專題15化學反應中的能量變化及反應機理

考向五年考情（2021-2025）命題趨勢

2025·河南卷、2025·北京卷、2025·浙

本專題主要分兩個大的考查方向，一是化

江1月卷、2024·全國甲卷、2024·甘

學反應中的能量變化，常見命題形式多以

考點一化學反應中的能肅卷、2024·安徽卷、2023·湖北卷、

化學反應與能量的基本概念命題，考査化

量變化2023·廣東卷、2022·天津卷、2023·海

學反應中能量轉(zhuǎn)化的形式和反應熱的有

南卷、2022·浙江卷、2022·重慶卷、

關(guān)計算。二是反應歷程、機理圖分析，新

2021·廣東卷

高考強調(diào)素養(yǎng)為本的情境化命題，高考通

2025·江蘇卷、2025·河北卷、2025·河

過真實情境的創(chuàng)設，考查學生的信息獲取

南卷、2025·黑吉遼蒙卷、2025·湖北

能力和遷移應用能力。近幾年高考常以催

卷、2025·云南卷、2025·北京卷、

化劑的催化反應機理和能壘圖像為情境

考點二反應歷程、機理2024·貴州卷、2024·河北卷、2024·浙

載體進行命題。這兩類命題，由于陌生度

圖分析江6月卷、2023·新課標卷、2023·江

高，思維轉(zhuǎn)化大，且命題視角在不斷地發(fā)

蘇卷、2023·湖南卷、2022·湖南卷、

展和創(chuàng)新，成為大多數(shù)考生高分路上的“攔

2022·山東卷、2021·山東卷、2021·湖

路虎”。

南卷

考點一化學反應中的能量變化

1．（2025·河南卷）在催化劑a或催化劑b作用下，丙烷發(fā)生脫氫反應制備丙烯，總反應的化學方程式為

CH3CH2CH3(g)CH3CHCH2(g)H2(g)，反應進程中的相對能量變化如圖所示(*表示吸附態(tài)，

**

CH3CHCH22HCH3CHCH2(g)H2(g)中部分進程已省略)。

下列說法正確的是

A．總反應是放熱反應

B．兩種不同催化劑作用下總反應的化學平衡常數(shù)不同

C．和催化劑b相比，丙烷被催化劑a吸附得到的吸附態(tài)更穩(wěn)定

***

D．①轉(zhuǎn)化為②的進程中，決速步驟為CH3CH2CH3CH3CHCH3H

2．（2025·北京卷）為理解離子化合物溶解過程的能量變化，可設想NaCl固體溶于水的過程分兩步實現(xiàn)，示

意圖如下。

下列說法不．正．確．的是

A．NaCl固體溶解是吸熱過程

B．根據(jù)蓋斯定律可知：a+b=4

C．根據(jù)各微粒的狀態(tài)，可判斷a0，b>0

D．溶解過程的能量變化，與NaCl固體和NaCl溶液中微粒間作用力的強弱有關(guān)

3．（2025·浙江1月卷）下列說法正確的是

A．常溫常壓下H2(g)和O2(g)混合無明顯現(xiàn)象，則反應2H2(g)O2(g)2H2O(l)在該條件下不自發(fā)

B．3H2(g)N2(g)2NH3(g)H0，升高溫度，平衡逆移，則反應的平衡常數(shù)減小

C．CO(g)H2(g)C(s)H2O(g)H0，則正反應的活化能大于逆反應的活化能

1

D．NasCl(g)NaCl(s)H0,Na(g)Cl(g)NaCl(s)H0，則

22

1

Na(s)Cl(g)Na(g)Cl(g)H0

22

4．（2024·全國甲卷）人類對能源的利用經(jīng)歷了柴薪、煤炭和石油時期，現(xiàn)正向新能源方向高質(zhì)量發(fā)展。下

列有關(guān)能源的敘述錯誤的是

A．木材與煤均含有碳元素B．石油裂化可生產(chǎn)汽油

C．燃料電池將熱能轉(zhuǎn)化為電能D．太陽能光解水可制氫

5．（2024·甘肅卷）甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是

A．E2=1.41eVB．步驟2逆向反應的ΔH=+0.29eV

C．步驟1的反應比步驟2快D．該過程實現(xiàn)了甲烷的氧化

6．（2024·安徽卷）某溫度下，在密閉容器中充入一定量的X(g)，發(fā)生下列反應：X(g)Y(g)ΔH1<0，

Y(g)Z(g)ΔH2<0，測得各氣體濃度與反應時間的關(guān)系如圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的

是

A．B．

C．D．

7．（2023·湖北卷）2023年5月10日，天舟六號貨運飛船成功發(fā)射，標志著我國航天事業(yè)進入到高質(zhì)量發(fā)

展新階段。下列不能作為火箭推進劑的是

A．液氮-液氫B．液氧-液氫C．液態(tài)NO2-肼D．液氧-煤油

8．（2023·廣東卷）下列陳述Ⅰ與陳述Ⅱ均正確，且具有因果關(guān)系的是

選項陳述Ⅰ陳述Ⅱ

A將濃硫酸加入蔗糖中形成多孔炭濃硫酸具有氧化性和脫水性

B裝有NO2的密閉燒瓶冷卻后顏色變淺NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的反應吸熱

C久置空氣中的漂白粉遇鹽酸產(chǎn)生CO2漂白粉的有效成分是CaCO3

D1molL-1NaCl溶液導電性比同濃度醋酸強NaCl溶液的pH比醋酸的高

9．（2022·天津卷）一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量。下列關(guān)于石墨和金剛石的說法正確的是

A．金剛石比石墨穩(wěn)定

B．兩物質(zhì)的碳碳σ鍵的鍵角相同

C．等質(zhì)量的石墨和金剛石中，碳碳σ鍵數(shù)目之比為4∶3

D．可以用X射線衍射儀鑒別金剛石和石墨

10．（2023·海南卷）各相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表。下列熱化學方程式正確的是

物質(zhì)C2H6gC2H4gH2g

1

ΔH/kJmol1559.81411285.8

1

A．C2H4(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(g)H1411kJmol

1

B．C2H6(g)C2H4(g)H2(g)H137kJmol

1

C．HOlOgHgH285.8kJmol1

2222

7

D．CH(g)O(g)2CO(g)3HO(l)H1559.8kJmol1

262222

11．（2022·浙江卷）標準狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：

物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O

能量/kJmol-1249218391000136242

-1

可根據(jù)HO(g)+HO(g)=H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJmol。下列說法不．正．確．的是

-1

A．H2的鍵能為436kJmol

B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍

C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2

-1

D．H2O(g)+O(g)=H2O2(g)ΔH=-143kJmol

12．（2022·重慶卷）“千畦細浪舞晴空”，氮肥保障了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的豐收。為探究(NH4)2SO4的離子鍵強弱，設

-1

計如圖所示的循環(huán)過程，可得△H4/(kJ?mol)為

A．+533B．+686C．+838D．+1143

13．（2021·浙江卷）相同溫度和壓強下，關(guān)于反應的ΔH，下列判斷正確的是

A．ΔH1>0,ΔH2>0B．ΔH3=ΔH1+ΔH2

C．ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2D．ΔH2=ΔH3+ΔH4

14．（2021·廣東卷）“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學，長征系列運載火箭

使用的燃料有液氫和煤油等化學品。下列有關(guān)說法正確的是

A．煤油是可再生能源

B．H2燃燒過程中熱能轉(zhuǎn)化為化學能

C．火星隕石中的20Ne質(zhì)量數(shù)為20

D．月壤中的3He與地球上的3H互為同位素

15．（2021·浙江卷）相同溫度和壓強下，關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較，合理的是

A．1molCH4(g)<1molH2(g)

B．1molH2O(g)<2molH2O(g)

C．1molH2O(s)>1molH2O(l)

D．1molCs,金剛石1molCs,石墨

考點二反應歷程、機理圖分析

．（江蘇卷）與通過電催化反應生成，可能的反應機理如圖所示圖中吸附在催

162025·CO2NO3CONH22(

化劑表面的物種用“*”標注)。下列說法正確的是

A．過程Ⅱ和過程Ⅲ都有極性共價鍵形成

B．過程Ⅱ中NO3發(fā)生了氧化反應

通電

C．電催化CO與NO生成CONH的反應方程式：CO2NO18HCONH7HO

232223催化劑222

．常溫常壓、無催化劑條件下，與反應可生產(chǎn)

DCO2NH3H2OCONH22

17．（2025·河北卷）氮化鎵(GaN)是一種重要的半導體材料，廣泛應用于光電信息材料等領(lǐng)域，可利用反應

Ga2O3s2NH3g2GaNs3H2Og制備。反應歷程(TS代表過渡態(tài))如下：

下列說法錯誤的是

A．反應ⅰ是吸熱過程

B．反應ⅱ中H2Og脫去步驟的活化能為2.69eV

C．反應ⅲ包含2個基元反應

D．總反應的速控步包含在反應ⅱ中

18．（2025·河南卷）在MoS2負載的Rh-Fe催化劑作用下，CH4可在室溫下高效轉(zhuǎn)化為CH3COOH，其可能

的反應機理如圖所示。

下列說法錯誤的是

A．該反應的原子利用率為100%

B．每消耗1molO2可生成1molCH3COOH

C．反應過程中，Rh和Fe的化合價均發(fā)生變化

D．若以CD4為原料，用H2O吸收產(chǎn)物可得到CD3COOH

4

19．（2025·黑吉遼蒙卷）一定條件下，“BrOSO2FeCNH”4種原料按固定流速不斷注入連續(xù)

336

流動反應器中，體系pH-t振蕩圖像及涉及反應如下。其中AB段發(fā)生反應①~④，①②為快速反應。下

列說法錯誤的是

2

①SO3HHSO3

②HSO3HH2SO3

2

③3HSO3BrO33SO4Br3H

④H2SO3BrO3

⑤43

BrO36H6Fe(CN)6Br6Fe(CN)63H2O

A．原料中cH不影響振幅和周期

2

B．反應④：3H2SO3BrO33SO4Br6H

2

C．反應①~④中，H對SO3的氧化起催化作用

D．利用pH響應變色材料，可將pH振蕩可視化

20．（2025·湖北卷）制備α-氯代異丁酸的裝置如圖。在反應瓶中加入異丁酸與催化劑(易水解)，加熱到70℃，

通入Cl2，反應劇烈放熱，通氣完畢，在120℃下繼續(xù)反應。反應結(jié)束，常壓蒸餾得產(chǎn)物。反應方程式：

下列說法錯誤的是

A．干燥管可防止水蒸氣進入反應瓶B．可用NaOH溶液作為吸收液

C．Cl2通入反應液中可起到攪拌作用D．控制Cl2流速不變可使反應溫度穩(wěn)定

21．（2025·云南卷）銅催化下，由CO2電合成正丙醇的關(guān)鍵步驟如圖。下列說法正確的是

A．Ⅰ到Ⅱ的過程中發(fā)生氧化反應B．Ⅱ到Ⅲ的過程中有非極性鍵生成

C．Ⅳ的示意圖為D．催化劑Cu可降低反應熱

22．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧氣在鈀(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的過程示意

圖如下。

下列說法不．正．確．的是

．①中反應為

A4CH3COOH+O2+2Pd2PdCH3COO2+2H2O

B．②中生成CH2=CHOOCCH3的過程中，有σ鍵斷裂與形成

C．生成CH2=CHOOCCH3總反應的原子利用率為100%

D．Pd催化劑通過參與反應改變反應歷程，提高反應速率

23．（2024·貴州卷）AgCN與CH3CH2Br可發(fā)生取代反應，反應過程中CN的C原子和N原子均可進攻

CH3CH2Br，分別生成腈CH3CH2CN和異腈CH3CH2NC兩種產(chǎn)物。通過量子化學計算得到的反應

歷程及能量變化如圖(TS為過渡態(tài)，Ⅰ、Ⅱ為后續(xù)物)。

由圖示信息，下列說法錯誤的是

A．從CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反應都是放熱反應

B．過渡態(tài)TS1是由CN的C原子進攻CH3CH2Br的αC而形成的

C．Ⅰ中“N--Ag”之間的作用力比Ⅱ中“C--Ag”之間的作用力弱

D．生成CH3CH2CN放熱更多，低溫時CH3CH2CN是主要產(chǎn)物

24．（2024·河北卷）我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO2電池，以Mg(TFSI)2為電解質(zhì)，電解

液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕獲CO2，使放電時CO2還原產(chǎn)物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導

2+

電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時改善了Mg的溶劑化環(huán)境，提高了電池充放電循環(huán)性能。

對上述電池放電時CO2的捕獲和轉(zhuǎn)化過程開展了進一步研究，電極上CO2轉(zhuǎn)化的三種可能反應路徑及

相對能量變化如圖(*表示吸附態(tài))。

下列說法錯誤的是

A．PDA捕獲CO2的反應為

B．路徑2是優(yōu)先路徑，速控步驟反應式為

C．路徑1、3經(jīng)歷不同的反應步驟但產(chǎn)物相同；路徑2、3起始物相同但產(chǎn)物不同

*-

D．三個路徑速控步驟均涉及*CO2轉(zhuǎn)化，路徑2、3的速控步驟均伴有PDA再生

25．（2024·浙江6月卷）丙烯可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(反應條件略)：

下列說法不．正．確．的是

A．產(chǎn)物M有2種且互為同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))

B．H+可提高Y→Z轉(zhuǎn)化的反應速率

C．Y→Z過程中，a處碳氧鍵比b處更易斷裂

D．Y→P是縮聚反應，該工藝有利于減輕溫室效應

2+

26．（2023·新課標卷）“肼合成酶”以其中的Fe配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉(zhuǎn)化為肼(NH2NH2)，

其反應歷程如下所示。

下列說法錯誤的是

A．NH2OH、NH3和H2O均為極性分子

B．反應涉及N-H、N-O鍵斷裂和N-N鍵生成

C．催化中心的Fe2+被氧化為Fe3+，后又被還原為Fe2+

D．將NH2OH替換為ND2OD，反應可得ND2ND2

27．（2023·江蘇卷）金屬硫化物(MxSy)催化反應CH4g2H2SgCS2g4H2g，既可以除去天然氣

中的H2S，又可以獲得H2。下列說法正確的是

A．該反應的S0

2

cCH4cH2S

B．該反應的平衡常數(shù)K4

cCS2cH2

C．題圖所示的反應機理中，步驟Ⅰ可理解為H2S中帶部分負電荷的S與催化劑中的M之間發(fā)生作用

23

D．該反應中每消耗1molH2S，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為26.0210

28．（2023·湖南卷）N2H4是一種強還原性的高能物質(zhì)，在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應用。我國科學家合成

的某催化劑用表示能高效電催化氧化合成，其反應機理如圖所示。

Ru(Ⅱ)(LRuNH3)NH3N2H4

下列說法錯誤的是

A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配體NH3失去質(zhì)子能力增強

B．M中Ru的化合價為3

C．該過程有非極性鍵的形成