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专练 31 化学反应中的能量变化及反应历程分析
授课提示：对应学生用书61页
1．[2024·湖北部分重点中学考试]一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误
的是（ ）
A.氢能属于二次能源
B.图中能量转化的方式至少有6种
C.太阳能电池的供电原理与燃料电池相同
D.太阳能、风能、氢能都属于新能源
答案：C
解析：氢能是一种高效且没有污染的二次能源，A项正确；图中能量转化方式有太阳
能转化为电能、风能转化为机械能、水能转化为机械能、机械能转化为电能、电能转化为
化学能、化学能转化为电能、电能转化为光能等，B项正确；太阳能电池是用半导体将光
能转化为电能，燃料电池是将化学能转化为电能，二者供电原理不同，C项错误；太阳能、
风能、氢能都是人类开发利用的新型能源，D项正确。
2.
[2024·安徽卷]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）（ΔH
1
<0），Y（g） ⇌Z（g）（ΔH
2
<0），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（ ）答案：B
解析：由题图可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，则第一步反应的活化能比第二
步反应的活化能小，C项、D项错误；结合ΔH 、ΔH 均小于0可知，两步反应均为放热反
1 2
应，故反应物总能量高于生成物总能量，则能量：X>Y>Z，A项错误，B项正确。
3．[2024·河南开封高三定位考试] 已知H （g）＋2ICl（g）===I （g）＋2HCl（g），
2 2
该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示， 下列有关说法错误的是（ ）
A.反应①为放热反应
B.反应②是同种元素间发生的氧化还原反应
C.反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关
D.H（g）＋2ICl（g）===I （g）＋2HCl（g）
2 2
ΔH＝－218 kJ·mol－1
答案：C
解析：根据图像可知，反应①中反应物总能量大于生成物总能量，则反应①为放热反
应，故A正确；反应②中HI中的碘元素化合价升高，氯化碘中的碘元素化合价降低，故B
正确；由题图知，反应①的正反应活化能大于反应②的，故反应①比反应②的速率慢，C
错误；由题图知，D正确。
4．[2024·安徽合肥一检]反应 X＋Y―→Z（ΔH>0）分两步进行：① X＋Y―→W
（ΔH<0），②W―→Z（ΔH>0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的
是（ ）答案：A
解析：总反应的ΔH>0，则生成物Z的总能量比反应物X、Y的总能量高，排除C项和
D项；反应①的ΔH<0，则W的总能量比反应物X、Y的总能量低，反应②的ΔH>0，则生
成物Z的总能量比反应物W的总能量高，A项正确。
5．[2024·浙江五校联考]单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图，下列说法正
确的是（ ）
A.S（s，单斜）===S（s，正交） ΔH＝－0.33 kJ·mol－1
B.①式表示断裂1 mol O 中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO 中的共价键所放出
2 2
的能量少297.16 kJ
C.②式表示一个正交硫和分子1个O 分子反应生成一个SO 分子放出296.83 kJ的能量
2 2
D.单斜硫比正交硫稳定
答案：A
解析：由能量图可知，单斜硫的能量比正交硫的能量高，因此 S（s，单斜） ===S
（s，正交）为放热反应，ΔH＝－0.33 kJ·mol－1，A正确；①式反应断裂1 mol单斜硫（s）
中的共价键和1 mol O （g）中的共价键吸收的能量比形成1 mol SO （g）中的共价键所放
2 2
出的能量少297.16 kJ，B错误；热化学方程式中各物质前的化学计量数不再表示粒子的数
目，只表示物质的“物质的量”，C错误；S（s，单斜）===S（s，正交）为放热反应，正
交硫能量更低更稳定，D错误。
6．[2024·江苏东海学分认定考试]2SO
2
（g）＋O
2
（g） ⇌2SO
3
（g）反应过程中能量变
化如图所示（图中E表示正反应的活化能，E 表示逆反应的活化能。下列有关叙述正确的
2
是（ ）
A.该反应的逆反应为放热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
B.ΔH＝E－E，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热
1 2
C.该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能
D.500 ℃、101 kPa下，将1 mol SO （g）和0.5 mol O （g）置于密闭容器中充分反应
2 2生成SO
3
（g）放热a kJ，其热化学方程式为2SO
2
（g）＋O
2
（g） ⇌2SO
3
（g） ΔH＝－2a
kJ·mol－1
答案：B
解析：根据图中信息可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应为
放热反应，则逆反应为吸热反应，A错误；该反应放热，ΔH<0，所以ΔH＝E －E ，使用
1 2
催化剂改变活化能，但不改变反应热，B正确；该反应中，反应物的总键能小于生成物的
总键能，C错误；反应是可逆反应，将1 mol SO （g）和0.5 mol O （g）置于密闭容器中
2 2
充分反应，生成的SO
3
（g）小于1 mol，放热a kJ，则2SO
2
（g）＋O
2
（g）⇌2SO
3
（g）
ΔH <－2a kJ·mol－1，D错误。
7．[2024·福州市质量检测]Pt/NiFeLDH/rGO催化甲醛氧化的反应机理如图。
下列说法错误的是（ ）
A.步骤Ⅰ中甲醛通过氢键吸附在催化剂表面的—OH上
B.上述反应机理涉及极性键和非极性键的形成
C.该反应每生成1 mol CO ，转移4 mol电子
2
D.Pt/NiFeLDH/rGO降低了该反应的活化能
答案：B
解析：由反应机理图可知，步骤Ⅰ中甲醛通过甲醛中的氧原子与催化剂中的羟基形成
氢键，从而被吸附在催化剂表面的—OH上，A项正确；整个过程中只有碳氧键、氢氧键
等极性键的形成，没有非极性键的形成，B项错误；该反应为HCHO＋O===CO ＋HO，
2 2 2
每生成1 mol CO 转移4 mol电子（可通过氧气计算，O由0价变成－2价，1 mol氧气反应
2
得到4 mol电子），C项正确；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，D项正确。
8．[2024·贵阳市适应性考试]HO 是常见的绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。用
2 2
H 制备HO 的反应机理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
2 2 2
A.X代表的是HCl
B.过程③有极性键的断裂和形成
C.金属Pd在该反应中作催化剂
D.该过程的原子利用率为100%
答案：C
解析：反应①为[PdCl ]2－与H 反应生成Pd、X和Cl－，根据质量守恒可知X为HCl，
4 2
A项正确；过程③有H—Cl键（极性键）的断裂和H—O键（极性键）的生成，故B项正
确；[PdCl ]2－是该过程的催化剂，Pd为中间产物，C项错误；该过程的总反应为 H ＋
4 2
O===H O，反应物全部转化为了目标产物，原子利用率为100%，D项正确。
2 2 2
9．[2024·湖北省八市高三联考]液化石油气的主要成分C H 在光照条件下与Cl 反应，
3 8 2
可得到各种氯代丙烷。已知：①C H 与Cl 反应的机理为自由基反应，包括以下几步：
3 8 2
Ⅰ.链引发：Cl――→2Cl·
2
Ⅱ. 链 传 递 ： Cl· ＋ CHCHCH―→·CHCHCH ＋ HCl ， ·CHCHCH ＋
3 2 3 2 2 3 2 2 3
Cl―→ClCH CHCH＋Cl·……
2 2 2 3
Ⅲ.链终止：2Cl·―→Cl，Cl·＋·CHCHCH―→ClCH CHCH……
2 2 2 3 2 2 3
②丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。
下列说法正确的是（ ）
A.将液化石油气灶改用天然气为燃料，若进气口保持不变，则需要调大风门
B.先将Cl 用光照射，然后迅速在黑暗处与C H 混合，可得到氯代丙烷
2 3 8
C.先将Cl 用光照射，然后在黑暗处放置较长时间，再与C H 混合，可得到氯代丙烷
2 3 8
D.断裂—CH 中1 mol C—H键比断裂—CH—中1 mol C—H键所需能量小
3 2
答案：B
解析：1 mol C H 完全燃烧时消耗5 mol O ，1 mol CH 完全燃烧时消耗2 mol O ，
3 8 2 4 2
C H 的耗氧量更大，故改用天然气为燃料时，若进气口保持不变，需要调小风门，A项错
3 8
误；由已知信息①知，只有链引发反应需要光照，故B项正确；氯气光照后在黑暗处放置
太久，会发生反应：2Cl·―→Cl，体系中Cl·被消耗，导致无法发生链传递反应，得不到氯
2
代丙烷，C项错误；由已知信息②知，断裂—CH 中1 mol C—H键比断裂—CH—中1 mol
3 2
C—H键吸收的能量多，D项错误。
10．[2024·广东六校联盟联考]目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反
应历程的关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.第②、③步反应均释放能量
B.该反应历程中有两个过渡态
C.酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能
D.总反应速率由第①步反应决定
答案：B
解析：根据能量与反应历程的关系图可知第②、③步反应的反应物的总能量均高于生
成物，为放热反应，A项正确；该反应经历3个步骤，有3个过渡态，B项错误；催化剂
通过改变反应历程，可以同时降低正、逆反应的活化能，加快反应速率，C项正确；据图
可知第①步反应的活化能最大，为慢反应，决定总反应速率，D项正确。
