制作如图所示的西红柿电池。电池工作时，下列有关说法正确的是 A．一段时间后，锌片质量增大 B．铜片上发生还原反应 C．电子由锌片经西红柿流向铜片 D．实现了电能向化学能的转化 【答案】B 【解析】西红柿中的汁液呈酸性(含酸性电解质)，则Zn、Cu、酸性电解质构成原电池，Zn作负极，Cu作正极。西红柿电池工作时，锌作负极，发生反应Zn-2e-=Zn2+，则一段时间后，锌片质量减小，A不正确；  电池工作时，铜片为正极，西红柿汁液中的酸电离出H+，然后H+再得电子，发生反应生成H2，则铜片上发生还原反应，B正确；  原电池工作时，电子由负极沿导线流向正极，电子不能经过西红柿，C不正确；  原电池工作时，发生化学反应产生电流，实现了化学能向电能的转化，D不正确；故选B。 14.（2025高一上·云南玉溪·学业考试）某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池。下列有关说法正确的是 A．铜片作该原电池的负极 B．铜片表面有气泡产生 C．锌片表面析出红色物质 D．该装置将电能转化为化学能 【答案】B 【解析】电池工作时，Zn失去电子，作负极，Cu得到电子，作正极，故A错误；  Cu为正极，氢离子在正极上得到电子生成氢气，有气泡产生，故B正确；  Zn表面发生反应：Zn-2e-=Zn2+，无红色物质析出，故C错误； 该装置为原电池，原电池中化学能转化为电能，故D错误；故选B。 15.（2025高二下·云南·学业考试）下图为氢氧燃料电池工作原理示意图。下列叙述不正确的是 A．b电极通入氧气作负极 B．该装置将化学能转化为电能 C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的发电装置 【答案】A 【解析】氢氧燃料电池中通入燃料H2的一极为负极，通入O2的一极为正极。由分析可知，b电极通入氧气，为原电池的正极，A错误；  该装置为原电池，将化学能转化为电能， B正确；  氢氧燃料电池的产物是水，环保无污染，能源利用率高，是一种具有应用前景的绿色电源，C正确；由图可知，氢氧燃料电池可以在正负极分别通氧气和氢气，则是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储存在电池内的新型发电装置，D正确；故选A。 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 化学反应与能量的变化 一、吸热反应和放热反应 1.吸热反应和放热反应 (1)概念 ①把释放热量的化学反应称为放热反应。 ②把吸收热量的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 2.有关吸热反应和放热反应理解的三个“不一定” (1)放热反应不一定容易发生，如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生；吸热反应不一定难发生，如盐酸与碳酸氢钠的反应在常温下就能发生。 (2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如硫与铁的反应；吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应，如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程，但不是放热反应；吸热过程不一定是吸热反应，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 二、化学反应中能量变化的原因 1．从化学键变化的角度理解能量变化的原因 2.从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因 物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。 放热反应 吸热反应 化学能转化为热能 热能转化为化学能被生成物“储存” 【特别提醒】物质的化学键越牢固，断裂需要吸收的能量越多，形成释放的能量越多，物质具有的能量越低，物质越稳定。 二、原电池 1．原电池原理 （1）原电池的概念及本质 ①概念：将化学能转化为电能的装置。 ②本质：发生氧化还原反应。 （2）原电池的工作原理(以铜—锌原电池为例) 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 电子从负极流出经外电路流入正极 离子移向 阳离子移向正极，阴离子移向负极 （3）构成条件 一看反应。看是否有能自发进行的氧化还原反应发生。 二看两电极。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)。 三看是否形成闭合回路。形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③)两电极插入电解质溶液。 【特别提醒】 （1）原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。 （2）电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 （3）无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。 2.原电池工作原理的应用 （1）加快氧化还原反应的进行 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。 （2）比较金属的活动性 若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性：A＞B。 三、化学电源 1．一次电池 (1)特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示。 ①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰。 ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。 ④特点：放电后不能充电，便于携带，价格低。 2．二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。 (2)能量转化：化学能电能。 (3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3.燃料电池 （1）概念 一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 （2）氢氧燃料电池原理 （3）氢氧燃料电池的电极反应式 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 1.（25-26高一下·北京·学业考试真题）乙炔(C2H2)燃烧时火焰温度很高，可用于切割或焊接金属。乙炔在氧气中完全燃烧时发生反应：2C2H2 + 5O24CO2 + 2H2O。下列关于该反应的说法不正确的是 A．属于放热反应 B．属于氧化还原反应 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因 2.（2025高一下·海南·学业考试真题）工业生产盐酸过程中，将氯气和氢气通入合成炉进行燃烧，得到氯化氢气体。下列有关说法错误的是 A．生产氯化氢的反应为放热反应 B．反应过程中断裂键会放出能量 C．上述生产中主要的化学反应方程式为 D．化学键的断裂与形成是化学反应能量变化的主要原因 3.（2025高一下·吉林·学业考试真题）某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是 A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b用导线连接时，铁片上发生还原反应，溶液中向铜电极移动 4.（2025高一上·安徽·学业考试真题）下列关于反应2H2+O2=2H2O的说法正确的是 A．断开H—H键放出能量 B．形成O—H键吸收能量 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．反应物的总能量小于生成物的总能量 5.（2025高一下·浙江宁波·学业考试真题）已知反应中的能量变化过程如图，则下列有关说法正确的是 A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量 B．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 C．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应能量变化可如图表示 6.（2025高二上·江苏盐城·学业考试真题）下列反应过程发生的能量变化如图所示的是 A．甲烷在空气中燃烧 B．盐酸和NaOH溶液混合 C．灼热的木炭与水蒸气制水煤气 D．Na投入到水中 7.（2025高二上·江苏·学业考试真题）一种“海水电池”的装置如图所示，当电池浸入海水中，灯泡开始发亮。下列说法正确的是 A．海绵作为电解质 B．铝片得电子 C．将海水换成食盐水，电池也能工作 D．该装置能将电能转化为化学能 8.（2025高二上·江苏·学业考试真题）某同学设计如图所示装置验证金属活动性，下列说法正确的是 A．该装置可将电能转化为化学能 B．金属M为负极，发生氧化反应 C．若金属M为，则电极反应式为 D．实验结论：金属活动性 9.（2025高二上·江苏·学业考试真题）葡萄糖在人体内与反应生成和的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应属于放热反应 B．过程I断开化学键要吸收能量 C．过程II形成化学键要释放能量 D．反应物的总能量小于生成物的总能量 10.（2025高二上·吉林·学业考试真题）下列关于下图所示装置的叙述，正确的是 A．该装置把电能转化为化学能 B．锌片是正极，铜片是负极 C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．氢离子在铜表面被还原，产生气泡 11.（2025高二上·贵州·学业考试真题）一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，该反应能量(E)变化如图所示。在该条件下，下列说法不正确的是 A．石墨比金刚石稳定 B．石墨转化为金刚石是放热反应 C．1molC(石墨)比1molC(金刚石)的总能量低 D．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量不相同 12.（2025高二上·吉林·学业考试真题）下列反应中，属于吸热反应的是 A． B． C． D． 13.（2025高二下·云南·学业考试真题）下列反应的能量变化符合图示的是 A．镁条与盐酸 B．生石灰与水 C．甲烷在空气中燃烧 D．与晶体 14.（2025高二上·贵州·学业考试真题）根据反应“”设计的原电池如图所示，下列判断不正确的是 A．锌是负极，其质量逐步减小 B．铜电极上有气泡产生 C．电子从铜片经导线流向锌片 D．电流从铜片经导线流向锌片 15.（2025高一下·山西·学业考试真题）关于如图所示的装置，下列说法错误的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．是负极，发生反应 C．向电极附近迁移 D．若将装置中的换为，则为负极 （限时20分钟） 1.（2025高一下·黑龙江·学业考试）酸碱中和反应是常见的放热反应。下列属于放热反应的是 A．盐酸与氢氧化钠的反应 B．氢氧化钡与氯化铵的反应 C．盐酸与碳酸氢钠的反应 D．灼热的炭与二氧化碳的反应 2.（2025高二上·西藏·学业考试）下列反应中的能量变化与下图相符的是 A．氢气燃烧 B．镁带燃烧 C．煤炭燃烧 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 3.（25-26高二上·山西晋城·月考）下列过程属于吸热反应的是 A． B．铁丝生锈 C．工业炼铁时用C与反应得到还原剂CO D．向污染的河水中投入生石灰 4.（2025高一下·浙江·学业考试）如图所示，锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是 A．该装置中锌片作负极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．电流由锌片经外电路流向铜片 D．电池总反应方程式： 5.（2025高一下·湖南·学业考试）某原电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．锌作负极 B．电流由锌片沿导线流向铜片 C．该装置能将电能转化为化学能 D．电池总反应：Zn＋Cu2＋ = Cu＋Zn2＋ 6.（2025高二下·陕西·学业考试）下列反应不符合图示能量变化关系的是 A．灼热的炭与二氧化碳反应 B．酸碱中和反应 C．碳酸钙高温分解 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应 7.（2025高一下·新疆·学业考试）电解水的反应为2H2O2H2↑+O2↑其能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应是吸热反应 B．断开 H2O 中的化学键要放出能量 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．镁条与稀盐酸反应的能量变化也可用上图表示 8.（2025高一下·广东·学业考试）某兴趣小组为海上救生衣设计了海水电池(如图)。电池工作时，下列说法正确的是 A．石墨作负极 B．正极反应： C．海水中的向铝片定向移动 D．电子流向：铝片→灯泡→石墨 9.（2025高一下·广东·学业考试）心脏起搏器的一种微型电池工作时，反应为：。该反应中 A．Li作正极 B．S元素化合价升高 C．有电子的转移 D．电能转化为化学能 10.（2025高一下·浙江绍兴·学业考试）已知断开1molH2(g)中的化学键需要吸收436.4kJ的能量。根据H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量转化示意图，下列说法不正确的是 A．-184.4kJ/mol B．断开1molHCl(g)中的化学键需要吸收92.2kJ的能量 C．形成1molCl2(g)中的化学键需要放出242.7kJ的能量 D．H2(g)和Cl2(g)反应生成2molHCl(l)释放的能量大于184.4kJ 11.（2025高一下·浙江绍兴·学业考试）某化学兴趣小组为探究水果种类和电极间距对水果电池电流的影响，以相同大小的铜片和锌片为电极设计了以下实验，实验结果记录如下： 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/μA 1 番茄 1 98.7 2 番茄 2 72.5 3 苹果 2 27.2 下列说法不正确的是 A．3组实验装置中铜电极都作为正极 B．实验1和2可以说明电极间距对水果电池电流有影响 C．实验3负极的电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+ D．电子从锌电极经过水果移动到铜电极 12.（2025高一下·黑龙江·学业考试）第九届哈尔滨亚冬会上，环保与科技融合的理念为赛事注入了新的活力，令“绿色”成为该届比赛的鲜明特色。本届亚冬会采用了新型电动浇冰车，提升了场馆的环境友好性和能效。电动浇冰车的电池是锂离子电池，关于锂离子电池的说法正确的是 A．锂离子电池放电时将电能转化为化学能 B．是一次电池 C．电池的负极发生氧化反应 D．电池的正极发生氧化反应 13.（2025高一下·湖南郴州·学业考试）用锌片、铜片、西红柿等材料可以制作如图所示的西红柿电池。电池工作时，下列有关说法正确的是 A．一段时间后，锌片质量增大 B．铜片上发生还原反应 C．电子由锌片经西红柿流向铜片 D．实现了电能向化学能的转化 14.（2025高一上·云南玉溪·学业考试）某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池。下列有关说法正确的是 A．铜片作该原电池的负极 B．铜片表面有气泡产生 C．锌片表面析出红色物质 D．该装置将电能转化为化学能 15.（2025高二下·云南·学业考试）下图为氢氧燃料电池工作原理示意图。下列叙述不正确的是 A．b电极通入氧气作负极 B．该装置将化学能转化为电能 C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的发电装置 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $