高考化学（2011~2020）真题专项练习 专题20 化学反应与能量变化（教师版）

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A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的
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
【答案】D
【解析】A．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，正确；B．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，正确；C．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，正确；D．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，错误。综上所述，答案为D。
2．（2018·上海高考真题）H2（g）和I2（g）、H2（g）和I2（s)以及HI（g）的能量高低如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．1mlH2（g）和1mlI2（g）的能量总和高于2mlHI（g）的能量
B．I2（g）→I2（s）+QkJ（Q>0）
C．H2（g）+I2（g）→2HI（g）+9.3kJ
D．H2（g）+I2（s）→2HI（g）+53.0kJ
【答案】D
【解析】A．由能量高低图分析可知，2mlHI（g）→1mlH2（g）和1mlI2（g）需要吸收9.3kJ的能量，故1mlH2（g）和1mlI2（g）的能量总和高于2mlHI（g）的能量，正确；B．由能量高低图可知，I2（g）→I2（s）放出能量，即I2（g）→I2（s）+QkJ（Q>0），正确；C．根据能量高低图分析可知，H2（g）+I2（g）→2HI（g）放出9.3kJ的能量，故H2（g）+I2（g）→2HI（g）+9.3kJ，正确；D．根据能量高低图分析可知，H2（g）+I2（s）→2HI（g）吸收53.0kJ的能量，故H2（g）+I2（s）→2HI（g）-57.3kJ，错误；答案选D。
3．（2009·上海高考真题）下列对化学反应的认识错误的是 （ ）
A．会引起化学键的变化B．会产生新的物质
C．必然引起物质状态的变化D．必然伴随着能量的变化
【答案】C
【解析】A．化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，正确；B．化学反应的特征是有新物质生成，正确；C．化学反应过程中物质的状态不一定发生变化，如H2和Cl2在点燃或光照下生成HCl，H2、Cl2和HCl都是气态，错误；D．化学反应过程中断裂旧化学键吸收能量，形成新化学键释放能量，吸收和释放的能量不相等，化学反应中一定伴随着能量的变化，正确；答案选C。
4．（2011·上海高考真题）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】水分解是吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，催化剂能降低反应的活化能，但反应热不变，图像B符合，答案选B。
5．（2015·上海高考真题）已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2===H2O＋1/2 O2 ΔH>0
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
【答案】D
【解析】A．加入催化剂，减小了反应的活化能，使反应在较低的温度下发生，但是反应的热效应不变，错误；B．加入催化剂，可提高H2O2分解的反应速率，该反应不是可逆反应，而且催化剂不能使平衡发生移动，因此不存在平衡转化率的提高与否，错误；C．在书写热化学方程式时，也要符合质量守恒定律，而且要注明反应的物质相对应的能量和物质的存在状态，错误；D．根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，正确；答案选D。
6．（2013·北京高考真题）下列设备工作时，将化学能转化为热能的是（ ）
A．硅太阳能电池B．锂离子电池
C．太阳能集热器D．燃气灶
【答案】D
【解析】A．硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，A错误；B．锂离子电池将化学能转化为电能，B错误；C．太阳能集热器将太阳能转化为热能，C错误；D．燃气灶将化学能转化为热能，D正确，答案选D。
7．（2018·上海高考真题）下列物质溶于水，溶液温度降低的是（ ）
A．浓硫酸B．NaOHC．NaClD．NH4Cl
【答案】D
【解析】A．浓硫酸溶于水中稀释放出大量的热，溶液温度升高，A选项不满足题意；B．NaOH溶于水的过程是放热过程，溶液温度升高，B选项不满足题意；C．NaCl溶于水溶液温度无明显变化，C选项不满足题意；D．NH4Cl溶于水，溶液温度降低，D选项满足题意；答案选D。
8．（2011·上海高考真题）根据碘与氢气反应的热化学方程式：
①I2(g)+H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 k.J·ml-1
②I2(s)+H2((g) 2HI(g)△H=+26.48k.J·ml-1
下列判断正确的是
A．254gI(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJ
B．1ml固态碘与1ml气态碘所含的能量相差17.00kJ
C．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低
D．反应①的生成物比反应②的生成物稳定
【答案】C
【解析】已知：①I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)△H=-9.48kJ•ml-1；②I2(s)+H2(g)⇌2HI(g)△H=+26.48kJ•ml-1，利用盖斯定律将①-②可得I2(g)=I2(s)△H=-9.48kJ•ml-1-26.48kJ•ml-1=-35.96kJ•ml-1，A．n(I2)=1mL，n(H2)=1ml，由于该反应为可逆反应不能完全进行，则放出的热量小于9.48kJ，错误；B．由I2(g)=I2(s)△H=-35.96kJ•ml-1，可知1ml固态碘与1ml气态碘所含的能量相差35.96kJ，错误；C．由I2(g)=I2(s)△H=-35.96kJ•ml-1，可知I2(g)能量大于I2(s)，正确；D．反应①、②的产物都是HI，状态相同，稳定性相同，错误；故选：C。
9．（2017·浙江高考真题）下列物质放入水中，会显著放热的是
A．食盐B．蔗糖C．酒精D．生石灰
【答案】D
【解析】A．食盐溶于水，放热不明显，A错误；B．蔗糖溶于水，放热不明显，B错误；C．酒精溶于水，放热不明显，C错误；D．生石灰溶于水生成氢氧化钙时放出大量的热，属于放热反应，D正确，答案选D。
10．（2016·浙江高考真题）下列说法正确的是
A．煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物
B．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向
C．化学电源放电、植物光合作用都能发生化学变化，并伴随能量的转化
D．若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热
【答案】C
【解析】A．煤是多种有机物和无机物的混合物，主要成分是碳单质，不是化合物，错误；B．化学燃料是不可再生的，且不廉价，错误；C．化学电源放电、植物光合作用都有新物质生成，属于化学变化，且都伴随着能量的变化，正确；D．从化学键角度判断反应是吸热还是放热的方法：旧键断裂吸收能量大于新键生成释放能量，反应是吸热反应，反之是放热反应，错误；答案选C。
11．（2012·全国高考真题）反应M＋Z→Q(△H<0)分两步进行：①M＋Z→X(△H>0)，②X→Q(△H<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】根据物质具有的能量进行计算：△H=E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，△H<0；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应吸热，△H>0。由反应分两步进行①M＋Z→X(△H>0)，②X→Q(△H<0)可以看出，
（1）M＋Z→Q(△H<0)是放热反应，M和Z的能量之和大于Q；
（2）由①M＋Z→X(△H>0)可知这步反应是吸热反应，则M和Z的能量之和小于X；
（3）由②X→Q(△H<0)是放热反应，故X的能量大于Q；
综上可知，X的能量大于M＋Z；M＋Z的能量大于Q，只有图象D符合；
答案选D。
12．（2016·浙江高考真题）2A(g) B(g) ΔH1(ΔH1<0); 2A(g) B(l) ΔH2;下列能量变化示意图正确的是
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】已知：2A(g)⇌B(g)△H1(△H1＜0)；2A(g)⇌B(l)△H2；△H＜0的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则2A(g)的总能量大于B(g)的总能量，B(g)的总能量大于B(l)的总能量，所以B图象符合；故选B。
13．（2009·上海高考真题）右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混和，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是
A．硝酸铵B．生石灰
C．氯化镁D．食盐
【答案】B
【解析】A．硝酸铵溶于水是吸热的，温度降低；B．生石灰与水反应放出大量的热，可以使食物温度逐渐上升；C．氯化镁溶于水后温度变化不明显；D．食盐溶于水后温度变化不明显。综上所述，B满足题意，选B。
14．（2008·四川高考真题）下列关于热化学反应的描述中正确的是
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/ml，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ/ml
B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/ml，则2CO2(g) ＝2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝+2×283.0kJ/ml
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1ml甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【解析】A．强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH－(aq)====H2O(l)中和热为-57．3 kJ·ml－1，H2SO4和Ca(OH)2得到的CaSO4微溶，会产生额外的热，错误；B．在25℃，101 kPa时，1 ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热:CO(g)＋1/2 O2(g)= CO2(g) ΔH＝-283.0kJ/ml，再利用盖斯定律，得：2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）H=+2×283.0kJ/ml，正确；C．反应的吸、放热与反应条件无关，如有些放热反应必须在加热条件下才能进行，如铝热反应，错误；D．燃烧热是1ml纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，应生成液态水，D错误。答案选B。
15．（2014·上海高考真题）1,3－丁二烯和2－丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：
CH2=CH－CH=CH2(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g) ∆H=-236.6kJ/ml
CH3－C≡C－CH3(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g) ∆H=-272.7kJ/ml
由此不能判断
A．1,3－丁二烯和2－丁炔稳定性的相对大小
B．1,3－丁二烯和2－丁炔分子储存能量的相对高低
C．1,3－丁二烯和2－丁炔相互转化的热效应
D．一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小
【答案】D
【解析】
CH2=CH－CH=CH2(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g) ∆H=-236.6kJ/ml（①式）
CH3－C≡C－CH3(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g) ∆H=-272.7kJ/ml（②式）
根据盖斯定律，①式-②式得CH2=CH－CH=CH2(g)→CH3－C≡C－CH3(g) ∆H=+36.1kJ/ml
A．1,3－丁二烯转化为2－丁炔是吸热反应，因此等质量1,3－丁二烯的总能量低于2－丁炔的总能量，能量越低越稳定，则1,3－丁二烯比2－丁炔稳定；B．1,3－丁二烯转化为2－丁炔是吸热反应，因此等质量1,3－丁二烯的总能量低于2－丁炔的总能量；C．根据盖斯定律，能计算1,3－丁二烯和2－丁炔相互转化的热效应；D．∆H=反应物的键能总和-生成物的键能总和，但由于C—C键和C—H键的键能未知，因此根据热化学方程式不能确定一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的相对大小；答案选D。
16．（2020·浙江高考真题）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
【答案】D
【解析】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。A．由图可知， Ea为正反应活化能，E为逆反应活化能，错误；B．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），错误；C．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，错误；D．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，正确；故选D。
17．（2015·北京高考真题）最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法中正确的是
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】C
【解析】A．根据能量--反应过程的图像知，状态I的能量高于状态III的能量，故该过程是放热反应，A错误；B．根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，错误；C．由图III可知，生成物是CO2，具有极性共价键，正确；D．状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，错误。故选C。
18．（2007·上海高考真题）已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为：CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) △H=－2878kJ ·ml－1
(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g) →4CO2(g)+5H2O(l) △H=－2869kJ· ml－1，下列说法正确的是
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
【答案】A
【解析】A、正丁烷燃烧放出的热量比异丁烷的能量多，说明正丁烷自身含有的能量高，能量高的物质不稳定，正确；B、正丁烷燃烧放出的热量比异丁烷的能量多，说明正丁烷自身含有的能量高，能量高的物质不稳定，正丁烷的稳定性小于异丁烷，错误；C、异丁烷转化为正丁烷的反应属于反应物能量小于生成物能量，为吸热反应，错误；D．正丁烷与异丁烷属于同分异构体，所以含有的碳碳键与碳氢键的数目相同，错误；答案选A。
19．（2008·上海高考真题）已知：H2(g)＋F2(g)2HF(g)＋270kJ，下列说法正确的是( )
A．2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量
B．1ml氢气与1ml氟气反应生成2ml液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，1ml氢气与1ml氟气的能量总和大于2ml氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ
【答案】C
【解析】A、由热化学方程式可以知道2ml氟化氢气体分解成1ml的氢气和1ml的氟气吸收270kJ热量，化学计量数表示物质的量，不是体积，错误；B、液态氟化氢的能量比气态氟化氢的能量低，根据能量守恒，1ml氢气与1ml氟气反应生成2ml液态氟化氢放出的热量大于270kJ，错误；C、反应为放热反应，在相同条件下，1ml氢气与1ml氟气的能量总和大于2ml氟化氢气体的能量，所以C选项是正确的；D、热化学方程式中化学计量数表示物质的量，不表示分子个数，错误。答案选C。
20．（2013·上海高考真题）将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为：NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q
【答案】B
【解析】A．醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，错误；B．因反应为吸热反应，即吸热的热量转化为产物内部的能量，正确；C．因反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，错误；D．书写热化学方程式时，应注明物质的状态，错误；故选：B。
21．（2008·广东高考真题）下列有关能量转换的说法正确的是（ ）
A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
【答案】B
【解析】A、煤燃烧时也转化为光能，A错误；B、化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能，B正确；C、葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，C错误；D、应该太阳能转化为化学能，D错误。答案选B。
22．（2012·江苏高考真题）某反应的反应过程中能量变化如图1 所示(图中E1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．该反应为放热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．催化剂能降低该反应的活化能
D．逆反应的活化能大于正反应的活化能
【答案】C
【解析】A．图象分析反应物能量低于生成物能量，反应是吸热反应，错误；B．催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，错误；C．催化剂对反应的始态和终态无响应，但改变活化能，正确；D．图象分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1，错误。答案选C。
23．（2009·天津高考真题）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=" --" 566 kJ/ml
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ 1/2O2（g）ΔH=" --226" kJ/ml
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )
A．CO的燃烧热为283 kJ
B．上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH＜ --452 kJ/ml
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为2×6.02×1023
【答案】D
【解析】A．燃烧热是指在25℃，101kPa时，1ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，单位为kJ/ml，错误；B．由CO生成CO2的能量关系应为2mlCO加上1mlO2的能量之和与2mlCO2的能量差为566kJ，错误；C．由已知可得：2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+ O2（g）ΔH=-452 kJ/ml，由于二氧化碳固体变为二氧化碳气体需要吸热，故反应放出的热量减少，使得2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+ O2（g）ΔH>-452 kJ/ml，错误；D．已知：反应①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/ml和反应②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ 1/2O2（g）ΔH=-226kJ/ml，根据盖斯定律：（①+②×2）×得到Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s) ΔH= -509kJ/ml。由于反应放热509kJ，因此该反应发生1ml，该反应中一氧化碳中的碳元素从+2价升到+4价，失两电子，过氧根中的两个氧从-1价降至-2价，故放出509kJ热量时，电子转移数为2×6.02×1023，正确。答案选D。
24．（2012·上海高考真题）工业生产水煤气的反应为：C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)-131.4 kJ。下列判断正确的是
A．反应物能量总和大于生成物能量总和
B．CO(g)+H2(g)→C(s)+H2O(g)+131.4kJ
C．水煤气反应中生成1 ml H2(g)吸收131.4 KJ热量
D．水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4 KJ热量
【答案】BC
【解析】A．该反应是吸热反应，故反应物的总能量小于生成物的总能量，错误；B．同一可逆反应，正、逆方向反应热数值相等，符号相反，由题干反应可知，可得CO(g)+H2(g)→C(s)+H2O(g)+131.4kJ，正确；C．由题干反应可知生成1ml氢气吸收的热量为131.4 kJ，正确；D．由题干反应可知生成1mlCO吸收的热量为131.4 kJ，而1体积CO物质的量不是1ml，错误；答案选BC。
25．（2016·海南高考真题）由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．由反应的ΔH=E5−E2
B．由反应的ΔH<0
C．降低压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
【答案】BC
【解析】A．根据化学反应的实质，由反应的ΔH=E3−E2，错误；B．由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的ΔH<0，正确；C．根据化学反应2X(g)≒3Y(g)，该反应是气体系数和增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，正确；D．由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，错误；答案选BC。
26．（2014·海南高考真题）某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH
C．改变催化剂，可改变该反应的活化能
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1+E2
【答案】BC
【解析】A．由图示可知反应过程a需要的活化能较高，没有催化剂参与。错误。B．由于反应物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以热能的形式释放出来。所以该反应为放热反应，热效应等于反应物与生成物能量的差值ΔH。正确。C．改变催化剂，改变了反应途径，降低了反应的活化能，但是反应热不变。正确。D．无论是否存在催化剂，反应的活化能等于反应物与生成物的能量的差值，等于ΔH。错误。
27．（2018·海南高考真题）炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法正确的是
A．每活化一个氧分子吸收0.29eV能量
B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV
C．氧分子的活化是O－O的断裂与C－O键的生成过程
D．炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂
【答案】CD
【解析】A．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放出能量，不符合题意；B．由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV，不符合题意；C．由图可知，氧分子的活化是O－O的断裂与C－O键的生成过程，符合题意；D．活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中SO2转化为SO3的催化剂，符合题意；故答案为CD。