高考化学微专题小练习专练27化学反应中的能量变化及图像含答案

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A.该反应是放热反应
B.该反应过程中，吸收的热能转化为产物内部的能量
C.该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应中化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少
2．[2022·重庆育才中学适应考]甲烷的分子结构具有高度对称性且断开1 ml C—H键需要吸收440 kJ能量。无催化剂时甲烷在温度达到1 200 ℃以上才可裂解，在催化剂及一定条件下，CH4可在较低温度下发生裂解，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.1 ml甲烷催化裂解成C和H2的ΔH＝＋1 760 kJ·ml－1
B.步骤②、③反应均为吸热反应
C.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
D.使用该催化剂，反应的焓变减小
3．由反应物X转化为Y或Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.2X(g)===Z(g) ΔH＝E2－E1
B.反应2X(g)===3Y(g)的活化能＝E3－E2
C.2X(g)===Z(s) ΔHD.由图可知，X(g)、Y(g)、Z(g)的稳定性情况为Z(g)>X(g)>Y(g)
4．[2022·北京朝阳区期中]热化学硫碘循环分解硫化氢联产氢气、硫黄是能源研究领域的重要课题。根据下图所给数据，下列说法正确的是( )
A.图甲反应若使用催化剂，既可以改变反应路径，也可以改变其ΔH
B.图乙中若H2O的状态为气态，则能量变化曲线可能为①
C.图丙反应中反应物的总能量比生成物的总能量高
D.由图甲、图乙和图丙可知，H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ·ml－1
5．中国学者在水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下：
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程
B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2
C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
D.图示过程中的H2O均参与了反应过程
6．[2022·河南开封高三定位考试] 已知H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)，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.H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)
ΔH＝－218 kJ·ml－1
7．[2022·安徽合肥一检]反应X＋Y―→Z(ΔH>0)分两步进行：①X＋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( )
8．[2022·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·ml－1
B.①式表示断裂1 ml O2中的共价键所吸收的能量比形成1 ml SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ
C.②式表示一个正交硫和分子1个O2分子反应生成一个SO2分子放出296.83 kJ的能量
D.单斜硫比正交硫稳定
9．[2022·江苏东海学分认定考试]2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(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，E2表示逆反应的活化能。下列有关叙述正确的是( )
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＝E1－E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热
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 ml SO2(g)和0.5 ml O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热a kJ，其热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－2a kJ·ml－1
10．[2022·全国百强校宁夏育才中学月考]298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述错误的是( )
A.加入催化剂，不能改变该化学反应的反应热
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.该反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·ml－1
D.在常温、体积一定的条件下，通入1 ml N2和3 ml H2，反应后放出的热量为92 kJ
专练27 化学反应中的能量变化及图像
1．B 冰醋酸逐渐凝固，说明小烧杯中发生的反应吸热，导致冰醋酸温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A错误；小烧杯中发生的反应为吸热反应，吸收的热量转化为产物内部的能量，B正确；因题给反应为吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；反应热＝反应物的键能和－生成物的键能和，此反应为吸热反应，说明反应物中化学键断裂吸收的能量比生成物成键放出的能量多，D错误。
2．C 本题考查化学反应与能量。断开1 ml C—H键需要吸收440 kJ能量，1 ml甲烷催化裂解成C和H2要断裂4 ml C—H键，形成2 ml H—H键，故1 ml甲烷催化裂解成C和H2的ΔH<＋1 760 kJ·ml－1，A错误；由题图可知，步骤②、③中反应物总能量高于生成物总能量，则步骤②、③反应均为放热反应，B错误；甲烷分解生成碳，由题图可知，碳可吸附在催化剂表面，会在催化剂表面沉积，使催化剂的活性降低，C正确；使用催化剂，改变反应途径，从而改变反应的活化能，但反应的焓变与反应途径无关，加入催化剂，反应的焓变(ΔH)不变，D错误。
3．C 反应热ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，则2X(g)===Z(g) ΔH＝E1－E2，A错误；由题图可知，反应2X(g)===3Y(g)的活化能＝E5－E2，B错误；由题图可知，2X(g)===Z(g)是放热反应且ΔH＝E1－E2，又因为Z(g)===Z(s)放出热量，故2X(g)===Z(s) ΔHE[2X(g)]>E[Z(g)]，不能得出E[Y(g)]、E[X(g)]、E[Z(g)]的能量大小关系，因此无法比较物质的稳定性，D错误。
4．D 催化剂可能改变反应途径，但不改变反应热，A错误；图乙中H2O(g)的能量高于H2O(l)的能量，最终的能量应比原曲线更高，B错误；由图丙可知反应中反应物的总能量比生成物的总能量低，C错误；由图甲得①SO2(g)＋I2(s)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH＝－151 kJ·ml－1，由图乙得②H2S(g)＋H2SO4(aq)===S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋61 kJ·ml－1，由图丙得③2HI(aq)===H2(g)＋I2(s) ΔH＝＋110 kJ·ml－1，根据盖斯定律①＋②＋③可得H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ·ml－1，D正确。
5．D 根据反应过程示意图，过程Ⅰ是水分子中化学键的断裂过程，为吸热过程，A错误；H2中的化学键是非极性键，B错误；催化剂不能改变反应的ΔH，C错误；根据反应过程示意图，过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂，过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂过程，过程Ⅲ中形成了水分子，所以H2O均参与了反应过程，D正确。
6．C 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。
7．A 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。
8．A 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·ml－1，A正确；①式反应断裂1 ml单斜硫(s)中的共价键和1 ml O2(g)中的共价键吸收的能量比形成1 ml SO2(g)中的共价键所放出的能量少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。
9．B 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＝E1－E2，使用催化剂改变活化能，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 ml SO2(g)和0.5 ml O2(g)置于密闭容器中充分反应，生成的SO3(g)小于1 ml，放热a kJ，则2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH<－2a kJ·ml－1，D错误。
10．D 催化剂能改变反应的路径，降低反应的活化能，但不能改变化学反应的反应热，A项正确；加入催化剂，降低反应的活化能，但不改变ΔH，反应速率加快，b曲线符合要求，B项正确；根据图像可知，1 ml N2和3 ml H2完全反应生成2 ml NH3时放出的热量为92 kJ，C项正确；因为该反应为可逆反应，反应不能进行到底，所以通入1 ml N2和3 ml H2，反应后放出的热量小于92 kJ，D项错误。