高頻考點21-化學反應中的能量變化圖(解析版)

高頻考點19化學反應中的能量變化圖象1．（雙選）（2022·湖南卷）反應物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應進程的關系如下圖所示：下列有關四種不同反應進程的說法正確的是（）A．進程Ⅰ是放熱反應 B．平衡時P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．進程Ⅳ中，Z沒有催化作用1.ADA．由圖中信息可知，進程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量，因此進程I是放熱反應，A說法正確；B．進程Ⅱ中使用了催化劑X，但是催化劑不能改變平衡產(chǎn)率，因此在兩個進程中平衡時P的產(chǎn)率相同，B說法不正確；C．進程Ⅲ中由S?Y轉(zhuǎn)化為P?Y的活化能高于進程Ⅱ中由S?X轉(zhuǎn)化為P?X的活化能，由于這兩步反應分別是兩個進程的決速步驟，因此生成P的速率為Ⅲ<Ⅱ，Ｃ說法不正確；D．由圖中信息可知，進程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S?Z，然后S?Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物P?Z，由于P?Z沒有轉(zhuǎn)化為P＋Z，因此，Z沒有表現(xiàn)出催化作用，D說法正確；綜上所述，本題選AD。2．（2021·山東卷）18O標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應歷程可表示為：+OH-+CH3O-能量變化如圖所示。已知為快速平衡，下列說法正確的是（）A．反應Ⅱ、Ⅲ為決速步B．反應結(jié)束后，溶液中存在18OH-C．反應結(jié)束后，溶液中存在CH318OHD．反應Ⅰ與反應Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應的焓變2.BA．一般來說，反應的活化能越高，反應速率越慢，由圖可知，反應I和反應IV的活化能較高，因此反應的決速步為反應I、IV，故A錯誤；B．反應I為加成反應，而與為快速平衡，反應II的成鍵和斷鍵方式為或，后者能生成18OH-，因此反應結(jié)束后，溶液中存在18OH-，故B正確；C．反應III的成鍵和斷鍵方式為或，因此反應結(jié)束后溶液中不會存在CH318H，故C錯誤；D．該總反應對應反應物的總能量高于生成物總能量，總反應為放熱反應，因此和CH3O-的總能量與和OH-的總能量之差等于圖示總反應的焓變，故D錯誤；綜上所述，正確的是B項，故答案為B。3．（2021·湖南卷）鐵的配合物離子(用表示)催化某反應的一種反應機理和相對能量的變化情況如圖所示：下列說法錯誤的是（）A．該過程的總反應為B．濃度過大或者過小，均導致反應速率降低C．該催化循環(huán)中元素的化合價發(fā)生了變化D．該過程的總反應速率由Ⅱ→Ⅲ步驟決定3.DA．由反應機理可知，HCOOH電離出氫離子后，HCOO-與催化劑結(jié)合，放出二氧化碳，然后又結(jié)合氫離子轉(zhuǎn)化為氫氣，所以化學方程式為HCOOHCO2↑+H2↑，故A正確；B．若氫離子濃度過低，則反應Ⅲ→Ⅳ的反應物濃度降低，反應速率減慢，若氫離子濃度過高，則會抑制加酸的電離，使甲酸根濃度降低，反應Ⅰ→Ⅱ速率減慢，所以氫離子濃度過高或過低，均導致反應速率減慢，故B正確；C．由反應機理可知，F(xiàn)e在反應過程中，化學鍵數(shù)目發(fā)生變化，則化合價也發(fā)生變化，故C正確；D．由反應進程可知，反應Ⅳ→Ⅰ能壘最大，反應速率最慢，對該過程的總反應起決定作用，故D錯誤；故選D。4．(雙選）（2022·煙臺高考模擬）在含有Fe3+、S2O和I-的混合溶液中，反應S2O(aq)+2I-(aq)=2SO(aq)+I2(aq)的分部機理如下，反應進程中的能量變化如圖所示。步驟①：2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I2(aq)步驟②：S2O(aq)+2Fe2+(aq)=2SO(aq)+2Fe3+(aq)下列關于該反應的說法錯誤的是（）A．Fe3+是該反應的催化劑B．步驟②比步驟①速率快C．該反應為吸熱反應D．若不加Fe3+，則正反應的活化能比逆反應的大4.CDA．根據(jù)反應的機理可知鐵離子參與了反應，但是在反應前后其物質(zhì)的量不變，則Fe3+是該反應的催化劑，故A正確；B．由圖象可知步驟①的活化能大于步驟②的，活化能越大，反應速率越小，故步驟①反應速率慢，故B正確；C．反應物的總能量高于生成物的總能量，所以該反應為放熱反應，故C不正確；D．ΔH=正反應的活化能-逆反應的活化能，該反應為放熱反應，不管加不加催化劑，正反應活化能都低于逆反應活化能，故D錯誤；故選CD。5．（2022·全國·高三專題練習）甲烷燃燒時的能量變化如圖，有關描述錯誤的是()A．反應①和反應②均為放熱反應B．等物質(zhì)的量時，CO2具有的能量比CO低C．由圖可以推得：2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)+283kJD．反應②的熱化學方程式：CH4(g)+O2(g)→CO(g)+2H2O(l)+607.3kJ5.CA．從圖像可以看出，甲烷燃燒后釋放能量，故都是放熱反應，反應①和反應②均為放熱反應，故A正確；B．從圖像可以看出CO2具有的能量比CO低，故B正確；C．CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)

+607.3kJ②，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

+890.3kJ①，①-②得到CO(g)+O2(g)=CO2(g)+283kJ，故C錯誤；D．根據(jù)圖示，反應②的熱化學方程式：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)+607.3kJ，故D正確；答案選C。6．NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù)，其反應過程與能量的關系如圖一；研究發(fā)現(xiàn)在催化劑上可能發(fā)生的反應過程如圖二。下列說法錯誤的是（）A．NH3催化還原NO為放熱反應B．反應物鍵能之和小于生成物鍵能之和C．過程III的離子方程式：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2OD．反應過程中反應物只有NH3和NO，F(xiàn)e3+和Fe2+均為中間產(chǎn)物6.DA．根據(jù)圖乙可得NH3催化還原NO為放熱反應，故A正確；B．該反應是放熱反應，焓變是反應物鍵能總和減去生成鍵能總和，因此反應物鍵能之和小于生成物鍵能之和，故B正確；C．根據(jù)圖二得到過程III的離子方程式：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，故C正確；D．根據(jù)過程II可知反應過程中反應物不僅有NH3和NO，還有氧氣參與反應，故D錯誤。綜上所述，答案為D。7．（雙選）（2022·山東泰安一模）工業(yè)上采用催化乙烯水合制乙醇，該反應過程中能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．反應過程中控制總反應速率的步驟為第一步B．乙烯水合制乙醇為放熱反應C．反應物分子有效碰撞幾率最大的步驟為第三步D．引入催化劑使總反應焓變減小7.CDA．由圖知，第一步的活化能最大、因此反應過程中控制總反應速率的步驟為第一步，A正確；B．乙烯和水的總能量大于乙醇的總能量，則乙烯水合制乙醇為放熱反應，B正確；C．第二步的活化能最小，則反應物分子有效碰撞幾率最大的步驟為第二步，C不正確；D．引入催化劑能改變活化能、改變化學反應速率，但不改變總反應的焓變，D不正確；答案選CD。8.（2022·北京·首都師范大學附屬中學三模）以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，流程圖如下：相關反應的熱化學方程式為：反應I：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(1)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)△H1=-213kJ?mol-1反應Ⅱ：H2SO4(aq)=SO2(g)＋H2O(1)＋O2(g)△H2=＋327kJ?mol-1反應Ⅲ：2HI(aq)=H2(g)＋I2(g)△H3=＋172kJ?mol-1下列說法正確的是（）A．該過程實現(xiàn)了化學能到太陽能的轉(zhuǎn)化B．SO2和I2在反應過程中是中間產(chǎn)物C．該過程降低了水分解制氫反應的活化能和△HD．總反應的熱化學方程式為：2H2O(1)=2H2(g)＋O2(g)△H=＋572kJ?mol-18.DA．通過流程圖，反應II和III，實現(xiàn)了太陽能到化學能的轉(zhuǎn)化，選項A錯誤；B．根據(jù)流程總反應為H2O=H2↑＋O2↑，SO2和I2起到催化劑的作用，水為反應物，選項B錯誤；C．H只與始態(tài)和終態(tài)有關，該過程降低了水分解制氫的活化能，H不變，選項C錯誤；D．反應I+反應II+反應III，得到2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)，根據(jù)蓋斯定律，H=2（H1+H2+H3）=2(－213+327+172)kJ·mol－1=+572kJ·mol－1，選項D正確；答案選D。9．（2022·廣東卷節(jié)選）鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應用。(1)催化劑可由加熱分解制備，反應同時生成無污染氣體。①完成化學方程式：______________。②催化丙烷脫氫過程中，部分反應歷程如圖，過程的焓變?yōu)開______(列式表示)。③可用于的催化氧化。設計從出發(fā)經(jīng)過3步反應制備的路線_______(用“→”表示含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化)；其中一個有顏色變化的反應的化學方程式為_______。9.(1)

N2↑

4H2O

(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)

2NO+O2=2NO2解析：(1)①分解過程中，生成Cr2O3和無污染氣體，根據(jù)元素守恒可知，其余生成物為N2、H2O，根據(jù)原子守恒可知反應方程式為，故答案為：N2↑；4H2O。②設反應過程中第一步的產(chǎn)物為M，第二步的產(chǎn)物為N，則X→M

ΔH1=(E1-E2)，M→N

ΔH2=ΔH，N→Y

ΔH3=(E3-E4)1，根據(jù)蓋斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓變?yōu)棣1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3