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第21练　化学反应与能量变化
高考真题演练
1．(2024·安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)Z(g)(ΔH2<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(　　)
2．(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　　)
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
ΔH/(kJ·mol－1) －1559.8 －1411 －285.8
A．C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1411 kJ·mol－1
B．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　　ΔH＝－137 kJ·mol－1
C．2H2O(l)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1
D．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1559.8 kJ·mol－1
3．(2023·浙江1月选考)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是(　　)
A．E6－E3＝E5－E2
B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1
C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1
4．(2022·浙江1月选考)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是(　　)
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B．ΔH2<ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1<ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，说明苯分子具有特殊稳定性
5．(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO
能量/kJ·mol－1 249 218 39 10
物质(g) H2 O2 H2O2 H2O
能量/kJ·mol－1 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
A．H2的键能为436 kJ·mol－1
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：HOOD．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1
6．(2023·广东卷节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.5000 mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有________。
②该盐酸浓度为________mol·L－1。
(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为________J(c和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液100 mL 1．20 g Fe粉 a b
ⅱ 0．56 g Fe粉 a c
①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。
②ΔH＝________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
7．(2022·海南高考节选)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol－1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝________ kJ·mol－1。
(2)已知：CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|＞Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
8．下列既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀盐酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的炭与水蒸气的反应
D．甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应
9．(2025·呼和浩特市高三质检)下列说法正确的是(　　)
A．反应3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
B．使用合适的催化剂能改变反应历程，降低反应的焓变
C．常温常压下，断开1 mol H2(g)中的化学键吸收436 kJ的能量，断开1 mol Cl2(g)中的化学键吸收243 kJ的能量，形成2 mol HCl(g)中的化学键释放862 kJ的能量，故H2(g)和Cl2(g)反应释放能量
D．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，故金刚石比石墨稳定
10．已知298 K、1.01×105 Pa条件下，2 g 氢气燃烧生成水蒸气放出242 kJ热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　)
A．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝＋242 kJ
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－484 kJ·mol－1
D．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242 kJ·mol－1
11．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是(　　)
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果放热偏多
12．碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示。
①H2(g)＋I2(？) 2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ/mol
②H2(g)＋I2(？) 2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ/mol
下列判断正确的是(　　)
A．HI(g)比HI(s)热稳定性更好
B．1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ
C．①中的I2为固态，②中的I2为气态
D．①的反应物总能量比②的反应物总能量高
13．分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系中正确的是(　　)
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3
C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
14．(2025·广东六校高三联考)反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应进程的关系如图中曲线①所示，使用催化剂M后能量变化与反应进程的关系如图中曲线②所示。下列说法正确的是(　　)
A．稳定性：X>Y
B．使用催化剂降低了该反应的焓变
C．使用催化剂后，反应历程分3步进行
D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为X＋M===X·M
15．(2025·湖南省岳阳市知源高中高三月考)山东大学材料科学与工程学院开发催化剂用于光热催化CO2加氢制CH4，反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。已知：CH4的选择性等于平衡时CH4的物质的量与CO2转化的物质的量之比。下列叙述正确的是(　　)
A．*CO→CO(g)　ΔH＝－119.4 kJ·mol－1
B．升高温度，CH4的选择性增大，CO、*CH3OH的选择性减小
C．CO2制*CH3OH的历程中，*HCO3→*HCOO的能垒最大
D．在上述条件下，稳定性：CH4(g)>CO(g)
16．下列关于反应能量的说法不正确的是(　　)
A．一定条件下：①2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH1；②2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)　ΔH2，则ΔH1＜ΔH2
B．相同条件下，若1 mol H(g)具有的能量为E1，1 mol H2(g)具有的能量为E2，则有2E1>E2
C．甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量
17．已知：298 K时，相关物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
B．H2的燃烧热为ΔH＝－242 kJ·mol－1
C．C2H6比C2H4稳定
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)是放热反应
18．(2025·辽宁抚顺六校联考)已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，CO的燃烧热为282.8 kJ·mol－1。现有H2和CO组成的混合气体56.0 L(标准状况)，经充分燃烧后，一共放出热量710.0 kJ，并生成液态水。下列说法正确的是(　　)
A．CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝＋282.8 kJ·mol－1
B．H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．燃烧前的混合气体中，H2的体积分数为40%
D．混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应，电子转移总数为2NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
19．(2025·河北唐山高三质量检测)1，2 丙二醇
(CH2OHCHOHCH3)单分子解离反应过程中相对能量变化如图所示，路径包括碳碳键断裂解离和脱水过程。下列说法正确的是(　　)
A．解离过程中，断裂a处碳碳键比b处碳碳键所需能量高
B．1，2 丙二醇单分子脱水过程均为吸热反应
C．从能量的角度分析，TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中TS4路径的速率最慢
D．脱水生成的四种产物中，CH3C(OH)===CH2最稳定
二、非选择题
20．(2025·天津市南开中学高三统练)杭州亚运会开幕式主火炬燃料创新使用零碳甲醇燃料，这在全球是首次。本次亚运期间零碳甲醇制备的原理是综合利用焦炉气中的副产物氢气与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色甲醇。每年可生产11万吨甲醇，直接减排二氧化碳16万吨，实现了二氧化碳的资源化利用。
已知：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，该反应一般通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90.0 kJ·mol－1
(1)反应①的ΔH1＝________ kJ·mol－1。
(2)反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________(填标号)。
(3)甲醇燃料可替代汽油、柴油，用于各种机动车、锅灶炉使用。已知：在25 ℃和101 kPa下，1 mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量为726.5 kJ，请写出甲醇燃烧的热化学方程式：______________________________________________________。
21．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为__________________________。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为______________________。
(3)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧生成液态水时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)(2023·重庆卷节选)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据下图所示，回答下列问题：
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为______________________________________。
22．(1)丙烯是重要的工业品，可用于制取卤代烃、丙醇及塑料等。工业中以丙烷催化脱氢来制取丙烯。
主反应：C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1
副反应：C3H8(g) CH4(g)＋C2H4(g)　ΔH2＝＋81.30 kJ·mol－1
已知部分化学键的键能如表：
共价键 C—C C===C C—H H—H
键能/(kJ·mol－1) 348 615 413 436
ΔH1＝________________。
(2)乙烯是制造塑料、橡胶和纤维的基本原料，一定条件下利用CO2和H2合成乙烯：
2CO2(g)＋6H2(g) CH2===CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH。
上述反应的Arrhenius经验公式实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式Rln k＝－＋C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应的活化能Ea＝________ kJ·mol－1。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是____________________________________________。
第21练　化学反应与能量变化（解析版）
高考真题演练
1．(2024·安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)Z(g)(ΔH2<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，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率，则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g) Z(g)的活化能。X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的ΔH都小于0，故两个反应均为放热反应，则符合题意的反应进程示意图为B项图示。
2．(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　　)
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
ΔH/(kJ·mol－1) －1559.8 －1411 －285.8
A．C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1411 kJ·mol－1
B．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　　ΔH＝－137 kJ·mol－1
C．2H2O(l)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1
D．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1559.8 kJ·mol－1
答案：D
解析：H2O应该为液态，A错误；C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝＋137 kJ·mol－1，B错误；氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则H2O(l)===O2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，C错误。
3．(2023·浙江1月选考)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是(　　)
A．E6－E3＝E5－E2
B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1
C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1
答案：C
解析：
根据历程Ⅰ，O3(g)＋O(g)??2O2(g)的ΔH＝(E6－E3) kJ·mol－1，根据历程Ⅱ，O3(g)＋O(g) 2O2(g)的反应热ΔH＝(E5－E2) kJ·mol－1，则E6－E3＝E5－E2，A正确；根据题图可知，Cl(g)的相对能量为(E2－E3) kJ·mol－1，由于Cl2(g)的相对能量为0，故Cl2(g)===Cl(g)＋Cl(g)的ΔH＝2(E2－E3) kJ·mol－1，即Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1，B正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则O3的平衡转化率：历程Ⅱ＝历程Ⅰ，C错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1，D正确。
4．(2022·浙江1月选考)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是(　　)
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B．ΔH2<ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1<ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，说明苯分子具有特殊稳定性
答案：A
解析：也含有两个碳碳双键，而2ΔH1<ΔH3，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目不一定成正比，A错误。
5．(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO
能量/kJ·mol－1 249 218 39 10
物质(g) H2 O2 H2O2 H2O
能量/kJ·mol－1 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
A．H2的键能为436 kJ·mol－1
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：HOOD．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1
答案：C
解析：根据题表中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；由题表中的数据可知，O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；因为HOO(g)===HO(g)＋O(g)，由题表中的数据可知解离其中氧氧单键需要的能量为(249＋39－10) kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，C错误；由题表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)＝－143 kJ·mol－1，D正确。
6．(2023·广东卷节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.5000 mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有________。
②该盐酸浓度为________mol·L－1。
(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为________J(c和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液100 mL 1．20 g Fe粉 a b
ⅱ 0．56 g Fe粉 a c
①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。
②ΔH＝________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
答案：(1)①AD　②0.5500　(2)418(T1－T0)
(3)①>　②－20.9(b－a) kJ·mol－1或－41.8(c－a) kJ·mol－1
解析：(2)由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×(50 mL＋50 mL)×ΔT＝418(T1－T0) J。
(3)①100 mL 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol，1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol，实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应，实验ⅰ放出的热量多，则b>c；②若按实验ⅰ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－20.9(b－a) kJ·mol－1；若按实验ⅱ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－41.8(c－a) kJ·mol－1。
7．(2022·海南高考节选)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol－1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝________ kJ·mol－1。
(2)已知：CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|＞Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
答案：(1)－286　(2)
8．下列既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀盐酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的炭与水蒸气的反应
D．甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应
答案：C
9．(2025·呼和浩特市高三质检)下列说法正确的是(　　)
A．反应3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
B．使用合适的催化剂能改变反应历程，降低反应的焓变
C．常温常压下，断开1 mol H2(g)中的化学键吸收436 kJ的能量，断开1 mol Cl2(g)中的化学键吸收243 kJ的能量，形成2 mol HCl(g)中的化学键释放862 kJ的能量，故H2(g)和Cl2(g)反应释放能量
D．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，故金刚石比石墨稳定
答案：C
解析：反应3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)中ΔS＞0，因在常温下不能自发进行，则ΔG＝ΔH－TΔS＞0，那么ΔH必大于0，故A错误；使用合适的催化剂可以改变反应历程，但不改变反应的焓变，故B错误；石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，物质能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，故D错误。
10．已知298 K、1.01×105 Pa条件下，2 g 氢气燃烧生成水蒸气放出242 kJ热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　)
A．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝＋242 kJ
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－484 kJ·mol－1
D．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242 kJ·mol－1
答案：D
11．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是(　　)
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果放热偏多
答案：D
12．碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示。
①H2(g)＋I2(？) 2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ/mol
②H2(g)＋I2(？) 2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ/mol
下列判断正确的是(　　)
A．HI(g)比HI(s)热稳定性更好
B．1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ
C．①中的I2为固态，②中的I2为气态
D．①的反应物总能量比②的反应物总能量高
答案：D
13．分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系中正确的是(　　)
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3
C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
答案：B
解析：混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀，也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值，故ΔH1＜ΔH2＜ΔH3。
14．(2025·广东六校高三联考)反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应进程的关系如图中曲线①所示，使用催化剂M后能量变化与反应进程的关系如图中曲线②所示。下列说法正确的是(　　)
A．稳定性：X>Y
B．使用催化剂降低了该反应的焓变
C．使用催化剂后，反应历程分3步进行
D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为X＋M===X·M
答案：C
解析：X的能量比Y高，根据能量越低物质越稳定，知稳定性：X15．(2025·湖南省岳阳市知源高中高三月考)山东大学材料科学与工程学院开发催化剂用于光热催化CO2加氢制CH4，反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。已知：CH4的选择性等于平衡时CH4的物质的量与CO2转化的物质的量之比。下列叙述正确的是(　　)
A．*CO→CO(g)　ΔH＝－119.4 kJ·mol－1
B．升高温度，CH4的选择性增大，CO、*CH3OH的选择性减小
C．CO2制*CH3OH的历程中，*HCO3→*HCOO的能垒最大
D．在上述条件下，稳定性：CH4(g)>CO(g)
答案：D
解析：由题图可知，*CO转化为CO(g)要吸收热量，A错误；由题图可知，生成CO、*CH3OH的反应都是吸热反应，而生成CH4的反应是放热反应，则升高温度，CH4的选择性减小，而CO、*CH3OH的选择性增大，B错误；由题图可知CO2制*CH3OH的历程中，*HCO3→*HCOO、*CH3O→*CH3OH的能垒分别为0.77 eV、1.01 eV，*CH3O→*CH3OH的能垒更大，C错误；由题图可知，CH4(g)的能量比CO(g)的低，能量越低越稳定，故在题述条件下，稳定性：CH4(g)>CO(g)，D正确。
16．下列关于反应能量的说法不正确的是(　　)
A．一定条件下：①2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH1；②2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)　ΔH2，则ΔH1＜ΔH2
B．相同条件下，若1 mol H(g)具有的能量为E1，1 mol H2(g)具有的能量为E2，则有2E1>E2
C．甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量
答案：D
17．已知：298 K时，相关物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
B．H2的燃烧热为ΔH＝－242 kJ·mol－1
C．C2H6比C2H4稳定
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)是放热反应
答案：B
解析：燃烧热指的是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量，H2对应的产物是H2O(l)，ΔH＝－286 kJ·mol－1，B错误。
18．(2025·辽宁抚顺六校联考)已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，CO的燃烧热为282.8 kJ·mol－1。现有H2和CO组成的混合气体56.0 L(标准状况)，经充分燃烧后，一共放出热量710.0 kJ，并生成液态水。下列说法正确的是(　　)
A．CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝＋282.8 kJ·mol－1
B．H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．燃烧前的混合气体中，H2的体积分数为40%
D．混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应，电子转移总数为2NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
答案：C
解析：CO的燃烧热为282.8 kJ·mol－1，依据燃烧热概念，CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.8 kJ·mol－1，A错误；氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，B错误；H2和CO组成的混合气体56.0 L(标准状况)，物质的量为2.5 mol，经充分燃烧后，放出总热量为710 kJ，并生成液态水，依据H2和CO燃烧热的热化学方程式计算，设H2的物质的量为x，CO的物质的量为y，则x＋y＝2.5 mol，285.8 kJ·mol－1×x＋282.8 kJ·mol－1×y＝710 kJ，联立解得x＝1 mol，y＝1.5 mol，燃烧前混合气体中H2的体积分数为×100%＝40%，C正确；1 mol H2、1.5 mol CO燃烧生成的H2O和CO2分别为1 mol、1.5 mol，Na2O2与水、CO2的反应为歧化反应，则该过程转移电子的物质的量为2.5 mol，数目为2.5NA，D错误。
19．(2025·河北唐山高三质量检测)1，2 丙二醇
(CH2OHCHOHCH3)单分子解离反应过程中相对能量变化如图所示，路径包括碳碳键断裂解离和脱水过程。下列说法正确的是(　　)
A．解离过程中，断裂a处碳碳键比b处碳碳键所需能量高
B．1，2 丙二醇单分子脱水过程均为吸热反应
C．从能量的角度分析，TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中TS4路径的速率最慢
D．脱水生成的四种产物中，CH3C(OH)===CH2最稳定
答案：C
解析：由题图可知，CH2OHHOH＋H3具有的总能量高于CH3HOH＋H2OH具有的总能量，说明CH2OHCHOHCH3断裂a处碳碳键所需能量低，A错误；1，2 丙二醇具有的能量高于CH3COCH3和H2O具有的总能量，此过程为放热反应，B错误；图中CH2OHCHOHCH3→TS4的活化能最大，则反应速率最慢，C正确；由题图可知，脱水生成物中CH3COCH3具有的能量最低，其稳定性最强，D错误。
二、非选择题
20．(2025·天津市南开中学高三统练)杭州亚运会开幕式主火炬燃料创新使用零碳甲醇燃料，这在全球是首次。本次亚运期间零碳甲醇制备的原理是综合利用焦炉气中的副产物氢气与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色甲醇。每年可生产11万吨甲醇，直接减排二氧化碳16万吨，实现了二氧化碳的资源化利用。
已知：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，该反应一般通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90.0 kJ·mol－1
(1)反应①的ΔH1＝________ kJ·mol－1。
(2)反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________(填标号)。
(3)甲醇燃料可替代汽油、柴油，用于各种机动车、锅灶炉使用。已知：在25 ℃和101 kPa下，1 mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量为726.5 kJ，请写出甲醇燃烧的热化学方程式：______________________________________________________。
答案：(1)＋41.0　(2)A
(3)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH2＝－1453 kJ·mol－1
21．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为__________________________。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为______________________。
(3)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧生成液态水时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)(2023·重庆卷节选)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据下图所示，回答下列问题：
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为______________________________________。
答案：(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1427.2 kJ/mol
(2)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ/mol
(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ/mol
(4)①83　②EO(g)===AA(g)　ΔH＝－102 kJ/mol
22．(1)丙烯是重要的工业品，可用于制取卤代烃、丙醇及塑料等。工业中以丙烷催化脱氢来制取丙烯。
主反应：C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1
副反应：C3H8(g) CH4(g)＋C2H4(g)　ΔH2＝＋81.30 kJ·mol－1
已知部分化学键的键能如表：
共价键 C—C C===C C—H H—H
键能/(kJ·mol－1) 348 615 413 436
ΔH1＝________________。
(2)乙烯是制造塑料、橡胶和纤维的基本原料，一定条件下利用CO2和H2合成乙烯：
2CO2(g)＋6H2(g) CH2===CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH。
上述反应的Arrhenius经验公式实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式Rln k＝－＋C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应的活化能Ea＝________ kJ·mol－1。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是____________________________________________。
答案：(1)＋123 kJ·mol－1
(2)30　使用更高效的催化剂或增大催化剂比表面积
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