市鸽悉学校高考化学一轮复习 专练 化学反中的能量变化基本概念及图像高三全册化学试题

盘船州斜盒市鸽悉学校专练27 化学反应中的能量
变化基本概念及图像
1．[2020·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) ΔH]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Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程
B．过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2
C．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
D．图示过程中的H2O均参与了反应过程
3．[2020·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＝－218 kJ·mol－1
4．[2020·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( )
5．[2020·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＝－0.33 kJ·mol－1
B．①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 kJ
C．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296.83 kJ的能量
D．单斜硫比正交硫稳定
6．[2020·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 ℃、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) ΔH＝－2a kJ·mol－1
7．[2020·全国百强校宁夏育才中学月考]298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述错误的是( )
A．加入催化剂，不能改变该化学反应的反应热
B．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C．该反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92 kJ/mol
D．在常温、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量为92 kJ
8．[2020·长春实验中学高三开学考试]已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。

在含有少量I－的溶液中，H2O2分解机理为：
①H2O2＋I－===H2O＋IO－慢
②H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－快
下列说法不正确的是( )
A．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
B．反应的速率与I－浓度有关
C．I－是该反应的催化剂
D．反应①的活化能大于反应②的活化能
9．[2020·第二次月考]由N2O(g)和NO(g)反应生成N2(g)和NO2(g)的能量变化如图所示。

下列说法正确的是( )
A．当反应生成1 mol N2时，转移电子的物质的量为4 mol
B．该反应的活化能为348 kJ·mol－1
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)
ΔH＝＋139 kJ·mol－1
D．使用催化剂能使该反应的活化能减小
10．研究表明N2O与CO在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是( )
A．反应总过程ΔH<0
B．Fe＋使反应的活化能减小
C．FeO＋也是该反应的催化剂
D．Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应
11．[2020·长春实验中学高三开学考试]已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下：
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0，平衡常数K1
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0，平衡常数K2
下列说法正确的是( )
A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2
B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝K1/K2
C．反应①的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率
D．反应过程中的能量变化可用下图a表示
12．[2020·长春实验中学高三开学考试]H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－a kJ/mol。

已知：
(a、b、c均大于零)。

下列说法正确的是( )
A．H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键
B．断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c＋b＋a) kJ
C．相同条件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)总能量小于2 mol HI(g)的总能量
D．向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量为2a kJ
13．[2020·辽宁六校协作体上学期联考]下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。

下列说法正确的是( )
A．由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为：MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g) ΔH＝＋117 kJ·mol－1
B．热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C．工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg，该过程需吸收热量
D．金属镁和卤素单质(X2)的反应能自发进行是因为ΔH均小于零
14．[2020·浙江嘉兴高三月考]几种物质的能量关系如下图所示。

下列说法正确的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－965.1 kJ·mol－1
B．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－221.2 kJ·mol－1
C．由图可知，甲烷的燃烧热为779.7 kJ·mol－1
D．通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的生成焓，由图可知，CH4(g)的生成焓为＋74.8 kJ·mol－1
15．[2020·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ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
B．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低
C．液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
D．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量
16．下列的图示与对应的叙述相符的是( )
A．图1表示向100 mL 0.1 mol·L－1的AlCl3溶液中滴加1 mol·L－1的NaOH溶液时n[Al(OH)3]的变化情况
B．图2表示KNO3的溶解度曲线，图中a点表示的溶液通过升温可以得到b点
C．图3表示某一放热反应，若使用催化剂，E1、E2、ΔH都会发生改变
D．图4表示向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸时，产生n(CO2)的情况
17．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Ⅰ中断裂极性键C—Cl键
B．过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2
C．过程Ⅲ中O＋O===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
18．[设题创新](1)甲醇与O2的反应体系中存在以下反应：2CH3OH＋O2===2HCHO＋2H2O、CH3OH＋O2===CO ＋2H2O、2CO＋O2===2CO2。

工业生产中常用催化剂来选择反应进行的方向。

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]。

①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”)。

②2HCHO(g)＋O2(g)===2CO(g)＋2H2O(g)
ΔH＝________。

(2)查阅文献，化学键的键能数据如表所示：
键能/(kJ·mol－1) 436 391 946
已知氨分解反应NH3(g)3
2
H2(g)＋
1
2
N2(g)的活化能E al＝300 kJ·mol－1，则反应3H2(g)＋
N2(g)2NH3(g)的活化能E a2＝________。

专练27 化学反应中的能量变化基本概念及图像
1．C 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．D 根据反应过程示意图，过程Ⅰ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ΔH，C错误；根据反应过程示意图，过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂，过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂过程，过程Ⅲ中形成了水分子，所以H2O均参与了反应过程，D正确。

3．C 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．A 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．A 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＝－0.33 kJ·mol－1，A正确；①式反应断裂1 mol单斜硫(s)中的共价键和1 mol O2(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。

6．B 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1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应，生成的SO3(g)小于1 mol，放热a kJ，则2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH <－2a kJ·mol－1，D错误。

7．D 催化剂能改变反应的路径，降低反应的活化能，但不能改变化学反应的反应热，A项正确；加入催化剂，降低反应的活化能，但不改变ΔH，反应速率加快，b曲线符合要求，B项正确；根据图像可知，
1 mol N2和3 mol H2完全反应生成
2 mol NH3时放出的热量为92 kJ，C项正确；因为该反应为可逆反应，反应不能进行到底，所以通入1 mol N2和
3 mol H2，反应后放出的热量小于92 kJ，D项错误。

8．A 由于水是纯液体，不能用来表示反应速率，且根据总反应的计量关系，c(H2O2)＝2v(O2)，A错误；I－是反应的催化剂，但I－参与的第一步反应是慢反应，因此第一步为控速步骤，反应物I－的浓度影响反应速率，B正确；I－是反应的催化剂，C正确；反应①速率慢，反应②速率快，所以反应①活化能大于反应②的活化能，D正确。

9．D A．根据反应N2O＋NO===N2＋NO2可知，此反应中当生成1 mol氮气时转移2 mol电子，故错误；
B.由图可知，该反应的正反应的活化能为209 kJ·mol－1，逆反应的活化能为348 kJ·mol－1，故错误；
C.由图可知，反应N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)的ΔH＝(209 kJ·mol－1－348 kJ·mol－1)＝－139 kJ·mol －1，故错误；
D.使用催化剂能降低反应的活化能，从而加快反应速率，故正确。

10．C 总反应的化学方程式为N2O＋CO===N2＋CO2，根据图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，ΔH<0，A项正确；根据反应历程，Fe＋为催化剂，能够降低反应的活化能，B项正确；FeO＋为中间产物，而不是催化剂，C项错误；根据图示，Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2，两反应中反应物总能量均高于生成物总能量，均为放热反应，D项正确。

1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；液态水分解的热化学方程式为：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)，ΔH＝＋(483.6＋88)＝＋571.6 kJ·mol
－1，C正确；H
2O(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。

16．A 向100 mL 0.1 mol·L－l的AlCl3溶液中滴加1 mol·L－1的NaOH溶液时，最初溶液中沉淀量逐渐增多，当滴加到30 mL后，沉淀开始溶解，40 mL时沉淀完全溶解，故选A项；a点溶液为未饱和溶液，减少溶剂可以使溶液变为饱和溶液，则a点表示的溶液通过蒸发溶剂可以得到b点表示的饱和溶液，升温不能使a点表示的溶液变为b点表示的溶液，故不选B项；反应中加催化剂只是改变反应的进程，降低反应所需的活化能，但是反应热不变，故不选C项；向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸时，最初没有CO2气体生成，当Na2CO3全部转化为NaHCO3后，再滴加稀盐酸时才有CO2气体生成，故不选D项。

17．C 过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C—Cl键，选项A正确；根据图中信息可知，过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2，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。

18．(1)①HCHO②－470 kJ·mol－1(2)508 kJ·mol－1
解析：(1)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。

②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ΔH＝－[(676－158－283)×2]kJ·mol－1＝－470 kJ·mol－1。

(2)根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，可知反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)的ΔH＝3×436＋946－2×3×391＝－92(kJ·mol－1)，再结合ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝E a2－2E a1，可知E a2＝508 kJ·mol－1。

1．A 12.B 13.D 14.B
15．C 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(483.6＋88)/2＝285.8 kJ·mol－1, A错误；2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，放出。