PAGE專題07化學反應中的能量變化1．（2021·廣東高考真題）“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學，長征系列運載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學品。下列有關說法正確的是A．煤油是可再生能源B．燃燒過程中熱能轉化為化學能C．火星隕石中的質量數為20D．月壤中的與地球上的互為同位素【答案】C【解析】A．煤油來源于石油，屬于不可再生能源，故A錯誤；B．氫氣的燃燒過程放出熱量，將化學能變為熱能，故B錯誤；C．元素符號左上角數字為質量數，所以火星隕石中的20Ne質量數為20，故C正確；D．同位素須為同種元素，3He和3H的質子數不同，不可能為同位素關系，故D錯誤；故選C。2．（2021·浙江高考真題）相同溫度和壓強下，關于反應的，下列判斷正確的是A． B．C． D．【答案】C【分析】一般的烯烴與氫氣發生的加成反應為放熱反應，但是，由于苯環結構的特殊性決定了苯環結構的穩定性，苯與氫氣發生加成反應生成1，3-環己二烯時，破壞了苯環結構的穩定性，因此該反應為吸熱反應。【解析】A．環己烯、1，3-環己二烯分別與氫氣發生的加成反應均為放熱反應，因此，，A不正確；B．苯分子中沒有碳碳雙鍵，其中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的特殊的共價鍵，因此，其與氫氣完全加成的反應熱不等于環己烯、1，3-環己二烯分別與氫氣發生的加成反應的反應熱之和，即，B不正確；C．環己烯、1，3-環己二烯分別與氫氣發生的加成反應均為放反應，，由于1mol1，3-環己二烯與氫氣完全加成后消耗的氫氣是等量環己烯的2倍，故其放出的熱量更多，其；苯與氫氣發生加成反應生成1，3-環己二烯的反應為吸熱反應（），根據蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應熱，因此，C正確；D．根據蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應熱，因此，D不正確。綜上所述，本題選C。3．（2021·浙江高考真題）已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：共價鍵H-HH-O鍵能/(kJ·mol-1)436463熱化學方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1則2O(g)=O2(g)的ΔH為A．428kJ·mol-1 B．-428kJ·mol-1 C．498kJ·mol-1 D．-498kJ·mol-1【答案】D【分析】根據ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和計算。【解析】反應的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O鍵的鍵能為498kJ/mol，2個氧原子結合生成氧氣的過程需要釋放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。1．（2021·江蘇南通市·高三其他模擬）反應2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)ΔH=-1135.7kJ·mol可為火箭發射提供能量。下列有關該反應的說法正確的是A．反應消耗32gN2H4(1)放出1135.7kJ的能量B．反應物中所有化學鍵鍵能之和大于生成物中所有化學鍵鍵能之和C．每生成18g水，反應中轉移電子物質的量為4molD．常溫下該反應可自發進行【答案】D【解析】A．2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)ΔH=-1135.7kJ·mol表示2molN2H4(1)參與反應放熱1135.7kJ，則反應消耗32gN2H4(1)，即1molN2H4(1)，應放出567.85kJ的能量，故A錯誤；B．反應熱ΔH=反應物中所有化學鍵鍵能之和-生成物中所有化學鍵鍵能之和，該反應的ΔH＜0，故反應物中所有化學鍵鍵能之和小于生成物中所有化學鍵鍵能之和，故B錯誤；C．反應2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)中，N2H4中N元素化合價從-2價升高到0價，NO2中N元素化合價從+4價降低到0，則2molN2H4和2molNO2反應生成4mol水時轉移8mol電子，則每生成18g水，即1mol水時，反應中應轉移電子物質的量為2mol，故C錯誤；D．該反應是一個放熱、熵增的反應，在任何溫度下均可以自發進行，故D正確；故選D。2．（2021·浙江高三其他模擬）已知：。相關共價鍵的鍵能如下表：共價鍵鍵能/則的為A． B．C． D．【答案】A【解析】反應熱化學方程式為：SiCl4（g）+2H2（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ?mol-1，反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，設H-H的鍵能為x，則4×360+2×x-2×176-4×431=-236KJ/mol，解得x=，故A正確。故選A。3．（2021·浙江高三三模）十氫萘()是具有高儲氫密度的氫能載體。其脫氫過程的反應為：①②下，進行高壓液態十氫萘催化脫氫實驗，一定時間內測得顯著低于。判斷的能量示意圖正確的是A． B．C． D．【答案】B【分析】兩個反應都為分解反應，屬于吸熱反應，反應物的總能量低于生成物的總能量，△H1＞0，△H2＞0，一定時間內測得顯著低于，說明反應①速率小于反應②，反應①的活化能大于反應②，據此分析解答。【解析】A．圖中△H2＜0，故A不選；B．圖中△H1＞0，△H2＞0，且反應①的活化能大于反應②，故B選；C．圖中為放熱反應，故C不選；D．圖中反應①的活化能小于反應②，故D不選；故選B。4．（2021·重慶高三三模）硫是一種重要的非金屬元素，正交硫(Orthogonalsulfur)是硫穩定存在的唯一形式，單斜硫是硫的同素異形體之一。下列說法不正確的是已知：①S(正交，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296.83kJ?mol-1②S(單斜，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-297.16kJ?mol-1③S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3A．硫黃是一種黃色晶體，不溶于水B．正交硫比單斜硫穩定C．ΔH3=-0.66kJ?mol

-1，D．1molS(單斜，s)和1molO2(g)的總能量高于1molSO2(g)的能量【答案】C【解析】A．硫(俗稱硫磺)是一種黃色晶體，質脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，A正確；B．依據熱化學方程式可知，正交硫燃燒放出的熱量較少，說明正交硫能量低于單斜硫，所以正交硫穩定，B正確；C．根據蓋斯定律①-②得到熱化學方程式：S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3=-0.33kJ?mol-1，C錯誤；D．單斜硫與氧氣反應生成二氧化硫的焓變小于零，為放熱反應，所以1molS(單斜，s)和1molO2(g)的總能量高于1molSO2(g)的能量，D正確；綜上所述答案為C。5．（2021·湖南衡陽市·高三二模）乙二醛(OHCCHO)與O2反應歷程中所涉的反應物(OHCCHO、O2)、過渡態、中間體及產物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相對能量如圖。下列說法錯誤的是A．乙二醛氧化歷程中涉及極性鍵和非極性鍵的斷裂B．乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反應均為放熱反應C．乙二醛氧化歷程中，若加入催化劑，能提高乙二醛的平衡轉化率D．乙二醛與氧氣反應生成乙二酸的控速步驟為：反應物→TSl【答案】C【解析】A．乙二醛氧化歷程中，反應物O2中的O=O非極性鍵及乙二醛中C-H極性鍵的斷裂，A正確；B．由圖可知，乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸時，生成物的總能量都小于反應物的總能量，發生反應放出熱量，因此這些反應均為放熱反應，B正確；C．催化劑只能改變反應途徑，降低反應的活化能，但不改變化學平衡狀態，因此催化劑不能提高乙二醛的平衡轉化率，C錯誤；D．乙二醛與氧氣反應生成乙二酸的控速步驟為活化能最大的步驟，反應物→TS1的活化能最高，速率最慢，所以乙二醛與氧氣反應生成乙二酸的控速步驟為反應物→TS1，D正確；故合理選項是C。6．（2021·浙江高三其他模擬）下列有關熱化學方程式的評價不合理的是選項實驗事實熱化學方程式評價A與足量水完全反應生成，放出熱量260.6kJ正確B熱值為正確C已知，將稀硫酸與稀氫氧化鋇溶液混合不正確；因為同時還生成了硫酸鋇沉淀D已知25℃、101kPa下，120g石墨完全燃燒放出熱量3935.1kJ不正確；明確的同素異形體要注名稱：C(s，石墨)【答案】B【解析】A．160gSO3的物質的量為=2mol，與足量水完全反應生成，放出熱量260.6kJ，則與足量水完全反應生成，放出熱量130.3kJ，故A合理；B．氫氣的熱值是指1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出的熱量，1g氫氣完全燃燒生成液態水放出143kJ的熱量，可求得2mol氫氣完全燃燒生成液態水放出的熱量143kJ4=572kJ，題中生成的是氣態水，故B不合理；C．因Ba2+和S反應生成硫酸鋇沉淀要放出熱量，所以反應熱小于-114.6kJmol-1，故C合理；D．因碳有同素異形體，而同素異形體的能量是不同的，明確的同素異形體要注名稱：C(s，石墨)，故D合理；答案選B。7．（2021·山東泰安市·高三其他模擬）環氧乙烷是口罩制作過程中的消毒劑。通過氧氣與乙烯在石墨烯界面反應可制得環氧乙烷，其原理為石墨烯活化氧分子生成活化氧，活化氧再與乙烯反應生成環氧乙烷。氧氣與乙烯在石墨烯界面反應的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是A．石墨烯不能改變氧氣與乙烯反應的焓變B．反應歷程的各步能量變化中的最小值為0.51eVC．活化氧分子的過程中生成了C—O鍵D．氧氣與乙烯在石墨烯界面的反應屬于加成反應【答案】B【解析】A．石墨烯是該反應的催化劑，催化劑不影響反應物和生成物的總能量大小，不改變反應的焓變，故A正確；B．由能量變化圖可知各步能量變化分別為:0.75eV，0.51eV，0.49eV，1.02eV，0.73eV,1.04eV,能量變化最小為0.49eV，故B錯誤；C．由圖可知，活化氧分子過程中氧氣中的雙鍵斷開與石墨烯中的碳原子形成C-O鍵，故C正確；D．氧氣與乙烯在石墨烯界面的反應中乙烯中的碳碳雙鍵斷裂連接氧原子，符合加成反應的特征，故D正確；故選：B；8．（2021·廣東高三其他模擬）用CO還原NO2時，溫度低于227℃、高于227℃的反應路徑分別如下圖：下列說法正確的是A．當反應物和生成物的量相同時，兩種路徑的焓變相同B．反應的活化能：I＜II，III＜IVC．由①、②的中間狀態分別到其對應的最終狀態均為吸收能量的過程D．在兩種路徑下還原等量的NO2時，消耗CO的量相同【答案】D【解析】A．焓變與物質的種類、數量、聚集狀態有關，受體系的溫度、壓強等因素影響，雖然兩種反應路徑的反應物和生成物的量相同，但體系溫度不同，則焓變不同，A錯誤；B．反應慢說明反應的活化能高，所需能量高，反應快說明反應的活化能低，所需能量低，B錯誤；C．由①狀態到其對應的最終狀態為化學鍵斷裂的過程(生成NO)，是吸收能量的過程，由②狀態到其對應的最終狀態為化學鍵形成的過程(生成CO2)，是釋放能量的過程，C錯誤；D．無論哪種路徑，N元素均由+4價降到+2價，C元素均由+2價升高至+4價，即還原等量的NO2時，消耗CO的量一定相同，D正確。故選D。9．（2021·全國高三其他模擬）利用太陽光在特殊催化劑表面可以實現高效分解水，其主要過程如圖所示。已知：幾種物質中化學鍵的鍵能如表所示。化學鍵H—OO=OH—HO—O鍵能/kJ·mol?1463496436138若反應過程中分解了1mol水，則下列說法錯誤的是A．總反應ΔS>0B．過程I吸收了463kJ能量C．過程II放出了287kJ能量D．過程III反應為2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g)【答案】D【解析】A．總反應為2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔS>0．A項正確；B．分解1mol水時，過程Ⅰ斷裂1molH—O鍵吸收了463kJ能量，B項正確；C．分解1mol水時，過程Ⅱ形成molH—H，同時形成molH2O2中O—O鍵，放出了×(436+138)=287kJ能量，C項正確；D．過程Ⅲ反應為H2O2(l)=H2(g)+O2(g)，D項錯誤；答案選D。10．（2021·北京西城區·高三二模）碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水可得到Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s)，兩個化學反應的能量變化示意圖如下：下列說法正確的是A．?H1＜0B．碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水不是化學變化C．Na2CO3·H2O(s)失水生成Na2CO3(s)：?H=?H1-?H2D．向Na2CO3(s)中滴加幾滴水，溫度升高【答案】D【解析】A．從圖1可看出反應物能量低，生成物能量高，是吸熱反應，?H1>0，故A錯誤；B．失水過程有新物質生成，是化學變化，故B錯誤；C．由圖1得①?H1，由圖2得②，②-①得?H=?H2-?H1，故C錯誤；D．碳酸鈉溶于水是典型的放熱反應，向Na2CO3(s)中滴加幾滴水，溫度會升高，故D正確；故答案為D11．（2021·天津高三一模）CO與N2O在Fe+作用下發生反應的能量變化及反應歷程如圖所示，兩步為①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)、②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。下列說法正確的是A．分子構型：CO2為直線型，N2O為V形(已知N2O中每個原子都滿足8電子穩定結構)B．反應①的活化能比反應②大C．反應中每轉移1mol電子，生成N2體積為11.2LD．兩步反應均為放熱反應，總反應的化學反應速率由反應②決定【答案】B【解析】A．CO2與N2O均為三原子分子，22個電子，互為等電子體，所以均為直線型分子，故A錯；B．反應①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)，反應②FeO++CO=CO2+Fe+(快)，由圖示可知，則反應①活化能較反應②大，故B正確；C．選項中未告訴是否處于標況下，若標況下，則根據可知，每轉移1mol電子，生成N2體積為11.2L，故C錯；D．總反應的化學反應速率由反應較慢一步所決定，即由反應①決定，故D錯；答案選B。12．（2021·河南高三月考）硫酸甲酯(CH3OSO3H)是制造染料的甲基化試劑，在有H2O存在的條件下，CH3OH和SO3的反應歷程如圖所示(分子間的作用力用“…”表示)。下列說法錯誤的是A．CH3OH與SO3反應的ΔH＜0B．a、b、c三種中間產物中，a最穩定C．該反應最高能壘(活化能)為19.06eVD．由d轉化為f過程中，有硫氧鍵的斷裂和生成【答案】C【解析】A．根據圖示可知：反應物的能量比生成物的高，因此發生反應放出熱量，所以反應為放熱反應，反應的ΔH＜0，A正確；B．物質含有的能量越低，該物質的穩定性就越強，根據圖示可知a、b、c三種中間產物中，a物質的能量最低，則a的穩定性最強，故a最穩定，B正確；C．根據圖示可知該反應最大壘能為：3.66eV-(-2.96eV)=6.62eV，C錯誤；D．結合圖示中的粒子間的結合方式可是在轉化過程中甲醇、水、三氧化硫中的化合鍵均有斷裂，故由d轉化為f過程中，有硫氧鍵的斷裂和生成，D正確；故合理選項是C。13．（2021·河北高三二模）已知鍵能：H—H鍵為，Br—Br鍵為，H—Br鍵為。一定溫度下，反應的反應歷程與能量的關系如圖所示。下列敘述正確的是A．該反應的正反應是放熱反應B．，加入催化劑時，、及均減小C．已知，若反應，則D．升高溫度，正逆反應速率均加快，且正反應速率加快的程度較大【答案】D【解析】A．由圖可知，為正反應活化能，為逆反應活化能，，，為吸熱反應，A項錯誤；B．加入催化劑時，、降低，但不變，選項B錯誤；C．由于H—H鍵的鍵能大于H—Br鍵，若反應，則Br—Br鍵的鍵能應小于H—Br鍵，即，又，則，選項C錯誤；D．該反應為吸熱反應，升高溫度，正反應速率加快的程度大于逆反應速率加快的程度，使平衡向正反應方向移動，選項D正確。答案選D。14．（2021·安徽高三三模）鐵觸媒催化合成氨的反應可表示為N2(g)+H2(g)NH3(g)，該反應歷程如下圖所示，其中吸附在催化劑表面的物質用“ad”表示。下列說法錯誤的是A．氨氣在催化劑表面的脫附是放熱過程B．該反應的ΔH=-46kJ/molC．歷程中只涉及到共價鍵的斷裂與形成D．反應在歷程中速率最慢【答案】A【解析】A．由圖可以看出，NH3脫附后所具有的能量大于脫附前的能量，因此脫附是吸熱過程，故A錯誤；B．由圖可知，反應后N2和H2所具有的能量減少了46kJ/mol，因此該反應的ΔH=-46kJ/mol，故B正確；C．該反應只有共價鍵且涉及到共價鍵的斷裂與生成，故C正確；D．反應過程中所需能量最多，（最大能壘處）反應速率最慢，由圖可知所需最多能量處是Nad和3Nad生成NHad和2Had的過程，方程式為：，故D正確；故選A。15．（2021·廣東高三二模）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應機理如下，能量與反應進程的關系如圖所示。下列敘述正確的是A．第①、②、③步反應都是放熱反應 B．第①步反應只斷裂了碳碳鍵C．第①步反應的活化能比第②步反應的活化能大 D．由圖1可知，總反應不需要加熱就能進行【答案】C【分析】由圖可知，第②③步反應：反應物的總能量均大于生成物的總能量，則第②③步反應均為放熱反應，①步反應是吸熱反應；第①步反應斷裂了碳碳鍵、碳氫鍵，第②步反應形成氧氫鍵，第②③步反應斷開氧氫鍵。【解析】A．由圖可知，第②③步反應：反應物的總能量均大于生成物的總能量，則第②③步反應均為放熱反應，但第①步反應生成物的總能量大于反應物的總能量，屬于吸熱過程，故A錯誤；B．第①步反應斷裂了碳碳鍵、碳氫鍵，故B錯誤；C．由圖可知，第①步反應的活化能最大，第①步反應的活化能比第②步反應的活化能大，故C正確；D．由圖1可知，總反應是放熱反應，與反應條件沒有必然聯系，故D錯誤；故選C。16．（2021·湖南高三其他模擬）Ni可活化C2H6放出CH4，其反應歷程如下圖所示：下列關于活化歷程的說法錯誤的是A．活化能最大的步驟：中間體2→中間體3B．只涉及極性鍵的斷裂和生成C．在此反應過