2023年高考化学真题分类汇编 专题06 化学反应中的能量变化及反应机理

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专题06 化学反应中的能量变化及反应机理

1．（2023·湖北卷）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A．液氮-液氢 B．液氧-液氢 C．液态-肼 D．液氧-煤油
【答案】A
【解析】A．虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于键能很大，该反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮-液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意；
B．氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭推进剂，B不符合题意；
C．肼和在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态-肼能作为火箭推进剂，C不符合题意；
D．煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭推进剂，D不符合题意；
综上所述，本题选A。
2．（2023·新课标卷）“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼()，其反应历程如下所示。

下列说法错误的是
A．、和均为极性分子
B．反应涉及、键断裂和键生成
C．催化中心的被氧化为，后又被还原为
D．将替换为，反应可得
【答案】D
【解析】A．NH2OH，NH3，H2O的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确；
B．由反应历程可知，有N－H，N－O键断裂，还有N－H键的生成，B正确；
C．由反应历程可知，反应过程中，Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+，后面又得到电子生成Fe2+，C正确；
D．由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误；
故选D。
3．（2023·湖南卷）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。
  
下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
【答案】B
【解析】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此其失去质子（）的能力增强，A说法正确；
B．(Ⅱ)中的化合价为+2，当其变为(Ⅲ)后，的化合价变为+3，(Ⅲ)失去2个质子后，N原子产生了1个孤电子对，的化合价不变；M为，当变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子，其中的化合价变为，因此，B说法不正确；
C．该过程M变为时，有键形成，是非极性键，C说法正确；
D．从整个过程来看， 4个失去了2个电子后生成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为，D说法正确；
综上所述，本题选B。
1．（2023·全国·模拟预测）一种甲烷催化氧化的反应历程如图所示，*表示吸附在催化剂表面。下列说法正确的是

A．适当提高分压可以加快的反应速率
B．的过程中C被氧化，释放能量
C．产物从催化剂表面脱附的速率对总反应速率无影响
D．与反应生成CO和的过程中只涉及极性键的断裂和生成
【答案】A
【解析】A．适当提高氧气分压，可以提高氧气的吸附速率，从而加快的反应速率，A正确；
B．的过程中，C元素的化合价升高，被氧化，C—H键断裂，断键吸收能量，B错误；
C．若大量产物吸附在催化剂表面，则会减少和在催化剂上的吸附面积，从而会降低总反应速率，C错误；
D．和反应生成CO和的过程中涉及极性键、非极性键的断裂和生成，D错误；
故选A。
2．（2023·上海·高三统考专题练习）常温常压下，1mol CH3OH与O2发生反应时，生成CO或HCHO的能量变化如图(反应物O2和生成物水略去)，下列说法正确的是

A．加入催化剂后，生成CO的热效应变大，生成HCHO的热效应变小
B．加入催化剂后，生成HCHO的速率变大，单位时间内生成HCHO量变多
C．1mol CH3OH完全燃烧生成液态水和二氧化碳(g)放出393kJ的热量
D．生成HCHO的热化学方程式为2CH3OH+O2=2HCHO+2H2O+316kJ
【答案】B
【解析】A．加入催化剂只改变反应历程而不改变热效应，加入催化剂生成CO的活化能增大而HCHO的活化能降低，A项错误；
B．活化能低反应越快。加入催化剂生成CO的活化能增大而HCHO的活化能降低，故生成HCHO速率更快，B项正确；
C．1mol CH3OH完全燃烧生成液态水和一氧化碳(g)放出393kJ的热量，C项错误；
D．该热化学方程式为没有标注物质的状态，D项错误；
故选B。
3．（2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测）为实现“碳达峰、碳中和”的目标，科学家提出以为催化剂，用光热化学循环分解法，达到减少大气中量的目的，反应的机理如图所示：

物质的量
物质
完全断键所需吸收的总能量









下列说法不正确的是
A．过程①中光能转化为化学能
B．过程④为吸热过程
C．降低该反应的焓变，提高该反应速率
D．全过程热化学方程式为  
【答案】C
【解析】A．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，能量的变化形式是由光能转化为化学能，A正确；
B．过程④需要从外界吸收热量，因此为吸热过程，B正确；
C．作为催化剂可以降低该反应的活化能，无法降低焓变，提高该反应速率，C错误；
D．CO2分解为CO和O2化学式为，根据分子化学键完全断裂时的能量变化图可知，1molCO2完全断裂应该吸收1598kJ，1molCO完全断裂应该吸收1072 kJ，1mol O2完全断裂应该吸收496kJ；所以1molCO2分解产生1molCO和0.5molO2，所以需吸收kJ 能量，则全过程热化学方程式为  ，D正确；
故答案选C。
4．（2023·重庆九龙坡·统考二模）火箭发射时可以用液态肼作燃料，作氧化剂。相关物质的能量转化关系如下。已知  ，则的反应热为

A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据图示信息，可得已知反应：
可得目标方程式：，所以，故选A。
5．（2023·广东·模拟预测）和是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，其总反应为，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是

A．为氧化剂
B．
C．由图乙知该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．为了实现转化，需不断向反应器中补充和
【答案】D
【解析】A．反应中，N元素化合价降低，为氧化剂，故A正确；B．反应物能量高于生成物，反应为放热反应，反应焓变△H=生成物总焓-反应物总焓=134kJ/mol-360 kJ/mol=，故B正确；C．由图乙知该反应正反应的活化能Ea小于逆反应的活化能Eb，故C正确；D．和是催化剂，催化剂在化学反应的前后化学性质和质量是不变的，无需不断补充，故D错误；故选D。
6．（2023·天津·校联考二模）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，与水在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图。

下列说法不正确的是
A．反应
B．选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和反应Ⅱ的活化能
C．和的总能量大于和的总能量
D．反应Ⅱ的热化学方程式表示为
【答案】C
【解析】A．该反应中消耗2mol气体产生了4mol气体，气体量增加为熵增的反应ΔS>0，A正确；
B．催化剂改变反应历程从而降低活化能，所以选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和反应Ⅱ的活化能，B正确；
C．从能量图看1molCH3OH(g) 和1molH2O(g)的总能量低于1molCO2(g)和3H2(g)的总能量，C错误；
D．催化机理看，CO(g)和H2O为该反应的中间产物。从能量图看CO(g)和H2O(g)的总能量高于H2(g)和CO2(g)，所以该反应为放热反应 ΔH