第50练　化学反应速率与能量图 课时作业 （含解析）2026届高三化学一轮总复习

第50练　化学反应速率与能量图
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.
(2024·常州教育学会高三上期中监测)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)?P(g)。反应历程(如图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法正确的是(　　)
A. 使用Ⅰ或Ⅱ，反应历程都分2步进行
B. 达平衡后，若升高温度，P的浓度增大
C. 使用Ⅰ时，反应体系更快达到平衡状态
D. 使用Ⅱ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
2. (2024·无锡高三上期末)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曲线①所示，在反应中仅改变一种外界条件，可得到如图曲线②。下列说法正确的是(　　)
A. 该条件的改变增大了单位体积内活化分子百分数
B. X·M为反应所加的催化剂
C. 改变该条件后，降低了反应的焓变
D. 该反应是吸热反应
(第2题图)
　　　　　　　(第3题图)
3. H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。
反应①：H2(g)＋2ICl(g)===HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)
反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)
下列有关说法不正确的是(　　)
A. 反应①的能垒比反应②的大，所以总反应的反应速率取决于第②步反应
B. 反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量
C. H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol－1
D. 温度升高，活化分子百分数增大，反应碰撞概率增大，反应速率加快
4. 如图所示是我国科研工作者研究CH4(g)氧化制甲醇CH3OH(g)的物质相对能量－反应进程曲线。下列叙述错误的是(　　)
A. 反应的决速步为生成过渡态2的步骤
B. 反应过程中只有极性键的断裂和形成
C. 该反应过程中MgO是催化剂
D. 总反应的热化学方程式为MgO(g)＋CH4(g)===Mg(s)＋CH3OH(g)　ΔH＝－146.1 kJ·mol－1
5. 工业上用乙烯CH2===CH2与O2在银催化作用下制备CH2OCH2和CH3CHO的历程如图所示，下列说法正确的是(　　)
A. 由乙烯生成环氧乙烷总反应的ΔS>0
B. 中间体生成吸附态CH3CHO(ads)的活化能为52 kJ·mol－1
C. 由CH2OCH2(g)生成CH3CHO(g)热化学方程式为CH2OCH2(g)===CH3CHO(g)　ΔH＝＋102 kJ·mol－1
D. 相同条件下，生成环氧乙烷的速率比生成乙醛的快
6. MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。下图表示MO＋分别与CH4、CD4反应体系的能量随反应进程的变化示意图(两者历程相似，图中以CH4示例)。已知：直接参与化学键变化的元素被替换为更重的元素时，反应速率会变慢。下列说法正确的是(　　)
A. MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线d
B. 步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是Ⅱ
C. MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量：CH2DOD>CHD2OH
D. 若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有2种
7. 基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基C3N4中，用于催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*,)”标注，下列说法中错误的是(　　)
A. 整个反应历程中有极性键的断裂和生成
B. 总反应ΔH<0
C. 物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程
D. 反应决速步的活化能为0.95 eV
8. (2024·北京卷)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
A. 从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C. 由苯得到M时，苯中的大π键没有变化
D. 对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂
9. (2024·扬州高三上期中)基态碳原子C与H2S反应的过程如题图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 反应SCH2(g)===HCS(g)＋H(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1
B. 使用催化剂可以降低该反应的活化能和焓变
C. 断开1 mol HCSH(g)中的全部化学键生成气态原子吸收的能量比SCH2(g)的少
D. 相同条件下，CSH2(g)转化为HCSH(g)的速率比HCSH(g)转化为SCH2(g)的小
10. (2024·常州十校高三上12月联考)在Fe＋催化作用下CO可将N2O转化为N2，反应的能量变化及反应历程如图所示：
①N2O＋Fe＋===N2＋FeO＋(慢)②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)
下列叙述不正确的是(　　)
A. 反应①为放热反应
B. FeO＋为反应①的氧化产物，也是总反应的中间产物
C. 反应②的活化能Ea2比反应①的活化能Ea1要大
D. 每生成1 mol N2，转移电子数目为2×6.02×1023
第50练　化学反应速率与能量图
1. C　解析：由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A错误；由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，P的浓度减小，B错误；由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C正确；由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，使用Ⅱ时前两个历程中活化能较高反应速率较慢，后两个历程中使用Ⅱ活化能较低反应速率较快，反应过程中M所能达到的最高浓度更小，D错误。故选C。
2. A　解析：催化剂改变了反应的历程，降低了反应的活化能，增大了单位体积内活化分子百分数，加快了反应速率，A正确；X·M为反应的中间产物，不是所加的催化剂，B错误；改变该条件后，降低了反应的活化能，加快了反应速率，但是不改变反应焓变，C错误；该反应中生成物能量低于反应物能量，是放热反应，D错误。故选A。
3. A　解析：能垒越大，反应速率越慢，反应①的能垒比反应②的大，则总反应的反应速率主要由反应①决定，故A错误；由图象可知，反应①、②均为放热反应，其反应物总能量均高于生成物总能量，故B正确；反应①和②总的能量变化为218 kJ，根据盖斯定律，①＋②得H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol－1，故C正确；温度升高，活化分子百分数增大，从而使反应碰撞概率增大，反应速率加快，故D正确。故选A。
4. C　解析：生成过渡态2的步骤活化能最大，因此反应的决速步为生成过渡态2的步骤，故A正确；反应过程中断裂的化学键都是异种原子之间的键，属于极性键，故B正确；反应最终态无MgO，则MgO不是该反应的催化剂，故C错误；根据反应起始态和终末态可知，该反应的热化学方程式为：MgO(g)＋CH4(g)===Mg(s)＋CH3OH(g)　ΔH＝－146.1 kJ·mol－1，故D正确。故选C。
5. B　解析：由题意可知，乙烯生成环氧乙烷的反应为2CH2===CH2(g)＋O2(g)2(g)，该反应是熵减的反应，反应熵变ΔS＜0，故A错误；由图可知，中间体生成吸附态CH3CHO(ads)的活化能为(－124 kJ·mol－1)－(－176 kJ·mol－1)＝52 kJ·mol－1，故B正确；由图可知，环氧乙烷的能量高于乙醛，则环氧乙烷转化为乙醛的反应为反应物总能量大于生成物的总能量，反应的ΔH＝－[(－148 kJ·mol－1)－(－282 kJ·mol－1)]＝－102 kJ·mol－1，故C错误；反应的活化能越大，反应速率越慢，由图可知，乙烯环氧乙烷的活化能大于乙烯生成乙醛的活化能，则生成环氧乙烷的速率比生成乙醛的慢，故D错误。故选B。
6. D　解析：步骤I涉及碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，氧更容易和H而不是和D生成羟基，若MO＋与CHD2反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH。
已知：直接参与化学键变化的元素被替换为更重的元素时，反应速率会变慢，MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线c，反应的活化能更大，故A错误；由图可知，步骤Ⅰ涉及碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以涉及氢原子成键变化的是步骤Ⅰ，故B错误；直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会减慢，氧更容易和H而不是和D生成羟基，因此氘代甲醇的产量CH2DOD＜CHD2OH，故C错误；根据反应机理可知，若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH，共两种，故D正确。故选D。
7. C　解析：由图可知，一氧化碳催化加氢生成甲醇的反应中有极性键的断裂和生成，故A正确；由图可知，总反应为放热反应，ΔH<0，故B正确；由图可知，吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量，为放热过程，故C错误；反应的活化能越大，反应速率越慢，反应决速步为慢反应，由图可知，反应H2CO*,)＋H*,)2===H3CO－H*,)的活化能最大，反应速率最慢，则反应决速步的活化能为0.35 eV－(－0.60 eV)＝0.95 eV，故D正确。故选C。
8. C　解析：生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，故A正确；根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，故B正确；M的六元环中与—NO2相连的C为sp3杂化，苯中大π键发生改变，故C错误；苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，故D正确。故选C。
9. C　解析：焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，可知该反应ΔH＝－183－(－76)＝－107 kJ·mol－1，故A错误；改变催化剂能改变了反应过程，但不能改变了反应的焓变，故B错误；根据图中信息得到断开1 mol HCSH(g)中的全部化学键生成气态原子吸收的能量比SCH2(g)的少，故C正确；速率的大小与反应的活化能有关，通常活化能越高，反应速率越慢。根据图中信息，相同条件下，CSH2(g)转化为HCSH(g)的速率比HCSH(g)转化为SCH2(g)的大，故D错误。故选C。
10. C　解析：由图可知，Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋CO2两步中均为反应物总能量大于生成物总能量，所以两个反应都是放热反应，故A正确；由反应可知，反应①中Fe＋转化为FeO＋，Fe的化合价升高，FeO＋作氧化产物，同时FeO＋是反应①的产物，也是反应②的反应物，在总反应中作中间产物，故B正确；由已知可知反应①为慢反应，而反应的活化能越大反应速率越慢，可知反应①的活化能大于反应②的活化能，故C错误；该过程总反应为：N2O＋CO===CO2＋N2，生成1 mol N2，转移2 mol电子，转移电子数目为：2×6.02×1023，故D正确。故选C。