2026春季高考化学总复习：第13讲 化学反应与能量的变化 （原卷版）

第13讲化学反应与能量的变化

目录

明晰学考要求...................................................................1

基础知识梳理...................................................................1

考点精讲精练...................................................................1

考点一化学反应与热效应...............................................................5

考点二原电池原理.....................................................................5

考点三常见化学电源...................................................................7

考点四能源的利用.....................................................................9

实战能力训练...........................................................................................................................................................10

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。

一、化学反应与热效应

1．吸热反应与放热反应

放热反应：热量的化学反应；

吸热反应：热量的化学反应。

2.．常见的吸热反应和放热反应

①大多数反应，如CaCO3、NH4HCO3、NH4Cl等的分解反应

吸热

②的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应

反应

③以C、H2、CO为还原剂的反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2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、

放热

酸的反应⑤金属单质间的置换反应，如铝热反应

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

点燃

【注意】需要加热的反应不一定是吸热反应，如C＋O2=====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。

3、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与生成物中化学键的过程，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，即：

旧化学键断裂

――→，

吸收能量E1新化学键形成反应物生成物释放能量E2

【注意】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与的相对大小。

当反应物的总能量生成物的总能量时，化学反应能量；

当反应物的总能量生成物的总能量时，化学反应能量。

类型

放热反应吸热反应

比较

图示

【注意】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。

4.能源的利用：

（1）常见能源的分类：了解一次能源（如煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能等）和

二次能源（如电能、蒸汽、酒精等）的概念，以及可再生能源和不可再生能源的区别。

（2）能源的开发与利用：认识到提高燃料的燃烧效率、开发新型清洁能源对解决能源危机

和环境保护的重要性，如氢能、太阳能、核能等新能源的开发和利用前景。

二、原电池原理

1．间接转化——火力发电

(1)火力发电原理：首先通过燃烧时发生的氧化还原反应，使转变为，加热水使之

汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电。

燃料燃烧蒸汽轮机发电机

(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。

2．直接转化——原电池

(1)概念和反应本质

原电池是把转化为的装置，其反应本质是反应。

(2)构成条件

一看反应。看是否有能进行的氧化还原反应发生。

二看两电极。具有的两个电极(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溶液；②两电极或接触；③)两电

极插入溶液。

(3)工作原理(以铜—锌原电池为例)

电极材料锌铜

电极名称极极

电极反应

反应类型反应反应

电子流向电子从极流出经外电路流入极

离子移向阳离子移向极，阴离子移向极

【注意】

(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。

三、化学电源

1．常见的化学电源

(1)锌锰干电池

是负极，是正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作，在使用过程中，电子

由流向，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进行，放电之后不能充电，属于电池。

(2)铅酸蓄电池

放电时是正极发生还原反应，是负极发生氧化反应，是电解质；在充电时与放电时

所进行的氧化还原反应是的，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。

种类酸性碱性

－＋－－

负极反应式2H2－4e===4H2H2＋4OH－4e===4H2O

－＋－－

正极反应式O2＋4e＋4H===2H2OO2＋2H2O＋4e===4OH

电池总反应式2H2＋O2===2H2O

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反应，将能直接转化为

电能的装置，通入燃料的电极是极，通入氧气的电极是极。

考点一化学反应与热效应

【典型例题】

【例1】（2020高三下·海南·学业考试）把钠放入水中，观察到钠熔成一个光亮的小球，据此可得出的结论

是

A．钠的硬度小B．钠的熔点低

C．反应吸热D．钠呈金黄色光泽

【例2】（2020高二上·贵州·学业考试）下列说法正确的是

A．NaOH固体溶于水是吸热过程

B．催化剂对化学反应速率无影响

C．升高温度可以加快化学反应速率

D．凡是需要加热才能发生的化学反应都是吸热反应

【例3】（2021高二上·浙江·学业考试）下列说法不正确的是

A．硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键相同

B．氯化氢溶于水或者熔融条件下能电离出H+、Cl-

C．在相同温度下，H2O的电离能力大于CH3CH2OH

D．固体NaOH、浓硫酸溶于水都表现放热与微粒之间的相互作用有关

【即时演练】

1．（2023高一下·天津·学业考试）下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述不正确的是

A．分别向Na2CO3和NaHCO3中加入少量水，都伴随着放热现象

B．在相同温度下，Na2CO3比NaHCO3的溶解度大

C．可以用加热的方法除去Na2CO3固体中含有的NaHCO3

D．等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量同浓度盐酸反应，前者消耗盐酸多

2．（2023高一下·四川雅安·学业考试）工业上制盐酸，可先利用H2在Cl2中燃烧生成HCl(放热反应)，下列

说法正确的是

A．形成HCl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．H2和Cl2的质量与反应放热的多少无关

3．（2022高二上·云南·学业考试）人类利用化学反应中的热能始于火的发现，下列反应中不属于放热反应的

是

A．燃放鞭炮B．酸碱的中和反应

C．焦炭燃烧D．CaCO3受热分解

考点二原电池原理

【典型例题】

【例1】（2024高一下·天津和平·学业考试）下图为原电池原理示意图，有关叙述正确的是

A．当有0.1molZn参与反应时，理论上会生成2.24L气体B．Zn电极上发生还原反应

C．电子从Cu电极经稀硫酸溶液流向Zn电极D．Zn为负极，Cu为正极

【例2】（2023高一下·山东·学业考试）下列装置中不能构成原电池的是

A．B．

C．D．

【例3】（2024高三下·湖南·学业考试）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：Zn2eZn2D．铜电极上发生还原反应

【即时演练】

1．（2024高一上·黑龙江·学业考试）关于原电池原理示意图错误的是

A．锌片上发生的电极反应为Zn2eZn2B．铜片上有气泡产生

C．溶液中阳离子向锌片移动D．电子从锌片经导线流向铜片

2．（2023高一下·黑龙江·学业考试）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

3．（2023高一下·天津·学业考试）如图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是（）

A．锌为负极，发生还原反应

B．原电池是将电能转变为化学能的装置

C．氢离子在铜表面被氧化，产生气泡

D．电流由铜片通过导线流向锌片

考点三常见化学电源

【典型例题】

【例1】（2023高一上·辽宁·学业考试）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

【例2】（2018高一·北京·学业考试）原电池是化学电源的雏形。关于如图所示原电池的说法正确的是

A．能将电能转化为化学能

B．电子从锌片经导线流向铜片

C．锌片为正极，发生氧化反应

D．铜片上发生的反应为Cu2+＋2e－=Cu

【例3】（2023高二上·江苏盐城·学业考试）燃料电池是一种具有广阔发展前景的化学电源，与一般电池的

主要区别在于燃料电池的活性物质是在工作时不断从外部输入的。某氢氧燃料电池的工作原理如图所示，

下列说法不正确的是

A．该装置将化学能转化为电能

B．通入H2的a极为正极

C．该电池工作时电子的流动方向：a极→b极

D．该电池是一种具有优异应用前景的绿色电源

【即时演练】

1．（2022高二·西藏·学业考试）卓玛同学设计用化学电源使LED灯发光的装置如图，下列说法正确的是

A．该装置存在“化学能→电能→光能”的转化

B．电子从Cu经导线流向Zn

C．溶液中H+向负极迁移

D．Zn作正极

2．（2021高二上·广东·学业考试）化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示，下列说法正确的是

A．锌电极发生氧化反应

B．锌片和铜片都有O2产生

C．电子由铜电极经导线流向锌电极

D．原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变

3．（2019高二·重庆·学业考试）下列不属于化学电源的是

A．干电池B．锂电池C．太阳能电池D．铅蓄电池

考点四能源的利用

【典型例题】

【例1】（2022高一下·辽宁·学业考试）下列措施不利于控制和减少汽车尾气污染的是

A．开发氢能源B．使用电动车

C．使用含铅汽油D．某些地区机动车限号出行

【例2】（2022高二·江苏南京·学业考试）犹记2008夏的热烈，拥抱2022冬的激情。北京冬奥会全部场馆

将100%使用太阳能、氢能等清洁能源供电，着力打造“绿色冬奥”，下列有关H2的说法正确的是

A．电解水是获取氢气的途径之一B．升高温度可使氢气转化为液态

点燃

C．反应2H2+O22H2O吸收能量D．断开H－H键释放能量

【例3】（2022高一下·福建龙岩·学业考试）CO2过量排放引起温室效应，导致全球气候变暖。减少CO2排放

是全球经济发展过程中的重要任务。我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和(CO2排放与

吸收平衡)，这有利于改善环境，实现绿色发展。下列措施中不利于实现碳中和目标的是

A．将煤粉碎后再燃烧，可以减少碳排放

B．开发太阳能、氢能等形式能源利用，降低石油、煤炭使用量

C．推广使用电动汽车，减少燃油汽车数量

D．进一步开发水利发电、推广光伏发电

【即时演练】

1．（2020高二·山西·学业考试）“绿色化学”的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污

染。下列属于“绿色化学”的是

A．废弃塑料的回收和利用B．污水的治理

C．在已酸化的土壤中加熟石灰D．氢能源代替化石能源

2．（2023高一下·黑龙江哈尔滨·学业考试）“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产

生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放量，CO2实现“零

排放”。下列选项所述措施能促进实现“碳中和的是

①减少化石燃料使用②发展CO2捕集技术③燃煤中加入石灰石④开发新的能源

A．①②④B．①②③C．①③④D．②③④

3．（2022高二上·江苏盐城·学业考试）酒精(CH3CH2OH)是常见的清洁能源。CH3CH2OH的摩尔质量为

A．30B．46C．46gmol1D．30molL1

1．（2023高一下·辽宁·学业考试）在一定条件下，石墨转化为金刚石的能量变化如下图所示。下列叙述正确

的是

A．石墨比金刚石稳定B．该转化是物理变化

C．石墨转化为金刚石为放热反应D．转化中能量变化与化学键的形成和断裂无关

2．（2023高一下·黑龙江·学业考试）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

点燃

3．（2023高二·北京·学业考试）一氧化碳是一种可燃性气体，燃烧时发生反应：2CO+O22CO2。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

点燃

4．（2022高二上·北京·学业考试）天然气(主要成分为CH4)燃烧时发生反应：CH4+2O2CO2+2H2O。下列

关于该反应的说法中，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．能量变化与化学键的断裂和形成有关

5．（2022高二·山东·学业考试）下列有关钠及其化合物的说法错误的是

A．Na的硬度较小B．Na与H2O的反应是放热反应

C．Na露置于空气中最终生成NaOHD．Na2O2具有强氧化性

6．（2022高二下·黑龙江·学业考试）下列属于放热反应的是

A．煤的燃烧B．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应

C．碳酸钙高温分解D．氯化铵受热分解

7．（2022高一·海南·学业考试）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

8．（2023高一下·黑龙江·学业考试）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：CuH2SO4=CuSO4H2

9．（2021高二·陕西·学业考试）某原电池装置如图所示，下列有关该原电池的说法中错误的是

A．铁棒逐渐溶解B．铁棒发生还原反应

C．该装置可将化学能转化成电能D．电子从铁棒经导线流向碳棒

10．（2022高二上·江苏镇江·学