文档内容
高频考点 19 化学反应中的能量变化图象
1．（双选）（2022·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
1.AD 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。
2．（2021·山东卷）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：
+OH- +CH O-能量变化如图
3
所示。已知 为快速平衡，下列说法正确的是（ ）A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B．反应结束后，溶液中存在18OH-
C．反应结束后，溶液中存在CH 18OH
3
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
2.B A．一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应I和反应IV的活化能较高，因此
反应的决速步为反应I、IV，故A错误；
B．反应I为加成反应，而 与 为快速平衡，反应II的成键和断
键方式为 或 ，后者能生成18OH-，因此反应结束后，溶液中存
在18OH-，故B正确；
C．反应III的成键和断键方式为 或 ，因此反应结束后溶液中
不会存在CH 18H，故C错误；D．该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因
3此 和CH O-的总能量与 和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓
3
变，故D错误；综上所述，正确的是B项，故答案为B。
3．（2021·湖南卷）铁的配合物离子(用 表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化
情况如图所示：
下
列说法错误的是（ ）
A．该过程的总反应为
B． 浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C．该催化循环中 元素的化合价发生了变化
D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
3.D A．由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO-与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢
离子转化为氢气，所以化学方程式为HCOOH CO ↑+H ↑，故A正确；B．若氢离子浓度过低，则反
2 2
应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制加酸的电离，使甲酸根浓度降
低，反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，故B正确；C．由反应机
理可知，Fe在反应过程中，化学键数目发生变化，则化合价也发生变化，故C正确；D．由反应进程可知，反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，故D错误；故选D。
4．(双选）（2022·烟台高考模拟）在含有Fe3+、S O 和I-的混合溶液中，反应S O (aq)+2I-(aq)=2SO (aq)
2 2
+I (aq)的分部机理如下，反应进程中的能量变化如图所示。
2
步骤①：2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I (aq)
2
步骤②：S O (aq)+2Fe2+(aq)=2SO (aq)+2Fe3+(aq)
2
下列关于该反应的说法错误的是（ ）
A．Fe3+是该反应的催化剂
B．步骤②比步骤①速率快
C．该反应为吸热反应
D．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大
4.C D A．根据反应的机理可知铁离子参与了反应，但是在反应前后其物质的量不变，则Fe3+是该反应的
催化剂，故A正确；B．由图象可知步骤①的活化能大于步骤②的，活化能越大，反应速率越小，故步骤
①反应速率慢，故B正确；C．反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，故C不正确；
D．ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，该反应为放热反应，不管加不加催化剂，正反应活化能都低于
逆反应活化能，故D错误；故选CD。
5．（2022·全国·高三专题练习）甲烷燃烧时的能量变化如图，有关描述错误的是( )A．反应①和反应②均为放热反应
B．等物质的量时，CO 具有的能量比CO低
2
C．由图可以推得：2CO(g)+O (g)→2CO (g)+283 kJ
2 2
D．反应②的热化学方程式：CH (g)+ O (g)→CO(g)+2H O(l)+607.3 kJ
4 2 2
5.C A．从图像可以看出，甲烷燃烧后释放能量，故都是放热反应，反应①和反应②均为放热反应，故A
正确；B．从图像可以看出CO 具有的能量比CO低，故B正确；
2
C．CH (g)+ O (g)=CO(g)+2H O(l) +607.3 kJ②，CH (g)+ 2O (g)=CO (g)+2H O(l) +890.3 kJ①，①-②得到
4 2 2 4 2 2 2
CO(g)+ O (g)=CO (g)+283 kJ，故C错误；D．根据图示，反应②的热化学方程式：CH (g)+ O (g)=CO(g)
2 2 4 2
+2H O(l)+607.3 kJ，故D正确；答案选C。
2
6．NH 催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量的关系如图一；研究发现在催化剂上可能
3
发生的反应过程如图二。下列说法错误的是（）
A．NH 催化还原NO为放热反应
3
B．反应物键能之和小于生成物键能之和
C．过程III的离子方程式：4Fe2++4H++O =4Fe3++2H O
2 2D．反应过程中反应物只有NH 和NO，Fe3+和Fe2+均为中间产物
3
6.D A．根据图乙可得NH 催化还原NO为放热反应，故A正确；B．该反应是放热反应，焓变是反应物键
3
能总和减去生成键能总和，因此反应物键能之和小于生成物键能之和，故B正确；C．根据图二得到过程III
的离子方程式：4Fe2++4H++O =4Fe3++2H O，故C正确；D．根据过程II可知反应过程中反应物不仅有NH 和
2 2 3
NO，还有氧气参与反应，故D错误。综上所述，答案为D。
7．（双选）（2022·山东泰安一模）工业上采用催化乙烯水合制乙醇，该反应过程中能量变化如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．反应过程中控制总反应速率的步骤为第一步
B．乙烯水合制乙醇为放热反应
C．反应物分子有效碰撞几率最大的步骤为第三步
D．引入 催化剂使总反应焓变减小
7.CD A．由图知，第一步的活化能最大、因此反应过程中控制总反应速率的步骤为第一步，A正确；B．
乙烯和水的总能量大于乙醇的总能量，则乙烯水合制乙醇为放热反应，B正确；C． 第二步的活化能最小，
则反应物分子有效碰撞几率最大的步骤为第二步，C不正确；D． 引入 催化剂能改变活化能、改变化
学反应速率，但不改变总反应的焓变，D不正确；答案选CD。
8.（2022·北京·首都师范大学附属中学三模）以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的
制氢方法，流程图如下：相关反应的热化学方程式为：
反应I：SO (g)＋I (g)＋2H O(1)=2HI(aq)＋H SO (aq) H =-213kJ•mol-1
2 2 2 2 4 1
△
反应Ⅱ：H SO (aq)=SO (g)＋H O(1)＋ O (g) H =＋327kJ•mol-1
2 4 2 2 2 2
△
反应Ⅲ：2HI(aq)=H (g)＋I (g) H =＋172kJ•mol-1
2 2 3
下列说法正确的是（ ） △
A．该过程实现了化学能到太阳能的转化
B．SO 和I 在反应过程中是中间产物
2 2
C．该过程降低了水分解制氢反应的活化能和 H
D．总反应的热化学方程式为：2H O(1)=2H (g)△＋O (g) H=＋572kJ•mol-1
2 2 2
8.D A．通过流程图，反应II和III，实现了太阳能到化△学能的转化，选项A错误；
B．根据流程总反应为H O=H ↑＋ O ↑，SO 和I 起到催化剂的作用，水为反应物，选项B错误；C．H
2 2 2 2 2
只与始态和终态有关，该过程降低了水分解制氢的活化能，H不变，选项C错误；D．反应I+反应II+反应
III，得到2H O(l)=2H (g)＋O (g) ，根据盖斯定律，H=2（H +H +H ） =2(－213+327+172)kJ·mol－
2 2 2 1 2 3
1=+572kJ·mol－1，选项D正确；答案选D。
9．（2022·广东卷节选）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。(1)催化剂 可由 加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式： _______ _______。
② 催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图， 过程的焓变为_______(列式表示)。
③ 可用于 的催化氧化。设计从 出发经过3步反应制备 的路线_______(用“→”表示含
氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。
9.(1) N ↑ 4H O (E -E )+ΔH+(E -E ) 2NO+O =2NO
2 2 1 2 3 4 2 2
解析：(1)① 分解过程中，生成Cr O 和无污染气体，根据元素守恒可知，其余生成物为N 、
2 3 2
H O，根据原子守恒可知反应方程式为 ，故答案为：N ↑；4H O。
2 2 2
②设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M ΔH =(E -E )，M→N ΔH =ΔH，N→Y
1 1 2 2
ΔH =(E -E ) ，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH +ΔH +ΔH =(E -E )+ΔH+(E -E )，故答案为：(E -
3 3 4 1 1 2 3 1 2 3 4 1
E )+ΔH+(E -E )。
2 3 4
③NH 在Cr O 作催化剂条件下，能与O 反应生成NO，NO与O 反应生成红棕色气体NO ，NO 与H O反
3 2 3 2 2 2 2 2
应生成HNO 和NO，若同时通入O ，可将氮元素全部氧化为HNO ，因此从NH 出发经过3步反应制备
3 2 3 3
HNO 的路线为 ；其中NO反应生成NO 过程中，气体颜色发生变
3 2
化，其反应方程式为2NO+O =2NO ，故答案为： ；
2 2
2NO+O =2NO 。
2 2
