2021年高考化学考点07 化学反应中的能量变化、化学反应速率与平衡 (二)

考点07化学反应中的能量变化、化学反应速率与平衡

1.（2021•济南大学城实验高级中学高三月考）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化

学方程式为

反应I：CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）A//=-164.7kJ/mol

反应II：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）AH=41.2kJ/mol

反应HI：2CO（g）+2H2（g）=CO2（g）+CH4（g）AH=-247.1kJ/mol

向恒压、密闭容器中通入ImolCOz和4molHz,平衡时CHCCO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。

下列说法正确的是

770C

A.图中曲线C表示CO的物质的量随温度的变化

C（CH4）

B.反应I的平衡常数可表示为K=C（CO:）C：（H2）

C.提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂

D.CH4（g）+H2O（g尸CO（g）+3H2（g）的△H=-205.9kJ/mol

【答案】AC

【详解】

A.反应物co?的量逐渐减小，故图中曲线A表示co2的物质的量变化曲线，由反应n和in可知，温度升

高反应H正向移动，反应ni逆向移动，co的物质的量增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，曲线B

为CH4的物质的量变化曲线，故A正确；

B.化学平衡常数是生成物浓度帚之积与反应物浓度耗之积的比值，反应1佗平衡常数为

2

KC(CH4)C(H2O)

故B错误;

4

■C(CO2)C(H2)

c.反应i为放热反应，反应n为吸热反应，降低温度有利于反应I正向进行，反应n逆向进行，即可提

高C02转化为CH4的转化率，所以需要研发在低温区高效的催化剂，故c正确：

D.反应II-反应1,并整理可得到目标反应•则CH4®+H2Q(g)=CO(g)+3H2(g)的

△H=+41,2kJ/mol+164.7kJ/mo]=+205.9kJ/moI,故D错误；

故答案为AC。

2.(2021•河北高三二模)已知键能：H—H淳为akJ-mol',Br—Br键为bkJ・mo『，H—Br键为kJraol”<>

一定温度下，反应Br(g)+H2(g)UHBr(g)+H(g)AH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.AH=E]-E2，加入催化剂时，骂、&及AH均减小

C.已知a>c,若反应H2(g)+Br2(g)u2HBr(g)AH<0,则b>a

D.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

【详解】

A.由图可知，4为正反应活化能，石2为逆反应活化能，耳>£，△H=-E2>0,为吸热反应，A

项错误；

B.加入催化剂时，4、E2降低,但AH不变，选项B错误；

C.由于H—H键的键能大于H—Br键，若反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)AH<0,则Br—Br键的

键能应小于H—Br键，即c>b,又。>。，贝选项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。

3.(2021•江苏南京市•南京师大附中高三模拟)臭氧层中03分解过程如图所示，下列说法正确的是

反应过程

臭班分解过程示意图

A.催化反应①②均为放热反应

B.决定03分解反应速率的是催化反应②

C.目是催化反应①对应的正反应的活化能，（&+&）是催化反应②对应的逆反应的活化能

D.温度升高，总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度，且平衡常数增大

【答案】C

【详解】

A.从图上可知，反应①中生成物能量高于反应物，反应①是吸热反应，A项错误；

B.决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢，据图可知催化反应①的正反应活化能更大，反应更

慢，所以催化反应①决定臭氧的分解速率，B项错误；

C.据图可知目为催化反应①中反应物断键吸收的能量，即催化反应①对应的正反应的活化能，氏+当为催

化反应②生成物成键时释放的能量，即催化反应②对应的逆反应的活化能，C项正确；

D.据图可知总反应的反应物能量高于生成物的能量，所以总反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，

总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度，平衡常数减小，D项错误；

答案选C。

4.（2021•江苏常州市•高三一模）尿素［CO（NH2）2］是一种高效缓释氮肥。利用NE和CO2合成尿素的反应分

两步进行：

©2NH3（l）+CO2（g）=NH4COONH2（l）A//i=-ll7.2kJmol」；

@NH4COONH2（1）=CO（NH2）2（1）+H2O（1）△月2=+16.67kJmol/.

下列说法正确的是

A.反应①的AS>0

B.反应①的平衡常数可表示为K=C（CO2）

C.2NH3⑴+CO2（g）=CO（NH2）2⑴+H2O⑴的AH=-100.53kJmoH

D.温度越高，反应速率越快，NHa的转化率越大

【答案】C

【详解】

A.反应①是气体体积减小的反应，则该反应是一个端减小的反应，ASVO,故A错误；

1

B.由方程式可知，反应①的平衡常数K二FT；,故B错误；

C(COj

C.由盖斯定律可知，①+②得NH3和CCh合成尿素的反应2NH3⑴+CCh(g尸CO(NH2)2(1)+H2O⑴，则

△”=AWi+A”2=(T17.2kJmoE)+(+16.67kJmo产尸一100.53kJmol」，故C正确;

D.由盖斯定律可知，①+②得N%和CO2合成尿素的反应2NH3(l)+CO2(g)=CO(NH2)2(I)+H2O(l),

△”=T00.53kJ・moH,升高温度，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，NH3的转化率减小，故D错误;

故选C。

5.(2021•上海徐汇区•高三二模)理论研究表明，在lOlkPa和298K下，HCN(g)=^HNC(g)异构化反应

过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是

K修峭

A.HCN和HNC中碳氮键完全相同

B.HCN和HNC互为同素异形体

C.ImolHNC(g)的能量高于ImolHCN(g)

D.HCN(g)HNC(g)+59.3kJ

【答案】C

【详解】

A.HCN中的碳氮键为C三N键，HNC中碳氮键为N=C键，二者的碳氮键不一样，A项错误；

B.同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质。HCN和HNC

都不是单质，不符合同素异形体的定义，B项错误；

C.由图可知，HNC的能量比HCN的能量高，C项正确；

D.题中热化学方程式表示错误，应为：HCN(g)U^HNC(g)A/7=+59.3kJmol,,D项错误;

答案选c。

6.（2021.湖北鄂州市•高二月考）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

基元反应为①NzO+Fe+nNz+FeO+dg、②FeO,+CO=CC>2+Fe+（快下列说法正确的是

A.N?O与CO?互为等电子体，均为直线型分子

B.反应①是氧化反应，反应②是还原反应

C.总反应速率主要取决于反应②的快慢

D.因为反应①慢，所以总反应的婚变主要由反应①决定

【答案】A

【详解】

A.N9与COz原子数相同，原子最外层电子数也相同，二者互为等电子体。等电子体结构相似，CO2为直

线型分子，因此N2O也是直线型分子，A正确；

B.反应①②中均有元素化合价的变化，因此两个反应均是氧化还原反应，B错误；

C.对于多步反应，化学反应的总反应的快慢由慢决定，因此总反应速率由慢反应①的快慢决定，C错误；

D.总反应的婚变不是由反应快慢决定，而是由反应物、生成物的总能量入小决定，D错误；

故合理选项是Ao

7.（2021.北京顺义区.高三二模）乙烯与水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示。下列说法不氐顺的是

A.反应①中有C=C断裂

B.反应①和反应②均为放热反应

C.CHMg)+H2Q(l)=C2H50H

D.H2SO4是该合成过程的催化剂，可提高反应物的平衡转化率

【答案】D

【分析】

由图可知乙烯与水加成制备乙醇的过程为：

1

①C2H«g)+H2soMD=C2H50so3H⑴△H=E1-E2kJ-mol；

1

@C2H50so3H⑴+H2O⑴=C2H50H(1)+H2sO4⑴AH=E3-E4kJ-mol'。

【详解】

A.对比C2H4和C2H50so3H可知反应①为加成反应，有C=C断裂，A正确；

B.由图可知反应①、反应②的反应物的总能量均高于生成物的总能量，均为放热反应，B正确；

C.结合分析可知①+②得C2H4(g)+H2(XD=C2H50H(l)A”=(Ei-E2+E3-E4)kJ・moH,C正确；

D.H2s04在两步反应中出现，在总反应中未出现，是该合成过程的催化剂，它可提高反应速率，但是不能

使平衡发生移动，不能提高反应物的平衡转化率，D错误；

答案选D。

8.(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HzO存在的条件下，CHQH

和SO,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

2o

竭

卷o

妾

至

■2O

A.CH30H与SO3反应的A”VO

B.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19.06eV

D.由d转化为f过程中，有硫氧键的断裂和生成

【答案】C

【详解】

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

<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。

9.(2021•江苏高三二模)通过反应I：4HCl(g)+O2(g)=2C12(g)+2H2O(g)可将有机氯化工业的副产品

n(HCl)。

HC1转化为C%。在0.2MPa、反应物起始物质的量比)=2条件下,不同温度时HC1平衡转化率如

题图所示。向反应体系中加入CuCL，能加快反应速率。

-1

反应I［：2CUC12(S)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g)AH=125.6kJmol

-1

反应HI：CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)AH=-120.0kJ-mol

下列说法正确的是

%

、

拗

解

媚

中

C

H

A.反应I的AH=5.6kJ•mol”

B.升高温度和增大压强均能提高反应I中HC1的平衡转化率

C.保持其他条件不变，500C时，使用CuCU，能使HC1转化率从X点的值升至Y点的值

n(HCl)

D.在0.2MPa、500C条件下，若起始小、々，HC1的转化率可能达到Y点的值

n(02)

【答案】D

【详解】

A.根据盖斯定律.由H+HIX2得

-1

4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)AH=125.6kJmol'+(-120.0kJ.mof)x2=-114.4kJ-mol

,故A错误;

B.反应I为气体体积减小的放热反应，升高温度平衡逆向移动，HC1的平衡转化率降低，故B错误;

C.使用CuCU作催化剂，只能加快反应速率，不能改变HC1的平衡转化率，故C错误;

n(HCl)「

D.在O.2MPa、5(MTC条件下，若起始小\<2,增加了(h的相对含量，能提高HC1的转化率，HC1的

n(°2)

转化率可能达到Y点的值，故D正确;

答案选D。

IU.(2。21・上海虹口区•高二二模)我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应

历程。该历程可用示意图表示如图，下列说法错误的是

体

系

能

量

/

A.①一②过程有热量放出

B.X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙酸

C.反应过程中有C-H键、C-C键、O-H键生成

D.由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%

【答案】C

【分析】

依据图示反应历程可知甲烷在催化剂作用下断裂C-H生成中间产物①；①一②过程中形成C-C键，从②到

CFhCOOH有O-H键生成。

【详解】

A.。一②过程能量变低，有热量放出，故A正确：

B.结合图例和分子结构示意图，X为CH4、Y为CO2、M为CH3coOH,即分别为甲烷、二氧化碳和乙酸,

故B正确：

C.反应过程中没有C-H键生成、①T②过程中形成C-C键、从②到CH3C00H有0-H键生成，故C错误;

D.依据反应历程可知甲烷与二氧化碳反应生成乙酸为化合反应,所以原子都转移到目标产物，原子利用

率为100%,故D正确；

故选C。

11.（2021•陕西西安市•西安中学高三月考）I,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QHc/券）；第二步B「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

反应进程

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：C乩CHBrCH二C%、化'CH3cH=CHC4Br,升高温度，3-澳-1-丁烯的平衡转化率增大

1*2-丁都

【答案】D

【详解】

A.由图可知第一个过渡态所需能量高决定反应速率，第二个过渡态由于能量不同会有不同产物，故决定产

物组成，故A正确；

B.在较低温度下，1,2-加成反应速率比1,4-加成更快，因为1,2-加成反应所需能量更低，故B正确；

C.根据题给反应进程中的能量关系知，1,3-丁二烯与HBr的加成反应为放热反应，两种温度下，1,4-加

成产物比1,2-加成产物的能量低，所以I,4-加成产物更稳定，故C正确：

D.由图选像可知反应为放热反应，升温立衡逆向移动，升高温度，3-溟-1-丁烯的平衡转化率减小，故D错

误;

故选Do

12.(2021.张家口市宣化第一中学高二月考)由于化石燃料的长期大量消耗，传统能源逐渐枯竭，而人类对

能源的需求量越来越高，氢能源和化学电源的开发与利用成为全球发展的重要问题。以太阳能为热源，热

化学硫碘循环分解水是一种高效、环保获取氢能源的方法，其反应过程如下：

已知反应1：SO2(g)+12(g)+2H2O(1)=2HI(aq)+H2SO4(aq)AH<0

反应2：()

H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O1|+1Q2(gAH>0

反应3：2HI(aq)=H2(g)+I2(g)AH>0

下列说法错误的是()

A.该过程实现了将太阳能转化为化学能

B.该过程降低了水分解制氢反应的活化能，可加快反应速率

C.热化学硫碘循环分解水的总反应为2H2。=2H2T+O2T

D.升高热源温度可使上述三个反应的平衡常数均增大

【答案】D

【详解】

A.由图可知，总反应为2H20=2凡+。2,该过程中利用太阳能使化学反应发生，实现了将太阳能转化为化学

能，故A正确；

B.该过程利用S()2(g)和L(g)作催化剂，改变反应进行途径，降低了水分解制氢反应的活化能，可加快

反应速率，故B正确；

C.反应1+反应2+反应3得H2O(l)=H2(g)+go2(g)，即是2H2(D=2H2T+。2T，故C正确；

D.由于反应I是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，而反应H、IH是吸热反应，升高温

度，平衡正向移动，平衡常数增大，故D错误；故选D。

13.(2021•广东高三月考)氯代叔丁烷［(CH3)3C-C1］的水解反应进程与能量的关系如下图所示。下列说法正

确的是

（CH工C二CI过渡态2

水分子以质子化的静之间发生质

\子交换得到HQ，和叔J解用。•和

\去质子化产生的H•。溶液中的CI

(CHJJJC—Cl+O^\结合生成HQ

+CI+0：(CH0.C—O4-H—a

子作为亲核

状剂进攻碳止离子

反应进程

A.氯代叔丁烷水解的正反应活化能大于逆反应活化能

B.极性共价键发生异裂时，可以产生正、负离子

c.HQ分子亲核进攻碳正离子时，能够放出能量

D.过渡态1、中间体、过渡态2中，过渡态1最稳定

【答案】B

【详解】

A.由图象可知，反应物总能量高于生成物总能量，即正反应为放热反应，则正反应活化能小于逆反应活化

能，故A错误；

B.由图象可知，图中过渡态1发生极性共价键（C—C1键）异裂生成了中间体碳正离子和氯离子，即极性

共价键发生异裂时，可以产生正、负离子，故B正确：

C.由图象可知，图中H2O分子亲核进攻碳正离子后生成了能量更高的过渡态2,即该过程需要吸收能量，

故C错误；

D.由图象可知，过渡态1、中间体、过渡态2中，过渡态1能量最高，最不稳定，中间体能量最低，最稳

定，故D错误；

故答案选B。

14.（2021•福建福州市•高三二模）三甲胺N（CHj是重要的化工原料。我国科学家实现了使用铜催化剂将

N,N-二甲基甲酰胺［（CHshNCHO,简称DMF］转化为三甲胺的合成菖线。结合实验与计算机模拟

结果，研究单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示（*装示物质吸附在铜催化剂上）。下列说法

苗毛的是

(CH)NCHO(g)+2H(g)

0.0322

N(CH3)3(g)+H2O(g)

(CH3)2NCHOH*+3H*-102

-1.23(CH3)2NCH2+OH*+2H*

-1.55

-1.77

「2.16

(CH3)2NCH2OH*+2H*

(CH)NCHO*+2H*

32N(CH3)3+OH*+H*

A.该历程中发生极性键和非极性键的断裂

B.该历程中的最大能垒(活化能)为1.19eV

C.铜催化剂的作用之一是吸附反应物形成更稳定的反应中间体

D.若ImolDMF完全转化为三甲胺，则会释放出1.02eV的能量

【答案】D

【详解】

A.(CH3)2NCHO(g)与H2(g)反应最终生成N(CH3)3(g)过程中N-C与H-H键一定会断裂，故有极性键和非极

性键断裂，A项正确；

B.看历程最后一步中出现了最大能量-1.02-(-2.21)eV=1.19eV,B项正确；

C.铜催化剂的作用之一是吸附反应物形成更稳定的反应中间体，图中可见反应中间体能量低，稳定，C项

正确；

D.该反应的总反应由(CH3)2NCHO(g)转化为N(CH3)3(g),但L02eV为单个(CH3)2NCHO(g)反应时放出的热

量，故A"=-1.026V・NA，D项错误；

答案选D。

15.(2021•辽宁锦州市•高三一模)1,3.丁二烯在某条件下与滨发生加成反应时，会生成M和N两种产物,

其反应机理如图1所示：室温下，M可以缓慢转化为N,能量变化如图2所示。下列叙述错误的是

A.M发生加聚反应产物的结构简式为

BrBr

B.N存在顺反异构

C.室温下，N的稳定性强于M

D.M—N反应的热效应△H=-(E2・E1)kJmol

【答案】A

【详解】

A.M发生加聚反应，产物的结构简式为千以一？1+，

BiCHCH^r

二丁-户+

"M-MKF4Hze,u

BiCHCH^r»BiCHCH^Br人日沃

LNViwUri^jr

B.有机物N的双键碳原子都连接了-H和-CHzBr,当相同的原子或原子团位于双键的同侧，即顺式结构，

当相同的原子或原子团位于双键的异侧，即反式结构，故N存在顺反异构，B项正确；

C.由题干信息“室温下，M可缓慢转化为N”，化学反应趋向于生成更稳定的物质，因此N的稳定性强于

M,C项正确；

D.由图2可知MfN反应放热，AH<0,故AH=-（E2-EJkJ-moL,D项正确：

答案送A。

16.（2021・辽宁高三模拟）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。

O,一

E

W

*

幽

翌

表

要

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44.7kcal-mo『

C.反应CO2（g）+2H*=CC）2（g）+H2（g）AH=+3.3kcalmor,

D.使用催化剂能够加快反应速率，降低熔变，提高平衡产率

【答案】C

【详解】

A.由图可知，HCOOH脱氢反应为放热反应，选项A错误；

B.由图可知，最大能垒（反应活化能）为80.3kcal-mo「，选项B错误；

C.由图可知，反应CO2+2H*==COz+H2,能量由-17.4变为一14.1,故△〃=+3.3kcal-moL，选

项C正确：

D.催化剂能够加快反应速率，但不改变熔变和平衡产率，选项D错误。答案选C。

17.（2021•湖南常德市•高三一模）消除天然气中H2s是能源领域的热点，利用CuFezCh表面吸附H2s时，

华中科技大学李铉等研究表明有两种机理途径，如图所示。

,途径1

-——途径2

o—

E

m

s

3

H

女

望

下列说法错误的是

A.该吸附过程释放能量

B.途径1历程中最大活化能为204.5kJ-mol"

C.HiS』HS*+H字的速率：途径1＞途径2

D.CuFezCh在吸附过程中提供了O原子

【答案】C

【详解】

A.该吸附过程相对能量下降，所以为释放能量，A项正确；

B.途径1最大活化能为・362.6-（・567.1）=204.5kJmolLB项正确；

C.HS*=HS*+H*中，活化能途径1＞途径2,活化能越大，反应速率越慢，则反应速率途径1〈途径2,C

项错误；

D.在吸附过程中CuFezCh提供了O原子.D项正确：答案选C。

18.（2021•辽宁丹东市•高三一模）1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1,3-

丁二烯生成碳正离了（CH《瑞）；第二步Br一进攻碳正离了完成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O'C和40℃时，1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分

别为70:30和15:85。下列说法错误的是

A.两步反应都为放热反应

B.在一定条件下，可以选择合适的催化剂提升1,4-加成产物的产率

C.相同条件下，第二步反应1,2-加成的反应速率比1,4-加成的反应速率快

D.可以通过控制温度提升1,4-加成产物的产率

【答案】A

【详解】

A.根据图中信息得到反应第一步是反应物总能量低于生成物总能量，因此第一步反应为吸热反应，故A错

误；

B.在一定条件下，可以选择合适的催化剂提高1,4-加成，而降低I,2-加成，从而提升1,4-加成产物

的产率，故B正确；

C.相同条件下，根据图中信息第二步反应1,2-加成的反应的活化能比1,4一加成的反应的活化能低，因

此第二步反应1,2-加成的反应速率比1,4-加成的反应速率快，故C正确；

D.根据已知在0℃和40℃时，1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85,因此可以

通过控制温度提升1,4-加成产物的产率，故D正确。

综上所述，答案为A。

19.（2021•山西晋中市•高三二模）“氯化反应”通常指将氯元素引入化合物中的反应。计算机模拟单个乙块分

子和氯化氢分子在催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法正确的是

2.5

2.0-崎？

+/

HC=CH(g)+HCl(g)HgCl2(s)!\

L"//2.12\

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•H2C=CHCl(g)+HgCl2(s)

1

A.该反应的热化学方程式为HC=CH(g)+HCl(g)=H2C=CHCl(g)AH=-2.24x1O^eV-mor

B.反应物或产物在催化剂表面进行物理吸附和解吸附

C.该历程中活化能为1.68x1024eV

D.碳碳三键键能：CH三CH>M1

【答案】D

【详解】

A.题干中“计算机模拟单个乙焕分子和氯化氢分子”，即图像中表示的单个分子的能量的变化，故热化学方

程式中A”=-2.24xl(T24xNAeV-moir,故A错误；

B.在催化剂表面吸附和解吸附的过程都是催化剂参与化学反应的过程，不是物理过程，故B错误；

C.由M2TM3的变化过程可计算出该历程的活化能为2.12'10-24乂防6丫皿0口，故C错误；

D.Ml为C2H2与HgCb形成的中间体，加入催化剂，降低反应所需活化能，形成的中间体更易发生加成反

应，化学键更易断裂，故Ml中碳碳三键筵能比C2H2中小，故D正确；

综上所述答案为D。

20.(2021•江西高三模拟)反应CH“g)+C02(g尸CH3C00H(g)在一定条件下可发生，该反应历程示意图如图

所示。有人提出利用电化学处理，可提高能量的利用率，下列说法不正确的是

c

O

H

A.若设计为原电池，则通入甲烷的电极为负极

B.使用催化剂，可降低活化能和婚变，加快反应速率

C.由图象可知①一②放出能量并形成了碳碳单键

D.若设计为原电池，用稀硫酸作电解质溶液，正极反应为：2co2+8e-+8H+=CH3COOH+2H2。

【答案】B

【详解】

A.CH4中碳原子化合价・4,CO2中碳原子化合价+4,CH3co0H中碳原子平均化合价为。价，所以对于CK

来说，有反应物到生成物化合价升高，做还原剂，那么在原电池中还原剂进负极失电子被氧化，描述正确，

不符题意；

B.催化剂只能降低活化能，不可能改变熔变，描述错误，符合题意：

C.由题图可知，反应物能量高，生成物能量低，且催化过程中，CH4碳氢键断裂，碳原子与C02碳原子形

成单键，描述正确，不符题意；

D.C02进正极，在酸性条件下被还原，生成CH3co0H,电极反应式正确，不符题意；

综上，本题选B。

21.（2021•山东高三模拟）据文献报道：使用新型催化剂实现芳香化合物选择性C・H键活化机理如图所示。

下列叙述正确的是

A.总反应方程式为4

B.该催化剂可降低反应的活化能，有效提高反应物的平衡转化率

C.反应过程中Pd的成键数目保持不变

HO

X、H

D.是该反应的催化剂

/\/\/\

【答案】A

【详解】

A.图示中反应物为［了和O2,产物是:和H2O(step4),所以该反应的总反应催化剂为

催化剂\=(.

+0------2)^+2见0，A项正确;

a2

B.催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，但不影响平衡转化率，B项错误;

C.图示中Pd的成键数目有3,4两种情况，C项错误；

D.根据图示可知，为该反应的中间产物，D项错误；故选A,

22.(2021•安徽高三三模)锂元素用途广泛，如图是一种帆的化合物催化某反应的反应机理。下列叙述错误

的是

H

N(HiS496)

H2O

a；H+

A.H?0参与了该催化反应

B.过程①中反应的原子利用率为100%

C.该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成

D.每次循环的净反应为H2O2+2Cr=2H0Cl+2e-

【答案】D

【详解】

A.过程④说明HzO参与了该催化反应，故A正确；

B.根据过程①的反应，反应物全部变为生成物，说明反应的原子利用率为KX）%,故B正确；

C.过程①中有氢氧键的形成，过程②中有氢氧键的断裂，说明该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成,

故C正确；

D.根据整个反应体系得到每次循环的净反应为H++H2O2+CINHOCI+H2O,故D错误。

综上所述，答案为D。

23.（2021・湖北高三模拟）在紫外线的作用下，CECI2可解离出氯原子，氯原子破坏臭氧层的原理如图所

示。下列说法正确的是

A.一氧化氯自由基是臭氧分解过程的催化剂

B.反应a的活化能低于反应b的活化能

氯原子

C.臭氧分解的化学方程式可表示为：203^=30,

hv

D.CF2c%分子的空间构型是正四面体形

【答案】C

【详解】

A.根据示意图可判断一氧化氯自由基是臭氧分解过程的中间产物，A错误；

B.反应a是慢反应，反应b是快反应，其活化能高于反应b的活化能，B错误;

氯原子

C.在催化剂的作用下臭氧分解转化为氧气，则臭氧分解的化学方程式可表示为：2O3^=3O.,C正

hv

确；

D.由于C-F和C—C1的键长不同，因此CF2cI2分子的空间构型是四面体形，不是正四面体，D错误；

答案选Co

24.(2021•广东佛山市•高三二模)中国科学院发现CO2在核(Fe-Zn・Zr).壳(Zeolite)催化剂内能高效氢化成异

构化烷烧，反应机理如图所示。下列说法错误的是

A.该过程中没有发生电子的转移

B.该催化剂降低了反应的活化能

C.该过程中还有HzO生成

D.H?和CO2在核壳内部进行了原子的重组

【答案】A

【详解】

A.根据图示，氢气和二氧化硫在核(Fe・ZmZr).壳(Zeolite)催化剂作用下转化为CO和烷夕至，存在电子的转移,

故A错误；

B.催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，故B正确；

C.根据图示，氢气和二氧化硫在核(Fe-Zn-Zr)-壳(Zeolite)催化剂作用下转化为CO和烷烧，根据原子守恒，

CO2中的O原子不可能都转化为CO中的O,因此该过程中一定有H2O生成，故C正确；

D.比和CO2在核壳内部转化为CO和烷烧，发生了化学变化，化学变化的本质就是原子的重新组合，故D

正确；

故选A。

25.(2021・湖南永州市•高三三模)工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NO,.和CO,利用它们的相互作用

可将SO2、NOx还原成无害物质，一定条件下得到以下实验结果。图1为298K各气体分压与CO物质的量

分数的关系,图2为CO物质的量分数为2.0%时.各气体分乐与温度的关系c

p/KPa必KPa

10000100002J♦—■1

1000CO?1000

co

750cos750cos

250250

00

1.01.21.41.61.82.0

9（CO）/%

77K

图1图2

下列说法错误的是

A.不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有多种

B.温度越高脱硫脱硝的效果越好

C.NOx比SO2更易被CO还原

D.体系中可能发生反应：2cosUS2+2CO、4cO2+S2=4CO+2sO2

【答案】B

【详解】

A.根据图2可知，不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有S2、COS等多种物质，故A正确;

B.根据图2可知，1200K~1400K,随温度升高，SCh含量升高，故B错误；

C.由图示可知，NOx比SO2更易被CO还原，故C正确；

D.由图示可知，温度低于1000K时COS含量降低，S2、CO含量升高，体系中可能发生反应：2cosWS2+2CO；

温度人于1000K时CO2、S2含量降低，CO、SO2含量升高，体系中可能发生反应：4CO2+S2-4CO+2SO2,

故D正确：

选B。

26.（2021・湖南永州市•高三三模）工业上用CO2合成乙酸的反应路径如图所示：

下列说法错误的是

A.反应过程中碳元素的化合价始终不变

B.第4步反应的氧化剂是CH3coORh*I

C.HI、LiOH、CH3RCHaRh*I、CH3coORh*I为反应的中间产物

TjTRh*

D.催化循环的总反应为CH3OH+CO2+H2CH3COOH+H2O

【答案】A

【详解】

A.碳元素在CH30H中显-2价，在CH380H中显。价，碳元素的化合价跟成键原子的非金属性有关，故

A错误；

B.第4步反应为CH3co0Rh*I+H2=CH3COOH+Rh*+HL氧化剂是CH3coORh*L故B正确；

C.根据每一步的反应可知，中间产物有HI、LiOH、CH3I、CH3Rh*kCH3coORh*L都是先生成后反应的

物质，故C正确；

D.根据图示，CHsOH>CO2和H2在Lil、Rh*催化作用下生产CH3coOH和H2O,所以循环的总反应为

T；TRh*

CH3OH+CO2+H2ACH3COOH+H2O,故D正确；

答案选A。

27.（2021•浙江高三模拟）如图表示某温度下气体分子的能量分布图，纵坐标为，竺，其中N为分子总

NAE

数，表示单位能量间隔内的分子数目，工、T2表示温度，［空表示单位能量间隔内的分子数占分子

AENAE

总数的分数。下列说法不正确的是

A.曲线的变化趋势表明活化分子所占分数少，能量小的分子所占分数也少

B.曲线下之间的阴影部分的面积表示能量处于E1~E?之间的气体分子所占分数

c.T,>T2,且此时速率关系为V(TJ<V(T2)

D.只要温度相同，无论气体分子总数怎样变化，曲线形状保持一致

【答案】C

【详解】

A.由于工空表示单位能量间隔内的分子数占分子总数的分数，因此曲线的变化趋势表明活化分子所占

NAE

分数少，能量小的分子所占分数也少，A正确；

B.由于,空表示单位能量间隔内的分子数占分子总数的分数，因此曲线下之间的阴影部分的面

NAE

积表示能量处于E「E2之间的气体分子所占分数，B正确；

C.升高温度加快反应速率，若工>12,则此时速率关系为V(TJ>V(T2),C错误；

D.由于横坐标表示气体分子的能量，纵坐标表示单位能量间隔内的分子数占分子总数的分数，因此只要温

度相同，无论气体分子总数怎样变化，曲线形状保持一致，D正确；

答案选C。

28.(2021•北京门头沟区•高三一模)乙醇水蒸气催化重整是一种清洁且可持续的制氢方法，Ni-CoCu水滑

(乙醇可用键线式表示为/\6口)

石复合催化剂具有较好的催化活性，反应过程如图所示。

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