1、专练27化学反应中的能量变化基本概念及图像一、单项选择题1.2022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2.中国学者在水煤气变换CO（g）H2O（g）=CO2（g）H2（g）H中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂（能吸附不同粒子）催化实现的。反应过程示意图如下：下列说法正确的是（）A.过程、过程均为放热过程B.过程生成了具有极性共价键的H2、CO2C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的HD.图示过程
2、中的H2O均参与了反应过程3.2022河南开封高三定位考试 已知H2（g）2ICl（g）=I2（g）2HCl（g），该反应分、两步进行，其能量曲线如图所示， 下列有关说法错误的是（）A.反应为放热反应B.反应是同种元素间发生的氧化还原反应C.反应比反应的速率慢，与相应正反应的活化能无关D.H2（g）2ICl（g）=I2（g）2HCl（g）H218 kJmol14.2022安徽合肥一检反应XYZ（H0）分两步进行：XYW（H0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（）5.2022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，
3、正交）H0.33 kJmol1B.式表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJC.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296.83 kJ的能量D.单斜硫比正交硫稳定6.2022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.HE1E2，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
4、、101 kPa下，将1 mol SO2（g）和0.5 mol O2（g）置于密闭容器中充分反应生成SO3（g）放热a kJ，其热化学方程式为2SO2（g）O2（g）2SO3（g）H2a kJmol17.2020天津卷理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN（g）HNC（g）异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是（）A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的H59.3 kJmol1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂，可以改变反应的反应热8.2021山东卷18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：H3CCO18OCH3OHH3C
5、CO18OHOCH3H3CCO18OHCH3O能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是（）A.反应、为决速步B.反应结束后，溶液中存在18OHC.反应结束后，溶液中存在CHOHD.反应与反应活化能的差值等于图示总反应的焓变二、不定项选择题9.2022湖南卷反应物（S）转化为产物（P或PZ）的能量与反应进程的关系如下图所示：下列有关四种不同反应进程的说法正确的是（）A.进程是放热反应B.平衡时P的产率：C.生成P的速率：D.进程中，Z没有催化作用 10.2022全国百强校宁夏育才中学月考依据如图判断，下列说法正确的是（）A.氢气的燃烧热H241.8kJmol1B.2 mol H2（g）
6、与1 mol O2（g）所具有的总能量比2 mol H2O（g）所具有的总能量低C.液态水分解的热化学方程式为2H2O（l）=2H2（g）O2（g）H571.6 kJmol1D.H2O（g）生成H2O（l）时，断键吸收的能量小于成键放出的能量11.如图为氟利昂（如CFCl3）破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是（）A.过程中断裂极性键CCl键B.过程可表示为O3Cl=ClOO2C.过程中OO=O2是吸热过程D.上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂12.2022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、步反
7、应均释放能量B.该反应历程中有两个过渡态C.酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能D.总反应速率由第步反应决定13.2022河北保定月考已知化学反应A2（g）B2（g）=2AB（g）的能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是（）A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B.该反应的H（ab） kJmol1C.升高温度，图中a、b的值减小，反应速率加快D.断裂1 mol AA键和1 mol BB键时，放出a kJ能量三、非选择题14.设题创新（1）甲醇与O2的反应体系中存在以下反应：2CH3OHO2=2HCHO2H2O、CH3OHO2=CO2H2O、2COO2=2CO2。工业生产中常用催化剂来选择
8、反应进行的方向。如图所示为一定条件下1 mol CH3OH与O2发生反应时，分别生成CO、CO2或HCHO的能量变化图反应物O2（g）和生成物H2O（g）略去。在催化剂作用下，反应初始阶段CH3OH与O2反应主要生成（填“CO”“CO2”或“HCHO”）。2HCHO（g）O2（g）=2CO（g）2H2O（g）H。（2）查阅文献，化学键的键能数据如表所示：化学键HHNHNN键能/（kJmol1）436391946已知氨分解反应NH3（g）H2（g）N2（g）的活化能Eal300 kJmol1，则反应3H2（g）N2（g）2NH3（g）的活化能Ea2。专练27化学反应中的能量变化基本概念及图像1C
9、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。2D根据反应过程示意图，过程是水分子中化学键的断裂过程，为吸热过程，A错误；H2中的化学键是非极性键，B错误；催化剂不能改变反应的H，C错误；根据反应过程示意图，过程中水分子中的化学键断裂，过程也是水分子中的化学键断裂过程，过程中形成了水分子，所以
10、H2O均参与了反应过程，D正确。3C根据图像可知，反应中反应物总能量大于生成物总能量，则反应为放热反应，故A正确；反应中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，反应的正反应活化能大于反应的，故反应比反应的速率慢，C错误；由题图知，D正确。4A总反应的H0，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；反应的H0，则生成物Z的总能量比反应物W的总能量高，A项正确。5A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，H0.33 kJmol1，A正确；式反应断裂1 mol单斜硫（s）中的共价键和1 mol O
11、2（g）中的共价键吸收的能量比形成1 mol SO2（g）中的共价键所放出的能量少297.16 kJ，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。6B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，H0，所以HE1E2，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1 mol SO2（g）和0.5 mol O2（g）置于密闭容器中充
12、分反应，生成的SO3（g）小于1 mol，放热a kJ，则2SO2（g）O2（g）2SO3（g）H2a kJmol1，D错误。7D本题考查反应过程的能量图分析，考查的化学学科核心素养是宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知。HNC的能量比HCN高，则稳定性较好的是HCN，A项正确；该异构化反应的H 59.3 kJmol1，为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，B、C项正确；使用催化剂只能改变反应的历程，但是不影响反应的反应热，D项错误。8B由图像中反应进程可知正反应中活化能大是决速步；逆反应中活化能大，是决速步，A项错误；已知为快速反应，结合反应可知溶液中存在18OH，B项正确；结合
13、反应历程、和可知，18O只存在于乙酸甲酯、乙酸、氢氧根离子、水分子中，不会在甲醇分子中存在，C项错误；图示总反应的焓变反应物的总焓生成物的总焓（反应的活化能反应的活化能）（反应的活化能反应的活化能）反应的活化能反应的活化能，D项错误。9AD10C氢气的燃烧热是指1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，故氢气的燃烧热为（483.688）/2285.8 kJmol1, A错误；2 mol H2（g）与1 mol O2（g）反应生成2 mol H2O（g），放出热量483.6 kJ，所以2 mol H2（g）与1 mol O2（g）所具有的总能量比2 mol H2O（g）所具有的总能量高，B错误
14、；液态水分解的热化学方程式为：2H2O（l）=2H2（g）O2（g），H（483.688）571.6 kJmol1，C正确；H2O（g）生成H2O（l）时，为物理变化，不存在化学键的断裂和生成，D错误；正确选项为C。11C过程中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键CCl键，选项A正确；根据图中信息可知，过程可表示为O3Cl=ClOO2，选项B正确；原子结合成分子的过程是放热的，选项C错误；上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂，选项D正确。12B根据能量与反应历程的关系图可知第、步反应的反应物的总能量均高于生成物，为放热反应，A项正确；该反应经历3个步骤，有3个过渡态，B项错误
15、；催化剂通过改变反应历程，可以同时降低正、逆反应的活化能，加快反应速率，C项正确；据图可知第步反应的活化能最大，为慢反应，决定总反应速率，D项正确。13B由图可知，该反应是吸热反应，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，A项错误；由图可知，该反应是吸热反应，H（ab） kJmol1，B项正确；升高温度反应速率加快，但不能改变活化能，图中a、b的值不变，C项错误；化学键断裂吸收能量，断裂1 mol AA键和1 mol BB键时吸收a kJ能量，D项错误。14答案：（1）HCHO470 kJmol1（2）508 kJmol1解析：（1）活化能越低，普通分子越容易转化成活化分子，反应越容易发生，反应速率越快，单位时间内生成的产物越多，由题图可知在催化剂作用下，CH3OH与O2反应生成HCHO的活化能较低，故反应初始阶段主要生成HCHO。根据图示可知2HCHO（g）O2（g）=2CO（g）2H2O（g）中反应物能量高，生成物能量低，故该反应为放热反应，然后依据图中给出数据可得H（676158283）2kJmol1470 kJmol1。（2）根据H反应物总键能生成物总键能，可知反应3H2（g）N2（g）2NH3（g）的H34369462339192（kJmol1），再结合H正反应的活化能逆反应的活化能Ea22Ea1，可知Ea2508 kJmol1。
