2021-2022高考化学备考专项汇编——专题精讲-化学反应中的能量变化

通过对全国新课标卷的分析研究，其命题形式主要有两种：其中之一是单独命题的选择 题，主要考查催化剂、盖斯定律的应用，化学反应热的求算等。

预测在 2021 年的高考中考 查能量变化的内容将不断拓宽，对催化剂、活化能、热化学方程式的应用及盖斯定律的计算 要求会有所提高，对能源问题也会更加关注，考查形式灵活。

1.热化学方程式的书写与判断。

(1)ΔH 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。

若为放热反应，ΔH 为 “−”；若为吸热反应，ΔH 为“+”。

ΔH 的单位一般为 kJ/mol。

(2)反应热 ΔH 与测定条件(温度、压强等)有关。

因此，书写热化学方程式时应注明 ΔH 的测定条件。

绝大多数 ΔH 是在 25 ℃、1.01×105 Pa 下测定的，可不注明温度和压强。

(3)热化学方程式中各物质的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子数 或原子数。

因此物质的系数可以是整数，也可以是分数。

(4)反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。

因此，必须注明 物质的聚集状态(s、l、g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。

热化学方程式中不 用“↑”和“↓”，不用“ ”而用“ ”表示。

(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。

由于 ΔH 与反应物的物质的量有关，所以 热化学方程式中各物质的系数必须与 ΔH 相对应，如果系数加倍，则 ΔH 也要加倍。

当反 应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

2.反应热的有关计算。

(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。

(2)根据反应物和生成物的总能量计算：ΔH=E(生成物)−E(反应物)。

(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：ΔH=反应物的 化学键断裂吸收的能量−生成物的化学键形成释放的能量。

(4)根据盖斯定律的计算：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同 时注意： ①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般 2～3 个)进 行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标 热化学方程式，求出目标热化学方程式的 ΔH 与原热化学方程式之间 ΔH 的换算关系。

②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH 也应相应地乘、除以某一个数；方程式进 行加减运算时，ΔH 也同样要进行加减运算，且要带“+”“−”符号，即把 ΔH 看作一个整体进 行运算。

③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH 的符号也随之改变，但数值不变。

④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液 →气变化时，会吸热；反之会放热。

⑤根据物质燃烧放热的数值计算：Q(放) =n(可燃物 )×|ΔH|。

3.反应热(ΔH)的大小比较。

对于放热反应来说，ΔH=−Q kJ/mol，虽然“−”仅表示放热的意思，但在比较大小时要 将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，ΔH 反而越小。

如：
(1)同一反应，生成物状态不同时，例如 A(g)+B(g) C(g) ΔH1＜0，A(g)+B(g)
C(l) ΔH2＜0，因为 C(g) C(l) ΔH3＜0，则 ΔH3=ΔH2−ΔH1，所以 ΔH2＜ΔH1。

(2)同一反应，反应物状态不同时，例如 S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH1＜0 S(s)+O2(g)
SO2(g) ΔH＜0， 又 ΔH3＜0，所以 ΔH1＜ΔH2。

，ΔH2+ΔH3=ΔH1，则 ΔH3=ΔH1−ΔH2，
(3)两个有联系的不同反应相比，例如 C(s)+O2(g)
CO2(g) ΔH1＜0，C(s)+12O2(g)
CO(g)
ΔH2＜0，根据常识可知
1 CO(g)+2O2(g)
CO2(g) ΔH3＜0 又因为
ΔH2+ΔH3=ΔH1，所以 ΔH2＞ΔH1。

小结：比较反应热大小的四个注意要点：
(1)反应物和生成物的状态；物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系：。

(2)ΔH 的符号：比较反应热的大小时，不要只比较 ΔH 数值的大小，还要考虑其符 号。

(3)参加反应物质的量，当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多放热


反应的 ΔH 越小，吸热反应的 ΔH 越大。

(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。

1．【2020•北京卷】依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．石墨燃烧是放热反应 B．1molC(石墨)和 1molCO 分别在足量 O2 中燃烧，全部转化为 CO2，前者放热多 C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 D．化学反应的 ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
1．【参考答案】C 【试题解析】A 项，所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)+O2(g)= CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故 A 正确；B 项，根据
图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，CO(g)+ 1 O2(g)=CO2(g) ΔH2=2
283.0kJ/mol，根据反应可知都是放热反应，1molC(石墨)和 1molCO 分别在足量 O2 中 燃烧，全部转化为 CO2，1molC(石墨)放热多，故 B 正确；C 项，根据 B 项分析，①
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，②CO(g)+ 1 O2(g)=CO2(g) ΔH2=2
283.0kJ/mol，根据盖斯定律①-②ｘ2 可得：C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2， 故 C 错误；D 项，根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有 关，与反应途径无关，故 D 正确；故选 C。

2．【2019•上海卷】根据图示下列说法正确的是( )


A． 断开非极性键和生成极性键的能量相同
B． 反应℃比反应℃生成的 OH 键更牢固
C．
1
O2(g)+H2(g)→OH(g)+H(g)-Q(Q>0)
2
D．
1
H2O(g)→
O2(g)+H2(g)+Q(Q>0)
2
2．【参考答案】C
【 试 题 解 析 】 从 反 应 历 程 图 像 可 以 判 断 1/2molO2(g)+1molH2(g) 的 能 量 低 于
1molOH(g)+H(g)，因此 1/2O2(g)+H2(g)→OH(g)+H(g)反应为吸热反应，所以 C 正确。

3．【2020•浙江 1 月选考】在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的 能量变化如图。

下列说法正确的是( )
A．Ea 为逆反应活化能，E 为正反应活化能 B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea’－Ea C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移
3．【参考答案】D 【试题解析】A 项，由图可知， Ea 为正反应活化能，E 为逆反应活化能，故 A 错误；B 项，由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应， 反应热 ΔH＝—(Ea’－Ea)，故 B 错误；C 项，在相同温度下，分子的能量并不完全相 同，有些分子的能量高于分子的平均能量，称为活化分子，则所有活化分子的平均能


量高于所有分子的平均能量，故 C 错误；D 项，该反应为放热反应，逆反应速率加快 幅度大于正反应加快幅度，使平衡向吸热的逆反应方向移动，故 D 正确；故选 D。

4．【2020•浙江 7 月选考】关于下列 ΔH 的判断正确的是( )
CO23−(aq)＋H+(aq)===HCO−3(aq)
ΔH1
CO23−(aq)＋H2O(l) HCO−3(aq)＋OH−(aq)
ΔH2
OH−(aq)＋H+(aq)===H2O(l)
ΔH3
OH−(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COO−(aq)＋H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＜0 ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH3＜0 ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4
4．【参考答案】B
【试题解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程，则 CO23−(aq)+H+(aq)=HCO3- (aq)为
放热反应，所以△H1<0；CO23−(aq)+H2O(l)
HCO3- (aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解
离子方程式，CO23−的水解反应为吸热反应，所以△H2>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示
强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H3<0；醋酸与强碱的中和反应为放热反
应，所以△H4<0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱
反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H4>△H3；综上所述，只有
△H1<△H2 正确，故选 B。

5．【2020•天津卷】理论研究表明，在 101kPa 和 298K 下，HCN(g) 化反应过程的能量变化如图所示。

下列说法错误的是( )
HNC(g)异构
A．HCN 比 HNC 稳定 B．该异构化反应的 ΔH=+59.3 kJ·mol-1 C．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


5．【参考答案】D 【试题解析】A 项，根据图中信息得到 HCN 能量比 HNC 能量低，再根据能量 越低越稳定，因此 HCN 比 HNC 稳定，故 A 正确；B 项，根据焓变等于生成物总能 量减去反应物总能量，因此该异构化反应的 ΔH=+59.3 kJ·mol-1-0=+59.3 kJ·mol-1，故 B 正确；C 项，根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反 应的活化能，故 C 正确；D 项，使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路 径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，故 D 错误。

故选 D。

6．【2019•浙江 4 月选考】MgCO3 和 CaCO3 的能量关系如图所示(M＝CA 项，Mg)：
M2+(g)＋CO32-(g)
M2+(g)＋O2−(g)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。

下列说法不．正．确．的是( ) A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0 B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0 C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO) D．对于 MgCO3 和 CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
6．【参考答案】C 【试题解析】根据盖斯定律，得 ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3，又易知 Ca2+半径大于 Mg2+半 径，所以 CaCO3 的离子键强度弱于 MgCO3，CaO 的离子键强度弱于 MgO。

A．ΔH1 表 示断裂 CO32-和 M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而 ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A 项正确；B．ΔH2 表示断裂 CO32-中共价键形成 O2− 和 CO2 吸收的能量，与 M2+无关，因而 ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，B 项正确；C．由 上可知 ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0，而 ΔH3 表示形成 MO 离子键所放出的能量，ΔH3 为 负 值 ， CaO 的离 子 键强 度 弱 于 MgO ， 因而 ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO) ， ΔH3(CaO)ΔH3(MgO)>0，C 项错误；D．由上分析可知 ΔH1+ΔH2>0，ΔH3<0，故 ΔH1＋ΔH2＞ΔH3， D 项正确。

故选 C。

7．【2019•江苏卷】氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。

下列有关说 法正确的是( )
A． 一定温度下，反应 2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行，该反应的 ΔH<0


B． 氢氧燃料电池 负极反应为 O2+2H2O+4e−=4OH− C． 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗 11.2 L H2，转移电子的数目为 6.02×1023 D． 反应 2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的 ΔH 可通过下式估算： ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和
7．【参考答案】A 【试题解析】A．体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反 应属于混乱度减小的反应，能自发说明该反应为放热反应，即∆H<0，故 A 正确；B．氢 氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条件的电极反应式为：2H2 - 4e=4H+，故 B 错误；C．常温常压下，Vm≠22.L/mol，无法根据气体体积进行微粒数目的 计算，故 C 错误；D．反应中，应该如下估算：∆H=反应中断裂旧化学键的键能之和反应中形成新共价键的键能之和，故 D 错误；故选 A。

8．【2019• 北京卷】下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子 符号表示)( )
A
B
C
D
NaCl 溶于水
电解 CuCl2 溶 液
CH3COOH 在水中电离
H2 与 Cl2 反应能量变化
NaCl=Na++Cl−
CuCl2=Cu2++2Cl−
CH3COOH CH3COO−+H+
H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g) ΔH=−183kJ·mol−1
8．【参考答案】B
【试题解析】A．NaCl 为强电解质，NaCl 溶于水，NaCl 在水分子作用下，自发解离
为 Na+和 Cl-，故电离方程式为 NaCl=Na++Cl-，故 A 不符合题意；B．电解氯化铜溶液，铜
离子向阴极移动，得电子，发生电极反应为：Cu2++2e-=Cu，氯离子向阳极移动，失电子，
发生电极反应为：2Cl-+2e-=Cl2，所以电解总反应为：Cu2++2Cl-
Cu+Cl2，故 B 符合题


意；C．CH3COOH 为弱电解质，溶于水部分电离，因此电离方程式为 CH3COOH CH3COO-+H+，故 C 不符合题意；D．由图可知，反应 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热等于 断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量(436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol)，与形成生成 物分子中化学键放出的总能量(431kJ/mol×2=862kJ/mol)之差，即放热 183kJ/mol，放热∆H 为负值，所以 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-183kJ/mol，故 D 不符合题意；故选 B。

1．(2021•河北省高三普通高中学业水平选择性模拟考试)已知 25℃、101kPa 时，以下
反应的热化学方程式为：
Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-564kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393kJ·mol-1
则
2Fe(s)+
3 2
O2
(g)
=
Fe2O3
(s)
的
ΔH
为
A．-822kJ·mol-1 B．-468kJ·mol-1
C．-186kJ·mol-1
D．+468kJ·mol-1
2．(2021 年浙江省绍兴市高三 4 月适应性考试)已知 NaHCO3 溶液与盐酸反应生成
CO2 吸热，N2CO3 溶液与盐酸反应生成 CO2 放热。

关于下列 ΔH 的判断正确的是
CO32-(aq)+H+(aq)
HCO3-(aq) ΔH1
HCO3-(aq)+H+(aq)
H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)
H2O(l)+CO2(g) ΔH3
OH-(aq)+H+(aq)
H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＜0 ΔH2＞0
B．ΔH1+ΔH2＞0
C．ΔH1+ΔH2+ΔH3＞0
D．ΔH2＜ΔH4
3．(2021·上海闵行区高三一模)丙烷与溴原子能发生以下两种反应：
① CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH2CH2·(g) + HBr(g) ② CH3CH2CH3(g) + Br·(g) → CH3CH·CH3 (g) + HBr(g) 反应过程的能量变化如图所示。

下列说法正确的是( )


A．反应①是放热反应 B．反应②使用了催化剂 C．产物中 CH3CH2CH2·(g)含量比 CH3CH·CH3(g)低 D．CH3CH2CH2·(g)转变为 CH3CH·CH3(g)时需要吸热 4．(2021•辽宁省辽南协作校高三第二次模拟)水煤气变换反应为：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)。

我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所 示，其中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．由图可判断水煤气变换反应的 ΔH＞0 B．步骤④是该反应历程的决速步 C．使用金催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变 D．步骤③中有 O-O 键的形成 5．(2021·福建泉州市高三第三次联考)如图分别代表溴甲烷和三级溴丁烷发生水解 的反应历程。

下列说法正确的是( ) I． CH3Br + NaOH→CH3OH+ NaBr II．(CH3)3CBr+ NaOH→(CH3)3COH+ NaBr


A．反应的 I 的△H＞0
B．反应 II 有三个过渡态
C．增加氢氧化钠的浓度可使反应℃速率增大，反应℃速率减小
D．反应过程中反应℃和℃都有 C-Br 的断裂和 C-O 的形成
6．(2021 年浙江省“超级全能生”选考科目联考)如图表示某温度下气体分子的能量
分布图，纵坐标为 1 ΔN ，其中 N 为分子总数， ΔN 表示单位能量间隔内的分子数目，
N ΔE
ΔE
T1、T2 表示温度， 1 ΔN 表示单位能量间隔内的分子数占分子总数的分数。

下列说法不正 N ΔE
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 E1~E2 之间的阴影部分的面积表示能量处于 E1~E2 之间的气体分子所占分数 C．T1＞T2，且此时速率关系为 v(T1) ＜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


1．已知反应X(g)+3Y(g)
2Z(g) △H 的能量变化如下图所示。

下列说法正确的是
( )
A ．△H= E 2- E 1
B ．更换高效催化剂，E 3不变
C ．恒压下充入一定量的氦气n(Z)减少
D ．压缩容器，c(X)减小
2．某反应2A=3B ，它的反应能量变化曲线如图所示，下列有关叙述正确的是( )
A ．该反应为吸热反应
B ．A 比B 更稳定
C ．加入催化剂会改变反应的焓变
D ．整个反应的ΔH=
E 1-E 2
3．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℃：CO 2(g)+4H 2(g)=CH 4(g)+2H 2O(g) ΔH = -164.7 kJ/mol
反应℃：CO 2(g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g) ΔH = 41.2 kJ/mol
反应℃：2CO(g)+2H 2(g)=CO 2(g)+CH 4(g) ΔH = -247.1 kJ/mol
向恒压、密闭容器中通入1 mol CO 2和4 mol H 2，平衡时CH 4、CO 、CO 2的物质的量随温度的变化如图所示。

下列说法正确的是( )
A ．反应℃的平衡常数可表示为K =4422(CH )(CO )(H )
c c c B ．图中曲线B 表示CO 的物质的量随温度的变化
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) =CO(g)+3H2(g)的ΔH= -205.9 kJ/mol
4．氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)。

已知部分化学键的键能和化学反应的能量变化如下表和下图所示。

下列说法中正确的是( )
A．表中的x＝191.2
B．反应过程中的△H2＝1405.6 kJ·mol－1
C．选用合适的催化剂，可降低反应过程中的H值
D．NH3(g)＋2Cl2(g)＝NHCl2(g)＋2HCl(g) △H＝－22.6 kJ·mol－1
5．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，下列说法正确的是( )
A．该历程中最小能垒的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*＝(CH3)2NCH2＋OH*
B．该历程中最大能垒(活化能)为2.16eV
C．该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)＝N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02ev•mol－1
D．增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大DMF平衡转化率
6．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= Ea2
C．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
7．(CH3)3C—Cl水解反应的进程与能量关系如图所示。

下列说法正确的是( )
A．(CH3)3C—Cl水解反应的正反应活化能大于逆反应活化能
B．化学键发生异裂时，可以产生正、负离子
C．H2O分子亲核进攻碳正离子时需要放出能量
D．在过渡态1、中间体、过渡态2中，过渡态1最稳定
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小能垒为0.22，是由(CH3)2NCH2OH*转化为(CH3)2NCH2的反应，化学方程式为
(CH3)2NCH2OH*＝(CH3)2NCH2＋OH*，A正确；B项，该历程中最大能垒(活化能)为1.19eV，B不正确；C项，该反应的总反应是由(CH3)2NCHO(g)转化为N(CH3)3(g)，但1.02ev•为单个(CH3)2NCHO(g)反应时放出的热量，所以热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)＝N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02N A ev•mol－1，C不正确；D项，增大压强或升高温度均能加快反应速率，但升高温度平衡逆向移动，不能增大DMF平衡转化率，D不正确；故选A。

6．【答案】B
【解析】A项，催化剂可以降低活化能，因此途径一未使用催化剂，但催化剂不能改变平衡状态，所以途径二和途径一的甲酸平衡转化率相同，A正确；B项，催化剂可以降低活化能，但不能改变焓变，由于反应物的总能量高于生成物的总能量，因此ΔH1=ΔH2＜0，但Ea1＞Ea2，B错误；C项，途径二中反应前有氢离子，反应后还有氢离子，说明H+参与反应，通过改变反应途径加快反应速率，C正确；D项，生成的活化能高，则途径二反应的快慢由生成的速率决定，D正确；故选B。

7．【答案】B
【解析】A项，反应物的能量比生成物高，该反应为放热反应，说明(CH3)3C—Cl 水解反应的正反应活化能小于逆反应活化能，A错误；B项，根据图示可知化学键发生异裂时，可以产生正、负离子，然后它们重新结合产生新的物质，B正确；C项，根据图示可知碳正离子与水分子结合产生的过渡态2时能量增加，说明H2O分子作为亲核试剂进攻碳正离子时需要吸收能量，C错误；D项，物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。

根据图示可知在在过渡态1、中间体、过渡态2中，中间体的能量最低，因此中间体最稳定，D错误；故选B。