2021年新高考化學(xué)試題分項(xiàng)7 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

專題07化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

1.（2021.廣東高考真題）“天問(wèn)一號(hào)”著陸火星，“嫦娥五號(hào)”采回月壤。騰飛中國(guó)離不開(kāi)化學(xué)，長(zhǎng)征系列運(yùn)

載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學(xué)品。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.煤油是可再生能源

B.H2燃燒過(guò)程中熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.火星隕石中的20Ne質(zhì)量數(shù)為20

D.月壤中的3He與地球上的3H互為同位素

2.（2021.浙江高考真題）相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于反應(yīng)的AH,下列判斷正確的是

-XS,

L+AM|(g).--------*唧

-t-?1卜3lg>川網(wǎng)>?i1,，HA

A.AH,>0,AH2>0B.AH3=AH1+AH2

c.AH1>AH2,AH3>AH2D.AH2=AH3+AH4

3.（2021?浙江高考真題）已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表:

共價(jià)鍵H-HH-O

鍵能/(kJ-mol“)436463

熱化學(xué)方程式

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)\H=-482kJmor1

則2O(g)=O2(g)的&H為

A.428kJ-mol-1B.-428kJ-mol-1C.498kJ-mol-1D.-498kJ-mol-1

1.（2021?江蘇南通市?高三其他模擬）反應(yīng)2N2H4（l）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（l）AH=-1135.7kJ-mol可為火

箭發(fā)射提供能量。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是

A.反應(yīng)消耗32gN2H4⑴放出1135.7kJ的能量

B.反應(yīng)物中所有化學(xué)鍵鍵能之和大于生成物中所有化學(xué)鍵鍵能之和

C.每生成18g水，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為4moi

D.常溫下該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行

【答案】D

【解析】

A.2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(1)A//=-1135.7kJmol表示2moiN2H4(1)參與反應(yīng)放熱1135.7kJ,則反

應(yīng)消耗32gN2H4(1),即ImolN2H4(1),應(yīng)放出567.85kJ的能量，故A錯(cuò)誤；

B.反應(yīng)熱△止反應(yīng)物中所有化學(xué)鍵鍵能之和-生成物中所有化學(xué)鍵鍵能之和，該反應(yīng)的△”<(),故反應(yīng)物

中所有化學(xué)鍵鍵能之和小于生成物中所有化學(xué)鍵鍵能之和，故B錯(cuò)誤；

C.反應(yīng)2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O⑴中，N2H4中N元素化合價(jià)從-2價(jià)升高到0價(jià)，NCh中N元素化

合價(jià)從+4價(jià)降低到0,則2molN2H4和2molNO2反應(yīng)生成4mol水時(shí)轉(zhuǎn)移8mol電子，則每生成18g水，即

Imol水時(shí)，反應(yīng)中應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2mol,故C錯(cuò)誤；

D.該反應(yīng)是一個(gè)放熱、烯增的反應(yīng)，在任何溫度下均可以自發(fā)進(jìn)行，故D正確；

故選D。

2.(2021?浙江高三其他模擬)已知：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)AH=+236kJ/molo相關(guān)共價(jià)鍵

的鍵能如下表：

共價(jià)鍵Si-ClH-ClSi-Si

鍵能/kJ-mol-1360431176

則H2(g)=2H(g)的AH為

A.436kJ-moP1B.-436kJ-moP1

C.304kJ-mol-1D.-304kJ-mol-1

【答案】A

【解析】

反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCI(g)△H=+236，反應(yīng)烙變=反應(yīng)物鍵

能總和-生成物鍵能總和，設(shè)H-H的鍵能為xkJ.moL，則4x360+2xx-2x176-4x43l=-236KJ/mol,解得

x=436kJmoP1,故A正確。

故選A。

3.(2021.浙江高三三模)十氫祭(G°H]8)是具有高儲(chǔ)氫密度的氫能載體。其脫氫過(guò)程的反應(yīng)為：

?C1OH18(1)；=-C10H12(l)+3H2(g)AH,

@C10H12(D-C10H8(l)+2H2(g)AH2

335℃下，進(jìn)行高壓液態(tài)十氫秦催化脫氫實(shí)驗(yàn)，一定時(shí)間內(nèi)測(cè)得n（G°H12）顯著低于n（G0H8）。判斷

C10HI8——>CI（）HI2->C10H8的能量示意圖正確的是

【分析】

兩個(gè)反應(yīng)都為分解反應(yīng)，屬于吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，AHI〉。，△H2>O,一定時(shí)

間內(nèi)測(cè)得n（GoHQ顯著低于MGoH。，說(shuō)明反應(yīng)①速率小于反應(yīng)②，反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②，據(jù)此

分析解答。

【解析】

A.圖中AH2<0,故A不選；

B.圖中AHI>0,△比>0,且反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②，故B選；

C.圖中為放熱反應(yīng)，故C不選；

D.圖中反應(yīng)①的活化能小于反應(yīng)②，故D不選；

故選B。

4.（2021?重慶高三三模）硫是一種重要的非金屬元素，正交硫（Orthogonalsulfur）是硫穩(wěn)定存在的唯一形式,

單斜硫是硫的同素異形體之一。下列說(shuō)法不正顧的是

已知：①S（正交，s）+O2（g）=SO2（g）AHi=-296.83kJ?mol-'

②S（單斜,s）+O2（g）=SO2（g）AH2=-297.16kJ?moH

③S（單斜，s）=S（正交，S）AH3

A.硫黃是一種黃色晶體，不溶于水

B.正交硫比單斜硫穩(wěn)定

C.AH3--0.66kJ.mol1,

D.ImolS（單斜，s）和lmolO2（g）的總能量高于1molSO2（g）的能量

【答案】C

【解析】

A.硫（俗稱硫磺）是一種黃色晶體，質(zhì)脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，A正確；

B.依據(jù)熱化學(xué)方程式可知，正交硫燃燒放出的熱量較少，說(shuō)明正交硫能量低于單斜硫，所以正交硫穩(wěn)定，

B正確；

C.根據(jù)蓋斯定律①-②得到熱化學(xué)方程式：S（s,單斜）=S（s,正交）AH3=-0.33kJ?molLC錯(cuò)誤；

D.單斜硫與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫的焰變小于零，為放熱反應(yīng)，所以ImolS（單斜，s）和Imol02（g）的總能

量高于ImolS02（g）的能量，D正確；

綜上所述答案為C。

5.（2021?湖南衡陽(yáng)市?高三二模）乙二醛（OHCCHO）與。2反應(yīng)歷程中所涉的反應(yīng)物（OHCCHO、。2）、過(guò)渡態(tài)、

中間體及產(chǎn)物（OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH）相對(duì)能量如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)

C.乙二醛氧化歷程中，若加入催化劑，能提高乙二醛的平衡轉(zhuǎn)化率

D.乙二醛與氧氣反應(yīng)生成乙二酸的控速步驟為：反應(yīng)物-TS1

【答案】C

【解析】

A.乙二醛氧化歷程中，反應(yīng)物02中的0=0非極性鍵及乙二醛中C-H極性鍵的斷裂，A正確；

B.由圖可知，乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸時(shí)，生成物的總能量都小于反應(yīng)物的總能量，發(fā)生反

應(yīng)放出熱量，因此這些反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，B正確；

C.催化劑只能改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能，但不改變化學(xué)平衡狀態(tài)，因此催化劑不能提高乙二醛的

平衡轉(zhuǎn)化率，C錯(cuò)誤；

D.乙二醛與氧氣反應(yīng)生成乙二酸的控速步驟為活化能最大的步驟，反應(yīng)物-TS1的活化能最高，速率最慢,

所以乙二醛與氧氣反應(yīng)生成乙二酸的控速步驟為反應(yīng)物-TSI,D正確；

故合理選項(xiàng)是C。

6.(2021.浙江高三其他模擬)下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的評(píng)價(jià)不合理的是

選

實(shí)驗(yàn)事實(shí)熱化學(xué)方程式評(píng)價(jià)

項(xiàng)

160gs0/g)與足量水完全反應(yīng)生SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)

A正確

成H2so4,放出熱量260.6kJAH=-130.3kJ.mor'

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

B凡熱值為143kJ-gT正確

AH=-572kJ.mor'

已知

H2so4(aq)+Ba(OH)2(aq)=

H+(aq)+OH(aq)=HO(l)

2不正確；因?yàn)橥瑫r(shí)還生成

CBaSO4(s)+2H2O(l)

AH=-57.3kJ.mol-'，將稀硫酸與稀了硫酸鋼沉淀

AH=-114.6kJ.mol1

氫氧化鋼溶液混合

C(s)+O(g)=CO(g)

已知25℃、lOlkPa下，120g石墨22不正確；明確的同素異形

D

完全燃燒放出熱量3935.1kJAH=-393.51kJ.mol'體要注名稱：C(s,石墨)

【答案】B

【解析】A.160gSO3的物質(zhì)的量為go黑m=2m01,2moiSO,(g)與足量水完全反應(yīng)生成H2so,，放出

熱量260.6kJ,則lmolSC)3(g)與足量水完全反應(yīng)生成H2so3，放出熱量130.3kJ,故A合理；

B.氫氣的熱值是指1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量，1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出143kJ的

熱量，可求得2moi氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量143kJx4=572kJ,題中生成的是氣態(tài)水，故B不

合理；

C.因Ba2+和SO：-反應(yīng)生成硫酸鋼沉淀要放出熱量，所以反應(yīng)熱小于-114.6k「moH,故C合理；

D.因碳有同素異形體，而同素異形體的能量是不同的，明確的同素異形體要注名稱：C（s,石墨），故D合

理;

答案選B。

7.（2021?山東泰安市?高三其他模擬）環(huán)氧乙烷是口罩制作過(guò)程中的消毒劑。通過(guò)氧氣與乙烯在石墨烯界面

反應(yīng)可制得環(huán)氧乙烷，其原理為石墨烯活化氧分子生成活化氧，活化氧再與乙烯反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。氧氣

與乙烯在石墨烯界面反應(yīng)的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

相對(duì)能量/eV

"8

s6

“4

s2

S0

2

0.

反應(yīng)歷程

A.石墨烯不能改變氧氣與乙烯反應(yīng)的焙變

B.反應(yīng)歷程的各步能量變化中的最小值為0.51eV

C.活化氧分子的過(guò)程中生成了C-O鍵

D.氧氣與乙烯在石墨烯界面的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)

【答案】B

【解析】

A.石墨烯是該反應(yīng)的催化劑，催化劑不影響反應(yīng)物和生成物的總能量大小，不改變反應(yīng)的焙變，故A正

確；

B.由能量變化圖可知各步能量變化分別為:0.75eV,0.5leV,0.49eV,1.02eV,0.73eV,l.04eV,能量變化最小

為0.49eV,故B錯(cuò)誤;

c.由圖可知，活化氧分子過(guò)程中氧氣中的雙鍵斷開(kāi)與石墨烯中的碳原子形成C-0鍵，故c正確；

D.氧氣與乙烯在石墨烯界面的反應(yīng)中乙烯中的碳碳雙鍵斷裂連接氧原子，符合加成反應(yīng)的特征，故D正

確；

故選:B；

8.（2021.廣東高三其他模擬）用CO還原NO?時(shí)，溫度低于227℃、高于227℃的反應(yīng)路徑分別如下圖:

低于227七

慢）廠NO

NO

2.L-NQ3-|nctfe）［-NO2

CO-1L*CO2

高于227七

NO2-iffl（^）rO①。②OIV（快）廠NO

co-l'、c/I-CO2

①和②為化學(xué)鍵變化的中間狀態(tài)

下列說(shuō)法正確的是

A.當(dāng)反應(yīng)物和生成物的量相同時(shí)，兩種路徑的焰變相同

B.反應(yīng)的活化能：IVII,ni<iv

C.由①、②的中間狀態(tài)分別到其對(duì)應(yīng)的最終狀態(tài)均為吸收能量的過(guò)程

D.在兩種路徑下還原等量的NO2時(shí)，消耗CO的量相同

【答案】D

【解析】

A.焰變與物質(zhì)的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)有關(guān)，受體系的溫度、壓強(qiáng)等因素影響，雖然兩種反應(yīng)路徑的反應(yīng)

物和生成物的量相同，但體系溫度不同，則焰變不同，A錯(cuò)誤；

B.反應(yīng)慢說(shuō)明反應(yīng)的活化能高，所需能量高，反應(yīng)快說(shuō)明反應(yīng)的活化能低，所需能量低，B錯(cuò)誤；

C.由①狀態(tài)到其對(duì)應(yīng)的最終狀態(tài)為化學(xué)鍵斷裂的過(guò)程（生成NO）,是吸收能量的過(guò)程，由②狀態(tài)到其對(duì)應(yīng)

的最終狀態(tài)為化學(xué)鍵形成的過(guò)程（生成CO2）,是釋放能量的過(guò)程，C錯(cuò)誤；

D.無(wú)論哪種路徑，N元素均由+4價(jià)降到+2價(jià)，C元素均由+2價(jià)升高至+4價(jià)，即還原等量的NO2時(shí)，消

耗CO的量一定相同，D正確。

故選D。

9.（2021?全國(guó)高三其他模擬）利用太陽(yáng)光在特殊催化劑表面可以實(shí)現(xiàn)高效分解水，其主要過(guò)程如圖所示。

亮另一#。3。-88—8.CO；囂：

Ininw

已知：幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵的鍵能如表所示。

化學(xué)鍵H—00=0H—H0—0

鍵能/kJ-moL463496436138

若反應(yīng)過(guò)程中分解了1mol水，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.總反應(yīng)AS>0

B.過(guò)程I吸收了463kJ能量

C.過(guò)程n放出了287kJ能量

D.過(guò)程III反應(yīng)為2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g)

【答案】D

【解析】

A.總反應(yīng)為2H2。⑴=2H2(g)+O2(g)AS>0.A項(xiàng)正確；

B.分解1mol水時(shí)，過(guò)程I斷裂1molH—O鍵吸收了463kJ能量，B項(xiàng)正確；

C.分解1mol水時(shí)，過(guò)程II形成;molH-H,同時(shí)形成;molH2O2中O一O鍵，放出了Jx(436+138)=287

kJ能量，C項(xiàng)正確；

D.過(guò)程III反應(yīng)為H2O26=H2(g)+O2(g),D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選D。

10.(2021?北京西城區(qū)?高三二模)碳酸鈉晶體(Na2co3-10H2O)失水可得到Na2co3H2O⑸或Na2co3(s),兩

下列說(shuō)法正確的是

A.AHi<0

B.碳酸鈉晶體(Na2cO3/0H2O)失水不是化學(xué)變化

C.Na2co3-H2O(s)失水生成Na2c03(s)：AH=AHI-AH2

D.向Na2co3(s)中滴加幾滴水，溫度升高

【答案】D

【解析】

A.從圖1可看出反應(yīng)物能量低，生成物能量高，是吸熱反應(yīng)，AHi>0,故A錯(cuò)誤；

B.失水過(guò)程有新物質(zhì)生成，是化學(xué)變化，故B錯(cuò)誤；

C.由圖1得①Na2cO3/0H2O(s)=Na2CO3?H2O(s)+9H2O(g)AHi,由圖2得②

Na2CO3-10H20(s)=Na2C03(s)+10H20(g),②-①得

Na2c。3-H2O（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）AH=AH2-AHI,故C錯(cuò)誤；

D.碳酸鈉溶于水是典型的放熱反應(yīng)，向Na2c03（s）中滴加幾滴水，溫度會(huì)升高，故D正確；

故答案為D

11.（2021?天津高三一模）CO與N2O在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示，兩步為①

N2O+Fe+=N2+FeO+（慢）、②FeO++CO=CO2+Fe+（快）。下列說(shuō)法正確的是

A.分子構(gòu)型：CO2為直線型，N2O為V形（已知N2O中每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）

B.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②大

C.反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移Imol電子，生成N2體積為11.2L

D.兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定

【答案】B

【解析】

A.CO?與N2O均為三原子分子，22個(gè)電子，互為等電子體，所以均為直線型分子，故A錯(cuò)；

B.反應(yīng)①N2O+Fe+=N2+FeO+（慢），反應(yīng)②FeO++CO=CO2+Fe+（快），由圖示可知，則反應(yīng)①活化能較反應(yīng)②

大，故B正確；

C.選項(xiàng)中未告訴是否處于標(biāo)況下，若標(biāo)況下，則根據(jù)CO+N2O=N2+CC>2可知，每轉(zhuǎn)移Imol電子，生

成N2體積為11.2L,故C錯(cuò)；

D.總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由反應(yīng)較慢一步所決定，即由反應(yīng)①?zèng)Q定，故D錯(cuò)；

答案選B。

12.（2021?河南高三月考）硫酸甲酯（CH30so3H）是制造染料的甲基化試劑，在有H2O存在的條件下，CH.QH

和SO3的反應(yīng)歷程如圖所示（分子間的作用力用"…''表示）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

>

之

知

卷

玄

一

共

-

20

CHQH和SO、反應(yīng)歷程

A.CH30H與SO3反應(yīng)的AavO

B.a、b、c三種中間產(chǎn)物中，a最穩(wěn)定

C.該反應(yīng)最高能壘（活化能）為19.06eV

D.由d轉(zhuǎn)化為f過(guò)程中，有硫氧鍵的斷裂和生成

13.（2021?河北高三二模）已知鍵能:H—H鍵為akJ?mo『，Br—Br鍵為bkJ.mol」，H—Br鍵為mol?

一定溫度下，反應(yīng)Br（g）+H2（g）.HBr（g）+H（g）AH的反應(yīng)歷程與能量的關(guān)系如圖所示。下列敘述

正確的是

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)

B.411=g-￡：2，加入催化劑時(shí)，&、&及AH均減小

C.已知a>c,若反應(yīng)H2（g）+BMg）.-2HBr（g）AHvO,則b>a

D.升高溫度，正逆反應(yīng)速率均加快，且正反應(yīng)速率加快的程度較大

13

14.（2021?安徽高三三模）鐵觸媒催化合成氨的反應(yīng)可表示為$N（g）+-H（g）-NH3（g）,該反應(yīng)歷

2222

程如下圖所示，其中吸附在催化劑表面的物質(zhì)用“ad”表示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

(

k

m1V7

T

3±N

2

-X

H

-21

反應(yīng)歷程

A.氨氣在催化劑表面的脫附是放熱過(guò)程

B.該反應(yīng)的AH=-46kJ/mol

C.歷程中只涉及到共價(jià)健的斷裂與形成

D.反應(yīng)Nad+3Had=NHad+2Had在歷程中速率最慢

15.（2021?廣東高三二模）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應(yīng)機(jī)理如下，能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所示。

下列敘述正確的是

H,0，

第①步’

第②步第③步

C.第①步反應(yīng)的活化能比第②步反應(yīng)的活化能大D.由圖1可知，總反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行

16.（2021.湖南高三其他模擬）Ni可活化C2H6放出CH*其反應(yīng)歷程如下圖所示:

下列關(guān)于活化歷程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.活化能最大的步驟：中間體2一中間體3

B.只涉及極性鍵的斷裂和生成

C.在此反應(yīng)過(guò)程中Ni的成鍵數(shù)目發(fā)生變化

D.Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g)△"=-6.57kJ.mol"

17.(2021?福建漳州市?高三三模)乙煥在Pd表面選擇加氫的反應(yīng)機(jī)理如圖，其中吸附在Pd表面上的物種

用*標(biāo)注。下列敘述錯(cuò)誤的是

C2H2(g)

E=—172kj?mol'

j，C2H：E=+66kJ*mol'1

￡=+85kj?mol'

E=-26kJ,mo『］2H3