五年（2021-2025）高考化学真题分类汇编：专题15 化学反应中的能量变化及反应机理（原卷版）

专题15化学反应中的能量变化及反应机理

考向五年考情（2021-2025）命题趋势

2025·河南卷、2025·北京卷、2025·浙

本专题主要分两个大的考查方向，一是化

江1月卷、2024·全国甲卷、2024·甘

学反应中的能量变化，常见命题形式多以

考点一化学反应中的能肃卷、2024·安徽卷、2023·湖北卷、

化学反应与能量的基本概念命题，考査化

量变化2023·广东卷、2022·天津卷、2023·海

学反应中能量转化的形式和反应热的有

南卷、2022·浙江卷、2022·重庆卷、

关计算。二是反应历程、机理图分析，新

2021·广东卷

高考强调素养为本的情境化命题，高考通

2025·江苏卷、2025·河北卷、2025·河

过真实情境的创设，考查学生的信息获取

南卷、2025·黑吉辽蒙卷、2025·湖北

能力和迁移应用能力。近几年高考常以催

卷、2025·云南卷、2025·北京卷、

化剂的催化反应机理和能垒图像为情境

考点二反应历程、机理2024·贵州卷、2024·河北卷、2024·浙

载体进行命题。这两类命题，由于陌生度

图分析江6月卷、2023·新课标卷、2023·江

高，思维转化大，且命题视角在不断地发

苏卷、2023·湖南卷、2022·湖南卷、

展和创新，成为大多数考生高分路上的“拦

2022·山东卷、2021·山东卷、2021·湖

路虎”。

南卷

考点一化学反应中的能量变化

1．（2025·河南卷）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为

CH3CH2CH3(g)CH3CHCH2(g)H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，

**

CH3CHCH22HCH3CHCH2(g)H2(g)中部分进程已省略)。

下列说法正确的是

A．总反应是放热反应

B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同

C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定

***

D．①转化为②的进程中，决速步骤为CH3CH2CH3CH3CHCH3H

2．（2025·北京卷）为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示

意图如下。

下列说法不．正．确．的是

A．NaCl固体溶解是吸热过程

B．根据盖斯定律可知：a+b=4

C．根据各微粒的状态，可判断a0，b>0

D．溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关

3．（2025·浙江1月卷）下列说法正确的是

A．常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象，则反应2H2(g)O2(g)2H2O(l)在该条件下不自发

B．3H2(g)N2(g)2NH3(g)H0，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小

C．CO(g)H2(g)C(s)H2O(g)H0，则正反应的活化能大于逆反应的活化能

1

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

22

1

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

22

4．（2024·全国甲卷）人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下

列有关能源的叙述错误的是

A．木材与煤均含有碳元素B．石油裂化可生产汽油

C．燃料电池将热能转化为电能D．太阳能光解水可制氢

5．（2024·甘肃卷）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是

A．E2=1.41eVB．步骤2逆向反应的ΔH=+0.29eV

C．步骤1的反应比步骤2快D．该过程实现了甲烷的氧化

6．（2024·安徽卷）某温度下，在密闭容器中充入一定量的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

A．B．

C．D．

7．（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NO2-肼D．液氧-煤油

8．（2023·广东卷）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是

选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ

A将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭浓硫酸具有氧化性和脱水性

B装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅NO2转化为N2O4的反应吸热

C久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2漂白粉的有效成分是CaCO3

D1molL-1NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强NaCl溶液的pH比醋酸的高

9．（2022·天津卷）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是

A．金刚石比石墨稳定

B．两物质的碳碳σ键的键角相同

C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳σ键数目之比为4∶3

D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨

10．（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）标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：

物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O

能量/kJmol-1249218391000136242

-1

可根据HO(g)+HO(g)=H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJmol。下列说法不．正．确．的是

-1

A．H2的键能为436kJmol

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：HOO<H2O2

-1

D．H2O(g)+O(g)=H2O2(g)ΔH=-143kJmol

12．（2022·重庆卷）“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设

-1

计如图所示的循环过程，可得△H4/(kJ•mol)为

A．+533B．+686C．+838D．+1143

13．（2021·浙江卷）相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是

A．ΔH1>0,ΔH2>0B．ΔH3=ΔH1+ΔH2

C．ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2D．ΔH2=ΔH3+ΔH4

14．（2021·广东卷）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭

使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是

A．煤油是可再生能源

B．H2燃烧过程中热能转化为化学能

C．火星陨石中的20Ne质量数为20

D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素

15．（2021·浙江卷）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是

A．1molCH4(g)<1molH2(g)

B．1molH2O(g)<2molH2O(g)

C．1molH2O(s)>1molH2O(l)

D．1molCs,金刚石1molCs,石墨

考点二反应历程、机理图分析

．（江苏卷）与通过电催化反应生成，可能的反应机理如图所示图中吸附在催

162025·CO2NO3CONH22(

化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是

A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成

B．过程Ⅱ中NO3发生了氧化反应

通电

C．电催化CO与NO生成CONH的反应方程式：CO2NO18HCONH7HO

232223催化剂222

．常温常压、无催化剂条件下，与反应可生产

DCO2NH3H2OCONH22

17．（2025·河北卷）氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应

Ga2O3s2NH3g2GaNs3H2Og制备。反应历程(TS代表过渡态)如下：

下列说法错误的是

A．反应ⅰ是吸热过程

B．反应ⅱ中H2Og脱去步骤的活化能为2.69eV

C．反应ⅲ包含2个基元反应

D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中

18．（2025·河南卷）在MoS2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，其可能

的反应机理如图所示。

下列说法错误的是

A．该反应的原子利用率为100%

B．每消耗1molO2可生成1molCH3COOH

C．反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化

D．若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH

4

19．（2025·黑吉辽蒙卷）一定条件下，“BrOSO2FeCNH”4种原料按固定流速不断注入连续

336

流动反应器中，体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④，①②为快速反应。下

列说法错误的是

2

①SO3HHSO3

②HSO3HH2SO3

2

③3HSO3BrO33SO4Br3H

④H2SO3BrO3

⑤43

BrO36H6Fe(CN)6Br6Fe(CN)63H2O

A．原料中cH不影响振幅和周期

2

B．反应④：3H2SO3BrO33SO4Br6H

2

C．反应①~④中，H对SO3的氧化起催化作用

D．利用pH响应变色材料，可将pH振荡可视化

20．（2025·湖北卷）制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解)，加热到70℃，

通入Cl2，反应剧烈放热，通气完毕，在120℃下继续反应。反应结束，常压蒸馏得产物。反应方程式：

下列说法错误的是

A．干燥管可防止水蒸气进入反应瓶B．可用NaOH溶液作为吸收液

C．Cl2通入反应液中可起到搅拌作用D．控制Cl2流速不变可使反应温度稳定

21．（2025·云南卷）铜催化下，由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是

A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成

C．Ⅳ的示意图为D．催化剂Cu可降低反应热

22．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意

图如下。

下列说法不．正．确．的是

．①中反应为

A4CH3COOH+O2+2Pd2PdCH3COO2+2H2O

B．②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成

C．生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%

D．Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率

23．（2024·贵州卷）AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应，反应过程中CN的C原子和N原子均可进攻

CH3CH2Br，分别生成腈CH3CH2CN和异腈CH3CH2NC两种产物。通过量子化学计算得到的反应

历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。

由图示信息，下列说法错误的是

A．从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应

B．过渡态TS1是由CN的C原子进攻CH3CH2Br的αC而形成的

C．Ⅰ中“N--Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C--Ag”之间的作用力弱

D．生成CH3CH2CN放热更多，低温时CH3CH2CN是主要产物

24．（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解

液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导

2+

电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。

对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及

相对能量变化如图(*表示吸附态)。

下列说法错误的是

A．PDA捕获CO2的反应为

B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为

C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同

*-

D．三个路径速控步骤均涉及*CO2转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生

25．（2024·浙江6月卷）丙烯可发生如下转化(反应条件略)：

下列说法不．正．确．的是

A．产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)

B．H+可提高Y→Z转化的反应速率

C．Y→Z过程中，a处碳氧键比b处更易断裂

D．Y→P是缩聚反应，该工艺有利于减轻温室效应

2+

26．（2023·新课标卷）“肼合成酶”以其中的Fe配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，

其反应历程如下所示。

下列说法错误的是

A．NH2OH、NH3和H2O均为极性分子

B．反应涉及N-H、N-O键断裂和N-N键生成

C．催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+，后又被还原为Fe2+

D．将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2

27．（2023·江苏卷）金属硫化物(MxSy)催化反应CH4g2H2SgCS2g4H2g，既可以除去天然气

中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是

A．该反应的S0

2

cCH4cH2S

B．该反应的平衡常数K4

cCS2cH2

C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用

23

D．该反应中每消耗1molH2S，转移电子的数目约为26.0210

28．（2023·湖南卷）N2H4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。

Ru(Ⅱ)(LRuNH3)NH3N2H4

下列说法错误的是

A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配体NH3失去质子能力增强

B．M中Ru的化合价为3

C．该过程有非极性键的形成