专题17 反应历程能垒图的分析与应用（知识点+模拟及高考真题+答案解析）-2026届高考化学二轮复习

该高中化学高考复习讲义聚焦反应历程能垒图专题，覆盖基元反应、过渡态、活化能、催化剂作用等核心考点，按“概念辨析-机理分析-综合应用”逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导、真题训练（含27道模拟题及5道高考真题解析），帮助学生构建系统分析框架，突破能垒图解读难点。 讲义采用“实例驱动-模型建构”教学法，如以NO氧化反应历程为例，引导学生通过能垒图识别决速步，培养科学思维。设置分层练习配合证据推理解析，确保学生快速掌握分析技巧，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

大二轮专题 专题17 反应历程能垒图的分析与应用 1．基元反应与非基元反应 (1)简单反应：反应几乎没有过程，瞬间平衡一步到位，称为简单反应，如H＋＋OH－===H2O (2)基元反应与非基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，其中每一步反应都称为基元反应，如：2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HIH2＋2I·、2I·I2，存在未成对电子的微粒称为自由基，反应活性高， 寿命短；2HI===H2＋I2称为非基元反应 2．过渡态：基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态 AB＋C[A···B·C]A＋BC 反应物　　 过渡态　　 　产物 ①过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，因此过渡态(A···B···C)不稳定，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能 ②左图为一种基元反应，其中正反应活化能Ea正＝b－a，逆反应活 化能Ea逆＝b－c，ΔH＝Ea正－Ea逆 3．中间体 处于能量最高点的是反应的过渡态，在多步反应中两个过渡态之间的是中间体，中间体很活泼，寿命很短，但是会比过渡态更稳定些 4．催化剂与活化能、焓变和平衡转化率 ①一般我们所说的催化剂都是正催化剂。催化剂能改变反应的历程，降低反应的活化能，使更多的分子变为活化分子，也提高的活化分子的百分数，所以催化剂使反应速率大大增加。但是，催化剂不能改变反应的焓变 (图中Ea表示正反应的活化能，E′a表示逆反应的活化能。反应为放热反应；正反应的活化能小于逆反应的活化能) ②一个反应若是可逆反应，如果对正反应是一个良好的催化剂，那么对逆反应来说也是一个良好的催化剂。也就是说，催化剂能同时加快正、逆反应的速率，能缩短到达平衡的时间。但是，特别要注意的是催化剂不能改变同一条件下可逆反应的平衡转化率，当然包括多重平衡 ③催化剂不能使平衡发生移动 5．多步反应的活化能与速率的关系 使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率。如图所示：E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能 实例分析：NO在空气中存在反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH，反应分两步完成，其反应历程如图： (1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，如该图中的TS1和TS2，达到该过渡态所需要的能量为该基元反应的活化能，分别为Ea1、Ea2 (2)反应的能量变化 ①第1步基元反应ΔH1＝E2－E3<0，为放热反应，Ea1＝E4－E3 ②第2步基元反应ΔH2＝E1－E2<0，为放热反应，Ea2＝E5－E2 ③总反应的反应热与基元反应的活化能的大小无关，只与反应物、生成物的能量有关，ΔH＝E1－E3 <0，为放热反应 (3)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。Ea1<Ea2，第2步基元反应为该反应过程的决速步骤 6．催化机理能垒图 (1)在催化机理能垒图中，有几个活化状态，就有几个基元反应。可以用图中每步基元反应前后的活性物质，写出其热化学方程式。注意：如果纵坐标相对能量的单位是电子伏特(eV)，焓变应转化成每摩尔 (2)每步基元反应的快慢取决于其能垒的大小，能垒越大，反应速率越慢 (3)催化反应一般过程(简化的过程) ①反应物扩散到催化剂表面； ②反应物被吸附在催化剂表面； ③被吸附的反应物发生化学反应生成产物； ④产物的解吸 实例分析 在Rh催化下，甲酸分解制H2反应的过程如图所示。其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*===HCOO*＋H*；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－0.16NA eV·mol－1(阿伏加德罗常数的值用NA表示) 7．反应历程能垒图分析技巧 1．（2025·山西·三模）Shyam Kattle等结合实验与计算机模拟结果，研究了在催化剂表面上与的反应历程，前三步历程如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用·标注，表示过渡态。下列有关说法错误的是 A．物质被吸附在催化剂表面形成过渡态的过程是吸热过程 B．形成过渡态的活化能为 C．前三步历程中有极性键和非极性键的断裂以及极性键的形成 D．反应历程中能量变化最大的反应方程式为 2．（2025·广西南宁·三模）氢能是一种重要的清洁能源，由HCOOH可以制得。在催化剂作用下，单个HCOOH释氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。研究发现，其他条件不变时，以HCOOK水溶液代替HCOOH释氢的效果更佳。下列叙述错误的是           A．HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成 B．其他条件不变时，以HCOOK水溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的纯度 C．在催化剂表面解离C-H键比解离O-H键更困难 D．HCOOH催化释氢的热化学方程式为 3．（2025·吉林长春·三模）CH3CHDBr与NaOH在不同条件下可发生取代或消去反应。两个反应的能量-反应进程图如下图所示（TS表示过渡态，TS1结构已示出）。卤代烃的取代和消去可逆性很差，可认为不存在逆反应、无法达到平衡。下列说法错误的是 A．CH3CHDBr的消去反应： B．两个反应中均涉及极性键的断裂与生成 C．若底物改为，则取代产物为 D．升高温度能提高消去产物在整体产物中的比例 4．（2025·云南大理·二模）Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如下图所示： 下列关于该活化历程的说法正确的是 A．该反应的决速步是：中间体2→中间体3 B．只涉及极性键的断裂和生成 C．Ni是该反应的催化剂 D．该反应的热化学方程式为：   5．（2025·山西晋中·二模）诺贝尔奖获得者Gerhard Erl研究的合成氨反应吸附解离机理、能量变化（单位为）如图所示，下列说法错误的是 A．图示历程包含6个基元反应 B． C．最大能垒步骤的反应方程式： D．为物理脱附过程 6．（2025·福建莆田·二模）以丙烷与氯气在光照下的一氯取代反应探究自由基的稳定性，决速步的能量变化如下图所示： 根据丙烷中氢原子的两种化学环境，预测并实验得到的数据如下表所示： 1-氯丙烷 2-氯丙烷 预期产物比例 75% 25% 实验产物比例 43% 57% 下列有关说法正确的是 A．   B．CH3CH2CH3中-CH3的碳氢键比-CH2-的碳氢键更容易断裂 C．从实验数据证明，丙基自由基更稳定的是 D．可能产生的副产物有 7．（2025·陕西·二模）我国研究人员研究了在催化剂X的作用下加氢形成乙醇的反应机理，反应过程中物质相对能量与反应进程关系如图（加“*”物质为吸附态）。下列说法正确的是 A．的脱附过程为放热过程 B．的过程中存在非极性键的断裂和形成 C．为决速步骤 D．若用代替反应，则产物为 8．（2025·甘肃金昌·三模）乙酸制氢过程发生的反应为Ⅰ．CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g)；Ⅱ．CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g)，能量变化如图所示。某温度下，在管式反应器中发生上述反应，物料在一端连续加入，在管中反应后从另一端流出，下列相关说法错误的是 A．反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应 B．反应Ⅱ的活化能小，反应速率大 C．使用催化剂不能提高H2的产率 D．适当升高温度可提高H2的产率 9．（2025·北京海淀·三模）苯与液溴反应生成溴苯，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是 A．可作该反应的催化剂 B．总反应的 C．过程②的活化能最大，决定总反应速率的大小 D．为证明该反应为取代反应，可将反应后的气体直接通入溶液 10．（2025·北京朝阳·二模）在水溶液的作用下，反应过程中能量变化示意图如下所示(其中a、b代表过渡态1或过渡态2中的一种)。 下列说法不正确的是 A．从反应物到产物，无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇 B．溴原子的电负性比碳原子的大，能形成极性较强的，较易断裂 C．b代表过渡态2，经历该过渡态生成 D．生成乙醇的反应是取代反应，生成乙烯的反应是消去反应 11．（2025·北京东城·二模）实验表明，其他条件相同时，一定范围内，（X为Br或I）在NaOH水溶液中发生反应生成的速率与无关。该反应过程的能量变化如图所示。 ①下列说法不正确的是 A．该反应为取代反应 B．中C的杂化方式不完全相同 C．X为Br时的、和均不等于X为I时的和 D．该反应速率与无关的原因主要是不参与① 12．（2025·安徽·三模）在作用下，可将转化为，转化历程如下(为固体)所示： 下列说法中错误的是 A．转化中有极性键的断裂和形成 B．转化过程中的成键数目未变化 C．总反应的热化学方程式 D．转化过程中的一段时间内，可存在中间体2的浓度大于另外两种中间体的浓度 13．（2025·湖南永州·三模）氨硼烷(NH3BH3)因具有较高的含氢量成为受人关注的潜在储氢材料之一、铱螯合复合物催化氨硼烷脱氢反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示[已知-tBu表示—C(CH3)3]。下列说法正确的是    A．氨硼烷中氢元素的化合价不相同 B．化合物Ⅲ能降低该反应的活化能 C．反应过程中Ir的成键数目不发生改变 D．该反应决速步的活化能为158.06 kJ·mol-1 14．（2025·湖北·三模）东南大学化学化工学院张袁健教授探究Fe—N—C和Co—N—C分别催化H2O2分解的反应机理，部分反应历程如图所示(MS表示吸附在催化剂表面物种；TS表示过渡态)： 下列说法错误的是 A．催化效果：催化剂Co—N—C高于催化剂Fe—N—C B．Fe—N—C催化：MS1(s)=MS2(s)　ΔH=-0.22 eV C．催化剂Fe—N—C比催化剂Co—N—C的产物更容易脱附 D．Co—N—C和Fe—N—C催化H2O2分解均为吸热反应 15．（2025·天津·一模）科学家提出一种大气中在和作用下转变为的机理(图1)，其能量变化如图2所示。 已知：的结构式为，下列说法正确的是 A．由图2可知，该过程的决速步是① B．①中只涉及键的断裂，无键的形成 C．②③均发生了氧化还原反应 D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1 16．（2025·北京通州·三模）乙炔（）能在汞盐溶液催化下与水反应生成，反应历程及相对能垒如下图所示。 下列说法正确的是 A．本反应历程涉及的物质中，最稳定 B．过程①中，的空轨道接受水分子中氧原子的孤对电子 C．该反应历程中，存在非极性键的断裂和形成 D．增大压强和乙炔的浓度均能加快反应速率，并且增大乙炔的平衡转化率 17．（2025·黑龙江大庆·三模）过渡金属氧化物离子(以表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。与反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是 A．反应速率：步骤Ⅰ步骤Ⅱ B．步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是I C．若与反应，生成的氘代甲醇有3种 D． 18．（2025·北京西城·一模）苯在浓和浓作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是 A．和生成与的过程体现了的酸性 B．M中C原子存在两种杂化方式 C．生成产物I的反应类型是加成反应 D．结合示意图可以判断通过控制反应时间可以制备产物I 19．（2025·天津北辰·三模）丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，下图是某催化剂催化该过程的能量变化图，*表示吸附在催化剂表面的物种，下列有关说法错误的是 A．使用催化剂可以改变反应速率，不能改变反应热 B．该过程中发生了非极性键的断裂与形成 C．在该条件下，所得丙烯为混合物 D．由图可知： 20．（2025·山东烟台·二模）某过渡金属氧化物离子(以表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。与反应的过程如下图所示。 下列说法正确的是 A．反应过程中有极性键和氢键的断裂和生成 B．相对于能量更低，更稳定 C．   D．若与反应，生成的含氘乙醇有3种 21．（2025·山东济南·二模）我国科学家研究化合物M(s)催化氢化机理。由化合物M(s)生成化合物N(s)过程的机理和相对能量曲线如图所示(已知)。TS1、TS2均为过渡态。下列说法错误的是 A．过渡态TS1比TS2更稳定 B．过程P→TS2为化合物M生成化合物N的决速步骤 C．化合物M催化氢化反应过程中一定有Fe-O键的断裂 D．该过程的热化学方程式为：   22．（2025·吉林·二模）我国科研工作者以CO2和H2O为原料制得淀粉，实现“喝西北风”吃饱。其核心反应里有一步是在催化剂作用下CO2加氢制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面，图中*H已省略)。 下列说法错误的是 A．CO2加氢制甲醇过程中原子利用率小于100% B．合成甲醇过程的决速步化学反应方程式为*OCH3+*H→*CH3OH C．该过程中得到相对较多的副产物为CO D．CO2加氢制甲醇过程中伴随副反应，选择合适催化剂可提高甲醇反应的选择性 23．（2025·安徽·三模）十氢萘()是具有高储氢密度的氢能载体，一定条件下，在某催化剂作用下，依次经历反应i和反应ii释放氢气： 反应i.   反应ii.   脱氢过程中的能量变化如图所示。 下列叙述错误的是 A．反应i的活化能大于反应ii的活化能 B．萘()的储氢过程是放热反应 C．“低压、高温”条件下，能提高十氢萘的脱氢率 D．十氢萘脱氢反应达平衡时，适当升高温度，反应体系中增大 24．（2025·黑龙江哈尔滨·三模）乙烯在硫酸催化下与水加成反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。 下列说法错误的是 A．总反应任意温度都能自发进行 B．总反应速率由第①步反应决定 C．过渡态物质中最稳定的是第③步反应过渡态物质 D．乙烯和乙酸反应按照上述机理可生成乙酸乙酯 25．（2025·黑龙江大庆·三模）某科研团队以可再生纳米碳—羰基材料为催化剂，催化烷烃基氧化脱氢反应，其基元反应和能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．反应历程中仅有极性键的断裂和生成 B．过渡态Ⅳ的氧化性大于过渡态Ⅱ C．基元反应②为决速步骤 D．乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂 26．（2025·浙江·三模）纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。其中第一步反应的反应机理和能量变化如下。下列说法错误的是 A．该反应共有3个基元反应，其中决速步反应为第三步 B．纳米碗中五元环结构的数目为5 C．反应过程中生成了具有手性异构的中间产物 D．生成的五步反应，每步反应的焓变近似相等 27．（2025·山西·二模）苯与浓硝酸和浓硫酸混合物的反应机理和能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的决速步为反应② B．苯的硝化反应为放热反应 C．的空间结构为直线形 D．用甲苯代替苯，则生成2种硝基甲苯 1．(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 Ga2O3(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2O(g)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H2O(g)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 2．(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)CH3CH==CH2(g)＋H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态， *CH3CHCH2＋*HCH3CH==CH2(g)＋H2(g)中部分进程已省略)。下列说法正确的是(　　) A．总反应放热反应 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*CH3CH2CH3*CH3CHCH3＋*H 3．(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＝1.41 eV B．步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化 4．(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α－C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 5．(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 答案及解析 1.【答案】B 【详解】A．由图可知，物质被吸附在催化剂表面形成过渡态过程都是能量升高，是吸热过程，A正确； B．形成过渡态Ts1的活化能为，B错误； C．前三步历程中有极性键和非极性键的断裂，极性键的形成，C正确； D．由反应历程图可看出能量变化最大的反应方程式是，D正确； 故选B。 2.【答案】D 【详解】A．在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2，转化过程中，涉及N-H键的断裂和形成、O-H键的断裂以及H-H键的形成，故A正确； B．其他条件不变时，若用HCOOK溶液代替HCOOH，反应生成KOH能吸收CO2，所以最终所得气体中CO2的量会减少，提高释放氢气的纯度，故B正确； C．由图2的能量变化曲线可知，物质Ⅱ到Ⅲ的变化是解离O-H键活化能小于解离C-H键的活化能，所以解离C-H键比解离O-H键更困难，故C正确； D．图2表示1个分子HCOOH(g)生成CO2(g)和H2(g)时放出能量0.45eV，而热化学方程式中为1mol反应的热量变化，故D错误； 故答案选D。 3.【答案】C 【详解】A．由图可知，CH3CHDBr的消去反应中，反应物总能量低于生成物总能量，是吸热反应，ΔH>0，消去反应生成气体，混乱度增加，ΔS>0，A正确； B．取代反应中，C-Br键断裂，C-O键生成，消去反应中C-Br键、C-H键断裂，C=C键、H-O键生成，C-Br、C-O、C-H、H-O键都是极性键，所以两个反应均涉及极性键的断裂与生成，B正确； C．根据取代反应机理，若底物改变，取代产物中羟基应取代溴原子位置，与所给结构不符，C错误； D．消去反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热方向（消去反应方向）移动，能提高消去产物在整体产物中的比例，D正确； 故选C。 4.【答案】A 【详解】A．由反应历程图可知，中间体 2→中间体 3 的活化能最大，速率最慢，所以该反应的决速步是中间体 2→中间体 3，A 正确； B．反应中涉及C - C非极性键的断裂，并非只涉及极性键的断裂和生成，B错误； C．由图可知，反应方程式为：Ni+C2H6=NiCH2+CH4，即Ni是反应物，而不是该反应的催化剂，C错误； D．热化学方程式中应标注物质的状态，正确的热化学方程式为Ni(s) + C2H6(g)=NiCH2(s) + CH4(g) H = - 6.57kJ/mol，原选项未标注物质状态，D错误； 故答案为：A。 5.【答案】A 【详解】A．基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，图示历程中包含2个由气态吸附到催化剂表面的过程和4个表面化学反应过程，因此有4个基元反应，故A错误； B．如图所示，，故B正确； C．如图所示，最大能垒的步骤为N(ad)+3H(ad)=NH(ad)+2H(ad)，故C正确； D．为氨气从催化剂表面脱附，是物理过程，故D正确； 故答案为A。 6.【答案】D 【详解】A．由图可知，转化为的反应是放热反应，反应△H=(-19kJ/mol)-(-8kJ/mol)=-11 kJ/mol，故A错误； B．由2-氯丙烷的实验产物比例大于1-氯丙烷可知，丙烷中-CH3的碳氢键比-CH2-的碳氢键更难断裂，故B错误； C．由图可知，的能量高于，能量越高越不稳定，则丙基自由基更稳定的是，故C错误； D．由图可知，丙烷能转化为，相互结合生成，所以反应中产生的副产物有，故D正确； 故选D。 7.【答案】D 【详解】 A．根据反应进程图，的脱附过程为吸热过程，A错误； B．在的过程中不存在非极性键的断裂和形成，B错误； C．在多步进程的化学转化中，能垒最大的步骤，活化能越大，为决步骤，根据反应进程图，的能垒最大，为决步骤，C错误； D．若用代替反应，根据反应进程图，羧基中的H在第一步基元反应脱去，而甲基上H始终未变化，故产物为为，D正确； 故答案为：D。 8.【答案】C 【详解】A．由图可知，反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，A项正确； B．反应Ⅱ的活化能小，因此其反应速率大，B项正确； C．由题意可知，物质是在反应器中流动的，因此在所给条件下不一定能达到平衡，如果未达到平衡，则选择有利于反应Ⅰ的催化剂可增大反应Ⅰ的速率，提高H2的产率，C项错误； D．反应Ⅰ的活化能大，反应速率受温度的影响更大，温度升高，反应Ⅰ的速率增大得更快，H2的产率越高，D项正确。 故选C。 9.【答案】D 【详解】A．苯与液溴反应时，能降低反应的活化能，加快反应速率，可作该反应的催化剂，A正确； B．由能量变化示意图可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，总反应的，B正确； C．在多步反应中，活化能最大的步骤决定总反应速率，过程②的活化能最大，所以决定总反应速率的大小，C正确； D．液溴具有挥发性，反应后的气体中含有，也能与溶液反应生成浅黄色沉淀，干扰的检验，不能将反应后的气体直接通入溶液证明该反应为取代反应，D错误； 故答案选D。 10.【答案】C 【详解】A．生成乙醇的活化能小于生成乙烯的活化能，乙醇的能量小于乙烯和水的总能量，所以无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇，故A正确； B．溴原子的电负性比碳原子的大，能形成极性较强的，溴乙烷生成乙烯、乙醇都需断裂C-Br键，说明较易断裂，故B正确； C．过渡态2生成CH3CH2OH和Br-，过渡态2表示a，故C错误； D．生成乙醇的反应是溴乙烷中Br原子被羟基代替，属于取代反应，生成乙烯的反应溴乙烷发生消去反应生成碳碳双键，故D正确； 选C。 11.【答案】C 【详解】A．该反应为卤代烃的水解反应，属于取代反应，A正确； B．甲基的碳原子是杂化，与三个甲基相连的碳原子失去了1个电子，带正电，价电子对数是3，为杂化，B正确； C．表示断裂碳卤键吸收的能量，则Br和I的不相同，表示形成键释放的能量，则Br和I的相同，C错误； D．决速步骤(活化能大的步骤)为碳卤键的离解（步骤①），不涉及OH⁻，故速率与其浓度无关，D正确； 故选C。 12.【答案】B 【详解】A．由图可知，乙烷转化为甲烷过程中存在极性键的断裂和形成，故A正确； B．由图可知，中间体和过渡态中镍原子的成键数目分别为2、3、4，说明转化过程中镍原子的成键数目发生变化，故B错误； C．由图可知，总反应为，反应的ΔH= (—6.57kJ/mol) —0=—6.57kJ/mol，则反应的热化学方程式，故C正确； D．由图可知，中间体2→中间体3能量差值最大，该步反应的活化能最大，是该反应的决定速率的步骤，故转化过程中的一段时间内，可存在中间体2的浓度大于另外两种中间体的浓度，故D正确； 故选B。 13.【答案】A 【详解】A．根据氨硼烷的结构可知，在中和N成键的H呈价，和B成键的H呈价，化合价不相同，A正确； B．从反应机理图可知化合物I和反应，后来又生成化合物I，故该转化过程中催化剂为化合物I，能降低该反应的活化能，B错误； C．从反应机理图可知反应过程中Ir的成键数目有6个、5个、4个，数目发生了改变，C错误； D．过渡态中活化能最大的一步是反应最慢的一步，也是决速步；从图中相对能量可知过渡态I是决速步，活化能为，D错误； 故答案为：A。 14.【答案】B 【分析】反应起始于，此时的相对能量设为基准0；在催化剂（或）表面发生吸附，形成吸附在催化剂表面的物种；从图中可知，这一过程能量降低，形成时，相对能量在-2到-1之间（具体数值因催化剂不同有差异），说明该吸附过程是放热过程，降低了体系能量；进一步反应，需要克服一定能量障碍达到过渡态；这一过程中能量升高，对于和催化剂，升高的能量数值不同（对应不同的活化能）；对应的活化能低于，意味着催化时此步反应更容易进行；从过渡态转化为，能量降低，说明这也是一个放热过程；继续反应转化为（产物、吸附在催化剂表面），此过程能量变化情况在图中体现为又一次能量变化，且最终的能量情况与催化剂相关 ，如催化时能量相对较高，更易脱附；总体而言，整个反应历程中，在催化剂表面通过吸附、克服活化能、逐步转化等过程，最终生成产物和，不同催化剂影响反应的活化能和中间态能量，进而影响反应速率和产物脱附等情况。 【详解】A．从图像中可以看到，使用催化剂时反应的活化能低于使用催化剂时的活化能；在化学反应里，活化能越低，反应越容易进行，催化效果也就越好；所以催化剂的催化效果高于催化剂，A正确； B．催化，图中给出了到放出能量为1.86eV-1.64eV=0.22 eV ，则，B错误； C．由图像可知，催化时(、)的能量比催化时的能量更高；在化学中，物质的能量越高越不稳定，不稳定的物质其产物就更容易脱附；所以催化剂比催化剂的产物更容易脱附，C正确； D．因为催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应，Co—N—C和Fe—N—C催化H2O2分解均为吸热反应，D正确； 综上，答案是B。 15.【答案】A 【详解】A．由图2可知，步骤①正反应的活化能最大，反应速率最慢，则该过程的决速步是①，A正确； B．①中与硫原子相连的O-H键断裂，生成涉及键的生成，B错误； C．②中反应无元素化合价发生变化，没有发生氧化还原反应，C错误； D．在和作用下转变为，硫元素化合价升高了2，是还原剂，被还原为，氮元素化合价降低了1，是氧化剂，由得失电子守恒可得关系式2~，总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：2，D错误； 故答案选A。 16.【答案】B 【分析】五个过程中，①②⑤为放出能量反应的能垒，③④为吸收能量反应的能垒，其中过程④能垒比过程③大，反应速率较慢。 【详解】A．能量越低越稳定，整个历程中涉及的物质，的能量最低，最稳定，A错误； B．水分子中的氧原子存在孤对电子，中存在空轨道，所以水分子中的氧原子向的空轨道提供孤对电子形成配合物，B正确； C．由图可知，在汞盐溶液催化下乙炔与水发生加成反应生成乙醛时存在非极性键的断裂， 但不存在非极性键的形成，C错误； D．由图可知，在汞盐溶液催化下乙炔与水发生加成反应生成乙醛时，增大乙炔的压强和浓度可以使平衡向正反应方向移动，但增大乙炔的浓度，乙炔的转化率减小，D错误； 故选B。 17.【答案】C 【详解】A．步骤Ⅰ的活化能大于步骤Ⅱ，反应速率步骤Ⅰ更小，A正确； B．由图可知，步骤I中形成了O-H键，步骤II中不涉及氢原子成键变化，B正确； C．根据反应机理可知，若MO+与CH2D2反应，生成的氘代甲醇有CH2DOD或CHD2OH，共2种，故C错误； D．由图可知，总反应的ΔH=E1+E3-E2-E4，故方程式：CH4(g)+MO+(g)=CH3OH(g)+M+(g)ΔH=E1+E3-E2-E4正确，故D正确； 故选：C。 18.【答案】D 【详解】A．和生成与的过程中硫酸电离出氢离子，同时生成酸根离子，体现了的酸性，A正确； B．M中与-NO2结合的碳形成4个共价键，为sp3杂化，其余C原子为sp2杂化，B正确； C．生成产物I的反应中，与反应物苯比较，生成物的不饱和度降低，生成X时原苯分子中相邻两个碳原子分别结合了硝基和磺酸基，属于加成反应，C正确； D．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；生成产物Ⅱ的反应的活化能更低、且产物Ⅱ的能量更低更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，故不能通过控制反应时间可以制备产物I，D错误； 故选D。 19.【答案】B 【分析】从能量图可知，，但整个过程需经历多步逐次断键、成键的过程，据此信息解答。 【详解】A．使用催化剂可以改变反应速率，但是催化剂不能改变反应热，A正确； B．该反应过程中，碳骨架由C-C-C变为C-C=C，该反应过程中未发生碳碳键的断裂，只发生了C-H的断裂，所以未发生非极性键的断裂，B错误； C．由图可知，丙烷脱氢生成丙烯的过程中生成了氢气，所以所得丙烯为混合物，C正确； D．由图可知：，D正确； 故选B。 20.【答案】D 【详解】A．同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。根据转化关系可知反应过程中涉及了极性键的断裂和形成，而没有氢键的断裂与形成，A错误； B．+M+(g)相对于+MO+(g)能量更低，无法比较和的稳定性，B错误； C．一个反应的H=正反应的活化能－逆反应的活化能；根据反应历程，则反应的焓变H=E1－E2＋E3－E4，C错误； D．根据反应原理，若与反应，生成的含氘乙醇，、、有3种，D正确； 故选D。 21.【答案】D 【详解】A．由图可知，过渡态TS2比TS1能量高，则过渡态TS1更稳定，A正确； B．由图可知，过程P→TS2为两步反应中活化能较大的反应，为慢反应，即为化合物M生成化合物N的决速步骤，B正确； C．M为催化剂，整个反应前后M的结构不会发生改变，对比M和N的结构特点可知，当N中Fe-O键断裂，重新连接H原子才能生成M，所以化合物M催化CO2氢化反应过程中一定有Fe-O键的断裂，C正确； D．图示为一个CO2分子反应的过程，据图可知该过程能量变化ΔE=-11.63eV，所以当1molCO2参与反应时能量变化为-11.63×1.6×10−19J×6.02×1023=1.12×106J=1120kJ，所以该反应的焓变ΔH= -1120kJ/mol，D错误； 故选D。 22.【答案】B 【详解】A．根据图示可知，CO2加氢制甲醇过程中有副产物CO和CH2O生成，原子利用率小于100%，A正确； B．合成甲醇过程的决速步是活化能最大的步骤，但从整个历程来看，决速步化学反应方程式为*CO+*OH+*H=*CO+*H2O，B错误； C．生成副产物CO的活化能小于生成CH2O的活化能，得到相对较多的副产物为CO，C正确正确； D．选择合适催化剂可提高甲醇反应的选择性，D正确； 答案选B。 23.【答案】D 【详解】A．活化能是指化学反应中由反应物分子到达活化分子所需的最小能量，由图可判断，反应i的活化能大于反应ii的活化能，A正确； B．由图可判断，十氢萘脱氢时的两步反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，均为吸热反应，则萘（）的储氢过程是放热反应，B正确； C．反应i、ii均为气体体积增大的吸热反应，“低压、高温”条件下，有利于反应i、ii向正反应方向进行，能提高十氢萘的脱氢率，C正确； D．反应i、ii均为气体体积增大的吸热反应，衡时，适当升高温度，反应i、ii均向正反应方向移动，则减小，D错误； 故选D。 24.【答案】A 【分析】根据能量与反应进程图，第①步是吸热反应，且活化能最大，第②步是放热反应，第③步是放热反应，总反应的化学方程式为，总反应为放热反应，据此答题。 【详解】A．总反应的，由的反应能自发进行知，总反应在低温下能自发进行，高温下不能自发进行，A错误； B．图中第①步反应的活化能最大，反应速率最慢，总反应的速率由其决定，B正确； C．能量与反应进程图中，第②步反应过渡态物质能量比第③步反应过渡态物质能量高，能量越低的物质其稳定性越强，因此第③步反应过渡态物质更稳定，C正确； D．按照上述机理，乙烯可先生成乙醇，然后乙醇和乙酸反应可生成乙酸乙酯，D正确； 故选A。 25.【答案】A 【详解】A．反应过程分析可知，过程中氧气参与反应生成了过氧化氢，存在非极性键的断裂和形成，故A错误； B．基元反应可知，过渡态Ⅳ的物质中含过氧键，过渡态Ⅳ的氧化性大于过渡态Ⅱ，故B正确； C．反应的能垒最大，反应速率最慢，基元反应②为决速步骤，故C正确； D．乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂H2O2，故D正确； 答案选A。 26.【答案】B 【详解】A．由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为，，，其中第三个反应的活化能最大，反应速率最慢，故决速步反应为第三步，A项正确； B．由反应机理图知，中有一个五元环，每脱两个氢形成一个五元环，则→过程中形成5个五元环，故中有6个五元环，B项错误； C．结构中含手性碳原子(已用*标注)：，故反应过程中生成了具有手性异构的中间产物，C项正确； D．生成的五步反应，每步反应都是断开C-H键、形成碳碳键及生成氢气，断键、成键情况类似，故焓变近似相等，D项正确； 故答案选B。 27.【答案】D 【详解】A．由题干反应历程图可知，反应②的活化能最大，反应最慢，则为决速步，A正确； B．由图知反应物的总能量高于最终产物的总能量，为放热反应，B正确； C．与为等电子体，空间结构为直线形，C正确； D．甲苯硝化产物可能为、、、、等，D错误； 故答案为：D。 1．D。解析：A．观察历程图可知，反应ⅰ中Ga2O3(s)＋NH3(g)的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成Ga2O2NH(s)和H2O，此时的相对能量为0.05eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确；B．反应ⅱ中因H2O(g)脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV－0.70eV＝2.69eV，B正确；C．反应ⅲ从Ga2ON2H2(s)生成2GaN(s)＋H2O(g)经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确；D．整反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误； 故选D。 2．C。解析：A．由图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，A错误；B．平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，B错误；C．由图可知，丙烷被催化剂a吸附后能量更低，则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定， C正确；D．活化能高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为*CH3CHCH3*CH3CHCH2＋*H或*CH3CHCH3＋*H*CH3CHCH2＋2*H，D错误；故选C。 3．C。解析：由能量变化图可知，E2＝0.70eV－(－0.71eV)＝1.41eV，A项正确；由能量变化图可知，步骤2逆向反应的ΔH＝－0.71eV－(－1.00eV)＝＋0.29eV，B项正确；由能量变化图可知，步骤1的活化能E1＝0.70eV，步骤2的活化能E3＝－0.49eV－(－0.71eV)＝0.22eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误；该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确；故选C。 4．D。解析：A．由反应历程及能量变化图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物，故从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应，A项正确；B．与Br原子相连的C原子为α－C，由反应历程及能量变化图可知，过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的α－C，形成碳碳键，B项正确；C．由反应历程及能量变化图可知，后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物，分别断开的是N－－Ag和C－－Ag，且后者吸收更多的能量，故Ⅰ中“N－－Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C－－Ag”之间的作用力弱，C项正确；D．由于生成CH3CH2CN所需要的活化能高，反应速率慢，故低温时更容易生成CH3CH2NC，为主要产物，D项错误；故选D。 5．C。解析：A项，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；B项，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；C项，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；D项，苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，故D正确；故选C。 1 学科网（北京）股份有限公司 $