2022年高考化学三轮冲刺之回归教材05 化学反应中的能量变化练习题

这是一份2022年高考化学三轮冲刺之回归教材05 化学反应中的能量变化练习题，共18页。试卷主要包含了对吸、放热反应的理解，反应热大小比较，标准燃烧热，中和热，3 kJ·ml－1，热化学方程式，盖斯定律，煤的液化可以合成甲醇等内容，欢迎下载使用。

高考五星高频考点，2021年全国甲卷第28(1)题、2021年全国乙卷第7题、2020年全国 = 1 \* ROMAN I卷第28(1)题、2020年全国 = 2 \* ROMAN II卷第28(1)题、2019年全国 = 1 \* ROMAN I卷第28(3)题、2019年全国 = 2 \* ROMAN II卷第28(1)题、2019年全国第 = 3 \* ROMAN III卷第28(2)题。
新课标明确了焓变与反应热的关系，运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算，此类试题是高考的必出题型。从近几年高考题来看，在基本理论的大题中，必有一小题考查焓变计算或通过热化学方程式书写的形式考查盖斯定律，重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。学习中应以“热化学方程式”为突破口，通过对热化学方程式的书写及正误判断充分理解其含义，同时触类旁通，不断掌握反应热的计算技巧，学会应用盖斯定律。
1．对吸、放热反应的理解
2．反应热大小比较
(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。
3．标准燃烧热
(1)概念：在101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热。标准燃烧热的单位一般用kJ·ml－1表示。
标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 ml)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。
(2)表示的意义：例如：C的标准燃烧热为393.5 kJ·ml－1，表示在101 kPa时，1 ml C完全燃烧生成CO2气体时放出393．5 kJ的热量。
(3)书写热化学方程式：标准燃烧热是以1 ml物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 ml物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·ml－1，即C8H18的标准燃烧热ΔH为－5 518 kJ·ml－1。
(4)标准燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；ΔH为可燃物的标准燃烧热。
4．中和热
(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1ml液态H2O时的反应热。
(2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1 ml液态H2O；③用热化学方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH＝－57．3 kJ·ml－1。
(3)中和热的测定
①测定原理：ΔH＝－eq \f(（m酸＋m碱）·c·（t终－t始）,n)
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。
②装置如图
5．热化学方程式
(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571．6 kJ·ml－1：表示在25 ℃、101 kPa条件下，2 ml H2(g)和1 ml O2(g)完全反应生成2 ml H2O(l)，放出571．6 kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写
6．盖斯定律
(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
(2)计算模式
(3)主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。
(4)注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。
①当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。
②热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时，ΔH都要带“＋”“－”号计算、比较，即把ΔH看作一个整体进行分析判断。
③在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
④当设计的反应逆向进行时，其ΔH与正反应的ΔH数值相等，符号相反。
7．准确利用盖斯定律计算反应热
根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法
(1)计算步骤
(2)计算方法
1．(2021•全国乙卷)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是( )
A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源
C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇
【答案】D
【解析】A项，将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意； B项，大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；C项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；D项，研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D符合题意；故选D。
2．(2020•新课标Ⅱ卷)据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．OH-参与了该催化循环B．该反应可产生清洁燃料H2
C．该反应可消耗温室气体CO2D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化
【答案】C
【解析】题干中明确指出，铁配合物Fe(CO)5充当催化剂的作用。机理图中，凡是出现在历程中，进去的箭头表示反应物，出来的箭头表示生成物，既有进去又有出来的箭头表示为催化剂或反应条件，其余可以看成为中间物种。由题干中提供的反应机理图可知，铁配合物Fe(CO)5在整个反应历程中成键数目，配体种类等均发生了变化；并且也可以观察出，反应过程中所需的反应物除CO外还需要H2O，最终产物是CO2和H2，同时参与反应的还有OH-，故OH-也可以看成是另一个催化剂或反应条件。A项，从反应机理图中可知，OH-有进入的箭头也有出去的箭头，说明OH-参与了该催化循环，故A项正确；B项，从反应机理图中可知，该反应的反应物为CO和H2O，产物为H2和CO2，Fe(CO)5作为整个反应的催化剂，而OH-仅仅在个别步骤中辅助催化剂完成反应，说明该反应方程式为CO+H2OCO2+H2，故有清洁燃料H2生成，故 B项正确；C项，由B项分析可知，该反应不是消耗温室气体CO2，反而是生成了温室气体CO2，故 C项不正确；D项，从反应机理图中可知，Fe的成键数目和成键微粒在该循环过程中均发生了变化，故 D项正确；故选C。
3．(2021•全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
CO2(g)+3H2＝CH3OH(g)+H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)+H2＝CO(g)+H2O(g)△H1=+41kJ·ml-l
②CO(g)+2H2＝CH3OH(g)△H2=-90kJ·ml-l
总反应的△H =_______ kJ·ml-l；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)，判断的理由是_______。
A． B．C． D．
【答案】(1)-49 A ΔH1为正值，ΔH2为和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②
【解析】(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2＝CH3OH(g)+H2O(g)，该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2(g)+H2＝CO(g)+H2O(g)△H1=+41kJ·ml-l，②CO(g)+2H2＝CH3OH(g)△H2=-90kJ·ml-l，根据盖斯定律可知，①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为：CO2(g)+3H2＝CH3OH(g)+H2O(g) △H=(+41kJ·ml-l)+(-90kJ·ml-l)=-49kJ·ml-l，；该反应总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项。
4．(2020·新课标Ⅰ卷)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=−98 kJ·ml−1。回答下列问题：
钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_________。
【答案】(1)2V2O5(s)+ 2SO2(g) 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ∆H= -351 kJ∙ml-1
【解析】(1)由题中信息可知：
①SO2(g)+O2(g)SO3(g) ∆H= -98kJ∙ml-1
②V2O4(s)+ SO3(g)V2O5(s)+ SO2(g) ∆H2= -24kJ∙ml-1
③V2O4(s)+ 2SO3(g)2VOSO4(s) ∆H1= -399kJ∙ml-1
根据盖斯定律可知，③-②2得2V2O5(s)+ 2SO2(g) 2VOSO4(s)+ V2O4(s)，则∆H= ∆H1-2∆H2=( -399kJ∙ml-1)-( -24kJ∙ml-1)2= -351kJ∙ml-1，所以该反应的热化学方程式为：2V2O5(s)+ 2SO2(g) 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ∆H= -351 kJ∙ml-1
5．(2020·全国新课标Ⅱ卷)天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
ΔH=_________kJ·ml−1。
【答案】(1)137
【解析】(1)①由表中燃烧热数值可知：
①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l) ∆H1= -1560kJ∙ml-1；②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) ∆H2= -1411kJ∙ml-1；③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H3= -286kJ∙ml-1；根据盖斯定律可知，①-②-③得C2H6(g) =C2H4(g) + H2(g)，则∆H= ∆H1-∆H2-∆H3=( -1560kJ∙ml-1)-( -1411kJ∙ml-1)- ( -286kJ∙ml-1)=137kJ∙ml-1。
6．(2019•新课标Ⅰ卷)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，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。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)，该历程中最大能垒(活化能)E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。
【答案】(3)小于 2.02 COOH+H+H2O＝COOH+2H+OH或H2O＝H+OH
【解析】(3)根据水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量(-0.32eV)高于CO2(g)+H2(g)的能量(-0.83eV)，故水煤气变换的ΔH小于0；活化能即反应物状态达到活化状态所需能量，根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒(活化能)E正=1．86-(-0.16)eV=2．02eV；该步骤的反应物为COOH+H+H2O===COOH+2H+OH；因反应前后COOH和1个H未发生改变，也可以表述成H2O===H+OH；
7．(2019新课标Ⅱ卷)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
(1)已知：(g)= (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·ml −1 ①
H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=﹣11．0 kJ·ml −1 ②
对于反应：(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·ml −1。
【答案】(1)89．3
【解析】(1)根据盖斯定律可得：反应③=①+②，可得反应③的ΔH3= ΔH1 +ΔH2 =89．3KJ/ml；
7．(2019•新课标Ⅲ卷)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
(2)Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·ml-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·ml-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·ml-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·ml-1。
【答案】(2)﹣116
【解析】(2)根据盖斯定律知，(反应I+反应II+反应III)×2得4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ∆H=(∆H1+∆H2+∆H3)×2=-116kJ∙ml-1。
8．(2022·黑龙江省龙东地区四校高三联考)煤的液化可以合成甲醇。下列有关说法正确的是( )
①“气化”： C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH1=+90.1kJ·ml-1；
②催化液化Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2= -49.0kJ•ml-1；
③催化液化Ⅱ：CO2(g)+2H2(g)=CH3OH(g)+O2(g) ΔH3= akJ•ml-1；
A．催化液化Ⅰ中使用催化剂，反应的活化能Ea、ΔH2都减小
B．反应C(s)+H2O(g) +H2(g)=CH3OH(g) ΔH= 41.1 kJ•ml-1
C．ΔH2>ΔH3
D．KOH为电解质溶液的甲醇燃料电池中负极的电极反应为：CH3OH-6e-+6OH-= CO2+5H2O
【答案】B
【解析】A项，使用催化剂，降低活化能，但对ΔH无影响，A错误；B项，根据盖斯定律①+②得，C(s)+H2O(g)+H2(g)=CH3OH(g)ΔH=+41.1kJ•ml-1，B正确；C项，根据盖斯定律，②-③可得热化学方程式为：H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH=ΔH2-ΔH3=(-49.0-a) kJ·ml—1，该反应为放热反应，即ΔH<0，则有ΔH2-ΔH3<0，即ΔH2<ΔH3，C错误；D项，甲醇燃料电池中负极上甲醇被氧化，电解质溶液为KOH溶液，所以被氧化为碳酸根而不是二氧化碳，D错误；故选B。
9．(2022·浙江省三校高三选考适应性考试)下图是不饱和烃加氢时能量变化示意图(E代表反应物具有的总能量)，具体数据如下：
(1)如果CH3C≡CCH2CH=CH-CH=CH2与H2以物质的量1：2反应，其主要产物是X。
(2)如果CH3CHBrCHBrCH3与NaOH的醇溶液共热后，主要产物是Y，另一副产物是Z。
下列推断正确的是( )
A．不饱和烃加氢的反应的ΔH＞0B．Y是CH3C≡CCH3
C．X是CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH2 D．ΔH1＞ΔH2
【答案】C
【解析】A项，由图可知，不饱和烃加氢时反应物的总能量比生成物的总能量高，为放热反应，则ΔH＜0，A错误；B项，卤代烃消去可形成碳碳三键或两个双键，由表中信息知CH3C≡CCH3的总能量大于CH2=CH-CH=CH2，反应总是向能量降低方向进行，故主要产物为二烯烃，则Y为CH2=CH-CH=CH2，B错误；C项，由图形可知两个反应均为放热反应，由表中数据可知，“-C≡C-”与H2的加成放出热量多于二烯烃与H2加成放出热量，反应总是向能量降低方向进行，故加成时主要发生在碳碳三键上，则X是CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH2，C正确；D项，不饱和烃加氢为放热反应，由ΔE的数值可知，反应1放出的热量多，ΔH小，则ΔH1＜ΔH2，D错误；故选C。
10．(2022·浙江省十校联盟高三下学期第二次联考)已知物质的标准燃烧热信息如下表：
则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的为( )
A． B．C．D．
【答案】C
【解析】由C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热△H分别为-1411.0kJ•ml-1和-1366.8 kJ•ml-1，则①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-1411.0kJ•ml-1，②C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ•ml-1，由盖斯定律可知反应①-②得反应C2H4(g)+ H2O(l)= C2H5OH(l)，该反应的反应热△H=-283.0kJ•ml-1+(-1411.0)-(-1366.8)=-44.2kJ•ml-1，故选C。
11．(2022·浙江省浙南名校高三联考)已知某化学反应A(g)+BC(g)=AB(g)+ C(g)，其反应过程中体系的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应的热效应为ΔH=E1-E2
B．图中A…B…C过渡态存在是因为使用了催化剂
C．E2为正反应的活化能
D．该反应中，反应物的键能总和等于E1
【答案】A
【解析】A项，由图可知：该反应的热效应为ΔH=E1-E2，故A正确；B项，不使用催化剂的反应也可能存在过渡态，故B错误；C. 项，E1为正反应的活化能，E2为逆反应活化能，故C错误；D项，键能是气态分子中1 ml化学键离解变到气态原子吸收的能量，过渡态中化学键并没有完全离解，所以反应物的键能总和不等于E1，故D错误；故选A。
15．(2022·湖北省公安县等六县教学研究中心高三质检)已知：①2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) △H1=-akJ•ml-1
②C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) △H2=-bkJ•m1-1
③2Na(s)+C(s，石墨)+O2(g)=Na2CO3(s) △H3=-ckJ•m1-1
④CO2(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)+O2(g) △H4
下列说法正确的是( )
A．石墨的燃烧热△H=-bkJ•m1-1
B．C(s，石墨)+O2(g)=CO(g) △H<-bkJ•m1-1
C．反应④中，△H4=(c-a-b)kJ•m1-1
D．若将①设计成原电池，则32gO2在正极反应转移4ml电子
【答案】A
【解析】A项，燃烧热是指1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量，A项正确；B项，生成CO时放岀热量减小，C(s，石墨)+O2(g)=CO(g) △H＞-bkJ•m1-1，B项错误；C项，根据盖斯定律， = 3 \* GB3 ③- = 1 \* GB3 ①- = 2 \* GB3 ②= = 4 \* GB3 ④，△H4=(a+b-c)kJ•m1-1，C项错误；D项，①反应中，1 m1O2在正极发生还原反应转移2 m1电子，D项错误；故选A。
12．(2022·江西省七校高三联考)天然气使用前需要脱硫，发生下列反应：
①H2S(g)＋O2(g)=SO2(g)＋H2O(g) △H1
②2H2S(g)＋SO2(g)=S2(g)＋2H2O(g) △H2
③H2S(g)＋O2(g)=S(g)＋H2O(g) △H3
④2S(g)=S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为( )
A．△H4=(△H1＋△H2-3△H3)B．△H4=(3△H3-△H1-△H2)
C．△H4=(△H1-△H2＋3△H3)D．△H4=(△H1-△H2-3△H3)
【答案】A
【解析】根据盖斯定律，①×－③×得⑤：S(g)+O2(g)=SO2(g) △H5=(△H1-△H3)；根据盖斯定律，②×－③×得⑥：SO2(g)+S(g)=O2(g) + S2(g) △H6=(△H2-2△H3)；⑤+⑥得：2S(g) =S2(g) △H4=(△H1+△H2-3△H3)，故选A。
13．(2022·上海市吴淞中学高三期中)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH(g)+ H2O(g)→CO2(g) +3 H2(g) ΔH＝+49.0 kJ·ml－1
②CH3OH(g)+ 1/2O2(g)→CO2(g) +2 H2(g) ΔH＝-192.9kJ·ml－1
25℃，101kPa时，下列说法正确的是 ( )
A．上述图示的反应为吸热反应
B．图中的能量变化如图所示，则Q=E3-E1
C．H2燃烧能放出大量的热，故CH3OH转变成H2的过程必须吸收热量
D．根据①②推知：在25℃，101kPa时，1ml CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和H2O(g)放出的热量应676.7kJ
【答案】D
【解析】A项，从图上可知，反应物能量比生成物能量高，反应放热，故A错误；B项，由图知，△H=生成物总能量-反应物总能量=E1-E2，故B错误；C项，反应②为放热反应，因此CH3OH转变成H2的过程不一定需要吸收热量，故C错误；D项，根据盖斯定律，将②×3-①×2可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-192.9kJ/ml×3-49kJ/ml×2=-676.7kJ/ml，即完全燃烧生成CO2和H2O(g)放出的热量应676.7kJ，故D正确；故选D。
14．(2022·浙江高三选考模拟预测)已知A转化为C和D分步进行：①A(g)⇌B(g)+2D(g)；②B(g)⇌C(g)+D(g)，其反应过程能量如图所示，下列说法正确的是( )
A．1mlA(g)的能量低于1mlB(g)的能量
B．B(g)⇌C(g)+D(g) ΔH=(Ea4-Ea3)kJ/ml
C．断裂1mlA(g)化学键吸收的热量小于形成1mlC(g)和3mlD(g)化学键所放出的热量
D．反应过程中，由于Ea3＜Ea1，反应②速率大于反应①，气体B很难大量积累
【答案】D
【解析】A项，从图中可知1mlA(g)的能量低于1mlB(g)和2mlD(g)的总能量，不能比较1mlA(g)的能量和1mlB(g)的能量大小，A错误；B项，从图中反应前后能量变化可知，反应物总能量低于生成物总能量，B(g)⇌C(g)+D(g)为吸热反应，ΔH＞0，故ΔH=(Ea3-Ea4)kJ/ml，B错误；C项，从图中可知，A转化为C和D为吸热反应，断裂1mlA(g)化学键吸收的热量应大于形成1mlC(g)和3mlD(g)化学键所放出的热量，C错误；D项，从反应过程的图像中可知，Ea3＜Ea1，活化能越低，反应速率越快，故反应②速率大于反应①，气体B很难大量积累， D正确。故选D。
15．(2022·辽宁省铁岭市六校高三联考)我国某科研团队通过计算机模拟技术提出在12—磷钨酸(固体强酸)催化作用下甲醇气相脱水合成二甲醚的反应机理：CH3OH+H+→IM1(中间体1)→TS1(过渡态1)→IM3(中间体3)→CH3++H2O，CH3++CH3OH→IM2(中间体2)→TS2(过渡态2)→IM4(中间体4)→CH3OCH3+H+。反应过程和相对能量E(kJ•ml-1)如图所示。下列说法错误的是( )
A．该反应机理中的最大能垒(活化能)E正=513.4kJ•ml-1
B．2CH2OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-18.2kJ•ml-1
C．已知IM1为CH2=OH++H2，CH2=OH+H+→IM1是一个无垒(活化能为0)过程，可推测该过程从断键开始，断键时吸收的能量大于成键释放的能量
D．类推IM2应为CH2=OH++CH4
【答案】C
【解析】A项，由图中信息可知，该反应机理中的最大能垒(活化能) E正= 189.8k/ml- (-323.6 ) kJ/ml=513.4kJ/ml，A正确；B项，由图得①CH3OH+H+=CH3++H2OΔH=-208k/ml，CH3++CH3OH=CH3OCH3+H+ΔH=+189 .8kJ/ml，将①②相加得：2CH3OH(g) =CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH= (-208kJ/ml)+ (+189.8k/ml) =-18.2kJ/ml，B正确；C项，断键需要克服活化能吸收能量，CH3OH+H+→IM1是一个无垒(活化能为0 )过程，所以该过程可能从成键开始，成键时放出的热量大于断键时吸收的热量，C错误；D项，反应过程中遵循原子守恒，所以IM2为CH2=OH++CH4，D正确；故选C。
16．(2022·浙江省金丽衢十二校、七彩联盟高三阶段性联考)在标准状态下，将指定单质生成1ml物质的反应焓称为该化合物的生成焓，符号为。由题图所给的数据可得，下列说法正确的是( )
A．生成MgF2时放出热量最多，故化合时反应速率最快
B．MgCl2(s) +I2(s)=MgI2(s)+Cl2(g) ΔH＝277kJ·ml−1
C．由图可知，断开1 ml Cl2(g)中的化学键所吸收的能量大于断开1 ml Br2(l)中的化学键所吸收的能量
D．MgI2的热稳定性比MgBr2高
【答案】B
【解析】A项，由题干图示信息可知，生成MgF2时放出热量最多，但反应速率快慢与反应需要的活化能有关，而与焓变的大小没有必然的关系，故化合时反应速率不一定最快，A错误；B项，由题干图示信息可知，反应I：Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) ΔH1＝-641kJ·ml−1，反应II：Mg(s)+I2(s)=MgI2(s) ΔH2＝-364kJ·ml−1，则目标反应MgCl2(s) +I2(s)=MgI2(s)+Cl2(g) 可由II-I，根据盖斯定律可知：ΔH＝ΔH2-ΔH1＝(-364kJ·ml−1)- (-641kJ·ml−1)=277kJ·ml−1，B正确；C项，根据反应热等于反应物总的键能减去生成物的总的键能，由于生成物的总的键量各不相同，故根据图示信息无法比较断开1 ml Cl2(g)中的化学键所吸收的能量与断开1 ml Br2(l)中的化学键所吸收的能量的相对大小，C错误；D项，由题干图示可知，相同物质的量的MgI2具有的总能量高于MgBr2的，能量越高越不稳定，故MgI2的热稳定性比MgBr2低，D错误；故选B。
17．(2022·浙江省宁波“十校”高三下学期联考)环己烷(C6H12)有椅型、半椅型、船型、扭船型等多种结构，在一定温度和压强下不同结构的势能不同，它们的相对势能如图所示。下列说法不正确的是( )
A．上述四种结构中，半椅型结构最不稳定
B．相同条件下，椅型转化成扭船型的速率比逆向转化的快
C．C6H12(椅型)=C6H12(船型) ΔH=+28.9kJ⋅ml−1
D．加热有利于椅型转化成扭船型
【答案】B
【解析】A项，由题中相对势能图可知，上述四种结构中半椅型结构能量最高、椅型型结构能量最低，则半福型结构最不稳定、椅型结构最稳定，A正确；B项，由图可知，椅型转化成扭船型的活化能大于扭船型转化成椅型，反应的活化能越高，反应速率越慢，则椅型转化成扭船型的速率比逆向转化的慢，B错误；C项，由图可知，C6H12(椅型)=C6H12(船型)是吸热反应，并且能量差为(23.5+5.4) kJ⋅ml−1 ，热化学方程式为：C6H12(椅型)=C6H12(船型) ΔH=+28.9kJ⋅ml−1，C正确；D项，椅型转化成扭船型的反应为：C6H12 (椅型)=C6H12(扭船型) ΔH=+23.5kJ⋅ml−1，正反应吸热，则升高温度平衡正向移动，有利于椅型转化成扭船型，D正确；故选B。
18．(2022·山东省潍坊市高三模拟预测)碳酸二甲酯DMC()是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。
下列说法错误的是( )
A．HO·降低了反应的活化能
B．过程CH3OH*+HO·*=CH3O·*+H2O*是该反应的决速步骤
C．过程中既有H-O键的断裂，又有H-O键的形成
D．吸附和脱附过程中共吸收48.1eV的能量
【答案】D
【解析】A项，HO·在反应前参与反应，反应后又生成，作催化剂，降低了反应的活化能，提高化学反应速率，故A正确；B项，决速步骤一般伴有的是能量的落差大，活化能大的步骤即决速步骤，由图示可知生成过渡态I时的所需的活化能最大，所以CH3OH*+HO·*=CH3O·*+H2O*是该反应的决速步骤，故B正确；C项，过程中甲醇反应时有H-O键的断裂，生成水时有H-O键的形成，故C正确；D项，吸附和脱附过程中共吸收的能量为终态减去始态的能量，始态相对能量为0eV，终态相对能量为112.6×102 eV，则吸附和脱附过程中共吸收的能量为1.126×104 eV，故D错误。故选D。
类型\比较
放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
宏观
角度
比
较
反应物的总能量高于生成物的总能量
反应物的总能量低于生成物的总能量
图
示
微观
角度
比
较
反应物中化学键断裂所吸收的总能量小于生成物中化学键形成所释放的总能量
反应物中化学键断裂所吸收的总能量大于生成物中化学键形成所释放的总能量
图
示
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·ml−1)
-1560
-1411
-286
反应
ΔE
ΔH
CH3C≡CCH3+2H2CH3(CH2)3CH3
ΔH1
CH2=CH-CH=CH2+2H2→CH2(CH2)CH3
ΔH2
物质
H2
C2H4
C2H5OH
标准燃烧热/(△H/kJ•ml-1)
-285.8
-1411.0
-1366.8