高考化学真题与模拟题分类训练专题07 化学反应中的能量变化（含解析）

专题07化学反应中的能量变化1．(2021·广东高考真题)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是A．煤油是可再生能源B．SKIPIF1<0燃烧过程中热能转化为化学能C．火星陨石中的SKIPIF1<0质量数为20D．月壤中的SKIPIF1<0与地球上的SKIPIF1<0互为同位素【答案】C【解析】A．煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；B．氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；C．元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的20Ne质量数为20，故C正确；D．同位素须为同种元素，3He和3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；故选C。2．(2021·浙江高考真题)相同温度和压强下，关于反应的SKIPIF1<0，下列判断正确的是A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【分析】一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反应。【解析】A．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，SKIPIF1<0，A不正确；B．苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即SKIPIF1<0，B不正确；C．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应，SKIPIF1<0，由于1mol1，3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，其SKIPIF1<0；苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应(SKIPIF1<0)，根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热SKIPIF1<0，因此SKIPIF1<0，C正确；D．根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热SKIPIF1<0，因此SKIPIF1<0，D不正确。综上所述，本题选C。3．(2021·浙江高考真题)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：共价键H-HH-O键能/(kJ·mol-1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1则2O(g)=O2(g)的ΔH为A．428kJ·mol-1 B．-428kJ·mol-1 C．498kJ·mol-1 D．-498kJ·mol-1【答案】D【分析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。【解析】反应的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O键的键能为498kJ/mol，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。1．(2021·江苏南通市·高三其他模拟)反应2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)ΔH=-1135.7kJ·mol可为火箭发射提供能量。下列有关该反应的说法正确的是A．反应消耗32gN2H4(1)放出1135.7kJ的能量B．反应物中所有化学键键能之和大于生成物中所有化学键键能之和C．每生成18g水，反应中转移电子物质的量为4molD．常温下该反应可自发进行【答案】D【解析】A．2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)ΔH=-1135.7kJ·mol表示2molN2H4(1)参与反应放热1135.7kJ，则反应消耗32gN2H4(1)，即1molN2H4(1)，应放出567.85kJ的能量，故A错误；B．反应热ΔH=反应物中所有化学键键能之和-生成物中所有化学键键能之和，该反应的ΔH＜0，故反应物中所有化学键键能之和小于生成物中所有化学键键能之和，故B错误；C．反应2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)中，N2H4中N元素化合价从-2价升高到0价，NO2中N元素化合价从+4价降低到0，则2molN2H4和2molNO2反应生成4mol水时转移8mol电子，则每生成18g水，即1mol水时，反应中应转移电子物质的量为2mol，故C错误；D．该反应是一个放热、熵增的反应，在任何温度下均可以自发进行，故D正确；故选D。2．(2021·浙江高三其他模拟)已知：SKIPIF1<0。相关共价键的键能如下表：共价键SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0键能/SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0则SKIPIF1<0的SKIPIF1<0为A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【解析】反应热化学方程式为：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ•mol-1，反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，设H-H的键能为xSKIPIF1<0，则4×360+2×x-2×176-4×431=-236KJ/mol，解得x=SKIPIF1<0，故A正确。故选A。3．(2021·浙江高三三模)十氢萘(SKIPIF1<0)是具有高储氢密度的氢能载体。其脱氢过程的反应为：①SKIPIF1<0②SKIPIF1<0SKIPIF1<0下，进行高压液态十氢萘催化脱氢实验，一定时间内测得SKIPIF1<0显著低于SKIPIF1<0。判断SKIPIF1<0的能量示意图正确的是A． B．C． D．【答案】B【分析】两个反应都为分解反应，属于吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，△H1＞0，△H2＞0，一定时间内测得SKIPIF1<0显著低于SKIPIF1<0，说明反应①速率小于反应②，反应①的活化能大于反应②，据此分析解答。【解析】A．图中△H2＜0，故A不选；B．图中△H1＞0，△H2＞0，且反应①的活化能大于反应②，故B选；C．图中为放热反应，故C不选；D．图中反应①的活化能小于反应②，故D不选；故选B。4．(2021·重庆高三三模)硫是一种重要的非金属元素，正交硫(Orthogonalsulfur)是硫稳定存在的唯一形式，单斜硫是硫的同素异形体之一。下列说法不正确的是已知：①S(正交，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296.83kJ•mol-1②S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-297.16kJ•mol-1③S(单斜，s)=S(正交，s)ΔH3A．硫黄是一种黄色晶体，不溶于水B．正交硫比单斜硫稳定C．ΔH3=-0.66kJ•mol

-1，D．1molS(单斜，s)和1molO2(g)的总能量高于1molSO2(g)的能量【答案】C【解析】A．硫(俗称硫磺)是一种黄色晶体，质脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，A正确；B．依据热化学方程式可知，正交硫燃烧放出的热量较少，说明正交硫能量低于单斜硫，所以正交硫稳定，B正确；C．根据盖斯定律①-②得到热化学方程式：S(s，单斜)=S(s，正交)ΔH3=-0.33kJ•mol-1，C错误；D．单斜硫与氧气反应生成二氧化硫的焓变小于零，为放热反应，所以1molS(单斜，s)和1molO2(g)的总能量高于1molSO2(g)的能量，D正确；综上所述答案为C。5．(2021·湖南衡阳市·高三二模)乙二醛(OHCCHO)与O2反应历程中所涉的反应物(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是A．乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂B．乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应C．乙二醛氧化历程中，若加入催化剂，能提高乙二醛的平衡转化率D．乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为：反应物→TSl【答案】C【解析】A．乙二醛氧化历程中，反应物O2中的O=O非极性键及乙二醛中C-H极性键的断裂，A正确；B．由图可知，乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸时，生成物的总能量都小于反应物的总能量，发生反应放出热量，因此这些反应均为放热反应，B正确；C．催化剂只能改变反应途径，降低反应的活化能，但不改变化学平衡状态，因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率，C错误；D．乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤，反应物→TS1的活化能最高，速率最慢，所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1，D正确；故合理选项是C。6．(2021·浙江高三其他模拟)下列有关热化学方程式的评价不合理的是选项实验事实热化学方程式评价ASKIPIF1<0与足量水完全反应生成SKIPIF1<0，放出热量260.6kJSKIPIF1<0SKIPIF1<0正确BSKIPIF1<0热值为SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0正确C已知SKIPIF1<0SKIPIF1<0，将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0不正确；因为同时还生成了硫酸钡沉淀D已知25℃、101kPa下，120g石墨完全燃烧放出热量3935.1kJSKIPIF1<0SKIPIF1<0不正确；明确的同素异形体要注名称：C(s，石墨)【答案】B【解析】A．160gSO3的物质的量为SKIPIF1<0=2mol，SKIPIF1<0与足量水完全反应生成SKIPIF1<0，放出热量260.6kJ，则SKIPIF1<0与足量水完全反应生成SKIPIF1<0，放出热量130.3kJ，故A合理；B．氢气的热值是指1g氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量，1g氢气完全燃烧生成液态水放出143kJ的热量，可求得2mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量143kJSKIPIF1<04=572kJ，题中生成的是气态水，故B不合理；C．因Ba2+和SSKIPIF1<0反应生成硫酸钡沉淀要放出热量，所以反应热小于-114.6kJSKIPIF1<0mol-1，故C合理；D．因碳有同素异形体，而同素异形体的能量是不同的，明确的同素异形体要注名称：C(s，石墨)，故D合理；答案选B。7．(2021·山东泰安市·高三其他模拟)环氧乙烷是口罩制作过程中的消毒剂。通过氧气与乙烯在石墨烯界面反应可制得环氧乙烷，其原理为石墨烯活化氧分子生成活化氧，活化氧再与乙烯反应生成环氧乙烷。氧气与乙烯在石墨烯界面反应的能量变化如图所示。下列说法错误的是A．石墨烯不能改变氧气与乙烯反应的焓变B．反应历程的各步能量变化中的最小值为0.51eVC．活化氧分子的过程中生成了C—O键D．氧气与乙烯在石墨烯界面的反应属于加成反应【答案】B【解析】A．石墨烯是该反应的催化剂，催化剂不影响反应物和生成物的总能量大小，不改变反应的焓变，故A正确；B．由能量变化图可知各步能量变化分别为:0.75eV，0.51eV，0.49eV，1.02eV，0.73eV,1.04eV,能量变化最小为0.49eV，故B错误；C．由图可知，活化氧分子过程中氧气中的双键断开与石墨烯中的碳原子形成C-O键，故C正确；D．氧气与乙烯在石墨烯界面的反应中乙烯中的碳碳双键断裂连接氧原子，符合加成反应的特征，故D正确；故选：B；8．(2021·广东高三其他模拟)用CO还原NO2时，温度低于227℃、高于227℃的反应路径分别如下图：下列说法正确的是A．当反应物和生成物的量相同时，两种路径的焓变相同B．反应的活化能：I＜II，III＜IVC．由①、②的中间状态分别到其对应的最终状态均为吸收能量的过程D．在两种路径下还原等量的NO2时，消耗CO的量相同【答案】D【解析】A．焓变与物质的种类、数量、聚集状态有关，受体系的温度、压强等因素影响，虽然两种反应路径的反应物和生成物的量相同，但体系温度不同，则焓变不同，A错误；B．反应慢说明反应的活化能高，所需能量高，反应快说明反应的活化能低，所需能量低，B错误；C．由①状态到其对应的最终状态为化学键断裂的过程(生成NO)，是吸收能量的过程，由②状态到其对应的最终状态为化学键形成的过程(生成CO2)，是释放能量的过程，C错误；D．无论哪种路径，N元素均由+4价降到+2价，C元素均由+2价升高至+4价，即还原等量的NO2时，消耗CO的量一定相同，D正确。故选D。9．(2021·全国高三其他模拟)利用太阳光在特殊催化剂表面可以实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：几种物质中化学键的键能如表所示。化学键H—OO=OH—HO—O键能/kJ·mol−1463496436138若反应过程中分解了1mol水，则下列说法错误的是A．总反应ΔS>0B．过程I吸收了463kJ能量C．过程II放出了287kJ能量D．过程III反应为2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g)【答案】D【解析】A．总反应为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔS>0．A项正确；B．分解1mol水时，过程Ⅰ断裂1molH—O键吸收了463kJ能量，B项正确；C．分解1mol水时，过程Ⅱ形成SKIPIF1<0molH—H，同时形成SKIPIF1<0molH2O2中O—O键，放出了SKIPIF1<0×(436+138)=287kJ能量，C项正确；D．过程Ⅲ反应为H2O2(l)=H2(g)+O2(g)，D项错误；答案选D。10．(2021·北京西城区·高三二模)碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水可得到Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s)，两个化学反应的能量变化示意图如下：下列说法正确的是A．∆H1＜0B．碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水不是化学变化C．Na2CO3·H2O(s)失水生成Na2CO3(s)：∆H=∆H1-∆H2D．向Na2CO3(s)中滴加几滴水，温度升高【答案】D【解析】A．从图1可看出反应物能量低，生成物能量高，是吸热反应，∆H1>0，故A错误；B．失水过程有新物质生成，是化学变化，故B错误；C．由图1得①SKIPIF1<0∆H1，由图2得②SKIPIF1<0，②-①得SKIPIF1<0∆H=∆H2-∆H1，故C错误；D．碳酸钠溶于水是典型的放热反应，向Na2CO3(s)中滴加几滴水，温度会升高，故D正确；故答案为D11．(2021·天津高三一模)CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步为①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)、②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。下列说法正确的是A．分子构型：CO2为直线型，N2O为V形(已知N2O中每个原子都满足8电子稳定结构)B．反应①的活化能比反应②大C．反应中每转移1mol电子，生成N2体积为11.2LD．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定【答案】B【解析】A．CO2与N2O均为三原子分子，22个电子，互为等电子体，所以均为直线型分子，故A错；B．反应①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)，反应②FeO++CO=CO2+Fe+(快)，由图示可知，则反应①活化能较反应②大，故B正确；C．选项中未告诉是否处于标况下，若标况下，则根据SKIPIF1<0可知，每转移1mol电子，生成N2体积为11.2L，故C错；D．总反应的化学反应速率由反应较慢一步所决定，即由反应①决定，故D错；答案选B。12．(2021·河南高三月考)硫酸甲酯(CH3OSO3H)是制造染料的甲基化试剂，在有H2O存在的条件下，CH3OH和SO3的反应历程如图所示(分子间的作用力用“…”表示)。下列说法错误的是A．CH3OH与SO3反应的ΔH＜0B．a、b、c三种中间产物中，a最稳定C．该反应最高能垒(活化能)为19.06eVD．由d转化为f过程中，有硫氧键的断裂和生成【答案】C【解析】A．根据图示可知：反应物的能量比生成物的高，因此发生反应放出热量，所以反应为放热反应，反应的ΔH＜0，A正确；B．物质含有的能量越低，该物质的稳定性就越强，根据图示可知a、b、c三种中间产物中，a物质的能量最低，则a的稳定性最强，故a最稳定，B正确；C．根据图示可知该反应最大垒能为：3.66eV-(-2.96eV)=6.62eV，C错误；D．结合图示中的粒子间的结合方式可是在转化过程中甲醇、水、三氧化硫中的化合键均有断裂，故由d转化为f过程中，有硫氧键的断裂和生成，D正确；故合理选项是C。13．(2021·河北高三二模)已知键能：H—H键为SKIPIF1<0，Br—Br键为SKIPIF1<0，H—Br键为SKIPIF1<0。一定温度下，反应SKIPIF1<0SKIPIF1<0的反应历程与能量的关系如图所示。下列叙述正确的是A．该反应的正反应是放热反应B．SKIPIF1<0，加入催化剂时，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0及SKIPIF1<0均减小C．已知SKIPIF1<0，若反应SKIPIF1<0SKIPIF1<0，则SKIPIF1<0D．升高温度，正逆反应速率均加快，且正反应速率加快的程度较大【答案】D【解析】A．由图可知，SKIPIF1<0为正反应活化能，SKIPIF1<0为逆反应活化能，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，为吸热反应，A项错误；B．加入催化剂时，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0降低，但SKIPIF1<0不变，选项B错误；C．由于H—H键的键能大于H—Br键，若反应SKIPIF1<0SKIPIF1<0，则Br—Br键的键能应小于H—Br键，即SKIPIF1<0，又SKIPIF1<0，则SKIPIF1<0，选项C错误；D．该反应为吸热反应，升高温度，正反应速率加快的程度大于逆反应速率加快的程度，使平衡向正反应方向移动，选项D正确。答案选D。14．(2021·安徽高三三模)铁触媒催化合成氨的反应可表示为SKIPIF1<0N2(g)+SKIPIF1<0H2(g)SKIPIF1<0NH3(g)，该反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示。下列说法错误的是A．氨气在催化剂表面的脱附是放热过程B．该反应的ΔH=-46kJ/molC．历程中只涉及到共价键的断裂与形成D．反应SKIPIF1<0在历程中速率最慢【答案】A【解析】A．由图可以看出，NH3脱附后所具有的能量大于脱附前的能量，因此脱附是吸热过程，故A错误；B．由图可知，反应后SKIPIF1<0N2和SKIPIF1<0H2所具有的能量减少了46kJ/mol，因此该反应的ΔH=-46kJ/mol，故B正确；C．该反应只有共价键且涉及到共价键的断裂与生成，故C正确；D．反应过程中所需能量最多，(最大能垒处)反应速率最慢，由图可知所需最多能量处是Nad和3Nad生成NHad和2Had的过程，方程式为：SKIPIF1<0，故D正确；故选A。15．(2021·广东高三二模)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是A．第①、②、③步反应都是放热反应 B．第①步反应只断裂了碳碳键C．第①步反应的活化能比第②步反应的活化能大 D．由图1可知，总反应不需要加热就能进行【答案】C【分析】由图可知，第②③步反应：反应物的总能量均大于生成物的总能量，则第②③步反应均为放热反应，①步反应是吸热反应；第①步反应断裂了碳碳键、碳氢键，第②步反应形成氧氢键，第②③步反应断开氧氢键。【解析】A．由图可知，第②③步反应：反应物的总能量均大于生成物的总能量，则第②③步反应均为放热反应，但第①步反应生成物的总能量大于反应物的总能量，属于吸热过程，故A错误；B．第①步反应断裂了碳碳键、碳氢键，故B错误；C．由图可知，第①步反应的活化能最大，第①步反应的活化能比第②步反应的活化能大，故C正确；D．由图1可知，总反应是放热反应，与反应条件没有必然联系，故D错误；故选C。16．(2021·湖南高三其他模拟)Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如下图所示：下列关于活化历程的说法错误的是A．活化能最大的步骤：中间体2→中间体3B．只涉及极性键的断裂和生成C．在此反应过程中Ni的成