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【学考复习】2024年高中化学学业水平考试（新教材专用）第15讲 化学反应与能量变化-复习讲义
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这是一份【学考复习】2024年高中化学学业水平考试（新教材专用）第15讲 化学反应与能量变化-复习讲义，文件包含知识梳理2024年高中化学学业水平考试新教材专用第15讲化学反应与能量变化-讲义原卷版docx、知识梳理2024年高中化学学业水平考试新教材专用第15讲化学反应与能量变化-讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共42页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc5960" PAGEREF _Tc5960 \h 1
\l "_Tc23125" PAGEREF _Tc23125 \h 1
\l "_Tc936" 考点一 化学反应与能量变化 PAGEREF _Tc936 \h 1
\l "_Tc18926" 考点二 原电池原理 PAGEREF _Tc18926 \h 4
\l "_Tc9035" 考点三 化学电源 PAGEREF _Tc9035 \h 6
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\l "_Tc22730" PAGEREF _Tc22730 \h 17
1．了解常见的吸热反应和放热反应，认识化学反应中能量变化的原因。
2．了解常规能源使用中存在的问题，体会节能和开发高能清洁燃料的重要性。
3．以原电池为例认识化学能可以转化为电能。
4．了解简单原电池的构成要素和工作原理，知道原电池原理的基本应用。
5．了解常见的化学电源及其在生活中的应用，了解简单电极反应式的书写。
考点一 化学反应与能量变化
一、吸热反应和放热反应
1．吸热反应与放热反应
放热反应：释放热量的化学反应；
吸热反应：吸收热量的化学反应。
2.．常见的吸热反应和放热反应
【温馨提示】需要加热的反应不一定是吸热反应，如C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2；不需要加热的反应也不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。
二、化学反应能量变化的原因
1．化学反应的本质是反应物中化学键的断裂与生成物中化学键的形成过程，化学反应过程中的能量变化取决于化学键断裂吸收的能量与化学键形成释放的能量的相对大小，即：
eq \a\vs4\al(吸收能量E1)eq \a\vs4\al(\(――→，\s\up7(旧化学键断裂),\s\d5(新化学键形成)))eq \a\vs4\al(反应物)eq \a\vs4\al(生成物)eq \a\vs4\al(释放能量E2)
【温馨提示】旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。
2．一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应放出能量；
当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应吸收能量。
【温馨提示】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。
【典例分析】
【例1】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）自热火锅由于其加热方便快捷，深受人们的喜爱。其原理是发热包中的氧化钙与水发生了放热反应。下列属于放热反应的是
A．水煤气的制备B．酸碱中和反应C．碳酸钙高温分解D．氢氧化钡与氯化铵反应
【答案】B
【解析】A．水煤气的制备反应为吸热反应，A不符合题意；
B．酸碱中和反应为放热反应，B符合题意；
C．碳酸钙的分解反应为吸热反应，C不符合题意；
D．氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应，D不符合题意，D不符合题意；
故选B。
【例2】（2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列关于能量的叙述正确的是
A．化学键断裂要放出能量B．如图所示反应为放热反应
C．氢气在氧气中的燃烧是放热反应D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
【答案】C
【解析】A．化学键断裂需要吸收能量，成键时释放能力，故A错误；
B．如图所示，反应物的总能量低于生成物的总能量，故该反应为吸热反应，故B错误；
C．氢气在氧气中的燃烧是放热反应，故C正确；
D．化学反应中能量变化的大小与参加反应的反应物的质量多少有关，故D错误。
故选C。
【例3】（2023年湖南省普通高中学业水平考试）下列反应中，属于吸热反应的是
A．盐酸与碳酸氢钠的反应B．盐酸与镁条的反应
C．天然气在氧气中的燃烧D．硫酸与氢氧化钠的反应
【答案】A
【解析】A．盐酸与碳酸氢钠的反应属于吸热反应，A正确；
B．盐酸与镁条的反应属于放热反应，B错误；
C．天然气在氧气中的燃烧属于放热反应，C错误；
D．硫酸与氢氧化钠的反应属于放热反应，D错误；
故选A。
考点二 原电池原理
1．间接转化——火力发电
(1)火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，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eq \(――→,\s\up7(燃料燃烧))热能eq \(――→,\s\up7(蒸汽轮机))机械能eq \(――→,\s\up7(发电机))电能，其中能量转换的关键环节是燃烧。
2．直接转化——原电池
(1)概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
(2)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。
(3)工作原理(以铜—锌原电池为例)
【温馨提示】
(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。
【典例分析】
【例1】（2023年湖北省普通高中学业水平合格性考试）如图为锌铜原电池装置示图，下列说法正确的是
A．Zn是正极B．Cu表面有气泡产生
C．负极上发生还原反应D．电子从铜电极流向锌电极
【答案】B
【分析】Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，据此分析解答；
【解析】A．较活泼金属锌为该电池的负极，故A错误；
B．正极铜电极发生还原反应：2H++2e－=H2↑，Cu表面有气泡产生，故B正确；
C．负极锌极失电子发生氧化反应：Zn-2e- =Zn2+，故C错误；
D．电子由负极Zn电极经外电路流向正极Cu电极，故D错误；
故选B。
【例2】（2023年四川省高中学业水平合格性考试）某原电池装置如图所示。
该电池工作时，下列说法正确的是
A．Zn棒作正极B．溶液中Cu2+移向Zn棒
C．电子从Zn棒经导线流向Cu棒D．该装置将电能转化成化学能
【答案】C
【解析】A．Zn发生失电子的氧化反应，作负极，故A错误；
B．溶液中阳离子移向正极，故Cu2+移向Cu棒，故B错误；
C．电子由负极经导线流向正极，故C正确；
D．原电池装置将化学能转化成电能，故D错误；
故选C。
【例3】（2023年湖南省普通高中学业水平考试）下列关于如图所示装置的叙述，正确的是
A．该装置能将化学能转化为电能B．石墨是负极
C．电子由石墨通过导线流向锌片D．锌电极上发生的反应为：
【答案】A
【分析】由图可知，该装置能将化学能转化为电能的原电池，锌为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，石墨为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e—= H2↑。
【解析】A．由分析可知，该装置能将化学能转化为电能的原电池，故A正确；
B．由分析可知，石墨为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，故B错误；
C．由分析可知，锌为原电池的负极，石墨为正极，则电子由锌片通过导线流向石墨，故C错误；
D．由分析可知，锌为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，故D错误；故选A。
考点三 化学电源
1．常见的化学电源
(1)锌锰干电池
锌筒是负极，石墨棒是正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质，在使用过程中，电子由锌筒流向石墨棒，锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效，这种电池内部的氧化还原反应无法逆向进行，放电之后不能充电，属于一次电池。
(2)铅酸蓄电池
放电时PbO2是正极发生还原反应，Pb是负极发生氧化反应，稀硫酸是电解质；在充电时与放电时所进行的氧化还原反应是可逆的，可以实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环，这种充电电池属于二次电池。另外，常见的充电电池还有氢镍电池、锂离子电池、银锌电池、镉镍电池等。
(3)燃料电池
①电池结构——以氢氧酸性燃料电池为例：
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。
②工作原理：燃料电池是通过燃料与氧气分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极。
【典例分析】
【例1】（2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列常见的化学电源属于一次电池的是
A．镍氢电池B．铅酸蓄电池C．锂离子电池D．锌锰干电池
【答案】D
【分析】放电后不可再充电的电池为一次电池；放电后可以再充电而反复使用的电池为二次电池。
【解析】A．镍氢电池是可充电的电池，可以重复使用，不属于一次电池，A错误；
B．铅蓄电池是可充可放的电池，是二次电池，B错误；
C．锂离子电池为可充电电池，属于二次电池，C错误；
D．锌锰干电池是一次性电池，不可以充电，D正确；
故选D。
【例2】（云南省2023年普通高中学业水平考试）用柠檬汁及电极材料组装的水果电池可观察到灯泡发亮，装置如图所示。下列分析正确的是
A．铝片是正极B．柠檬汁是电解质溶液
C．电子从铝电极流出经柠檬汁到铜电极D．H+在铜电极上失电子发生还原反应生成H2
【答案】B
【解析】A．Al的金属活动性强于铜，则铝片是负极，A不正确；
B．柠檬汁里含有机酸，是电解质溶液，B正确；
C．电子不能经过溶液，电子从铝电极流出，经灯泡流到铜电极，C不正确；
D．H+在铜电极上得电子发生还原反应，从而生成H2，D不正确；
故选B。
【例3】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法错误的是
A．锌筒质量逐渐减小B．该电池放电之后不能充电
C．此装置中，石墨棒作正极D．电子从石墨棒通过导线流向锌筒
【答案】D
【分析】图示的电池为锌锰电池，锌筒作为电池的负极，其电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，碳棒为电池的正极，其反应的电极方程式为2NH+2e-=2NH3↑+H2↑。
【解析】A．根据电池反应，锌筒作为电池负极逐渐被反应，锌筒质量逐渐减小，A正确；
B．该电池为一次电池，放电后不能重复充电，B正确；
C．石墨棒作为正极，体系中的NH在此电极上放电，C正确；
D．电池中锌失去电子后通过导线转移到石墨棒上，C错误；
故选D。
1．（2023年黑龙江省春季普通高中学业合格考试）铜锌原电池装置如图所示，有关叙述正确的是
A．该装置可将化学能转化为电能
B．Zn为正极，Cu为负极
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．总反应的化学方程式为：
【答案】A
【分析】由图可知，该装置为化学能转化为电能的原电池，金属性强于铜的锌做原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，总反应的方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑。
【解析】A．由分析可知，该装置为化学能转化为电能的原电池，故A正确；
B．由分析可知，金属性强于铜的锌做原电池的负极，铜为正极，故B错误；
C．由分析可知，金属性强于铜的锌做原电池的负极，铜为正极，则电流从铜片经导线流向锌片，故C错误；
D．由分析可知，总反应的方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑，故D错误；
故选A。
2．（2023年四川省高中学业水平合格性考试）化学反应的能量变化是人类获取能量的重要途径.某化学反应的能量变化加图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应是吸热反应B．可能是盐酸与NaHCO3的反应
C．能量变化只与化学键断裂有关D．生成物的总能量低于反应物的总能量
【答案】D
【解析】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，故A错误；
B．盐酸与NaHCO3的反应为吸热反应，而图像为放热反应，故B错误；
C．能量的变化与化学键的断裂和形成都有关系，故C错误；
D．由图象可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，故D正确；
故选D。
3．（2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列关于如图所示原电池装置的叙述错误的是
A．锌片作负极B．电子从锌片经导线流向铜片
C．将稀硫酸换成乙醇，电流表不偏转D．该装置中化学能转化为电能的转化率可达100%
【答案】D
【分析】这是一个铜、锌和稀硫酸的原电池，活泼金属锌是负极，铜是正极，反应中锌失去电子形成锌离子，硫酸中的氢离子得电子生成氢气，原电池中电子有负极经过外电路到达正极。
【解析】A．活泼金属锌为负极，不活泼金属铜为正极，故A正确；
B．原电池中电子有负极经过外电路流向正极，有锌流向铜，故B正确；
C．乙醇是非电解质，稀硫酸换成乙醇不再满足原电池形成条件，没有电解质溶液，电流表指针不偏转，故C正确；
D．化学能转化为电能的转化效率不可能达到100%，还有化学能转化为热能等，故D错误；
故选D。
4.（云南省2023年春季学期期末普通高中学业水平考试）市面上销售的食品“自嗨锅”，只需向其中加入水便可烹煮食物。从化学反应过程中的能量变化角度分析，加入水时发生的化学反应属于
A．放热反应B．吸热反应C．分解反应D．水解反应
【答案】A
【解析】根据题中信息可知，加入水便可烹煮食物，说明该反应过程中是放热反应，故A符合题意；
故选A。
5．（2023年6月浙江省学业水平适应性考试）某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下表。下列说法错误的是
A．实验1：铝片上有气泡生成，发生还原反应
B．实验2：溶液中向电极移动
C．实验3：电子从铝片流向硝酸溶液再流向铜片
D．上述三组对比实验可知，金属性强的金属在原电池中不一定做负极
【答案】C
【分析】三组实验都形成了原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电流表的指针向正极偏转。
【解析】A. 实验1：该原电池装置中作负极，作正极，溶液中的氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，A正确；
B．实验2：该原电池装置中作正极，作负极，阴离子向负极移动，B正确；
C．实验3，该原电池装置中作负极，作正极，电子从铜片经导线流向铝片，C错误；
D．上述三组对比实验可知，金属性强的金属在原电池中不一定做负极，能自主与电解质溶液发生氧化还原反应的一极作负极，D正确；
故选C。
6．（2022年广东省高中学业平合格考试）将铁片和铜片贴在浸润过稀硫酸的滤纸两侧，用导线连接电流计，制成简易电池，装置如图。关于该电池的说法正确的是
A．铜片上有产生
B．负极反应为
C．铁电极附近溶液中的增大
D．放电时电子流向：铜片→电流计→铁片
【答案】B
【分析】将铁片和铜片贴在浸润过稀硫酸的滤纸两侧，用导线连接电流计，制成简易电池，该原电池中Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Cu作正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，铜片上有H2产生，A错误；
B．由分析可知，Fe作负极，负极反应为，B正确；
C．由分析可知，H+由负极移向正极，即铁电极附近溶液中的减小，C错误；
D．原电池放电时电子流向：负极即铁片铁片→电流计→正极即铜片，D错误；
故选B。
7.（2022年西藏自治区普通高中学业水平考试）下列反应中，属于吸热反应的是
A．甲烷在空气中燃烧B．酸碱中和反应
C．石灰石高温分解D．锌与盐酸反应
【答案】C
【解析】A．甲烷在空气中燃烧属于放热反应，故A错误；
B．酸碱中和反应属于放热反应，故B错误；
C．石灰石高温分解属于吸热反应，故C正确；
D．锌与盐酸反应属于放热反应，故D错误；
故选C。
8.（2022年海南省普通高中学业水平合格性考试）将锌片和铜片插入苹果中制成水果电池。有关说法正确的是
A．将电能转化为化学能
B．锌片上发生还原反应
C．铜片是原电池的正极
D．电子流向：铜片→电流表→锌片
【答案】C
【解析】A．原电池是将化学能转化为电能，A错误；
B．锌做负极，发生氧化反应，B错误；
C．根据分析可知铜做正极，C正确；
D．电子流向：锌片→电流表→铜片，D错误；
故选C。
9．（甘肃省2022年夏季普通高中学业水平合格性考试）某兴趣小组用大小和形状相同的铜片和锌片作电极研究柠檬水果电池，装置如下图所示，当电池工作时，下列说法不正确的是
A．铜片电极上发生了还原反应B．锌片电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．该装置实现了从化学能向电能的转化D．电流从锌片经导线流向铜片
【答案】D
【分析】图示装置为水果电池，由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应；Cu为正极，正极上发生还原反应，然后根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则分析电流方向。
【解析】A．在该原电池中，Cu片尾正极，正极上H+得到电子被还原产生H2，故铜片电极上发生了还原反应，A正确；
B．由于金属活动性：Zn＞Cu，所以在该原电池反应中，Zn为负极，发生的电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，B正确；
C．该装置为原电池，是化学能转化为电能的装置，C正确；
D．电子从负极锌片经导线流向正极铜片，而电流方向为正电荷移动方向，故电流从正极铜片经导线流向负极锌片，D错误；
故选D。
10．（甘肃省2022年夏季普通高中学业水平合格性考试）化学反应常伴随能量变化。下列反应属于吸热反应的是
A．过氧化钠与水的反应B．白磷的自燃
C．碳酸氢钠与盐酸的反应D．镁条与盐酸的反应
【答案】C
【解析】A．过氧化钠与水的反应生成氢氧化钠和氧气，放出热量，是放热反应，A错误；
B．白磷的自燃放出热量，是放热反应，B错误；
C．碳酸氢钠与盐酸的反应后溶液的温度降低，是吸热反应，C正确；
D．镁条与盐酸的反应生成氯化镁和氢气，放出热量，是放热反应，D错误；
故选C。
11．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）某学习小组以相同大小的铜片和锌片为电极(其他条件相同)研究水果电池，得到的实验数据如下表所示。下列叙述正确的是
A．该装置将电能转化为化学能
B．该实验所用装置中，负极的材料是铜片
C．该实验所用装置中，锌片发生还原反应
D．该实验表明水果种类和电极间距离对电流大小有影响
【答案】D
【解析】A．该装置是原电池，将化学能转化为电能，故A错误；
B．原电池中，活泼性强的一极为负极，故负极的材料是锌片，故B错误；
C．该实验所用装置中，锌片为负极，失电子，发生氧化反应，故C错误；
D．结合表格信息，该实验表明水果种类和电极间距离对电流大小有影响，故D正确。
故选D。
12．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下图所示装置可以构成原电池的是
A．B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．不具备构成原电池的条件 ，A错误；
B．两电极间没有形成闭合回路，B错误；
C．两电极间没有形成闭合回路，C错误；
D．具备形成原电池的四个条件，D正确；
故选D。
13．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列属于放热反应的是
A．甲烷在空气中燃烧
B．盐酸与碳酸氢钠的反应
C．氢氧化钡与氧化铵的反应
D．灼热的碳与二氧化碳的反应
【答案】A
【解析】常见的放热反应有： ①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。
常见的吸热反应有：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等,故选A。
故选A。
14．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列关于能量的叙述错误的是
A．各种物质都具有能量
B．化学反应中的物质变化总会伴随能量变化
C．当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量
D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
【答案】D
【解析】A．物体本身具有内能，因此各种物质都具有能量，故A说法正确；
B．化学反应实质是旧键的断裂和新键的形成，断键吸收能量，形成化学键释放能量，因此化学反应中的物质变化总会伴随能量的变化，故B说法正确；
C．化学变化过程中，断键需要吸收能量，故C说法正确；
D．反应物质量多少与反应中能量变化的大小成正比，故D说法错误；
故选D。
15．（2023年福建省普通高中学业合格性考试）将锌片和铜片插入柠檬中(如图)，电流计G的指针发生偏转。下列关于该装置的说法正确的是
A．铜片逐渐被腐蚀B．锌片上发生还原反应
C．该装置将化学能转化为电能D．电子流向：铜片→电流计→锌片
【答案】C
【分析】锌片和铜片插入柠檬中形成原电池装置，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。
【解析】A．由以上分析可知Cu作正极，正极被保护，不被腐蚀，故A错误；
B．锌作负极，失电子发生氧化反应，故B错误；
C．该装置为原电池，可将化学能转化为电能，故C正确；
D．电子由负极锌流出，经导线流向正极铜，故D错误；
故选C。
1.（天津市红桥区2022-2023学年高一学业水平考试模拟）下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石B．通电分解水C．木炭燃烧D．小苏打受热分解
【答案】C
【解析】A．煅烧石灰石是分解反应是吸热反应，A不符合题意；
B．通电分解水是分解反应是吸热反应，B不符合题意；
C．木炭燃烧过程中放出大量的热，是放热反应，C符合题意；
D．小苏打受热分解是分解反应是吸热反应，D不符合题意；
故选C。
2．（江西省赣州市2023-2024学年高二学业水平考试模拟）西红柿中含有矿物盐、有机酸等，某同学利用题图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是
A．电极是该电池的正极B．电极表面产生的气体是
C．电子经导线由电极流入电极D．该装置可将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】A．Zn比Cu活泼，如图所示装置探究中，Zn作负极，故A错误；
B．Cu作正极，H+在正极得到电子生成，故B正确；
C．Zn作负极，Cu作正极，电子经导线由Zn电极流入Cu电极，故C错误；
D．该装置是原电池，该装置可将化学能转化为电能，故D错误；
故选B。
3．（甘肃省兰州第一中学2023-2024学年高二学业水平考试模拟）下列图示变化为吸热反应的是
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】A．浓硫酸的稀释是物理变化，是放热过程，A错误；
B．反应物总能量大于生成物总能量，是放热反应，B错误；
C．生成物总能量大于反应物总能量，反应过程中吸收能量，C正确；
D．活泼金属置换酸中的氢，该反应是放热反应，D错误；
故选C。
4．（2023年江苏省扬州市普通高中学业水平考试模拟）一种可用于潜艇的电池的电极材料为锂和钢板，电解质为LiOH，使用时加入水即可放电。电池反应为2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑。下列说法正确的是
A．钢板为负极B．H2在正极生成
C．OH-移向正极D．电子由钢板经导线流向锂
【答案】B
【分析】电池反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，Li发生失电子的氧化反应，Li为负极，钢板为正极，结合原电池原理作答。
【解析】A．根据分析，Li为负极，钢板为正极，A项错误；
B．电池反应中H元素的化合价由+1价降至0价，H2O在正极上发生得电子的还原反应生成H2：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；
C．阴离子OH-移向负极，C项错误；
D．原电池工作时电子由负极经导线流向正极，电子由负极锂经导线流向正极钢板，D项错误；
故选B。
5．（辽宁省鞍山市2023年高中学业水平考试模拟）关于如图所示的原电池，下列说法正确的是
A．负极发生氧化反应B．电子由铜片通过导线流向锌片
C．该装置能将电能转化为化学能D．铜片上发生的反应为
【答案】A
【分析】由图可知，锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电子由负极锌片通过导线流向正极铜。
【解析】A．由分析可知，锌电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，故A正确；
B．电子由负极锌片通过导线流向正极铜，故B错误；
C．由分析可知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，故C错误；
D．铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，反应为，故D错误；
故选A。
6．（2023年天津市河北区普通高中学业水平考试模拟）下列反应过程中的能量变化符合如图所示的是
A．镁与盐酸反应生成物的总能量高B．生石灰与水反应
C．氢气在氯气中燃烧D．灼热的炭与二氧化碳反应反应物的总能量低
【答案】D
【分析】图示反应中，生成物总能量大于反应物总能量，图示反应为吸热反应。
【解析】A．镁与盐酸反应是放热反应，生成物的总能量低，故不选A；
B．生石灰与水反应是放热反应，生成物的总能量低，故不选B；
C．氢气在氯气中燃烧是放热反应，生成物的总能量低，故不选C；
D．灼热的炭与二氧化碳反应生成CO，属于吸热反应，反应物的总能量低，生成物总能量高，故选D；
选D。
7．（北京市海淀区2022-2023学年高一学业水平合格性考试模拟）已知：，测得反应过程中溶液温度升高。下列关于该反应的说法中，正确的是
A．属于吸热反应B．属于非氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．能量变化与化学键的断裂和形成有关
【答案】D
【解析】A．溶液温度升高，故为放热反应，A错误；
B．锌元素的化合价升高，氢离子的化合价降低，是氧化还原反应，B错误；
C．该反应为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；
D．化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成，化学键断裂会吸收能量，化学键形成会放出能量，故能量变化与化学键的断裂和形成有关，D正确；
故选D。
8．（四川省雅安市2022-2023学年高一下学期学业水平考试模拟）工业上制盐酸，可先利用在中燃烧生成(放热反应)，下列说法正确的是
A．形成键吸收能量
B．反应放热是由于离子键的变化引起的
C．反应物的总能量大于生成物的总能量
D．和的质量与反应放热的多少无关
【答案】C
【解析】A．化学键的形成放出能量，故形成H-Cl键放出能量，故A错误；
B．反应放热是由于化学键的断裂和形成能量不同，从而使化学反应的能量发生变化，故B错误；
C．此反应放热，故反应物的总能量大于生成物的总能量，故C正确；
D．化学反应的热效应与反应物的量成正比，反应物的质量越多，则反应吸收或放出的热量越多，故D错误；故选C。
9．（北京市丰台区2023年普通高中学业水平合格性考试模拟）下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是
A．Na2O2与水的反应属于放热反应
B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．与NH4Cl的反应属于放热反应
D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境中释放能量
【答案】C
【解析】A．Na2O2与水的反应过程中放出大量的热，属于放热反应，A项正确；
B．化学键的断裂需要吸收能量，化学键的形成能够放出能量，化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，B项正确；
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，C项错误；
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，反应过程中要向外界释放能量，D项正确；
故选C。
10．（湖南省郴州市2022-2023学年高一下学期学业水平合格性考试模拟）图为某原电池装置示意图，下列有关说法正确的是
A．Zn为负极
B．该装置是将电能转化为化学能
C．锌片上发生的反应：
D．电子流向：Cu→导线→Zn
【答案】A
【解析】A．锌铜原电池中，活泼金属做负极，则Zn为负极，A正确；
B．该装置为原电池，将化学能转化为电能，B错误；
C．锌做负极，失电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，C错误；
D．原电池中电子流向是从负极经导线流入正极，则电子流向：Zn→导线→Cu，D错误；
故选A。
11．（2023年江苏省扬州市普通高中学业水平合格性模拟）甲醇重整反应的原理为，其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应是一个吸收热量的过程
B．反应物的总能量小于生成物的总能量
C．由氢原子形成H-H键时放出能量
D．H-C键断裂时放出能量
【答案】C
【解析】A．由图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，题中转化过程是一个放出能量的过程，故A错误，不符合题意；
B．由图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，故B错误，不符合题意；
C．形成H-H键放出能量，故C正确，符合题意；
D．断开键吸收能量，故D错误，不符合题意；
故选C。
12．（云南省2022-2023学年高二下学期普通高中学业水平考试模拟）常见锌锰干电池的构造如下图所示，下列说法不正确的是
A．该电池属于一次电池
B．电池工作时，电能转化为化学能
C．电池工作时，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒
D．电池工作时，锌筒作负极，电极反应式为
【答案】B
【分析】由图可知，锌锰干电池为不能充电的一次电池，电池工作时，锌筒为负极，石墨棒为正极。
【解析】A．锌锰干电池不能充电，属于一次电池，故A正确；
B．锌锰干电池工作时，化学能转化为电能，故B错误；
C．由分析可知，电池工作时，锌筒为负极，石墨棒为正极，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒，故C正确；
D．由分析可知，电池工作时，锌筒为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为，故D正确；
故选B。
13．（陕西省2022-2023学年高二下学期化学学业水平模拟）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．电子从a电极沿外电路流向b电极
【答案】D
【分析】燃料电池的工作原理为原电池原理，是化学能转化为电能的装置，该电池中a电极为负极、发生氧化反应，b电极为正极、发生还原反应，电解质溶液为KOH溶液，据此分析解答。
【解析】A．b电极为正极、故O2在b电极上发生还原反应，A错误；
B．阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；故电解质溶液中OH-向负极移动，B错误；
C．燃料电池的工作原理为原电池原理，是化学能转化为电能的装置，C错误；
D．电子的流向为负极到正极，故电子从a电极沿外电路流向b电极，D正确；
故选D。
14．（陕西省2022-2023学年高二下学期学业水平考试模拟）下列各反应中，符合下图能量变化的是
A．天然气燃烧B．镁条和盐酸的反应
C．盐酸与碳酸氢钠反应D．硫酸和氢氧化钡的反应
【答案】C
【解析】A．天然气的燃烧为放热反应，A错误；
B．镁条和盐酸的反应是活泼金属与酸的反应，是放热反应，B错误；
C．做盐酸与碳酸氢钠反应的实验时，触摸试管底部，会感觉到冰凉，表明反应为吸热反应，C正确；
D．硫酸和氢氧化钡的反应为酸碱中和反应，是放热反应，D错误；
故选C。
15．（北京市丰台区2023年普通高中学业水平考试模拟）根据原电池原理，人们研制出了性能各异的化学电池。
(1)利用H2与O2的反应设计氢氧燃料电池，装置如图所示。
①通入H2的一极是电池的 (填“正极”或“负极”)。
②电子从通入 的一极经导线流向通入 的一极(填“H2”或“O2”)。
③通入O2一极的电极反应式为 。
(2)一种新型Mg－海水电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 (填字母)。
a．该电池工作时，金属镁作正极
b．H2O2在石墨电极上得到电子，发生还原反应
【答案】(1)负极 H2 O2 O2+4e-+2H2O=4OH- (2)b
【分析】Mg-H2O2电池中，Mg是活泼金属、易失电子作负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，H2O2具有氧化性，在石墨电极上发生还原反应，石墨电极为正极，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，放电时，电解质溶液中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此分析解答。
【解析】（1）①H2与O2反应生成水，氢气失电子化合价升高，通入H2的一极是电池的负极；
②原电池工作时电子由负极沿导线流到正极，所以电子从通入H2的一极通过导线流向通入O2的一极；
③KOH溶液为碱性介质，通入O2一极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）a．Mg-H2O2电池中，Mg较活泼、被氧化、作负极，故a错误；
b．双氧水作为氧化剂，在石墨上发生还原反应生成氢氧根离子，故b正确；
故选b。
吸热
反应
①大多数分解反应，如CaCO3、NH4HCO3、NH4Cl等的分解反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应
放热
反应
①燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③活泼金属与水或酸的反应 ④活泼金属氧化物与水、酸的反应 ⑤金属单质间的置换反应，如铝热反应
⑥大多数化合反应(C与CO2反应等除外)，如合成氨反应、SO2与O2生成SO3的反应等
类型
比较
放热反应
吸热反应
图示
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
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
实验编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
、
稀盐酸
偏向
2
、
溶液
偏向
3
、
浓硝酸
偏向
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
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc5960" PAGEREF _Tc5960 \h 1
\l "_Tc23125" PAGEREF _Tc23125 \h 1
\l "_Tc936" 考点一 化学反应与能量变化 PAGEREF _Tc936 \h 1
\l "_Tc18926" 考点二 原电池原理 PAGEREF _Tc18926 \h 4
\l "_Tc9035" 考点三 化学电源 PAGEREF _Tc9035 \h 6
\l "_Tc31188" PAGEREF _Tc31188 \h 9
\l "_Tc22730" PAGEREF _Tc22730 \h 17
1．了解常见的吸热反应和放热反应，认识化学反应中能量变化的原因。
2．了解常规能源使用中存在的问题，体会节能和开发高能清洁燃料的重要性。
3．以原电池为例认识化学能可以转化为电能。
4．了解简单原电池的构成要素和工作原理，知道原电池原理的基本应用。
5．了解常见的化学电源及其在生活中的应用，了解简单电极反应式的书写。
考点一 化学反应与能量变化
一、吸热反应和放热反应
1．吸热反应与放热反应
放热反应：释放热量的化学反应；
吸热反应：吸收热量的化学反应。
2.．常见的吸热反应和放热反应
【温馨提示】需要加热的反应不一定是吸热反应，如C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2；不需要加热的反应也不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。
二、化学反应能量变化的原因
1．化学反应的本质是反应物中化学键的断裂与生成物中化学键的形成过程，化学反应过程中的能量变化取决于化学键断裂吸收的能量与化学键形成释放的能量的相对大小，即：
eq \a\vs4\al(吸收能量E1)eq \a\vs4\al(\(――→，\s\up7(旧化学键断裂),\s\d5(新化学键形成)))eq \a\vs4\al(反应物)eq \a\vs4\al(生成物)eq \a\vs4\al(释放能量E2)
【温馨提示】旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。
2．一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应放出能量；
当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应吸收能量。
【温馨提示】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。
【典例分析】
【例1】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）自热火锅由于其加热方便快捷，深受人们的喜爱。其原理是发热包中的氧化钙与水发生了放热反应。下列属于放热反应的是
A．水煤气的制备B．酸碱中和反应C．碳酸钙高温分解D．氢氧化钡与氯化铵反应
【答案】B
【解析】A．水煤气的制备反应为吸热反应，A不符合题意；
B．酸碱中和反应为放热反应，B符合题意；
C．碳酸钙的分解反应为吸热反应，C不符合题意；
D．氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应，D不符合题意，D不符合题意；
故选B。
【例2】（2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列关于能量的叙述正确的是
A．化学键断裂要放出能量B．如图所示反应为放热反应
C．氢气在氧气中的燃烧是放热反应D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
【答案】C
【解析】A．化学键断裂需要吸收能量，成键时释放能力，故A错误；
B．如图所示，反应物的总能量低于生成物的总能量，故该反应为吸热反应，故B错误；
C．氢气在氧气中的燃烧是放热反应，故C正确；
D．化学反应中能量变化的大小与参加反应的反应物的质量多少有关，故D错误。
故选C。
【例3】（2023年湖南省普通高中学业水平考试）下列反应中，属于吸热反应的是
A．盐酸与碳酸氢钠的反应B．盐酸与镁条的反应
C．天然气在氧气中的燃烧D．硫酸与氢氧化钠的反应
【答案】A
【解析】A．盐酸与碳酸氢钠的反应属于吸热反应，A正确；
B．盐酸与镁条的反应属于放热反应，B错误；
C．天然气在氧气中的燃烧属于放热反应，C错误；
D．硫酸与氢氧化钠的反应属于放热反应，D错误；
故选A。
考点二 原电池原理
1．间接转化——火力发电
(1)火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，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eq \(――→,\s\up7(燃料燃烧))热能eq \(――→,\s\up7(蒸汽轮机))机械能eq \(――→,\s\up7(发电机))电能，其中能量转换的关键环节是燃烧。
2．直接转化——原电池
(1)概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
(2)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。
(3)工作原理(以铜—锌原电池为例)
【温馨提示】
(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。
【典例分析】
【例1】（2023年湖北省普通高中学业水平合格性考试）如图为锌铜原电池装置示图，下列说法正确的是
A．Zn是正极B．Cu表面有气泡产生
C．负极上发生还原反应D．电子从铜电极流向锌电极
【答案】B
【分析】Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，据此分析解答；
【解析】A．较活泼金属锌为该电池的负极，故A错误；
B．正极铜电极发生还原反应：2H++2e－=H2↑，Cu表面有气泡产生，故B正确；
C．负极锌极失电子发生氧化反应：Zn-2e- =Zn2+，故C错误；
D．电子由负极Zn电极经外电路流向正极Cu电极，故D错误；
故选B。
【例2】（2023年四川省高中学业水平合格性考试）某原电池装置如图所示。
该电池工作时，下列说法正确的是
A．Zn棒作正极B．溶液中Cu2+移向Zn棒
C．电子从Zn棒经导线流向Cu棒D．该装置将电能转化成化学能
【答案】C
【解析】A．Zn发生失电子的氧化反应，作负极，故A错误；
B．溶液中阳离子移向正极，故Cu2+移向Cu棒，故B错误；
C．电子由负极经导线流向正极，故C正确；
D．原电池装置将化学能转化成电能，故D错误；
故选C。
【例3】（2023年湖南省普通高中学业水平考试）下列关于如图所示装置的叙述，正确的是
A．该装置能将化学能转化为电能B．石墨是负极
C．电子由石墨通过导线流向锌片D．锌电极上发生的反应为：
【答案】A
【分析】由图可知，该装置能将化学能转化为电能的原电池，锌为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，石墨为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e—= H2↑。
【解析】A．由分析可知，该装置能将化学能转化为电能的原电池，故A正确；
B．由分析可知，石墨为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，故B错误；
C．由分析可知，锌为原电池的负极，石墨为正极，则电子由锌片通过导线流向石墨，故C错误；
D．由分析可知，锌为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+，故D错误；故选A。
考点三 化学电源
1．常见的化学电源
(1)锌锰干电池
锌筒是负极，石墨棒是正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质，在使用过程中，电子由锌筒流向石墨棒，锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效，这种电池内部的氧化还原反应无法逆向进行，放电之后不能充电，属于一次电池。
(2)铅酸蓄电池
放电时PbO2是正极发生还原反应，Pb是负极发生氧化反应，稀硫酸是电解质；在充电时与放电时所进行的氧化还原反应是可逆的，可以实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环，这种充电电池属于二次电池。另外，常见的充电电池还有氢镍电池、锂离子电池、银锌电池、镉镍电池等。
(3)燃料电池
①电池结构——以氢氧酸性燃料电池为例：
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。
②工作原理：燃料电池是通过燃料与氧气分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极。
【典例分析】
【例1】（2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列常见的化学电源属于一次电池的是
A．镍氢电池B．铅酸蓄电池C．锂离子电池D．锌锰干电池
【答案】D
【分析】放电后不可再充电的电池为一次电池；放电后可以再充电而反复使用的电池为二次电池。
【解析】A．镍氢电池是可充电的电池，可以重复使用，不属于一次电池，A错误；
B．铅蓄电池是可充可放的电池，是二次电池，B错误；
C．锂离子电池为可充电电池，属于二次电池，C错误；
D．锌锰干电池是一次性电池，不可以充电，D正确；
故选D。
【例2】（云南省2023年普通高中学业水平考试）用柠檬汁及电极材料组装的水果电池可观察到灯泡发亮，装置如图所示。下列分析正确的是
A．铝片是正极B．柠檬汁是电解质溶液
C．电子从铝电极流出经柠檬汁到铜电极D．H+在铜电极上失电子发生还原反应生成H2
【答案】B
【解析】A．Al的金属活动性强于铜，则铝片是负极，A不正确；
B．柠檬汁里含有机酸，是电解质溶液，B正确；
C．电子不能经过溶液，电子从铝电极流出，经灯泡流到铜电极，C不正确；
D．H+在铜电极上得电子发生还原反应，从而生成H2，D不正确；
故选B。
【例3】（2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试）根据原电池原理，人们研制出很多结构和性能各异的化学电池，用来满足不同的用电需要。常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列说法错误的是
A．锌筒质量逐渐减小B．该电池放电之后不能充电
C．此装置中，石墨棒作正极D．电子从石墨棒通过导线流向锌筒
【答案】D
【分析】图示的电池为锌锰电池，锌筒作为电池的负极，其电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，碳棒为电池的正极，其反应的电极方程式为2NH+2e-=2NH3↑+H2↑。
【解析】A．根据电池反应，锌筒作为电池负极逐渐被反应，锌筒质量逐渐减小，A正确；
B．该电池为一次电池，放电后不能重复充电，B正确；
C．石墨棒作为正极，体系中的NH在此电极上放电，C正确；
D．电池中锌失去电子后通过导线转移到石墨棒上，C错误；
故选D。
1．（2023年黑龙江省春季普通高中学业合格考试）铜锌原电池装置如图所示，有关叙述正确的是
A．该装置可将化学能转化为电能
B．Zn为正极，Cu为负极
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．总反应的化学方程式为：
【答案】A
【分析】由图可知，该装置为化学能转化为电能的原电池，金属性强于铜的锌做原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，总反应的方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑。
【解析】A．由分析可知，该装置为化学能转化为电能的原电池，故A正确；
B．由分析可知，金属性强于铜的锌做原电池的负极，铜为正极，故B错误；
C．由分析可知，金属性强于铜的锌做原电池的负极，铜为正极，则电流从铜片经导线流向锌片，故C错误；
D．由分析可知，总反应的方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑，故D错误；
故选A。
2．（2023年四川省高中学业水平合格性考试）化学反应的能量变化是人类获取能量的重要途径.某化学反应的能量变化加图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应是吸热反应B．可能是盐酸与NaHCO3的反应
C．能量变化只与化学键断裂有关D．生成物的总能量低于反应物的总能量
【答案】D
【解析】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，故A错误；
B．盐酸与NaHCO3的反应为吸热反应，而图像为放热反应，故B错误；
C．能量的变化与化学键的断裂和形成都有关系，故C错误；
D．由图象可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，故D正确；
故选D。
3．（2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列关于如图所示原电池装置的叙述错误的是
A．锌片作负极B．电子从锌片经导线流向铜片
C．将稀硫酸换成乙醇，电流表不偏转D．该装置中化学能转化为电能的转化率可达100%
【答案】D
【分析】这是一个铜、锌和稀硫酸的原电池，活泼金属锌是负极，铜是正极，反应中锌失去电子形成锌离子，硫酸中的氢离子得电子生成氢气，原电池中电子有负极经过外电路到达正极。
【解析】A．活泼金属锌为负极，不活泼金属铜为正极，故A正确；
B．原电池中电子有负极经过外电路流向正极，有锌流向铜，故B正确；
C．乙醇是非电解质，稀硫酸换成乙醇不再满足原电池形成条件，没有电解质溶液，电流表指针不偏转，故C正确；
D．化学能转化为电能的转化效率不可能达到100%，还有化学能转化为热能等，故D错误；
故选D。
4.（云南省2023年春季学期期末普通高中学业水平考试）市面上销售的食品“自嗨锅”，只需向其中加入水便可烹煮食物。从化学反应过程中的能量变化角度分析，加入水时发生的化学反应属于
A．放热反应B．吸热反应C．分解反应D．水解反应
【答案】A
【解析】根据题中信息可知，加入水便可烹煮食物，说明该反应过程中是放热反应，故A符合题意；
故选A。
5．（2023年6月浙江省学业水平适应性考试）某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下表。下列说法错误的是
A．实验1：铝片上有气泡生成，发生还原反应
B．实验2：溶液中向电极移动
C．实验3：电子从铝片流向硝酸溶液再流向铜片
D．上述三组对比实验可知，金属性强的金属在原电池中不一定做负极
【答案】C
【分析】三组实验都形成了原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电流表的指针向正极偏转。
【解析】A. 实验1：该原电池装置中作负极，作正极，溶液中的氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，A正确；
B．实验2：该原电池装置中作正极，作负极，阴离子向负极移动，B正确；
C．实验3，该原电池装置中作负极，作正极，电子从铜片经导线流向铝片，C错误；
D．上述三组对比实验可知，金属性强的金属在原电池中不一定做负极，能自主与电解质溶液发生氧化还原反应的一极作负极，D正确；
故选C。
6．（2022年广东省高中学业平合格考试）将铁片和铜片贴在浸润过稀硫酸的滤纸两侧，用导线连接电流计，制成简易电池，装置如图。关于该电池的说法正确的是
A．铜片上有产生
B．负极反应为
C．铁电极附近溶液中的增大
D．放电时电子流向：铜片→电流计→铁片
【答案】B
【分析】将铁片和铜片贴在浸润过稀硫酸的滤纸两侧，用导线连接电流计，制成简易电池，该原电池中Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Cu作正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，铜片上有H2产生，A错误；
B．由分析可知，Fe作负极，负极反应为，B正确；
C．由分析可知，H+由负极移向正极，即铁电极附近溶液中的减小，C错误；
D．原电池放电时电子流向：负极即铁片铁片→电流计→正极即铜片，D错误；
故选B。
7.（2022年西藏自治区普通高中学业水平考试）下列反应中，属于吸热反应的是
A．甲烷在空气中燃烧B．酸碱中和反应
C．石灰石高温分解D．锌与盐酸反应
【答案】C
【解析】A．甲烷在空气中燃烧属于放热反应，故A错误；
B．酸碱中和反应属于放热反应，故B错误；
C．石灰石高温分解属于吸热反应，故C正确；
D．锌与盐酸反应属于放热反应，故D错误；
故选C。
8.（2022年海南省普通高中学业水平合格性考试）将锌片和铜片插入苹果中制成水果电池。有关说法正确的是
A．将电能转化为化学能
B．锌片上发生还原反应
C．铜片是原电池的正极
D．电子流向：铜片→电流表→锌片
【答案】C
【解析】A．原电池是将化学能转化为电能，A错误；
B．锌做负极，发生氧化反应，B错误；
C．根据分析可知铜做正极，C正确；
D．电子流向：锌片→电流表→铜片，D错误；
故选C。
9．（甘肃省2022年夏季普通高中学业水平合格性考试）某兴趣小组用大小和形状相同的铜片和锌片作电极研究柠檬水果电池，装置如下图所示，当电池工作时，下列说法不正确的是
A．铜片电极上发生了还原反应B．锌片电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．该装置实现了从化学能向电能的转化D．电流从锌片经导线流向铜片
【答案】D
【分析】图示装置为水果电池，由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应；Cu为正极，正极上发生还原反应，然后根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则分析电流方向。
【解析】A．在该原电池中，Cu片尾正极，正极上H+得到电子被还原产生H2，故铜片电极上发生了还原反应，A正确；
B．由于金属活动性：Zn＞Cu，所以在该原电池反应中，Zn为负极，发生的电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，B正确；
C．该装置为原电池，是化学能转化为电能的装置，C正确；
D．电子从负极锌片经导线流向正极铜片，而电流方向为正电荷移动方向，故电流从正极铜片经导线流向负极锌片，D错误；
故选D。
10．（甘肃省2022年夏季普通高中学业水平合格性考试）化学反应常伴随能量变化。下列反应属于吸热反应的是
A．过氧化钠与水的反应B．白磷的自燃
C．碳酸氢钠与盐酸的反应D．镁条与盐酸的反应
【答案】C
【解析】A．过氧化钠与水的反应生成氢氧化钠和氧气，放出热量，是放热反应，A错误；
B．白磷的自燃放出热量，是放热反应，B错误；
C．碳酸氢钠与盐酸的反应后溶液的温度降低，是吸热反应，C正确；
D．镁条与盐酸的反应生成氯化镁和氢气，放出热量，是放热反应，D错误；
故选C。
11．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）某学习小组以相同大小的铜片和锌片为电极(其他条件相同)研究水果电池，得到的实验数据如下表所示。下列叙述正确的是
A．该装置将电能转化为化学能
B．该实验所用装置中，负极的材料是铜片
C．该实验所用装置中，锌片发生还原反应
D．该实验表明水果种类和电极间距离对电流大小有影响
【答案】D
【解析】A．该装置是原电池，将化学能转化为电能，故A错误；
B．原电池中，活泼性强的一极为负极，故负极的材料是锌片，故B错误；
C．该实验所用装置中，锌片为负极，失电子，发生氧化反应，故C错误；
D．结合表格信息，该实验表明水果种类和电极间距离对电流大小有影响，故D正确。
故选D。
12．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下图所示装置可以构成原电池的是
A．B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．不具备构成原电池的条件 ，A错误；
B．两电极间没有形成闭合回路，B错误；
C．两电极间没有形成闭合回路，C错误；
D．具备形成原电池的四个条件，D正确；
故选D。
13．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列属于放热反应的是
A．甲烷在空气中燃烧
B．盐酸与碳酸氢钠的反应
C．氢氧化钡与氧化铵的反应
D．灼热的碳与二氧化碳的反应
【答案】A
【解析】常见的放热反应有： ①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。
常见的吸热反应有：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等,故选A。
故选A。
14．（2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试）下列关于能量的叙述错误的是
A．各种物质都具有能量
B．化学反应中的物质变化总会伴随能量变化
C．当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量
D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
【答案】D
【解析】A．物体本身具有内能，因此各种物质都具有能量，故A说法正确；
B．化学反应实质是旧键的断裂和新键的形成，断键吸收能量，形成化学键释放能量，因此化学反应中的物质变化总会伴随能量的变化，故B说法正确；
C．化学变化过程中，断键需要吸收能量，故C说法正确；
D．反应物质量多少与反应中能量变化的大小成正比，故D说法错误；
故选D。
15．（2023年福建省普通高中学业合格性考试）将锌片和铜片插入柠檬中(如图)，电流计G的指针发生偏转。下列关于该装置的说法正确的是
A．铜片逐渐被腐蚀B．锌片上发生还原反应
C．该装置将化学能转化为电能D．电子流向：铜片→电流计→锌片
【答案】C
【分析】锌片和铜片插入柠檬中形成原电池装置，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。
【解析】A．由以上分析可知Cu作正极，正极被保护，不被腐蚀，故A错误；
B．锌作负极，失电子发生氧化反应，故B错误；
C．该装置为原电池，可将化学能转化为电能，故C正确；
D．电子由负极锌流出，经导线流向正极铜，故D错误；
故选C。
1.（天津市红桥区2022-2023学年高一学业水平考试模拟）下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石B．通电分解水C．木炭燃烧D．小苏打受热分解
【答案】C
【解析】A．煅烧石灰石是分解反应是吸热反应，A不符合题意；
B．通电分解水是分解反应是吸热反应，B不符合题意；
C．木炭燃烧过程中放出大量的热，是放热反应，C符合题意；
D．小苏打受热分解是分解反应是吸热反应，D不符合题意；
故选C。
2．（江西省赣州市2023-2024学年高二学业水平考试模拟）西红柿中含有矿物盐、有机酸等，某同学利用题图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是
A．电极是该电池的正极B．电极表面产生的气体是
C．电子经导线由电极流入电极D．该装置可将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】A．Zn比Cu活泼，如图所示装置探究中，Zn作负极，故A错误；
B．Cu作正极，H+在正极得到电子生成，故B正确；
C．Zn作负极，Cu作正极，电子经导线由Zn电极流入Cu电极，故C错误；
D．该装置是原电池，该装置可将化学能转化为电能，故D错误；
故选B。
3．（甘肃省兰州第一中学2023-2024学年高二学业水平考试模拟）下列图示变化为吸热反应的是
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】A．浓硫酸的稀释是物理变化，是放热过程，A错误；
B．反应物总能量大于生成物总能量，是放热反应，B错误；
C．生成物总能量大于反应物总能量，反应过程中吸收能量，C正确；
D．活泼金属置换酸中的氢，该反应是放热反应，D错误；
故选C。
4．（2023年江苏省扬州市普通高中学业水平考试模拟）一种可用于潜艇的电池的电极材料为锂和钢板，电解质为LiOH，使用时加入水即可放电。电池反应为2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑。下列说法正确的是
A．钢板为负极B．H2在正极生成
C．OH-移向正极D．电子由钢板经导线流向锂
【答案】B
【分析】电池反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，Li发生失电子的氧化反应，Li为负极，钢板为正极，结合原电池原理作答。
【解析】A．根据分析，Li为负极，钢板为正极，A项错误；
B．电池反应中H元素的化合价由+1价降至0价，H2O在正极上发生得电子的还原反应生成H2：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；
C．阴离子OH-移向负极，C项错误；
D．原电池工作时电子由负极经导线流向正极，电子由负极锂经导线流向正极钢板，D项错误；
故选B。
5．（辽宁省鞍山市2023年高中学业水平考试模拟）关于如图所示的原电池，下列说法正确的是
A．负极发生氧化反应B．电子由铜片通过导线流向锌片
C．该装置能将电能转化为化学能D．铜片上发生的反应为
【答案】A
【分析】由图可知，锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电子由负极锌片通过导线流向正极铜。
【解析】A．由分析可知，锌电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，故A正确；
B．电子由负极锌片通过导线流向正极铜，故B错误；
C．由分析可知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，故C错误；
D．铜电极为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，反应为，故D错误；
故选A。
6．（2023年天津市河北区普通高中学业水平考试模拟）下列反应过程中的能量变化符合如图所示的是
A．镁与盐酸反应生成物的总能量高B．生石灰与水反应
C．氢气在氯气中燃烧D．灼热的炭与二氧化碳反应反应物的总能量低
【答案】D
【分析】图示反应中，生成物总能量大于反应物总能量，图示反应为吸热反应。
【解析】A．镁与盐酸反应是放热反应，生成物的总能量低，故不选A；
B．生石灰与水反应是放热反应，生成物的总能量低，故不选B；
C．氢气在氯气中燃烧是放热反应，生成物的总能量低，故不选C；
D．灼热的炭与二氧化碳反应生成CO，属于吸热反应，反应物的总能量低，生成物总能量高，故选D；
选D。
7．（北京市海淀区2022-2023学年高一学业水平合格性考试模拟）已知：，测得反应过程中溶液温度升高。下列关于该反应的说法中，正确的是
A．属于吸热反应B．属于非氧化还原反应
C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．能量变化与化学键的断裂和形成有关
【答案】D
【解析】A．溶液温度升高，故为放热反应，A错误；
B．锌元素的化合价升高，氢离子的化合价降低，是氧化还原反应，B错误；
C．该反应为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；
D．化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成，化学键断裂会吸收能量，化学键形成会放出能量，故能量变化与化学键的断裂和形成有关，D正确；
故选D。
8．（四川省雅安市2022-2023学年高一下学期学业水平考试模拟）工业上制盐酸，可先利用在中燃烧生成(放热反应)，下列说法正确的是
A．形成键吸收能量
B．反应放热是由于离子键的变化引起的
C．反应物的总能量大于生成物的总能量
D．和的质量与反应放热的多少无关
【答案】C
【解析】A．化学键的形成放出能量，故形成H-Cl键放出能量，故A错误；
B．反应放热是由于化学键的断裂和形成能量不同，从而使化学反应的能量发生变化，故B错误；
C．此反应放热，故反应物的总能量大于生成物的总能量，故C正确；
D．化学反应的热效应与反应物的量成正比，反应物的质量越多，则反应吸收或放出的热量越多，故D错误；故选C。
9．（北京市丰台区2023年普通高中学业水平合格性考试模拟）下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是
A．Na2O2与水的反应属于放热反应
B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．与NH4Cl的反应属于放热反应
D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境中释放能量
【答案】C
【解析】A．Na2O2与水的反应过程中放出大量的热，属于放热反应，A项正确；
B．化学键的断裂需要吸收能量，化学键的形成能够放出能量，化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，B项正确；
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，C项错误；
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，反应过程中要向外界释放能量，D项正确；
故选C。
10．（湖南省郴州市2022-2023学年高一下学期学业水平合格性考试模拟）图为某原电池装置示意图，下列有关说法正确的是
A．Zn为负极
B．该装置是将电能转化为化学能
C．锌片上发生的反应：
D．电子流向：Cu→导线→Zn
【答案】A
【解析】A．锌铜原电池中，活泼金属做负极，则Zn为负极，A正确；
B．该装置为原电池，将化学能转化为电能，B错误；
C．锌做负极，失电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，C错误；
D．原电池中电子流向是从负极经导线流入正极，则电子流向：Zn→导线→Cu，D错误；
故选A。
11．（2023年江苏省扬州市普通高中学业水平合格性模拟）甲醇重整反应的原理为，其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应是一个吸收热量的过程
B．反应物的总能量小于生成物的总能量
C．由氢原子形成H-H键时放出能量
D．H-C键断裂时放出能量
【答案】C
【解析】A．由图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，题中转化过程是一个放出能量的过程，故A错误，不符合题意；
B．由图像可知，反应物总能量高于生成物总能量，故B错误，不符合题意；
C．形成H-H键放出能量，故C正确，符合题意；
D．断开键吸收能量，故D错误，不符合题意；
故选C。
12．（云南省2022-2023学年高二下学期普通高中学业水平考试模拟）常见锌锰干电池的构造如下图所示，下列说法不正确的是
A．该电池属于一次电池
B．电池工作时，电能转化为化学能
C．电池工作时，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒
D．电池工作时，锌筒作负极，电极反应式为
【答案】B
【分析】由图可知，锌锰干电池为不能充电的一次电池，电池工作时，锌筒为负极，石墨棒为正极。
【解析】A．锌锰干电池不能充电，属于一次电池，故A正确；
B．锌锰干电池工作时，化学能转化为电能，故B错误；
C．由分析可知，电池工作时，锌筒为负极，石墨棒为正极，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒，故C正确；
D．由分析可知，电池工作时，锌筒为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为，故D正确；
故选B。
13．（陕西省2022-2023学年高二下学期化学学业水平模拟）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．电子从a电极沿外电路流向b电极
【答案】D
【分析】燃料电池的工作原理为原电池原理，是化学能转化为电能的装置，该电池中a电极为负极、发生氧化反应，b电极为正极、发生还原反应，电解质溶液为KOH溶液，据此分析解答。
【解析】A．b电极为正极、故O2在b电极上发生还原反应，A错误；
B．阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；故电解质溶液中OH-向负极移动，B错误；
C．燃料电池的工作原理为原电池原理，是化学能转化为电能的装置，C错误；
D．电子的流向为负极到正极，故电子从a电极沿外电路流向b电极，D正确；
故选D。
14．（陕西省2022-2023学年高二下学期学业水平考试模拟）下列各反应中，符合下图能量变化的是
A．天然气燃烧B．镁条和盐酸的反应
C．盐酸与碳酸氢钠反应D．硫酸和氢氧化钡的反应
【答案】C
【解析】A．天然气的燃烧为放热反应，A错误；
B．镁条和盐酸的反应是活泼金属与酸的反应，是放热反应，B错误；
C．做盐酸与碳酸氢钠反应的实验时，触摸试管底部，会感觉到冰凉，表明反应为吸热反应，C正确；
D．硫酸和氢氧化钡的反应为酸碱中和反应，是放热反应，D错误；
故选C。
15．（北京市丰台区2023年普通高中学业水平考试模拟）根据原电池原理，人们研制出了性能各异的化学电池。
(1)利用H2与O2的反应设计氢氧燃料电池，装置如图所示。
①通入H2的一极是电池的 (填“正极”或“负极”)。
②电子从通入 的一极经导线流向通入 的一极(填“H2”或“O2”)。
③通入O2一极的电极反应式为 。
(2)一种新型Mg－海水电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是 (填字母)。
a．该电池工作时，金属镁作正极
b．H2O2在石墨电极上得到电子，发生还原反应
【答案】(1)负极 H2 O2 O2+4e-+2H2O=4OH- (2)b
【分析】Mg-H2O2电池中，Mg是活泼金属、易失电子作负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，H2O2具有氧化性，在石墨电极上发生还原反应，石墨电极为正极，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，放电时，电解质溶液中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此分析解答。
【解析】（1）①H2与O2反应生成水，氢气失电子化合价升高，通入H2的一极是电池的负极；
②原电池工作时电子由负极沿导线流到正极，所以电子从通入H2的一极通过导线流向通入O2的一极；
③KOH溶液为碱性介质，通入O2一极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）a．Mg-H2O2电池中，Mg较活泼、被氧化、作负极，故a错误；
b．双氧水作为氧化剂，在石墨上发生还原反应生成氢氧根离子，故b正确；
故选b。
吸热
反应
①大多数分解反应，如CaCO3、NH4HCO3、NH4Cl等的分解反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应
放热
反应
①燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③活泼金属与水或酸的反应 ④活泼金属氧化物与水、酸的反应 ⑤金属单质间的置换反应，如铝热反应
⑥大多数化合反应(C与CO2反应等除外)，如合成氨反应、SO2与O2生成SO3的反应等
类型
比较
放热反应
吸热反应
图示
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
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
实验编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
、
稀盐酸
偏向
2
、
溶液
偏向
3
、
浓硝酸
偏向
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
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