2026届高三化学一轮复习 化学反应与能量

化学反应与能量 【刷高考题】 1．（2024海南8）已知298K，101kPa时，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJ/mol，H2的临界温度(能够液化的最高温度)为32.98K，下列说法错误的是 A．氢气燃烧热H=-285.8kJ/mol B．题述条件下2molH2和1molO2，在燃料电池中完全反应，电功+放热量-571.6kJ C．氢能利用的关键技术在于安全储存与运输 D．不同电极材料电解水所需电压不同，产生2gH2(g)消耗的电功相同 2．（2024广东15）对反应S(g)T(g)(I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，c平（S）/c平(T)增大，c平（S）/c平（）减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图(——为无催化剂，---为有催化剂)为 A．B．C．D． 3．（2024重庆13）二氧化碳甲烷重整是CO2资源化利用的重要研究方向，涉及的主要热化学方程式有： ①CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) H1=+247kJ/mol ②CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) H2=-131kJ/mol ③CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) H3=-90kJ/mol 已知H-H键能为akJ/mol，O-H键能为bkJ/mol，C-H键能为ckJ/mol，则CO(g)中的碳氧键键能(单位：kJ/mol)为 A．-206+3a-2b-4 B．-206-3a+2b+4c C．206+3a-2b-4c D．206-3a+2b+4c 4．（2024安徽10）某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)( H10)，Y(g)Z(g)( H20)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是 A．B．C．D． 5．（2024贵州14）AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应，反应过程中CN-的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br，分别生成腈（CH3CH2CN）和异腈(CH3CH3NC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。 由图示信息，下列说法错误的是 A．从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH3NC的反应都是放热反应 B．过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的-C而形成的 C．Ⅰ中“N-Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C-Ag”之间的作用力弱 D．生成CH3CH2CN放热更多，低温时CH3CH2CN是主要产物 6．（2024甘肃10）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．E2=1.41eV B．步骤2逆向反应的H=+0.29eV C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化 7．（2024全国甲卷10）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： (1)已知如下热化学方程式： CH4(g)+Br2(g)=CH3Br(g)+HBr(g) H1=-29kJ/mol 3CH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g) H2=+20kJ/mol 计算反应3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)的 kJ/mol。 (2)CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br会进一步溴化。将8mmolCH4和8mmolBr2。通入密闭容器，平衡时，n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (i)图中CH3Br的曲线是 (填“a”或“b”)。 (ii)560℃时，CH4的转化率= ，n(HBr) 。 (iii)560℃时，反应CH3Br(g)+Br2(g)=CH2Br2(g)的平衡常数K= 。 (3)少量I2可提高生成CHBr3的选择性。500℃时，分别在有I2和无I2的条件下，将8mmolCH4和8mmolBr2，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在1119s之间，有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比 。 (ii)从图中找出I2提高了CH3Br选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ①I2(g)=I(g) +I(g) ②I(g) + CH2Br2(g)=IBr(g) + CH2Br(g) ③CH2Br(g) + HBr(g) = CH3Br(g) +Br(g) ④Br(g) + CH4(g) =HBr(g) +CH3(g) ⑤CH3(g) + IBr(g) = CH3Br(g) +I(g) ⑥I(g) + I(g) = I2(g) 根据上述机理，分析I2提高CH3Br选择性的原因： 。 【刷模拟题】 1．与反应合成HCOOH是实现“碳中和”的有效途径之一、其相关的转化过程及能量变化如图所示。则为 A． B． C． D． 2．CO的利用是当下研究的热门方向。下图为常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热)，已知CH4的燃烧热为a，则反应的反应热为 A． B． C． D． 3．研究表明I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂： H<0；该过程一般通过如下步骤来实现： ① H0 (慢反应) ② H0 (快反应) 下列可以体现上述反应过程中能量变化的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 4．在作催化剂和适宜的温度条件下，可用氢气与氧气作原料制备双氧水，其反应的热化学方程式为。下列说法正确的是 A．该反应是熵增的反应 B．的电子式为 C．加入作催化剂，能使反应焓变减小 D．反应物所含化学键的总键能之和小于生成物所含化学键的总键能之和 5．生成热是指由标准状况(101kPa，273K)下最稳定单质生成标准状况下单位物质的量的化合物的热效应或焓变()。最稳定的单质的标准生成热规定为零。几种含锡物质的生成热如图所示。下列叙述错误的是 A．其他条件相同，最稳定的是 B．  C．  D．最稳定的在氧气中燃烧生成时放出的热量为 6．Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如图所示： 下列关于活化历程的说法正确的是 A．Ni是该反应的催化剂 B．CH4和C2H6在光照下均可与溴水发生取代反应 C．该反应涉及极性键和非极性键的断裂，只涉及极性键的生成 D．该反应的热化学方程式为Ni+C2H6=NiCH2+CH4 H=-6.57kJ/mol 7．一定条件下，合成的反应历程如图所示。已知相同条件下，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。(说明：过渡态中“……”表示化学键未完全断裂或形成)，下列说法正确的是 A．是该反应的催化剂 B．该反应的 C．D为氘原子，在相同条件下发生上述反应，则其过渡态Ⅰ的能量比b高 D．发生上述反应，只能获得 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学反应与能量 【刷高考题】 1．（2024海南8）已知298K，101kPa时，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJ/mol，H2的临界温度(能够液化的最高温度)为32.98K，下列说法错误的是 A．氢气燃烧热H=-285.8kJ/mol B．题述条件下2molH2和1molO2，在燃料电池中完全反应，电功+放热量-571.6kJ C．氢能利用的关键技术在于安全储存与运输 D．不同电极材料电解水所需电压不同，产生2gH2(g)消耗的电功相同 【答案】D 【解析】A．氢气燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则由热化学方程式可知，氢气燃烧热H=-571.6kJ/mol×=-285.8kJ/mol，故A正确； B．由题意可知，氢氧燃料电池中化学能转化为热能和电能，由能量守恒定律可知，2molH2和1molO2，在燃料电池中完全反应，电功+放热量-571.6kJ，故B正确； C．氢气是易燃易爆的气体，难于安全储存与运输，所以氢能利用的关键技术在于安全储存与运输，故C正确； D．不同电极材料电解水所需电压不同，说明所需的电流不同，所以产生2g氢气所需时间不同，消耗的电功不同，故D错误；故选D。 2．（2024广东15）对反应S(g)T(g)(I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，c平（S）/c平(T)增大，c平（S）/c平（）减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图(——为无催化剂，---为有催化剂)为 A．B．C．D． 【答案】A 【解析】提高反应温度，c平(S)/c平(T)增大，说明反应S(g)T(g)的平衡逆向移动，即该反应为放热反应，c平(S)/c平()减小，说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动，属于吸热反应，由此可排除C、D选项，加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短，即反应的决速步骤的活化能下降，使得反应速率大幅加快，活化能大的步骤为决速步骤，符合条件的反应历程示意图为A，故A正确，故选A。 3．（2024重庆13）二氧化碳甲烷重整是CO2资源化利用的重要研究方向，涉及的主要热化学方程式有： ①CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) H1=+247kJ/mol ②CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) H2=-131kJ/mol ③CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) H3=-90kJ/mol 已知H-H键能为akJ/mol，O-H键能为bkJ/mol，C-H键能为ckJ/mol，则CO(g)中的碳氧键键能(单位：kJ/mol)为 A．-206+3a-2b-4 B．-206-3a+2b+4c C．206+3a-2b-4c D．206-3a+2b+4c 【答案】B 【解析】根据盖斯定律反应①+②-③可得反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，该反应 H=H1+H2-H3=247kJ/mol+(-131kJ/mol)-(-90kJ/mol)=206kJ/mol，根据 H=反应物键能和-生成物键能和可得：H=4c+2b-3a-CO(g)中的碳氧键键能=206，CO(g)中的碳氧键键能=(-206-3a+2b+4c)kJ/mol，故B正确；故选：B。 4．（2024安徽10）某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)( H10)，Y(g)Z(g)( H20)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是 A．B．C．D． 【答案】B 【分析】由图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率，则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。 【解析】A．X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，而图像显示Y的能量高于X，即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应，A项不符合题意； B．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能，B项符合题意； C．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0，但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，C项不符合题意； D．图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0，且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，D项不符合题意；选B。 5．（2024贵州14）AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应，反应过程中CN-的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br，分别生成腈（CH3CH2CN）和异腈(CH3CH3NC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。 由图示信息，下列说法错误的是 A．从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH3NC的反应都是放热反应 B．过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的-C而形成的 C．Ⅰ中“N-Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C-Ag”之间的作用力弱 D．生成CH3CH2CN放热更多，低温时CH3CH2CN是主要产物 【答案】D 【解析】A．由反应历程及能量变化图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物，故从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应，A项正确； B．与Br原子相连的C原子为-C，由反应历程及能量变化图可知，过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的-C，形成碳碳键，B项正确； C．由反应历程及能量变化图可知，后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物，分别断开的是N-Ag和C-Ag，且后者吸收更多的能量，故Ⅰ中“N-Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C-Ag”之间的作用力弱，C项正确； D．由于生成CH3CH2Br所需要的活化能高，反应速率慢，故低温时更容易生成CH3CH2NC，为主要产物，D项错误；故选D。 6．（2024甘肃10）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．E2=1.41eV B．步骤2逆向反应的H=+0.29eV C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化 【答案】C 【解析】A．由能量变化图可知，E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV，A项正确； B．由能量变化图可知，步骤2逆向反应的H=-0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV，B项正确； C．由能量变化图可知，步骤1的活化能E1=0.70eV，步骤2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误； D．该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确；故选C。 7．（2024全国甲卷10）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： (1)已知如下热化学方程式： CH4(g)+Br2(g)=CH3Br(g)+HBr(g) H1=-29kJ/mol 3CH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g) H2=+20kJ/mol 计算反应3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)的 kJ/mol。 (2)CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br会进一步溴化。将8mmolCH4和8mmolBr2。通入密闭容器，平衡时，n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (i)图中CH3Br的曲线是 (填“a”或“b”)。 (ii)560℃时，CH4的转化率= ，n(HBr) 。 (iii)560℃时，反应CH3Br(g)+Br2(g)=CH2Br2(g)的平衡常数K= 。 (3)少量I2可提高生成CHBr3的选择性。500℃时，分别在有I2和无I2的条件下，将8mmolCH4和8mmolBr2，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在1119s之间，有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比 。 (ii)从图中找出I2提高了CH3Br选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ①I2(g)=I(g) +I(g) ②I(g) + CH2Br2(g)=IBr(g) + CH2Br(g) ③CH2Br(g) + HBr(g) = CH3Br(g) +Br(g) ④Br(g) + CH4(g) =HBr(g) +CH3(g) ⑤CH3(g) + IBr(g) = CH3Br(g) +I(g) ⑥I(g) + I(g) = I2(g) 根据上述机理，分析I2提高CH3Br选择性的原因： 。 【答案】(1)-67 (2) a 80% 7.8 10.92 (3) (或3：2) 5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升 I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br 【分析】根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。 【解析】（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的∆H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。 （2）(i)根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，CH4(g)的含量增多，CH3Br(g)的含量减少，故CH3Br的曲线为a； (ii)560℃时反应达平衡，剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol，其转化率α=×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mmol CH3Br，但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0mmol，说明还有1.4mmol CH3Br发生反应生成CH2Br2，则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol； (iii)平衡时，反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、n(CH2Br2)=1.4mmol、n(HBr)=7.8mmol，故该反应的平衡常数K===10.92。 （3）(i)1119s时，有I2的生成速率==mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率==mmol·(L·s)-1。生成速率比==； (ii)从图中可以看出，大约4.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性； (iii)根据反应机理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br，提高了CH3Br的选择性。 【刷模拟题】 1．与反应合成HCOOH是实现“碳中和”的有效途径之一、其相关的转化过程及能量变化如图所示。则为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由图可知，①；②，①+②=，；故选A； 2．CO的利用是当下研究的热门方向。下图为常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热)，已知CH4的燃烧热为a，则反应的反应热为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由题图和题目信息可得以下热化学方程式， ，，，，根据盖斯定律，结合目标热化学方程式可知，总反应的反应热为； A符合题意。 3．研究表明I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂： H<0；该过程一般通过如下步骤来实现： ① H0 (慢反应) ② H0 (快反应) 下列可以体现上述反应过程中能量变化的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】题干信息显示，总反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量；反应①为吸热反应，反应②为放热反应；反应①为慢反应，反应②为快反应，则反应①的正反应的活化能大于反应②的。 【解析】A．总反应是放热反应，但反应①是放热反应且反应①的正反应的活化能小于反应②的，与题干信息不符，A不符合题意； B．虽然总反应为放热反应，反应②为放热反应，反应①为吸热反应，但反应①的正反应的活化能小于反应②的，与题干信息不符，B不符合题意； C．虽然总反应为放热反应，反应②为放热反应，但反应①也为放热反应，且反应①的正反应的活化能小于反应②的，与题干信息不符，C不符合题意； D．总反应为放热反应，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，且反应①的正反应的活化能大于反应②的，与题干信息相符，D符合题意；故选D。 4．在作催化剂和适宜的温度条件下，可用氢气与氧气作原料制备双氧水，其反应的热化学方程式为。下列说法正确的是 A．该反应是熵增的反应 B．的电子式为 C．加入作催化剂，能使反应焓变减小 D．反应物所含化学键的总键能之和小于生成物所含化学键的总键能之和 【答案】D 【解析】A．该反应是气体体积减小的反应，为熵减的反应，A错误； B．为共价化合物，其电子式：，B错误； C．加入催化剂，可改变反应速率，不能改变反应焓变，C错误； D．该反应为放热反应，说明反应物所含化学键的总键能之和小于生成物所含化学键的总键能之和，D正确；答案选D。 5．生成热是指由标准状况(101kPa，273K)下最稳定单质生成标准状况下单位物质的量的化合物的热效应或焓变()。最稳定的单质的标准生成热规定为零。几种含锡物质的生成热如图所示。下列叙述错误的是 A．其他条件相同，最稳定的是 B．  C．  D．最稳定的在氧气中燃烧生成时放出的热量为 【答案】C 【解析】A．其他条件相同，物质能量越低越稳定，由图可知，四种含锡物质中SnO2(s)的生成热最小，即生成单位物质的量的含锡物质，生成SnO2(s)时放热量最大，则SnO2(s)的能量最低，也最稳定，A正确； B．由生成热的定义可得热化学方程式：①、②，由②-①式可得：，则由盖斯定律可得该反应的，B正确； C．由生成热的定义可得热化学方程式：③、④，由2×③-④式可得：，则由盖斯定律可得该反应的，C错误； D．由生成热的定义可得热化学方程式： ，物质的量：，则放出热量： ，D正确；故选C。 6．Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如图所示： 下列关于活化历程的说法正确的是 A．Ni是该反应的催化剂 B．CH4和C2H6在光照下均可与溴水发生取代反应 C．该反应涉及极性键和非极性键的断裂，只涉及极性键的生成 D．该反应的热化学方程式为Ni+C2H6=NiCH2+CH4 H=-6.57kJ/mol 【答案】C 【解析】A．根据图示，Ni参与反应并生成NiCH2，是反应物不是催化剂，A错误； B．烷烃只与Br2单质取代，与溴水不反应，B错误。 C．反应过程中涉及极性键和非极性键的断裂如C-H键和C-C键的断裂，只涉及极性键的形成如C-H的形成，C正确。 D．该热化学方程式未标状态，D错误；故答案为：C。 7．一定条件下，合成的反应历程如图所示。已知相同条件下，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。(说明：过渡态中“……”表示化学键未完全断裂或形成)，下列说法正确的是 A．是该反应的催化剂 B．该反应的 C．D为氘原子，在相同条件下发生上述反应，则其过渡态Ⅰ的能量比b高 D．发生上述反应，只能获得 【答案】C 【解析】A．根据图知，FeO+参加反应后，并未生成，故FeO+是该反应的反应物，不是催化剂，A错误； B．该反应的∆H=生成物的总能量-反应物的总能量，则，B错误； C．已知其他条件不变时，反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时，反应速率会变慢，反应的活化能变大，所以相同条件下，发生上述反应，反应速率会变慢，则其过渡态Ⅰ的能量比b高，C正确； D．根据图可知，发生上述反应，可以获得、两种相对分子质量相等的有机产物，D错误； 答案选C。 学科网（北京）股份有限公司 $