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专题40 化学反应与能量变化
1．【2022年上海卷】反应 ， ，已知 ，下列图象正确的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】 ，Y的能量高，所以该过程为吸热过程，C、D错误， ，Z的
能量低，该过程为放热过程，又已知 ，第二步放出的能量更多，所以A项正确。
2．【2022年湖南卷】反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A．进程Ⅰ是放热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
【答案】AD
【解析】A．由图中信息可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程I是放热反应，A说法
正确；B．进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时P的
产率相同，B说法不正确；C．进程Ⅲ中由S•Y转化为P•Y的活化能高于进程Ⅱ中由S•X转化为P•X
的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ，Ｃ说法不正确；D．由图中信息可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S•Z，然后S•Z转化为产物P•Z，由于P•Z没有转
化为P＋Z，因此，Z没有表现出催化作用，D说法正确；综上所述，本题选AD。
3．（2021.1·浙江真题）在298.15 K、100 kPa条件下，N(g) +3H (g)=2NH (g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1，N (g)
2 2 3 2
、H(g)和NH (g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。一定压强下，1 mol反应中，反应物
2 3
[N (g) +3H (g)]、生成物[2NH (g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是
2 2 3
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，根据题目中给出的反应物与生成物的
比热容可知，升高温度反应物能量升高较快，反应结束后反应放出的热量也会增大，比较4个图像B
符合题意，故答案选B。
4．（2018·上海高考真题）H（g）和I（g）、H（g）和I（s)以及HI（g）的能量高低如图所示，下列
2 2 2 2
判断错误的是（ ）
A．1molH （g）和1molI （g）的能量总和高于2molHI（g）的能量
2 2
B．I（g）→I（s）+QkJ（Q>0）
2 2C．H（g）+I （g）→2HI（g）+9.3kJ
2 2
D．H（g）+I （s）→2HI（g）+53.0kJ
2 2
【答案】D
【解析】A．由能量高低图分析可知，2molHI（g）→1molH （g）和1molI （g）需要吸收9.3kJ的能量，
2 2
故1molH （g）和1molI （g）的能量总和高于2molHI（g）的能量，正确；B．由能量高低图可知，I
2 2 2
（g）→I（s）放出能量，即I（g）→I（s）+QkJ（Q>0），正确；C．根据能量高低图分析可知，
2 2 2
H（g）+I （g）→2HI（g）放出9.3kJ的能量，故H（g）+I （g）→2HI（g）+9.3kJ，正确；D．根
2 2 2 2
据能量高低图分析可知，H（g）+I （s）→2HI（g）吸收53.0kJ的能量，故H（g）+I （s）→2HI
2 2 2 2
（g）-57.3kJ，错误；答案选D。
5．（2015·上海高考真题）已知HO 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。
2 2
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HO 的平衡转化率
2 2
C．HO 分解的热化学方程式：HO===HO＋1/2 O ΔH>0
2 2 2 2 2 2
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HO 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
2 2
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．NaOH C．NaCl D．NH Cl
4
【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．NH Cl溶于水，溶液温度降低，D选项满足题意；答案选D。
4
8．（2011·上海高考真题）根据碘与氢气反应的热化学方程式：
①I(g)+H(g) 2HI(g) △H=-9.48 k.J·mol-1
2 2
②I(s)+H((g) 2HI(g)△H=+26.48k.J·mol-1
2 2
下列判断正确的是
A．254gI(g)中通入2gH(g)，反应放热9.48kJ
2
B．1mol固态碘与1mol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：①I
2
(g)+H
2
(g)⇌2HI(g)△H=-9.48kJ•mol-1；②I
2
(s)+H
2
(g)⇌2HI(g)△H=+26.48kJ•mol-1，利用
盖斯定律将①-②可得I(g)=I (s)△H=-9.48kJ•mol-1-26.48kJ•mol-1=-35.96kJ•mol-1，A．n(I)=1moL，
2 2 2
n(H )=1mol，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
2
I(g)=I (s)△H=-35.96kJ•mol-1，可知1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ，错误；C．由
2 2
I(g)=I (s)△H=-35.96kJ•mol-1，可知I(g)能量大于I(s)，正确；D．反应①、②的产物都是HI，状态相
2 2 2 2
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．（2016·浙江高考真题）2A(g) B(g) ΔH (ΔH <0); 2A(g) B(l) ΔH ;下列能量变化示
1 1 2
意图正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】已知：2A(g)⇌B(g)△H
1
(△H
1
＜0)；2A(g)⇌B(l)△H
2
；△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。
12．（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。
13．（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/mol，则HSO 和Ca(OH) 反应的中和热ΔH＝2×(－
2 4 2
57.3)kJ/mol
B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO(g) ＝2CO(g)＋O(g)反应的ΔH＝+2×283.0kJ/mol
2 2
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1mol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)====H O(l)中和热为-57．3 kJ·mol－1，
2
HSO 和Ca(OH) 得到的CaSO 微溶，会产生额外的热，错误；B．在25℃，101 kPa时，1 mol可燃物
2 4 2 4
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 O (g)= CO (g) ΔH
2 2
＝-283.0kJ/mol，再利用盖斯定律，得：2CO（g）=2CO（g）+O （g） H=+2×283.0kJ/mol，正确；
2 2
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1mol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。
14．（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：
CH=CH－CH=CH(g)＋2H(g)→CH CHCHCH(g) ∆H=-236.6kJ/mol
2 2 2 3 2 2 3
CH－C≡C－CH(g)＋2H(g)→CH CHCHCH(g) ∆H=-272.7kJ/mol
3 3 2 3 2 2 3
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】
CH=CH－CH=CH(g)＋2H(g)→CH CHCHCH(g) ∆H=-236.6kJ/mol（①式）
2 2 2 3 2 2 3
CH－C≡C－CH(g)＋2H(g)→CH CHCHCH(g) ∆H=-272.7kJ/mol（②式）
3 3 2 3 2 2 3
根据盖斯定律，①式-②式得CH=CH－CH=CH(g)→CH －C≡C－CH(g) ∆H=+36.1kJ/mol
2 2 3 3
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。
15．（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．E 为逆反应活化能，E为正反应活化能
a
B．该反应为放热反应，ΔH＝E’－E
a a
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， E 为正反
a
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＝—（E’－E），错误；C．在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些
a a
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。
16．（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：CHCHCHCH(g)
3 2 2 3
+6.5O (g)→4CO (g)+5HO(l) △H=－2878kJ ·mol－1
2 2 2
(CH)CHCH (g)+6.5O (g) →4CO (g)+5HO(l) △H=－2869kJ· mol－1，下列说法正确的是
3 2 3 2 2 2
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。
17．（2008·上海高考真题）已知：H(g)＋F(g) 2HF(g)＋270kJ，下列说法正确的是( )
2 2
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．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol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2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol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，1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol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，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol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。
18．（2013·上海高考真题）将盛有NH HCO 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
4 3
中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见
A．NH HCO 和盐酸的反应是放热反应
4 3
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：NH HCO +HCl→NHCl+CO ↑+H O-Q
4 3 4 2 2
【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NH HCO 与HCl的反应为吸热反
4 3
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。
19．（2009·天津高考真题）已知：2CO(g)+O(g)=2CO (g) ΔH=--566 kJ/mol
2 2
NaO(s)+CO(g)=Na CO(s)+ 1/2O （g）ΔH= --226 kJ/mol
2 2 2 2 3 2
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CO 的反应过程和能量关系
2
C．2NaO(s)+2CO(s)=2Na CO(s)+O(g)ΔH＜ --452 kJ/mol
2 2 2 2 3 2
D．CO(g)与NaO(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为2×6.02×1023
2 2
【答案】D
【解析】A．燃烧热是指在25℃，101kPa时，1mol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/mol，错误；B．由CO生成CO 的能量关系应为2molCO加上1molO 的能量之和与2molCO
2 2 2
的能量差为566kJ，错误；C．由已知可得：2NaO(s)+2CO(g)=2Na CO(s)+ O （g）ΔH=-452
2 2 2 2 3 2
kJ/mol，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2NaO(s)
2 2
+2CO (s)=2Na CO(s)+ O （g）ΔH>-452 kJ/mol，错误；D．已知：反应①2CO(g)+O(g)=2CO (g)
2 2 3 2 2 2
ΔH=-566 kJ/mol和反应②NaO(s)+CO(g)=Na CO(s)+ 1/2O （g）ΔH=-226kJ/mol，根据盖斯定律：
2 2 2 2 3 2
（①+②×2）× 得到NaO(s)+CO(g)=Na CO(s) ΔH= -509kJ/mol。由于反应放热509kJ，因此该反应
2 2 2 3
发生1mol，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。20．（2012·上海高考真题）工业生产水煤气的反应为：C(s)+HO(g)→CO(g)+H (g)-131.4 kJ。下列判断正
2 2
确的是
A．反应物能量总和大于生成物能量总和
B．CO(g)+H(g)→C(s)+H O(g)+131.4kJ
2 2
C．水煤气反应中生成1 mol H (g)吸收131.4 KJ热量
2
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)+H(g)→C(s)+H O(g)+131.4kJ，正确；
2 2
C．由题干反应可知生成1mol氢气吸收的热量为131.4 kJ，正确；D．由题干反应可知生成1molCO吸
收的热量为131.4 kJ，而1体积CO物质的量不是1mol，错误；答案选BC。
21．（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=E −E
5 2
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=E −E，错误；B．由图像可知，反应物的总能
3 2
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。
22．（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H 和Cl 在点燃或光照下生成
2 2
HCl，H、Cl 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
2 2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。
23．（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。
