2025版高考化学一轮复习微专题小练习专练31化学反应中的能量变化及反应历程分析

专练31化学反应中的能量变化及反应历程分析1．[2024·湖北部分重点中学考试]一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误的是（）A.氢能属于二次能源B.图中能量转化的方式至少有6种C.太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D.太阳能、风能、氢能都属于新能源答案：C解析：氢能是一种高效且没有污染的二次能源，A项正确；图中能量转化方式有太阳能转化为电能、风能转化为机械能、水能转化为机械能、机械能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电能、电能转化为光能等，B项正确；太阳能电池是用半导体将光能转化为电能，燃料电池是将化学能转化为电能，二者供电原理不同，C项错误；太阳能、风能、氢能都是人类开发利用的新型能源，D项正确。2.[2024·安徽卷]某温度下，在密闭容器中充入一定量的X（g），发生下列反应：X（g）⇌Y（g）（ΔH1<0），Y（g）⇌Z（g）（ΔH2<0），测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是（）答案：B解析：由题图可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，则第一步反应的活化能比第二步反应的活化能小，C项、D项错误；结合ΔH1、ΔH2均小于0可知，两步反应均为放热反应，故反应物总能量高于生成物总能量，则能量：X>Y>Z，A项错误，B项正确。3．[2024·河南开封高三定位考试]已知H2（g）＋2ICl（g）=I2（g）＋2HCl（g），该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是（）A.反应①为放热反应B.反应②是同种元素间发生的氧化还原反应C.反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关D.H2（g）＋2ICl（g）=I2（g）＋2HCl（g）ΔH＝－218kJ·mol－1答案：C解析：根据图像可知，反应①中反应物总能量大于生成物总能量，则反应①为放热反应，故A正确；反应②中HI中的碘元素化合价升高，氯化碘中的碘元素化合价降低，故B正确；由题图知，反应①的正反应活化能大于反应②的，故反应①比反应②的速率慢，C错误；由题图知，D正确。4．[2024·安徽合肥一检]反应X＋Y→Z（ΔH>0）分两步进行：①X＋Y→W（ΔH<0），②W→Z（ΔH>0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（）答案：A解析：总反应的ΔH>0，则生成物Z的总能量比反应物X、Y的总能量高，排除C项和D项；反应①的ΔH<0，则W的总能量比反应物X、Y的总能量低，反应②的ΔH>0，则生成物Z的总能量比反应物W的总能量高，A项正确。5．[2024·浙江五校联考]单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图，下列说法正确的是（）A.S（s，单斜）=S（s，正交）ΔH＝－0.33kJ·mol－1B.①式表示断裂1molO2中的共价键所吸收的能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量少297.16kJC.②式表示一个正交硫和分子1个O2分子反应生成一个SO2分子放出296.83kJ的能量D.单斜硫比正交硫稳定答案：A解析：由能量图可知，单斜硫的能量比正交硫的能量高，因此S（s，单斜）=S（s，正交）为放热反应，ΔH＝－0.33kJ·mol－1，A正确；①式反应断裂1mol单斜硫（s）中的共价键和1molO2（g）中的共价键吸收的能量比形成1molSO2（g）中的共价键所放出的能量少297.16kJ，B错误；热化学方程式中各物质前的化学计量数不再表示粒子的数目，只表示物质的“物质的量”，C错误；S（s，单斜）=S（s，正交）为放热反应，正交硫能量更低更稳定，D错误。6．[2024·江苏东海学分认定考试]2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）反应过程中能量变化如图所示（图中E表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能。下列有关叙述正确的是（）A.该反应的逆反应为放热反应，升高温度可提高活化分子的百分数B.ΔH＝E1－E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热C.该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能D.500℃、101kPa下，将1molSO2（g）和0.5molO2（g）置于密闭容器中充分反应生成SO3（g）放热akJ，其热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）ΔH＝－2akJ·mol－1答案：B解析：根据图中信息可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，A错误；该反应放热，ΔH<0，所以ΔH＝E1－E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热，B正确；该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能，C错误；反应是可逆反应，将1molSO2（g）和0.5molO2（g）置于密闭容器中充分反应，生成的SO3（g）小于1mol，放热akJ，则2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）ΔH<－2akJ·mol－1，D错误。7．[2024·福州市质量检测]Pt/NiFe­LDH/rGO催化甲醛氧化的反应机理如图。下列说法错误的是（）A.步骤Ⅰ中甲醛通过氢键吸附在催化剂表面的—OH上B.上述反应机理涉及极性键和非极性键的形成C.该反应每生成1molCO2，转移4mol电子D.Pt/NiFe­LDH/rGO降低了该反应的活化能答案：B解析：由反应机理图可知，步骤Ⅰ中甲醛通过甲醛中的氧原子与催化剂中的羟基形成氢键，从而被吸附在催化剂表面的—OH上，A项正确；整个过程中只有碳氧键、氢氧键等极性键的形成，没有非极性键的形成，B项错误；该反应为HCHO＋O2=CO2＋H2O，每生成1molCO2转移4mol电子（可通过氧气计算，O由0价变成－2价，1mol氧气反应得到4mol电子），C项正确；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，D项正确。8．[2024·贵阳市适应性考试]H2O2是常见的绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。用H2制备H2O2的反应机理如图所示。下列说法不正确的是（）A.X代表的是HClB.过程③有极性键的断裂和形成C.金属Pd在该反应中作催化剂D.该过程的原子利用率为100%答案：C解析：反应①为[PdCl4]2－与H2反应生成Pd、X和Cl－，根据质量守恒可知X为HCl，A项正确；过程③有H—Cl键（极性键）的断裂和H—O键（极性键）的生成，故B项正确；[PdCl4]2－是该过程的催化剂，Pd为中间产物，C项错误；该过程的总反应为H2＋O2=H2O2，反应物全部转化为了目标产物，原子利用率为100%，D项正确。9．[2024·湖北省八市高三联考]液化石油气的主要成分C3H8在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代丙烷。已知：①C3H8与Cl2反应的机理为自由基反应，包括以下几步：Ⅰ.链引发：Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))2Cl·Ⅱ.链传递：Cl·＋CH3CH2CH3→·CH2CH2CH3＋HCl，·CH2CH2CH3＋Cl2→ClCH2CH2CH3＋Cl·……Ⅲ.链终止：2Cl·→Cl2，Cl·＋·CH2CH2CH3→ClCH2CH2CH3……②丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。下列说法正确的是（）A.将液化石油气灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，则需要调大风门B.先将Cl2用光照射，然后迅速在黑暗处与C3H8混合，可得到氯代丙烷C.先将Cl2用光照射，然后在黑暗处放置较长时间，再与C3H8混合，可得到氯代丙烷D.断裂—CH3中1molC—H键比断裂—CH2—中1molC—H键所需能量小答案：B解析：1molC3H8完全燃烧时消耗5molO2，1molCH4完全燃烧时消耗2molO2，C3H8的耗氧量更大，故改用天然气为燃料时，若进气口保持不变，需要调小风门，A项错误；由已知信息①知，只有链引发反应需要光照，故B项正确；氯气光照后在黑暗处放置太久，会发生反应：2Cl·→Cl2，体系中Cl·被消耗，导致无法发生链传递反应，得不到氯代丙烷，C项错误；由已知信息②知，断裂—CH3中1molC—H键比断裂—CH2—中1molC—H键吸收的能量多，D项错误。10．[2024·广东六校联盟联考]目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应历程的关系如图所示。下列说法错误的是（）A.第②、③步反应均释放能量B.该反应历程中有两个过渡态C.酸催