1-1 化学反应能量图 【上好课】2026年高考化学培优微突破系列

1-1 化学反应能量图 · 图形呈现：以能量-反应历程图或能量变化示意图为主，横坐标通常表示反应历程或时间，纵坐标表示能量（单位：kJ·mol⁻¹）。 · 核心元素：图中标注反应物、生成物、中间体、过渡态、活化能（Eₐ）、焓变（ΔH）等关键信息。 · 问题类型：单选题为主，考查对能量图的理解、分析和应用，包括判断反应性质、计算能量变化、分析催化剂影响、书写热化学方程式等。 · 常见主题：放热/吸热反应、催化剂的作用、键能与能量关系、反应速率与平衡、多步反应历程。 · 知识方面： · 热化学基础：焓变（ΔH）、活化能（Eₐ）、键能、热化学方程式。 · 催化剂的作用：降低活化能，不改变焓变和平衡。 · 反应历程：多步反应中的决速步、中间体和过渡态。 · 能量守恒：反应物与生成物的能量比较，能量计算。 · 能力方面： · 读图能力：从能量图中提取关键信息，理解能量变化趋势。 · 分析能力：判断反应性质（放热/吸热）、催化剂影响、速率决定步。 · 计算能力：基于能量值计算ΔH、键能、能量变化。 · 应用能力：书写热化学方程式，结合能量图解决实际问题。 · 命题角度 · 通过能量图设置情境，要求考生分析选项的正误。 · 直接考查能量图的基本概念（如活化能、焓变）。 · 间接考查相关原理（如催化剂对平衡的影响、键能与反应热的关系）。 · 结合计算，测试能量守恒和热化学方程式的书写。 · 审图识要素： · 看清坐标轴：横坐标（反应历程）、纵坐标（能量）。 · 识别关键点：反应物、生成物、中间体、过渡态。 · 标注能量值：活化能（Eₐ）、焓变（ΔH）、相对能量。 · 定性分析： · 判断反应性质：比较反应物和生成物能量，ΔH < 0 为放热，ΔH > 0 为吸热。 · 分析催化剂影响：催化剂降低活化能，但不改变ΔH和平衡转化率。 · 识别决速步：活化能最大的步骤为速率决定步。 · 定量计算： · 计算ΔH：ΔH = H生成物 - H反应物。 · 计算键能：键能 = 断裂键吸收的能量（通常与原子化能相关）。 · 能量变化：注意物态（气、液、固）对能量的影响。 · 选项验证： · 逐一检查选项，基于能量图和化学原理判断正误。 · 排除明显错误（如催化剂改变ΔH、混淆放热/吸热）。 · 确认计算无误。 · 焓变（ΔH）： · ΔH = H生成物 - H反应物。 · ΔH < 0：放热反应；ΔH > 0：吸热反应。 · 催化剂不改变ΔH。 · 活化能（Eₐ）： · 正反应活化能（Eₐ正）：反应物到过渡态的能量差。 · 逆反应活化能（Eₐ逆）：生成物到过渡态的能量差。 · Eₐ正 - Eₐ逆 = ΔH（放热反应：Eₐ正 < Eₐ逆；吸热反应：Eₐ正 > Eₐ逆）。 · 键能： · 定义：断裂1 mol气态分子中某化学键所需吸收的能量。 · 键能与反应热：ΔH ≈ Σ(反应物键能) - Σ(生成物键能)。 · 热化学方程式： · 书写规则：注明物态（g、l、s）、系数、ΔH单位（kJ·mol⁻¹）。 · ΔH与系数：方程式中系数加倍，ΔH也加倍。 · 催化剂： · 作用：降低活化能，加快反应速率。 · 不影响：ΔH、平衡常数、平衡转化率。 · 反应历程： · 多步反应：有中间体和过渡态。 · 决速步：活化能最大的步骤决定总反应速率。 · 误认为催化剂改变焓变：催化剂只降低活化能，不改变ΔH。 · 混淆放热和吸热反应：能量图中，反应物能量高于生成物为放热，反之为吸热。 · 错误计算能量变化： · 忽略物态影响（如气态→液态放热）。 · 误用键能计算（键能是断裂键吸收的能量，不是形成键释放的能量）。 · 误判速率决定步：在多步反应中，认为速率最快步骤是决速步（实际是活化能最大的步骤）。 · 热化学方程式书写错误： · 漏写物态或ΔH符号。 · 系数与ΔH不匹配。 · 平衡转化率误区：催化剂不影响平衡转化率，但温度、压强等会影响。 【典例】 【审题】 1．（2023·浙江·高考真题）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[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是 A． B．可计算键能为 C．相同条件下，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： · 理解图表： · 坐标轴：横坐标为反应历程，纵坐标为相对能量（kJ·mol⁻¹）。 · 关键点：反应物（O₂和Cl₂）、生成物（Cl₂O）、中间体、过渡态。 · 两个历程：历程Ⅰ（无催化剂）和历程Ⅱ（有催化剂），催化剂降低了活化能。 1．（2017·浙江·高考真题）根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是 A．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1 B．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(a-b)kJ·mol-1 C．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(a+b-c)kJ·mol-1 D．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1 2．（2012·江苏·高考真题）某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 3．（24-25高二上·甘肃张掖·开学考试）关于下图的说法不正确的是 A．1 mol变为1 mol时需要吸收17kJ的能量 B．与生成的反应是吸热反应 C．1 mol与1 mol化合生成2 mol时，需要吸收5kJ的能量 D．2 mol分解生成1 mol与1 mol时，需要吸收12kJ的能量 4．（22-23高一下·广东肇庆·期末）物质变化过程中常伴随有能量变化。某化学反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应属于放热反应 B．该反应中的能量一定低于的能量 C．断裂和时放出能量 D．该反应生成时，吸收能量 5．（2025·海南省直辖县级单位·模拟预测）已知催化反应，历程如下图所示。下列有关该反应的说法正确的是 A．催化剂主要降低步骤②的活化能 B．反应历程中存在非极性键的断裂和形成 C．催化历程中，仅氧元素的化合价未发生变化 D．步骤②的热化学方程式为： 6 / 6 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 1-1 化学反应能量图 · 图形呈现：以能量-反应历程图或能量变化示意图为主，横坐标通常表示反应历程或时间，纵坐标表示能量（单位：kJ·mol⁻¹）。 · 核心元素：图中标注反应物、生成物、中间体、过渡态、活化能（Eₐ）、焓变（ΔH）等关键信息。 · 问题类型：单选题为主，考查对能量图的理解、分析和应用，包括判断反应性质、计算能量变化、分析催化剂影响、书写热化学方程式等。 · 常见主题：放热/吸热反应、催化剂的作用、键能与能量关系、反应速率与平衡、多步反应历程。 · 知识方面： · 热化学基础：焓变（ΔH）、活化能（Eₐ）、键能、热化学方程式。 · 催化剂的作用：降低活化能，不改变焓变和平衡。 · 反应历程：多步反应中的决速步、中间体和过渡态。 · 能量守恒：反应物与生成物的能量比较，能量计算。 · 能力方面： · 读图能力：从能量图中提取关键信息，理解能量变化趋势。 · 分析能力：判断反应性质（放热/吸热）、催化剂影响、速率决定步。 · 计算能力：基于能量值计算ΔH、键能、能量变化。 · 应用能力：书写热化学方程式，结合能量图解决实际问题。 · 命题角度 · 通过能量图设置情境，要求考生分析选项的正误。 · 直接考查能量图的基本概念（如活化能、焓变）。 · 间接考查相关原理（如催化剂对平衡的影响、键能与反应热的关系）。 · 结合计算，测试能量守恒和热化学方程式的书写。 · 审图识要素： · 看清坐标轴：横坐标（反应历程）、纵坐标（能量）。 · 识别关键点：反应物、生成物、中间体、过渡态。 · 标注能量值：活化能（Eₐ）、焓变（ΔH）、相对能量。 · 定性分析： · 判断反应性质：比较反应物和生成物能量，ΔH < 0 为放热，ΔH > 0 为吸热。 · 分析催化剂影响：催化剂降低活化能，但不改变ΔH和平衡转化率。 · 识别决速步：活化能最大的步骤为速率决定步。 · 定量计算： · 计算ΔH：ΔH = H生成物 - H反应物。 · 计算键能：键能 = 断裂键吸收的能量（通常与原子化能相关）。 · 能量变化：注意物态（气、液、固）对能量的影响。 · 选项验证： · 逐一检查选项，基于能量图和化学原理判断正误。 · 排除明显错误（如催化剂改变ΔH、混淆放热/吸热）。 · 确认计算无误。 · 焓变（ΔH）： · ΔH = H生成物 - H反应物。 · ΔH < 0：放热反应；ΔH > 0：吸热反应。 · 催化剂不改变ΔH。 · 活化能（Eₐ）： · 正反应活化能（Eₐ正）：反应物到过渡态的能量差。 · 逆反应活化能（Eₐ逆）：生成物到过渡态的能量差。 · Eₐ正 - Eₐ逆 = ΔH（放热反应：Eₐ正 < Eₐ逆；吸热反应：Eₐ正 > Eₐ逆）。 · 键能： · 定义：断裂1 mol气态分子中某化学键所需吸收的能量。 · 键能与反应热：ΔH ≈ Σ(反应物键能) - Σ(生成物键能)。 · 热化学方程式： · 书写规则：注明物态（g、l、s）、系数、ΔH单位（kJ·mol⁻¹）。 · ΔH与系数：方程式中系数加倍，ΔH也加倍。 · 催化剂： · 作用：降低活化能，加快反应速率。 · 不影响：ΔH、平衡常数、平衡转化率。 · 反应历程： · 多步反应：有中间体和过渡态。 · 决速步：活化能最大的步骤决定总反应速率。 · 误认为催化剂改变焓变：催化剂只降低活化能，不改变ΔH。 · 混淆放热和吸热反应：能量图中，反应物能量高于生成物为放热，反之为吸热。 · 错误计算能量变化： · 忽略物态影响（如气态→液态放热）。 · 误用键能计算（键能是断裂键吸收的能量，不是形成键释放的能量）。 · 误判速率决定步：在多步反应中，认为速率最快步骤是决速步（实际是活化能最大的步骤）。 · 热化学方程式书写错误： · 漏写物态或ΔH符号。 · 系数与ΔH不匹配。 · 平衡转化率误区：催化剂不影响平衡转化率，但温度、压强等会影响。 【典例】 【审题】 1．（2023·浙江·高考真题）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[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是 A． B．可计算键能为 C．相同条件下，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： · 理解图表： · 坐标轴：横坐标为反应历程，纵坐标为相对能量（kJ·mol⁻¹）。 · 关键点：反应物（O₂和Cl₂）、生成物（Cl₂O）、中间体、过渡态。 · 两个历程：历程Ⅰ（无催化剂）和历程Ⅱ（有催化剂），催化剂降低了活化能。 【答案】C 【解析】对比两个历程可知，历程Ⅱ中增加了催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。 A．催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焓变，因此，A正确； B．已知的相对能量为0，对比两个历程可知，的相对能量为，则键能为，B正确； C．催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C错误； D．活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为：，D正确； 故答案为：C。 1．（2017·浙江·高考真题）根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是 A．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1 B．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(a-b)kJ·mol-1 C．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(a+b-c)kJ·mol-1 D．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1 【答案】D 【解析】由图中信息可知，0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(g)  ΔH= -(b-a)kJ·mol-1，0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(l)  ΔH= -(b+c-a)kJ·mol-1。A．由0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(g)  ΔH= -(b-a)kJ·mol-1可得出，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  ΔH= -2(b-a)kJ·mol-1，A不正确；B．由A选项中的分析可知，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  ΔH= -2(b-a)kJ·mol-1，B不正确；C．由0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(l)  ΔH= -(b+c-a)kJ·mol-1可知，2NH3(l)=N2(g)+3H2(g)  ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1，C不正确；D．由C选项的分析可知，2NH3(l)=N2(g)+3H2(g)  ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1，D正确；故选D。 2．（2012·江苏·高考真题）某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 【答案】C 【解析】A．图像分析反应物能量低于生成物能量，反应是吸热反应，故A错误；B．催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，故B错误；C．催化剂对反应的始态和终态无响应，但改变活化能，故C正确；D．图像分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1，故D错误。答案选C。 3．（24-25高二上·甘肃张掖·开学考试）关于下图的说法不正确的是 A．1 mol变为1 mol时需要吸收17kJ的能量 B．与生成的反应是吸热反应 C．1 mol与1 mol化合生成2 mol时，需要吸收5kJ的能量 D．2 mol分解生成1 mol与1 mol时，需要吸收12kJ的能量 【答案】B 【解析】A．由图可知，1mol I2(g)变为1mol I2(s)放出17kJ的热量，则1mol固态碘变为1mol碘蒸气时需要吸收17kJ的能量，A正确；B．由图可知，1mol I2(g)＋1mol H2(g)生成2mol HI(g)放出12kJ热量，应为放热反应，B错误；C．由图可知，1mol I2(s)和1mol H2(g)吸收5kJ热量生成2mol HI(g)，C正确；D．由图可知，1mol I2(g)和1mol H2(g)生成2mol HI(g)放出12kJ热量，则2mol HI(g)分解生成1mol I2(g)与1mol H2(g)时需要吸收12kJ的能量，D正确；本题选B。 4．（22-23高一下·广东肇庆·期末）物质变化过程中常伴随有能量变化。某化学反应的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应属于放热反应 B．该反应中的能量一定低于的能量 C．断裂和时放出能量 D．该反应生成时，吸收能量 【答案】D 【解析】A．由图可知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应属于吸热反应，A错误；B．由图可知，该反应中的能量一定低于的能量，B错误；C．断裂化学键需要吸收能量，C错误；D．依据图像分析判断和反应生成，每生成吸收热量，D正确； 故选D。 5．（2025·海南省直辖县级单位·模拟预测）已知催化反应，历程如下图所示。下列有关该反应的说法正确的是 A．催化剂主要降低步骤②的活化能 B．反应历程中存在非极性键的断裂和形成 C．催化历程中，仅氧元素的化合价未发生变化 D．步骤②的热化学方程式为： 【答案】B 【解析】A．由历程图可知，步骤①的活化能最大，为决速步，故催化剂主要降低步骤①的活化能，A错误；B．反应历程中，由键断裂和键的形成，故存在非极性键的断裂和形成，B正确；C．由于中存在一个过氧键，S的化合价为+6价，催化历程仅硫元素的化合价未发生变化，C错误；D．由图知，步骤②为放热反应，故热化学方程为：，D错误 ； 故选B。 6 / 7 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $