专项12化学能与热能能量转化历程图-高考化学二轮复习知识清单与专项练习（新高考专用）（原卷版）

专项12化学能与热能能量转化历程图该专题分为三个板块【1】知识点梳理【2】真题模拟演练【3】专项练习【1】知识点梳理ΔH的求解方式ΔH＝H(生成物)－H(反应物)ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能)盖斯定律热化学方程式中的注意事项(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。(2)反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“＋”号，放热反应未标出“－”号，从而导致错误。(3)漏写ΔH的单位，或者将ΔH的单位写为kJ，从而造成错误。(4)反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。(5)对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1mol可燃物或生成1molH2O(l)而造成错误。三、键长、能量、稳定性的关系键长越长，键能越小，物质能量越大，越不稳定键长越短，键能越大，物质能量越小，越稳定【2】真题模拟演练(2021·东城区模拟)如图所示为某基元反应过程的能量变化(E1、E2、E3均大于0)。下列说法正确的是()A.该反应的正反应为吸热反应B.E1＋E3为该反应的活化能C.图中对应的该反应的焓变ΔH＝－E2D.NO2和CO分子发生有效碰撞才能形成过渡状态分子(2021·厦门模拟)CH2===CH2与HCl的加成反应由第一步HCl＋CH2===CH2→H3+C===CH2＋Cl－和第二步H3+C===CH2＋Cl－→CH3—CH2Cl组成，能量与反应历程如图所示。下列说法正确的是()A.两步反应均释放能量B.第一步的反应速率比第二步的慢C.第二步H3+C===CH2与Cl－的碰撞100%有效D.总反应HCl(g)＋CH2===CH2(g)→CH3CH2Cl(g)的ΔH＝(Ea1－Ea2)kJ·mol－1练习1.(2021·大连模拟)甲酸脱氢可以生成二氧化碳，我国科学家利用计算机技术，研究在催化剂表面脱氢的反应历程与能量的关系如图所示。下列说法正确的是()A.甲酸脱氢生成二氧化碳为吸热反应B.历程中最大能垒(反应活化能)为44.7kJ·mol－1C.反应CO2(g)＋2H*===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝＋3.3kJ·mol－1D.使用催化剂能够加快反应速率，降低焓变，提高平衡产率练习2.理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN===HNC异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的ΔH＝－59.3kJ·mol－1C.使用催化剂，不能改变反应的反应热D.升高温度，该反应正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度【3】专项练习1．（2022·浙江·高三阶段练习）甲烷与氯气发生取代反应分别生成1mol相关有机物的能量变化如图所示：已知、键能分别为、，下列说法不正确的是A．1mol的能量比1mol的能量多197kJB．与的取代反应是放热反应C．，说明与的四步取代反应，难易程度相当D．2．（2022·山西·榆次一中高三阶段练习）合成氨反应在催化剂作用下的反应历程如图所示(下列微粒均为气态，ad表示吸附态)，下列说法不正确的是A．合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=92kJ·mol1B．合成氨反应过程中，决定化学反应快慢的基元反应的热化学方程式为：Nad(g)+3Had(g)=NHad(g)+2Had(g)△H=+106kJ·mol1C．断裂1molN2(g)中共价键需吸热34kJD．过程NH2ad→NH3ad比过程NHad→NH2ad吸收热量更大的原因是NH2ad→NH3ad克服的NH对H原子的排斥力比NHad→NH2ad克服的NH对H原子的排斥力要大3．（2022·江苏省包场高级中学高三开学考试）丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，下图是某催化剂催化该过程的能量变化，*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是A．1mol丙烷中的总键能大于1mol丙烯及1mol氢气的总键能之和B．在该条件下，所得丙烯中不含其它有机物C．该过程中发生了碳碳键的断裂与形成D．相同条件下在该催化剂表面，比脱氢更困难4．（2022·全国·高三专题练习）已知化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是A．中间体I2比中间体I1更稳定B．该历程中的反应③为该反应的决速步C．平衡状态时，升温使反应正向移动D．使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热5．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）卤代烃在有机合成中发挥着重要桥梁作用，研究卤代烃的反应历程十分有意义。发生水解反应的历程如图所示：说明：①E表示方框中物质的总能量（单位：kJ/mol），TS表示过渡态。②相关化学键键能：为351kJ/mol。下列说法错误的是A．水解反应过程中中心碳原子的杂化轨道类型发生变化B．水解总反应的可表示为C．若，则决定速率步骤的化学方程式为D．若，C—Br键能为426kJ/mol6．（2022·河南·高三阶段练习）水煤气变换反应在金催化剂表面上的历程如下图所示(吸附在金催化剂表面上的物种用*标注)。下列说法正确的是A．水煤气变换反应的B．CO(g)和被吸附在催化剂表面时吸收能量C．决速步骤的化学方程式为D．放热最多的步骤只有非极性键形成7．（2022·全国·高三专题练习）物质、与的能量存在如图所示的相互关系。已知：人为规定的能量为0kJ/mol。下列有关说法错误的是A．物质是图示三种物质中最稳定的B．过程①属于吸热反应C．由图可推知，发生消去反应①或②时，环戊烷断键吸收的能量高于环戊烯断键吸收的能量D．物质变化过程中所放出或吸收的热量的多少与路径无关8．（2023·山西·祁县中学高三阶段练习）光催化剂的催化原理为：催化剂在光照下产生电子和空穴，催化剂表面的物种分别与电子和空穴发生还原反应和氧化反应。光催化甲醇分别转化为乙二醇和甲醛的原理如图所示，两种途径均有产生。下列说法不正确的是A．和均为反应的中间体B．从催化剂表面脱附需吸收能量C．途径1中产生的原理为D．途径1和途径2中断裂的化学键相同9．（2022·全国·高三专题练习）丙烷卤代反应的部分反应机理(以Cl2为例)如下：I．Cl2(g)→2Cl·(g)II．CH3CH2CH3(g)+Cl·(g)→(g)+HCl(g)III．(g)+Cl2(g)→CH3CHClCH3(g)+Cl·(g)其中，II步反应为决速步骤，能量随反应进程的变化如图，下列说法不正确的是A．氯代时I步反应的ΔH大于溴代时B．稳定性：小于C．丙烷中不同基团上碳氢键断裂吸收的能量不同D．丙烷氯代产物中与溴代产物中近似相等10．（2022·全国·高三专题练习）苯与的催化反应历程如图所示。关于该反应历程，下列说法正确的是A．苯与的催化反应为放热反应B．该反应历程，苯与的催化反应可生成溴苯、邻二溴苯C．苯与的催化反应决速步伴随着极性键的断裂与形成D．从反应速率角度，苯与Br2，的催化反应主反应为取代反应，原因是该反应活化能更低11．（2022·全国·高三专题练习）下图是不饱和烃加氢时能量变化示意图(E代表反应物具有的总能量)，具体数据如下：反应(1)如果与以物质的量反应，其主要产物是X。(2)如果与的醇溶液共热后，主要产物是Y，另一副产物是Z。下列推断正确的是A．不饱和烃加氢的反应的 B．Y是C．X是 D．12．（2022·江苏·启东中学模拟预测）我国科研人员研究发现合成氨的反应历程有多种，其中有一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*表示)。下列说法错误的是A．N2生成NH3是通过多步还原反应生成的B．过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化不相同C．适当提高N2分压，可以加快N2(g)→*N2反应速率，提高N2(g)转化率D．大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率13．（2021·湖南·宁乡市教育研究中心高三阶段练习）三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N，N－二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，简称DMF]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)，下列说法正确的是A．该历程中决速步骤为B．该历程中的最大能垒(活化能)为2.16eVC．升高温度可以加快反应速率，并提高DMF的平衡转化率D．若1molDMF完全转化为三甲胺，则会释放出1.02eV·NA的能量14．（2022·全国·高三专题练习）甲酸常被用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2O。在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法错误的是A．途径一未使用催化剂，但途径二与途径一甲酸平衡转化率相同B．ΔH1=ΔH2<0，Ea1=Ea2C．途径二H+参与反应，通过改变反应途径加快反应速率D．途径二反应的快慢由生成的速率决定15．（2022·湖南·高三专题练习）中科院化学研究所最新报道了化合物1催化CO2的氢化机理。其中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如图所示。下列有关该过程的说法正确的是A．过程中经历两个过渡态TS112、TS212，说明该过程包含两个基元反应B．该过程的总反应速率主要由过程①决定C．升高温度，有利于过程②的进行D．过程①的热化学方程式为I(s)+CO2(g)=I12(s)△H=2.08kJ•mol116．（2022·山东·新泰市第一中学二模）CH3CH=CHCOOCH3有两种立体异构体和，由CH3CHO和Ph3P=CHCOOCH3反应制取这两种异构体的历程中能量变化如图已知：在立体结构中，实线表示该键在纸平面上，实楔形线表示该键在纸前方，虚线表示该键在纸后方。下列说法正确的是A．比稳定B．温度升高，CH3CHO的转化率减小C．生成的过程中，速率最快的是由生成的反应D．两个反应历程中，中间产物相同17．（2022·全国·高三专题练习）相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是A． B．C． D．18．苯乙烷与Cl2在光照条件下发生一氯取代，生成两种一取代物的速率如图1，反应基本历程如图Ⅱ，下列说法不正确的是A．反应①②③的△H>0，反应④⑤⑥的△H<0B．光照条件下，得到等物质的量的(A)和(B)时，生成(A)时需要能量更少C．使用恰当的催化剂，可以使反应②的程度减小，反应③的程度增大D．在相同条件下，由分别制备等物质的量的和，△H相等19．（2021·辽宁·沈阳二中高三阶段练习）研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示，下列说法错误的是A．FeO+是催化剂，降低了反应活化能从而加快反应速率B．N2O与CO2均为直线型分子C．在FeO++CO→Fe++CO2反应中，CO和CO2分子极性不同D．N2与CO2转变成N2O和CO的总过程ΔH>020．（2021·山东·高三专题练习）我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法不正确的是A．该历程中最大能垒(活化能)为1.19eVB．该历程中最小能垒的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2+OH*C．该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g)△H=1.02eV·mol1D．增大压强或增大H2的浓度均能加快反应速率，并增大DMF的平衡转化率21．（2021·陕西·西安中学高三阶段练习）1，3丁二烯()与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3丁二烯生成碳正离子中间体()；第二步Br进攻碳正离子完成1，2加成或1，4加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在较低温度时，得到以1，2加成产物为主；在较高温度下，以1，4加成产物为主。下列说法错误的是A．第一个过渡态决定反应速率，第二个过渡态决定产物组成B．在较低温度下，1，2加成反应速率比1，4加成更快C．在较高温度下，1，4加成产物比1，2加成产物更稳定D．对异构化反应：，升高温度，3溴1丁烯的平衡转化率增大22．（2021·江苏·高三期末）在二氧化碳加氢制甲醇的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)∆H1=49.5kJ·mol1反应Ⅱ：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)∆H2反应Ⅲ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)∆H3=40.9kJ·mol1在体积为1L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2，发生上述反应，CO2的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。下列说法正确的是A．∆H2=90.4kJ·mol1B．在某温度下，平衡时容器中CH3OH(g)为0.3mol，CO(g)为0.3mol，则反应Ⅲ的平衡常数为0.25C．压强p1、p2、p3由小到大的顺序为p1＜p2＜p3D．高温、高压一定有利于提高CO2的平衡转化率23．（2021·吉林·长春吉大附中实验学校高三阶段练习）卤化铵（NH4X）的能量关系如图所示，下列说法正确的是A．ΔH1>0，ΔH2<0 B．相同条件下，NH4Cl的ΔH2比NH4I的小C．相同条件下，NH4Cl的ΔH3比NH4I的小 D．ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=024．将SOCl2与Cu(NO3)2·3H2O晶体一起加热，能得到无水Cu(NO3)2。下列说法不正确的是A．2Cu(NO3)2·3H2O(s)Cu(NO3)2·Cu(OH)2(s)+2HNO3(g)+4H2O(g)ΔH>0B．Cu(NO3)2·Cu(OH)2(s)2CuO(s)+HNO3(g)，HNO3气流可抑制反应进行C．SOCl2易与水反应及反应后产生酸性气体有利于无水Cu(NO3)2生成D．Cu(NO3)2⋅3H2O(s)Cu(NO3)2(s)+3H2O(g)，HNO3气流可抑制反应进行25．（2021·黑龙江·鹤岗一中高三阶段练习）已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝57.3kJ·mol－1③2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)ΔH＝QkJ·mol－1(Q＞0)下列结论正确的是A．碳的燃烧热等于110.5kJ·mol－1B．稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量C．相同条件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2molSO3(g)所具有的能量D．将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ，则此过程中有2molSO2(g)被氧化26．反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)使用不同催化剂的调控中，研究人员发现.一定条件下，Pt单原子催化剂有着高达90.3%的甲醇选择性。反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”表示，“TS”表示过渡态。下列说法正确的是A．该反应的ΔH>0B．Pt为固体催化剂，其表面积对催化效果无影响C．能垒(活化能)为1.48eV的反应为HCOOH*(g)+2H2(g)=H2COOH*(g)+H2D．如果换用铜系催化剂，所得反应历程与图示相同27．（2021·全国·高三专题练习）根据下图所得判断正确的是（

）已知：I2(g)=I2(s)

ΔH=62.4kJ/molA．图1反应为吸热反应B．图2反应的热化学方程式为2HI(g)H2(g)+I2(g)

ΔH=+9.4kJ/molC．图2中若I2的状态为固态，则能量变化曲线可能为①D．断裂1molH2(g)和1molI2(g)中化学键需要的能量大于断裂2molHI(g)中化学键需要的能量28．某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程，该历程如图所示(图中只画出了HAP的部分结构，用18O标记羟基磷灰石中的羟基氧原子)。下列说法正确的是A．反应物的键能之和大于生成物的键能之和B．HAP改变了该反应的历程和焓变，加快了反应速率C．经过该催化氧化过程后18O仍然在HAP中D．反应过程中，碳原子由sp2杂化变为sp杂化29．（2021·全国·高三专题练习）如图(Ea表示活化能)是CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质物质的能量变化关系图，下列说法正确的是（

）A．Cl·可由Cl2在高温条件下生成，是CH4与Cl2反应的催化剂B．升高温度，Ea1、Ea2均减小，反应速率加快C．增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响△H的大小D．第一步反应的速率大于第二步反应30．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如右图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法不正确的是A．每活化一个氧分子放出0.29eV能量B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVC．氧分子的活化是O－O的断裂与C－O键的生成过程D．炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂31．下列说法正确的是A．在、条件下，液态水的气化热为，则的B．的新制氯水中：C．已知：共价键键能348610413436则反应(g)+3H2(g)→(g)的焓变为D．常温下，在的溶液中加入少量晶体，能使的电离度降低，溶液的pH减小32．卤化铵的能量关系如图所示，下列说法正确的是

A．，B．相同条件下，的比的小C．相同条件下，的比的小D．33．下列有关热化学方程式的叙述正确的是A．已知甲烷的燃烧热为890.3kJ﹒mol1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=890.3kJ/molB．已知C(石墨,s)=C(金刚石,s）ΔH＞0,则金刚石比石墨稳定C．已知中和热为ΔH=57.4kJ/mol,则1mol稀硫酸和足量稀NaOH溶液反应的反应热就是中和热D．已知S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，则ΔH1<ΔH2；34．已知25℃时：①HF（aq）＋OH－（aq）F－（aq）+H2O（l）ΔH＝－67.7kJ/mol②H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ/mol下列有关说法中正确的是（

）A．HF电离：HF（aq）H＋（aq）+F－（aq）△H=+10.4KJ/molB．水解消耗0.1molF－时，吸收的热量为6.77kJC．中和热均为57.3kJ/molD．含1molHF、1molNaOH的两种溶液混合后放出的热量为67.7kJ35．甲烷与氯气在光照条件下取代反应的部分反应历程和能量变化如下：第一步：Cl2(g)→2Cl(g)△H1=+242.7kJ/mol

第二步：CH4(g)+Cl(g)→CH3(g)+HCl(g)△H2=+7.5kJ/mol第三步：CH3(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl(g)△H3=112.9kJ/mol(其中CH3表示甲基，Cl表示氯原子)下列说法不正确的是(

)A．甲烷与氯气在光照下发生反应的过程中会生成少量的乙烷B．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)△H=105.4kJ/molC．形成1molCH3Cl(g)中CCl键放出的能量比拆开1molCl2(g)中ClCl键吸收的能量多D．若是CH4与Br2发生取代反应，则第二步反应的△H＜+7.5kJ/mol36．在25℃、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ热量。在该条件下，1molCO2通入1mol/LNaOH溶液2L中充分反应放出ykJ热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是A．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH＝－(2y－x)kJ·mol−1B．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH＝－(2x－y)kJ·mol−1C．CO2