专题01 反应过程与能量变化图像分析（重难点讲义）化学苏教版选择性必修1

本讲义聚焦反应过程与能量变化图像分析核心知识点，系统梳理基元反应与多步反应的能垒识别、焓变计算（ΔH=E正-E逆），通过“四看法”解读复杂图像，构建从基础概念到循环、直线转化机理分析的学习支架。 该资料以工业催化等真实情境为载体，通过分类型拆解与易错提醒培养科学思维，结合典例对练强化科学探究能力。课中辅助教师突破重难，课后助力学生实现图像-原理双向转化，深化物质变化与能量关系的化学观念，有效查漏补缺。

专题01 反应过程与能量变化图像分析 重难目标 1. 掌握基元反应、多步连续反应的能垒图像分析方法，可准确识别每一步基元反应的正、逆反应活化能，学会通过能垒高低判断总反应决速步骤（能垒最高的基元步骤）。 2. 熟练结合图像数据，完成单步、多步反应的焓变计算，掌握正逆反应活化能与焓变的定量关系（ΔH=E正-E逆）；能对比多个反应、同一反应不同条件下的焓变与活化能大小。 3.熟练运用“四看法”（看坐标、看曲线、看拐点、看特殊点）解读复杂能量图像，精准提取中间体、过渡态、能垒、能量差值等关键信息，实现图像信息与化学原理的双向转化。 4.针对分步反应能量图像，准确区分过渡态与反应中间体，辨析每一步基元反应的吸放热情况，推导总反应方程式，厘清分步反应与总反应的能量关联。 5.攻克含催化剂、抑制剂、反应条件变化的变式能量图像，辨析不同催化剂对反应路径、能垒的选择性影响，理解催化剂不改变反应始末能量的核心本质，规避易错误区。 考情分析 在近几年高考试卷中，以陌生催化反应、有机反应、工业反应为情境，给出多步反应能量历程图像，侧重考查概念辨析、能垒判断、吸放热分析、催化剂作用辨析等基础与综合考点。具有以下命题特点： （1）情境新颖化：摒弃传统简单基础反应图像，多以工业催化、新型合成、环境治理等陌生真实反应为载体，情境陌生度高，但核心考点不变，侧重考查信息提取与知识迁移能力。。 （2）考查综合化：单一基础图像考查减少，多步反应、多能垒、多中间体的复杂图像成为主流，融合热化学、反应速率、催化剂机理综合考查。 （3）素养导向化：聚焦化学核心素养，重点考查证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析，要求学生建立“图像-能量-机理-规律”的解题模型。 一、反应历程过渡态能垒图像的分析与应用 1.图像核心构成 （1）横坐标为反应进程，纵坐标为体系能量； （2）标注反应物（HCOOH）、生成物(CO2)、中间体（能量低谷，可存在,如HCOOH*、HCOO*、H*）、过渡态（能量高峰，反应中间状态，不可分离）； （3）能垒=某步过渡态能量-该步起始态（反应物/中间体）能量，即该步基元反应的活化能。 2、分步拆解分析 （1）定反应本质：热效应+反应步数 ①热效应：ΔH=生成物总能量-反应物总能量，ΔH＞0吸热、ΔH＜0放热； ②反应步数：过渡态的个数=基元反应的步数，中间体为基元反应间的产物。 （2）判关键环节：决速步+反应快慢 ①决速步：能垒最大的基元反应（活化能最大），其速率决定总反应速率； ②步速比较：同一反应中，能垒越小，对应基元反应速率越快。 （3）辨物质作用：催化剂+中间体 ①催化剂：参与反应（出现在起始/中间步骤），最终再生（出现在生成物端），仅降低正/逆反应的能垒，不改变ΔH、反应物/生成物能量； ②中间体：反应过程中生成又消耗，仅出现在中间步骤，无始无终。 （4）析路径差异：优势路径+催化剂选择性 ①优势路径：相同反应物生成相同产物时，“能垒总和更低（尤其是决速步能垒低）”的路径，反应更易发生； ②催化剂选择性：不同催化剂对应不同反应路径，可使反应物优先生成某一目标产物（对应路径能垒显著更低）。 3、应用 （1）定量计算——活化能/ΔH/键能：根据图像数据计算某步基元反应的活化能（能垒数值）、总反应ΔH；结合键能公式，实现能垒、键能、反应热的相互换算。 （2）机理验证——判断机理合理性：结合实验测得的总反应速率（或决速步信息），对比图像中能垒大小，验证推测的反应历程是否符合“决速步速率匹配总速率”的规律。 （3）实际推导——工业反应条件选择：根据图像分析不同催化剂的能垒降低效果、不同路径的产物差异，推导工业最优条件（如选择高效催化剂、控制温度匹配优势路径）。 4、易错提醒 （1）混淆过渡态与中间体：过渡态是能量高峰（瞬间存在），中间体是能量低谷（可检测）； （2）错误认为总反应能垒=各步能垒之和：总反应无统一能垒，仅决速步能垒决定总速率； （3）误判催化剂对能垒的影响：催化剂同等程度降低正、逆反应的能垒，不改变平衡状态； （4）忽略相对能量：图像纵坐标可为“相对能量”，计算ΔH时直接用相对能量差值即可，无需考虑绝对能量。 二、循环转化机理图像的分析与应用 1、图像核心特征（快速识别） （1）以循环流程图为核心，标注反应物、生成物、催化剂、中间体、反应条件（温度/催化剂/试剂）； （2）核心关系为反应物参与循环、催化剂循环再生、中间体生成又消耗、生成物脱离循环，常结合能垒、物质转化关系考查，是高考机理题高频考向。 2、核心分析思路（3步拆解法） 在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。 （1）定核心角色，明转化关系 ①催化剂：循环起始加入、最终生成，全程参与但量不变、性质不变（可出现在循环任一步，核心是“始有终有”），如上图中MoO3则是该反应的催化剂， ②中间体：循环中生成、后续消耗，无始无终，是基元反应的中间产物，如上图中剩余的三个物质均为中间产物。 ③反应物：循环外加入、参与循环第一步；生成物：循环中生成、脱离循环体系（终态产物，不再参与后续反应），如上图中1，2-丙二醇是反应物，水、甲醛、丙烯为生成物。 （2）梳转化路径，写总反应 ①按箭头指向梳理每步基元反应，标注各步反应物、生成物； ②将所有基元反应叠加，消去催化剂和中间体，得到总反应方程式（核心：左右两边相同物质抵消，保证原子守恒）。 （3）联反应原理，析关键问题 ①结合反应热、速率、平衡规律，分析循环中决速步（能垒最高步骤）、催化剂选择性（定向生成目标产物）、反应条件选择（如温度/试剂对循环的影响）； ②判断循环优势（如原子利用率、反应速率、条件温和性）。 3、高考考查方向 ①角色判断：区分催化剂、中间体（高频选择考点，易混淆）； ②总反应书写：根据循环步骤叠加写总反应（主观题必考点）； ③原理分析：结合循环分析反应速率、催化剂作用、条件优化的原因； ④综合应用：对比不同循环路径，判断优势路径（如原子利用率高、能垒低、无副产物）。 4、高频易错点提醒 ①混淆催化剂与中间体：牢记催化剂“始有终有”，中间体“有生有消”，切勿仅以“出现在中间步骤”判断； ②书写总反应漏写条件：循环中标注的催化剂、温度等，需写在总反应条件处； ③忽略原子守恒：叠加基元反应时，需先配平各步方程式，再消去催化剂/中间体； ④误判循环优势：判断优势路径需结合反应速率（能垒）、原子利用率、产物纯度，而非单一指标。 三、直线转化机理图像的分析与应用 1、图像核心特征（快速识别） （1）以线性箭头流程图为核心呈现反应机理，无循环往复，按反应先后顺序依次标注反应物（NO2-、NH4+）、中间体(NO、N2H4)、过渡态、生成物(N2)及反应条件（催化剂——酶1、酶2、酶3/温度/试剂）； （2）箭头单向推进，各步基元反应呈“串联式”衔接，核心逻辑为前步产物为后步反应物，催化剂全程参与/某步介入，生成物最终脱离转化链，常结合能垒、物质定量转化考查，是高考机理题基础且高频的考向。 2、分析思路（4 步拆解法） （1）定转化节点，辨物质角色 按箭头顺序标注各节点物质，依据特征快速判定： ①反应物：转化链起始端物质，仅消耗不生成； ②生成物：转化链末端物质，仅生成不消耗； ③催化剂：起始参与、末端再生（可单步介入，全程量不变）； ④中间体：某步生成、后续消耗，为前后步基元反应的 “衔接物质”。 （2）梳基元反应，配平分步方程式 沿单向箭头依次拆解每步基元反应，明确每步的反应物、生成物及反应条件，逐步配平（保证原子、电荷守恒），标注中间体的生成与消耗节点，避免步骤遗漏或颠倒。 （3）叠加分步反应，推导总反应方程式 将所有配平后的基元反应方程式叠加，消去等式两边的催化剂和中间体，合并同类物质，最终得到总反应方程式，验证原子守恒，补充总反应条件（催化剂 / 温度等）。 （3）联反应原理，析关键问题 结合反应热、速率、平衡规律分析： ①速率角度：判断决速步（能垒最高的基元反应，常标注能垒数据）； ②能量角度：结合能垒计算单步活化能、总反应 ΔH； ③应用角度：分析试剂/催化剂的作用、分步转化的优势（如提高产率、避免副反应）。 3、高考考查方向 （1）物质角色判断：区分反应物、生成物、催化剂与中间体（选择基础考点，易与循环图像混淆）； （2）分步/总反应书写：根据转化链写基元反应或总反应方程式（非选择必考点，侧重守恒配平）； （3）定量转化分析：结合各步转化比例，计算反应物的转化率、生成物的产率（与计算结合）； （4）原理综合分析：判断决速步、分析催化剂的作用、解释分步转化的工业意义（如提高反应速率、提升产物纯度）。 4、易错点提醒 （1）混淆物质角色：误将 “单步介入的催化剂” 当作中间体，忽略催化剂 “最终再生” 的核心特征； （2）配平疏漏：书写分步 / 总反应时，忽略电荷守恒（离子反应）、原子守恒，漏写气体符号/沉淀符号； （3）叠加反应出错：消去中间体时未按比例叠加，导致总反应物质计量数错误； （4）原理关联片面：分析决速步时，仅关注能垒数值，忽略 “基元反应的衔接性”（前步速率影响后步速率）。 5、典型解题模板 （1）题干：直线转化机理图像（含单向箭头、各节点物质、能垒/条件标注） （2）解题步骤： ①标节点：沿箭头依次标注物质，圈画催化剂、中间体核心特征； ②写分步：逐步配平基元反应，标注反应条件； ③合总式：消去催化剂/中间体，叠加得总反应，验证守恒； ④析问题：结合能垒/条件，分析决速步、催化剂作用等（紧扣原理，规范表述）。 6、与循环转化机理图像的核心区别 对比 直线转化机理图像 循环转化机理图像 转化逻辑 单向串联，无往复 循环往复，物质再生 物质衔接 前步产物为后步反应物 循环内物质相互转化，首尾衔接 催化剂 可全程 / 单步介入，末端再生 循环内再生，全程参与转化 核心难点 分步配平、总反应叠加 多路径梳理、物质循环归属判断 题型01 考查反应历程过渡态能垒图像的分析与应用 【典例1】（24-25高二上·广东·阶段检测）我国科研工作者研究MgO(s)与CH4(g)作用最终生成Mg(s)与CH3OH(g)的物质相对能量-反应进程曲线如下图。下列叙述正确的是 A．中间体比更稳定 B．使用催化剂能提高CH3OH(g)的平衡产率 C．该反应进程中的最大能垒(活化能)为 D．总反应的热化学方程式：   【答案】C 【解析】A．物质具有能量越低，物质越稳定。由图可知相对能量为，低于的，故更稳定，A错误；B．催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，无法提高的平衡产率，B错误；C．活化能为过渡态与前一中间体的能量差，第一阶段能垒为，第二阶段能垒为，故最大能垒为，C正确；D．总反应焓变生成物总能量反应物总能量，D错误；故选C。 【对练1】（25-26高二下·浙江温州·期末）汽车尾气中CO与NO转化在某一催化剂表面的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示。下列说法正确的是 反应历程 A．由反应历程图可判断过渡态的相对能量：TS1>TS2>TS3 B．改变催化剂种类不影响最终尾气的成分与比例 C．反应历程中阶段②决定尾气转化的快慢 D．总反应为 【答案】D 【解析】A．过渡态相对于各步反应物的能量为TS1(298.4 ) > TS3(248.3 ) > TS2(130.0 )，所给顺序错误，A错误；B．催化剂具有选择性，改变催化剂种类可能改变反应路径，甚至无法催化部分反应步骤，会影响最终尾气的成分与比例，B错误；C．总反应速率由活化能最大的决速步决定，阶段①活化能最高，因此阶段①决定尾气转化的快慢，C错误；D．将三个阶段的反应相加消去中间产物，可得总反应为，总焓变，D正确；故选D。 【对练2】（25-26高二下·贵州遵义·期中）汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示。下列说法正确的是 A．总反应为   B．决速步骤的 C．催化剂种类不影响最终尾气的成分与比例 D．CO与NO转化涉及2个基元反应 【答案】A 【分析】如图所示，第一步为，第二步为，第三步为，据此解答。 【解析】A．总反应为三步基元反应之和，则，热化学方程式为，A正确；B．决速步骤是活化能最大的步骤，如图所示，第一步活化能为、第二步活化能为、第三步活化能为，第一步活化能最大，为决速步骤，该步骤，B错误；C．催化剂具有选择性，可改变反应历程，影响最终尾气的成分与比例，故C错误；D．如图所示，共涉及3个基元反应，D错误；故选A。 题型02 考查循环转化机理图像的分析与应用 【典例2】（25-26高二下·广西南宁·期中）甲醇与催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(已知：)。下列说法错误的是    A．总反应为放热反应 B．该反应历程中，反应iii是整个反应的决速步 C．步骤i的正反应活化能为 D．HI为中间体 【答案】D 【解析】A．总反应为，生成物总能量(-3.05eV)低于反应物总能量(0eV)，，是放热反应。A正确；B．该反应历程中三步反应的活化能大小关系为：iii>i>ii，反应iii活化能最大，是决速步，B正确；C．步骤i的正反应活化能为，C正确；D．催化剂定义：先消耗、后生成，反应前后总量不变；中间体定义：先生成、后消耗。HI第一步被消耗、最后一步重新生成，是催化剂，不是中间体，D错误；故选D。 【对练1】（25-26高二下·云南·期中）催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图甲所示。有氧条件下，催化还原NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是 A．图甲所示反应的 B．是图乙所示反应的催化剂，目的是降低反应的焓变 C．图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为4∶1 D．图乙中总反应为 【答案】D 【解析】A．图甲所示热化学方程式为4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) ΔH=(a-b)kJ·mol-1，A错误；B．催化剂的定义是反应前后质量和化学性质不变，从图乙可知：反应中①铁离子被还原成亚铁离子，反应③中亚铁离子被O2氧化为铁离子，因此亚铁离子只是中间产物，B错误；C．反应③中的反应物为Fe2+与O2，生成物为Fe3+与H2O，配平离子方程式得到：，氧化剂是氧气，还原剂是亚铁离子，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：4，C错误；D．图乙所示，反应①为，反应②为，反应③为，为了消去反应中的中间产物与催化剂，将图乙中①反应，反应②，反应③三者相加起来，得到化学方程式：4NH3+4NO+O24N2+6H2O，D正确；故答案选D。 【对练2】（25-26高二下·浙江金华·月考）已知在固体催化作用下转化为的一种催化反应机理及其反应历程能量变化如图所示。 注：a．吸附在固体催化剂表面的物质用*表示，TS表示过渡态；b．反应机理中催化剂只截取表面一部分；c．反应机理①表示在催化剂表面解离，带走一个晶格氧，生成水并留下一个氧空位。 下列说法不正确的是 A．催化加氢制的总反应是放热反应 B．催化过程中氧空位快速形成有利于提高催化效率 C．该反应机理的决速步骤为④ D．该反应历程中有极性共价键的断裂与形成 【答案】C 【解析】A．由反应历程能量图可以看出催化加氢制的总反应中生成物的总能量比反应物的总能量低，所以该反应为放热反应，A正确；B．氧空位是催化剂的活性位点，氧空位的快速形成可以使催化剂更快地吸附反应物，从而提高催化效率，B正确；C．活化能最大的步骤是反应的决速步骤，由反应历程能量图可知，步骤的活化能差最大，该步对应的是催化反应机理⑤，所以⑤是决速步骤，C错误；D．该反应历程中有极性共价键的断裂，如中的碳氧键断裂，又有极性共价键的形成，如中氧氢键的形成，D正确；故选C。 题型03 考查直线转化机理图像的分析与应用 【典例3】（25-26高二下·四川·期中）乙烯()水合制乙醇()的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．乙烯水合制乙醇的反应为放热反应 B．升高温度可以提高活化分子百分比 C．反应过程中的作用是降低活化能 D．三步反应中第②步为决速步 【答案】D 【解析】A.由能量图可知，反应物（）总能量高于产物（）总能量，故为放热反应，A正确；B.升高温度可提高分子平均能量，使更多分子变成活化分子，提高活化分子百分比，加快反应速率，B正确；C.在反应中第①步中被消耗，第③步又再生，属于催化剂，催化剂能降低反应活化能，C正确；D.决速步由活化能最大的步骤决定，能量图中第①步活化能最大，故第①步为决速步，D错误。故选：D。 【对练1】（25-26高二下·湖北·期中）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇(与水在铜基催化剂上生成的反应机理和能量图如图： 下列说法正确的是 A．和的总能量大于和的总能量 B．反应Ⅱ中存在极性键的断裂与形成 C．反应I的进行一定需要加热或点燃 D．CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为是催化剂 【答案】B 【解析】A．该总反应是吸热反应，和的总能量小于和的总能量，A错误；B．反应Ⅱ中CO转化为CO2，涉及极性键的断裂与形成，B正确；C．反应Ⅰ是吸热反应，但与反应条件是否加热或点燃无关，C错误；D．属于中间产物，不是催化剂，D错误；故答案选B。 【对练2】（25-26高二上·广西·开学考试）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 键能/() H2O中H-O 463 O2中O=O 497 H2中H-H 436 H2O2中O-O 142 H2O2中O-H 463 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了926 kJ能量 C．过程II放出了578 kJ能量 D．过程III属于放热反应 【答案】D 【解析】A．水在光照和催化剂作用下分解生成氢气和氧气，总反应为，A正确；B．由图示可知，过程I为断裂水分子中的2 mol H-O键，断裂化学键吸收能量，吸收的能量为，B正确；C．由图示可知，过程II为形成H2分子中的1 mol H-H键和分子中的1 mol O-O键，形成化学键释放能量，放出的能量为，C正确；D．过程III中，由1 mol生成1 mol O2和1 mol H2，1 mol的总键能为，1 mol和1 mol的总键能为，故过程III的焓变，属于吸热反应，D错误；故选D。 1．（25-26高二下·山西晋城·期末）已知  ，该反应的反应历程与能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A．升高温度，总反应的反应速率增大，CH3CHO平衡转化率降低 B．催化剂作用下，总反应分两个基元反应，只改变路径而不改变焓变 C．催化剂将总反应活化能降低 D．总反应的热化学方程式为   【答案】A 【解析】A. 总反应是吸热反应，升高温度，乙醛的平衡转化率增大，A项错误；B. 加入催化剂后总反应分两步进行，路径改变，化学反应速率加快，但是焓变不改变，B项正确；C. 未加催化剂时的活化能为，加入催化剂后活化能为，活化能相差，C项正确；D. 总反应的反应热等于产物能量与反应物能量之差，，D项正确；故答案选A。 2．（25-26高二下·河北沧州·期末）与浓硝酸反应可生成和，该反应历程中生成两种中间体的能量变化示意图如图。下列说法正确的是 A．中间体1为的取代产物 B．由生成中间体2时，苯环的大π键未被破坏 C．生成中间体的反应速率：中间体1＞中间体2 D．热力学优势产物为中间体2 【答案】D 【解析】A．中间体1是三氟甲苯和发生亲电加成得到的碳正离子中间体，还未消去，不属于取代产物，A错误；B．生成中间体2时，苯环上连接和的碳原子变为杂化，苯环的大键被破坏，B错误；C．反应速率由活化能决定，活化能越低反应速率越快，生成中间体1的活化能（过渡态1与反应物的能量差）大于生成中间体2的活化能，故生成反应速率：中间体1＜中间体2，C错误；D．物质能量越低越稳定，中间体2的能量低于中间体1，因此热力学优势产物为中间体2，D正确；故选D。 3．（25-26高二下·四川自贡·期末）2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应：的能量变化与反应过程的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应分2步反应历程进行，高温下可自发进行 B．该反应为放热反应，升温会减小正反应速率 C．分子中碳溴键断裂的速率比与结合的速率慢 D．水解生成的速率： 【答案】C 【分析】从能量图可得到基本结论：反应存在3个能量峰值，即3个过渡态，说明分3步进行；生成物总能量低于反应物总能量，因此该反应，是放热反应。 【解析】A．由分析知，该反应分3步历程进行，该反应生成气态，反应物均为液态，因此熵变；根据吉布斯自由能判据，、时，任意温度下，反应自发进行，A错误；B．该反应反应物总能量更高，属于放热反应；且温度升高会同时增大正、逆反应速率，不会减小正反应速率，B错误；C．活化能越大，反应速率越小，由图可知，转化为的活化能大于与结合的活化能，所以分子中碳溴键断裂的速率比与结合速率慢，C正确；D．原子半径：，则键能，键能越大化学键越难断裂，故水解生成的速率为，D错误；故选C。 4.（25-26高二上·北京·开学考试）人工固氮对农业生产至关重要。常温、常压、光照条件下，与反应的化学方程式为，该反应在不同条件下的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．反应速率： C．相比历程Ⅰ，历程Ⅱ使用了催化剂 D．使用催化剂可同时加快正、逆反应速率 【答案】B 【解析】A．反应的焓变等于生成物总能量与反应物总能量的差值，由图可知该差值为，因此，A正确；B．历程Ⅱ比历程Ⅰ降低了反应活化能，则其使用了催化剂，单位体积内活化分子百分数更高，反应速率更快，因此反应速率为，B错误；C．催化剂可改变反应历程、降低反应活化能，历程Ⅱ的活化能低于历程Ⅰ，说明历程Ⅱ使用了催化剂，C正确；D．催化剂可同等程度降低正、逆反应的活化能，因此可同时加快正、逆反应速率，D正确；故答案选B。 5.（25-26高二下·浙江杭州·期末）和反应过程中能量变化示意图如下，下列说法正确的是 A．反应①的 B． C．反应初始阶段更有利于生成 D．反应初始阶段为进一步提高产物中含量，可适当升温 【答案】C 【解析】A．反应①为气体分子数减少的反应，即混乱度减小，是熵减的过程，则反应①的，A错误；B．该反应的等于生成物总能量与反应物总能量的差值，但、为两个反应的正反应活化能，则，B错误；C．由图可知，反应①的活化能小于反应②的活化能，则初始阶段反应①的速率更快，更有利于生成，C正确；D．反应②活化能更高，适当升温时，反应②的速率增大幅度大于反应①，且反应①为放热反应，升温平衡逆向移动，导致分解，降低了产物中的含量，D错误；故选C。 6.（25-26高二下·浙江湖州·期末）反应在V2O5催化作用下分两步进行，能量变化如图，下列说法不正确的是 A．升高温度(不影响催化剂活性)，活化分子百分数增大，反应速率加快 B．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)的总能量大于2 mol SO3(g)的总能量 C．第二步反应的热化学方程式：   D．恒温恒压下，若反应物的物质的量均加倍，平衡后SO3体积分数比原平衡时大 【答案】D 【解析】A．升高温度时，分子平均能量升高，更多普通分子变为活化分子，活化分子百分数增大，有效碰撞频率提升，反应速率加快，A正确；B．总反应，正反应为放热反应，因此2 mol 和1 mol 的总能量大于2 mol 的总能量，B正确；C．第二步反应中不参与反应，反应物总能量比生成物高，热化学方程式书写正确，C正确；D．恒温恒压下，反应物物质的量均加倍时，容器体积同比例扩大，反应物和生成物浓度与原平衡相等，属于等效平衡，平衡后体积分数和原平衡相等，D错误；故选D。 7.（25-26高二上·山东·开学考试）自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体。活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应物的总能量大于生成物的总能量 B．该历程中正反应最大的活化能为 C．两种产物中更稳定 D．相同时间内两种产物的物质的量： 【答案】D 【解析】A．由图可知，反应物总相对能量为0，两种生成物的相对能量均小于0，因此反应物总能量大于生成物总能量，A正确；B．正反应的活化能是步骤中过渡态能量与前一反应物的能量差，计算各步骤最大活化能： 生成P2​的最后一步，中间产物Z能量为，过渡态Ⅳ能量为，活化能，是历程中最大的正反应活化能，B正确；C．物质能量越低越稳定，P2​能量（）低于P1​（），因此P2​更稳定，C正确；D．活化能越小，反应速率越快：生成P1​最后一步活化能仅为，远小于生成P2​的活化能，因此生成P1​的速率更快，相同时间内，D错误；故答案为：D。 8.（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）据下图判断，下列说法正确的是 A．氢气的燃烧热 B．液态水分解的热化学方程式为   C．与所具有的总能量比所具有的总能量低 D．与反应生成时，断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量 【答案】B 【解析】A．氢气的燃烧热是1mol完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出的热量，由图计算可知1mol燃烧生成液态水放热kJ，故燃烧热ΔH=−285.8kJ⋅mol−1，A错误；B．由图可知2 mol和1mol反应生成2mol共放热kJ，因此2mol液态水分解需要吸收571.6kJ热量，热化学方程式书写符合规则，B正确；C．2 mol与1mol反应生成2mol为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，C错误；D．该反应为放热反应，断裂化学键吸收的总能量形成化学键放出的总能量，即断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，D错误；故选B。 9.（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）在催化剂Cat1、Cat2作用下，的反应历程如下图所示。下列叙述错误的是 A．每种历程都包含两个基元反应 B．在两种催化剂作用下总反应的焓变不相等 C．每种历程中的基元反应都是放热反应 D．在催化剂Cat1作用下，反应③是控速反应 【答案】B 【解析】A．Cat1对应反应历程为、，Cat2对应反应历程为、，都包含两个基元反应，A正确；B．焓变只与反应的始态和终态有关，与反应历程无关，两种催化剂下总反应的反应物均为、生成物均为，焓变相等，B错误；C．每个基元反应的反应物总能量均高于生成物总能量，因此都是放热反应，C正确；D．多步反应的控速步骤为活化能最大的步骤，Cat1作用下反应③的活化能高于反应①，反应速率最慢，是控速反应，D正确；故选B。 10.（24-25高二上·江西上饶·开学考试）臭氧层中分解过程如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂能降低活化能，提高活化分子百分数 B．ClO是反应的催化剂，能降低该反应焓变 C．Cl原子是反应的催化剂，能提高反应物的转化率 D．该反应是放热反应，升高温度正反应速率降低 【答案】A 【解析】A．催化剂通过改变反应历程降低反应活化能，提高活化分子百分数，A正确；B．由反应历程可知ClO是反应中间产物，Cl是催化剂，且催化剂不改变反应焓变，焓变仅由反应物和生成物的总能量差决定，B错误；C．Cl原子是反应的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高的转化率，C错误；D．反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，升高温度正、逆反应速率均增大，D错误；故选A。 11.（25-26高二下·辽宁沈阳·阶段检测）溴单质与苯在一定条件下能发生如下反应，其中部分反应历程与能量变化如图所示： 下列说法错误的是 A．上图所示的反应历程中，苯环中的碳碳双键发生了断裂 B．从产物稳定性或反应速率角度，溴单质与苯倾向于生成产物Y C．反应①的，反应③的 D．反应②的条件是液溴、FeBr3，反应类型为取代反应 【答案】A 【解析】A．图中的所有反应均为苯环上的碳氢键发生了断裂，且苯环中并没有碳碳双键，A错误；B．由图可知，产物Y的能量低于产物X，说明产物Y更稳定；同时，生成产物Y的决速步（过渡态3）所需的活化能，相比于生成其他高能副产物的路径更低，反应速率更快，因此，反应倾向于生成产物Y，B正确；C．反应①的生成物能量高于反应物能量，因此反应①的；反应③的生成物能量低于反应物能量，因此反应③的，C正确；D．反应②是溴原子取代苯环上的H原子，因此反应的条件是液溴、FeBr3，反应类型为取代反应，D正确；故答案为A。 12.（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）某反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应①在高温条件下可能自发进行 B．该反应历程决速步骤为② C．加入催化剂能增大活化分子百分数，提高反应的平衡转化率 D．总反应的热化学方程式为   【答案】C 【分析】生成物的总能量-反应物的总能量，由图可知，反应① （初始 → 中间①）：C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2(g)+CO2(g) ；反应② （中间① → 中间②）：C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ；总反应（初始 → 最终产物）：C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ；【解析】A．反应①为吸热反应，熵增的反应，反应自发，所以在高温条件下可能自发进行，A正确；B．由图可知，反应①的活化能为，反应②的活化能为，则该反应历程中反应②活化能高，为决速步骤，B正确；C．加入催化剂能增大活化分子百分数，但不能提高反应的平衡转化率，C错误；D．总反应的热化学方程式为   ，D正确；故答案选C。 13.（25-26高二下·河南信阳·阶段检测）分别以氮掺杂多孔碳NPC1和NPC2为电极，电催化还原制备，反应进程与路径如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注，部分反应物未标出)。下列说法错误的是 A．两种电极条件下，反应的焓变相同 B．以NPC2为电极，有利于吸附，吸附过程中熵变 C．以NPC1为电极，更有利于生成 D．图框中的中间体为 【答案】D 【解析】A．焓变只与反应的起始状态和终态有关，催化剂（电极）只改变反应活化能，不改变反应物和生成物的总能量，因此两种电极条件下反应焓变相同，A正确；B．由图可知吸附后，上吸附态的能量（）比（）更低，吸附更稳定，因此有利于吸附；吸附过程中气态在催化剂表面被束缚，分子混乱度减小，故，B正确；C．由图可知以为电极最大活化能为，以为电极最大活化能，活化能越低，反应越容易进行，说明以为电极更有利于生成，C正确；D．由图可知，氮氮三键逐级断开一根化学键后，两边氮原子分别与氢原子形成新的共价键，则图中中间体为，由图可知氢原子易加到活性氮原子，不会得到，D错误；故选D。 14.（25-26高二下·湖南长沙·期中）碳酸二甲酯()是一种性能优良的有机合成中间体，科学家提出了一种利用二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯的方案，其反应机理如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法不正确的是 A．1 mol碳酸二甲酯能与2 mol 反应 B．反应过程中有极性键的断裂和形成 C．该过程中，决速步骤为 D．该合成反应总反应的活化能： 【答案】C 【解析】A．碳酸二甲酯含有两个酯基，1 mol酯基水解消耗1 mol NaOH，因此1 mol碳酸二甲酯完全水解会消耗 2 mol NaOH，A正确；B．反应物包括CO2（包含C=O极性键）和CH3OH（包含C-O、O-H极性键），产物中有H2O（包含H-O极性键）和碳酸二甲酯（包含C-H等极性键），在反应过程中，旧键断裂，新键形成，涉及的都是极性键，B正确；C．决速步骤（限速步骤）是反应历程中活化能最大（即能垒最高）的一步，由图中计算可得第一步活化能，第二步活化能为，第三步活化能为，因此第一步是决速步骤，：CH3OH*+，选项中所列的反应方程式为第二步，C错误；D．根据能量图，反应物总能量为0，生成物的能量为，该反应是吸热反应，由于，所以必然有，D正确；故答案为C。 15.（24-25高二上·广东深圳·期中）生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，回答下列问题： （1）“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面___________(填字母)反应释放的热量加热食物。 A．生石灰和水    B．浓硫酸和水    C．氯化铵和碱石灰 （2）用如图所示的装置测定中和反应反应热，回答下列问题： ①从实验装置上看，还缺少___________。 ②通过上述实验测得中和热数值略小于，请你分析可能的原因是___________(填字母)。 A．实验装置保温、隔热效果差 B．分多次把溶液倒入盛有盐酸的内筒中 C．用温度计测定溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度 （3）用于处理大气污染物过程的能量变化情况如图。 写出该过程热化学方程式：___________。 （4）水煤气变换反应为：。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如下图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“”标注。请找出该反应中的决速步___________(用序号表示)。 （5）已知  ，  ，根据盖斯定律写出(肼)与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式___________。 【答案】（1）A （2）玻璃搅拌器 ABC （3）   （4）④ （5）   【解析】（1）即热饭盒应该是利用放热反应放出热量达到升高温度而加热食物目的，生石灰和水的反应是放热反应，浓硫酸溶于水也是放热过程，但浓硫酸具有强腐蚀性，不适宜加热食物，氯化铵和碱石灰是吸热反应，故答案选A； （2）①由图可知，装置缺少仪器是环形玻璃棒搅拌器； ②A．实验装置保温、隔热效果差，热量散失多，计算结果数值应该偏小，A正确； B．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失多，计算结果数值应该偏小，B正确； C．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度，造成初始温度偏高，且有热量损失，计算结果数值应该偏小，C正确； 故选ABC； （3）由能量变化图像知，所以该过程的热化学方程式：； （4）根据图示，正反应活化能的最大值为1.86-(-0.16)=2.02 eV，该反应中的决速步为④； （5）①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ·mol﹣1，②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O (g) △H=-534kJ·mol﹣1，根据盖斯定律，由②×2-①得：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(-534kJ·mol﹣1) ×2-67.7kJ·mol﹣1=-1135.7kJ·mol﹣1，所以肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135.7kJ·mol﹣1； 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 反应过程与能量变化图像分析 重难目标 1. 掌握基元反应、多步连续反应的能垒图像分析方法，可准确识别每一步基元反应的正、逆反应活化能，学会通过能垒高低判断总反应决速步骤（能垒最高的基元步骤）。 2. 熟练结合图像数据，完成单步、多步反应的焓变计算，掌握正逆反应活化能与焓变的定量关系（ΔH=E正-E逆）；能对比多个反应、同一反应不同条件下的焓变与活化能大小。 3.熟练运用“四看法”（看坐标、看曲线、看拐点、看特殊点）解读复杂能量图像，精准提取中间体、过渡态、能垒、能量差值等关键信息，实现图像信息与化学原理的双向转化。 4.针对分步反应能量图像，准确区分过渡态与反应中间体，辨析每一步基元反应的吸放热情况，推导总反应方程式，厘清分步反应与总反应的能量关联。 5.攻克含催化剂、抑制剂、反应条件变化的变式能量图像，辨析不同催化剂对反应路径、能垒的选择性影响，理解催化剂不改变反应始末能量的核心本质，规避易错误区。 考情分析 在近几年高考试卷中，以陌生催化反应、有机反应、工业反应为情境，给出多步反应能量历程图像，侧重考查概念辨析、能垒判断、吸放热分析、催化剂作用辨析等基础与综合考点。具有以下命题特点： （1）情境新颖化：摒弃传统简单基础反应图像，多以工业催化、新型合成、环境治理等陌生真实反应为载体，情境陌生度高，但核心考点不变，侧重考查信息提取与知识迁移能力。。 （2）考查综合化：单一基础图像考查减少，多步反应、多能垒、多中间体的复杂图像成为主流，融合热化学、反应速率、催化剂机理综合考查。 （3）素养导向化：聚焦化学核心素养，重点考查证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析，要求学生建立“图像-能量-机理-规律”的解题模型。 一、反应历程过渡态能垒图像的分析与应用 1.图像核心构成 （1）横坐标为反应进程，纵坐标为体系能量； （2）标注反应物（HCOOH）、生成物(CO2)、中间体（能量低谷，可存在,如HCOOH*、HCOO*、H*）、过渡态（能量高峰，反应中间状态，不可分离）； （3）能垒=某步过渡态能量-该步起始态（反应物/中间体）能量，即该步基元反应的活化能。 2、分步拆解分析 （1）定反应本质：热效应+反应步数 ①热效应：ΔH=生成物总能量-反应物总能量，ΔH＞0吸热、ΔH＜0放热； ②反应步数：过渡态的个数=基元反应的步数，中间体为基元反应间的产物。 （2）判关键环节：决速步+反应快慢 ①决速步：能垒最大的基元反应（活化能最大），其速率决定总反应速率； ②步速比较：同一反应中，能垒越小，对应基元反应速率越快。 （3）辨物质作用：催化剂+中间体 ①催化剂：参与反应（出现在起始/中间步骤），最终再生（出现在生成物端），仅降低正/逆反应的能垒，不改变ΔH、反应物/生成物能量； ②中间体：反应过程中生成又消耗，仅出现在中间步骤，无始无终。 （4）析路径差异：优势路径+催化剂选择性 ①优势路径：相同反应物生成相同产物时，“能垒总和更低（尤其是决速步能垒低）”的路径，反应更易发生； ②催化剂选择性：不同催化剂对应不同反应路径，可使反应物优先生成某一目标产物（对应路径能垒显著更低）。 3、应用 （1）定量计算——活化能/ΔH/键能：根据图像数据计算某步基元反应的活化能（能垒数值）、总反应ΔH；结合键能公式，实现能垒、键能、反应热的相互换算。 （2）机理验证——判断机理合理性：结合实验测得的总反应速率（或决速步信息），对比图像中能垒大小，验证推测的反应历程是否符合“决速步速率匹配总速率”的规律。 （3）实际推导——工业反应条件选择：根据图像分析不同催化剂的能垒降低效果、不同路径的产物差异，推导工业最优条件（如选择高效催化剂、控制温度匹配优势路径）。 4、易错提醒 （1）混淆过渡态与中间体：过渡态是能量高峰（瞬间存在），中间体是能量低谷（可检测）； （2）错误认为总反应能垒=各步能垒之和：总反应无统一能垒，仅决速步能垒决定总速率； （3）误判催化剂对能垒的影响：催化剂同等程度降低正、逆反应的能垒，不改变平衡状态； （4）忽略相对能量：图像纵坐标可为“相对能量”，计算ΔH时直接用相对能量差值即可，无需考虑绝对能量。 二、循环转化机理图像的分析与应用 1、图像核心特征（快速识别） （1）以循环流程图为核心，标注反应物、生成物、催化剂、中间体、反应条件（温度/催化剂/试剂）； （2）核心关系为反应物参与循环、催化剂循环再生、中间体生成又消耗、生成物脱离循环，常结合能垒、物质转化关系考查，是高考机理题高频考向。 2、核心分析思路（3步拆解法） 在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。 （1）定核心角色，明转化关系 ①催化剂：循环起始加入、最终生成，全程参与但量不变、性质不变（可出现在循环任一步，核心是“始有终有”），如上图中MoO3则是该反应的催化剂， ②中间体：循环中生成、后续消耗，无始无终，是基元反应的中间产物，如上图中剩余的三个物质均为中间产物。 ③反应物：循环外加入、参与循环第一步；生成物：循环中生成、脱离循环体系（终态产物，不再参与后续反应），如上图中1，2-丙二醇是反应物，水、甲醛、丙烯为生成物。 （2）梳转化路径，写总反应 ①按箭头指向梳理每步基元反应，标注各步反应物、生成物； ②将所有基元反应叠加，消去催化剂和中间体，得到总反应方程式（核心：左右两边相同物质抵消，保证原子守恒）。 （3）联反应原理，析关键问题 ①结合反应热、速率、平衡规律，分析循环中决速步（能垒最高步骤）、催化剂选择性（定向生成目标产物）、反应条件选择（如温度/试剂对循环的影响）； ②判断循环优势（如原子利用率、反应速率、条件温和性）。 3、高考考查方向 ①角色判断：区分催化剂、中间体（高频选择考点，易混淆）； ②总反应书写：根据循环步骤叠加写总反应（主观题必考点）； ③原理分析：结合循环分析反应速率、催化剂作用、条件优化的原因； ④综合应用：对比不同循环路径，判断优势路径（如原子利用率高、能垒低、无副产物）。 4、高频易错点提醒 ①混淆催化剂与中间体：牢记催化剂“始有终有”，中间体“有生有消”，切勿仅以“出现在中间步骤”判断； ②书写总反应漏写条件：循环中标注的催化剂、温度等，需写在总反应条件处； ③忽略原子守恒：叠加基元反应时，需先配平各步方程式，再消去催化剂/中间体； ④误判循环优势：判断优势路径需结合反应速率（能垒）、原子利用率、产物纯度，而非单一指标。 三、直线转化机理图像的分析与应用 1、图像核心特征（快速识别） （1）以线性箭头流程图为核心呈现反应机理，无循环往复，按反应先后顺序依次标注反应物（NO2-、NH4+）、中间体(NO、N2H4)、过渡态、生成物(N2)及反应条件（催化剂——酶1、酶2、酶3/温度/试剂）； （2）箭头单向推进，各步基元反应呈“串联式”衔接，核心逻辑为前步产物为后步反应物，催化剂全程参与/某步介入，生成物最终脱离转化链，常结合能垒、物质定量转化考查，是高考机理题基础且高频的考向。 2、分析思路（4 步拆解法） （1）定转化节点，辨物质角色 按箭头顺序标注各节点物质，依据特征快速判定： ①反应物：转化链起始端物质，仅消耗不生成； ②生成物：转化链末端物质，仅生成不消耗； ③催化剂：起始参与、末端再生（可单步介入，全程量不变）； ④中间体：某步生成、后续消耗，为前后步基元反应的 “衔接物质”。 （2）梳基元反应，配平分步方程式 沿单向箭头依次拆解每步基元反应，明确每步的反应物、生成物及反应条件，逐步配平（保证原子、电荷守恒），标注中间体的生成与消耗节点，避免步骤遗漏或颠倒。 （3）叠加分步反应，推导总反应方程式 将所有配平后的基元反应方程式叠加，消去等式两边的催化剂和中间体，合并同类物质，最终得到总反应方程式，验证原子守恒，补充总反应条件（催化剂 / 温度等）。 （3）联反应原理，析关键问题 结合反应热、速率、平衡规律分析： ①速率角度：判断决速步（能垒最高的基元反应，常标注能垒数据）； ②能量角度：结合能垒计算单步活化能、总反应 ΔH； ③应用角度：分析试剂/催化剂的作用、分步转化的优势（如提高产率、避免副反应）。 3、高考考查方向 （1）物质角色判断：区分反应物、生成物、催化剂与中间体（选择基础考点，易与循环图像混淆）； （2）分步/总反应书写：根据转化链写基元反应或总反应方程式（非选择必考点，侧重守恒配平）； （3）定量转化分析：结合各步转化比例，计算反应物的转化率、生成物的产率（与计算结合）； （4）原理综合分析：判断决速步、分析催化剂的作用、解释分步转化的工业意义（如提高反应速率、提升产物纯度）。 4、易错点提醒 （1）混淆物质角色：误将 “单步介入的催化剂” 当作中间体，忽略催化剂 “最终再生” 的核心特征； （2）配平疏漏：书写分步 / 总反应时，忽略电荷守恒（离子反应）、原子守恒，漏写气体符号/沉淀符号； （3）叠加反应出错：消去中间体时未按比例叠加，导致总反应物质计量数错误； （4）原理关联片面：分析决速步时，仅关注能垒数值，忽略 “基元反应的衔接性”（前步速率影响后步速率）。 5、典型解题模板 （1）题干：直线转化机理图像（含单向箭头、各节点物质、能垒/条件标注） （2）解题步骤： ①标节点：沿箭头依次标注物质，圈画催化剂、中间体核心特征； ②写分步：逐步配平基元反应，标注反应条件； ③合总式：消去催化剂/中间体，叠加得总反应，验证守恒； ④析问题：结合能垒/条件，分析决速步、催化剂作用等（紧扣原理，规范表述）。 6、与循环转化机理图像的核心区别 对比 直线转化机理图像 循环转化机理图像 转化逻辑 单向串联，无往复 循环往复，物质再生 物质衔接 前步产物为后步反应物 循环内物质相互转化，首尾衔接 催化剂 可全程 / 单步介入，末端再生 循环内再生，全程参与转化 核心难点 分步配平、总反应叠加 多路径梳理、物质循环归属判断 题型01 考查反应历程过渡态能垒图像的分析与应用 【典例1】（24-25高二上·广东·阶段检测）我国科研工作者研究MgO(s)与CH4(g)作用最终生成Mg(s)与CH3OH(g)的物质相对能量-反应进程曲线如下图。下列叙述正确的是 A．中间体比更稳定 B．使用催化剂能提高CH3OH(g)的平衡产率 C．该反应进程中的最大能垒(活化能)为 D．总反应的热化学方程式：   【对练1】（25-26高二下·浙江温州·期末）汽车尾气中CO与NO转化在某一催化剂表面的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示。下列说法正确的是 反应历程 A．由反应历程图可判断过渡态的相对能量：TS1>TS2>TS3 B．改变催化剂种类不影响最终尾气的成分与比例 C．反应历程中阶段②决定尾气转化的快慢 D．总反应为 【对练2】（25-26高二下·贵州遵义·期中）汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示。下列说法正确的是 A．总反应为   B．决速步骤的 C．催化剂种类不影响最终尾气的成分与比例 D．CO与NO转化涉及2个基元反应 题型02 考查循环转化机理图像的分析与应用 【典例2】（25-26高二下·广西南宁·期中）甲醇与催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(已知：)。下列说法错误的是    A．总反应为放热反应 B．该反应历程中，反应iii是整个反应的决速步 C．步骤i的正反应活化能为 D．HI为中间体 【对练1】（25-26高二下·云南·期中）催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图甲所示。有氧条件下，催化还原NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是 A．图甲所示反应的 B．是图乙所示反应的催化剂，目的是降低反应的焓变 C．图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为4∶1 D．图乙中总反应为 【对练2】（25-26高二下·浙江金华·月考）已知在固体催化作用下转化为的一种催化反应机理及其反应历程能量变化如图所示。 注：a．吸附在固体催化剂表面的物质用*表示，TS表示过渡态；b．反应机理中催化剂只截取表面一部分；c．反应机理①表示在催化剂表面解离，带走一个晶格氧，生成水并留下一个氧空位。 下列说法不正确的是 A．催化加氢制的总反应是放热反应 B．催化过程中氧空位快速形成有利于提高催化效率 C．该反应机理的决速步骤为④ D．该反应历程中有极性共价键的断裂与形成 题型03 考查直线转化机理图像的分析与应用 【典例3】（25-26高二下·四川·期中）乙烯()水合制乙醇()的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．乙烯水合制乙醇的反应为放热反应 B．升高温度可以提高活化分子百分比 C．反应过程中的作用是降低活化能 D．三步反应中第②步为决速步 【对练1】（25-26高二下·湖北·期中）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇(与水在铜基催化剂上生成的反应机理和能量图如图： 下列说法正确的是 A．和的总能量大于和的总能量 B．反应Ⅱ中存在极性键的断裂与形成 C．反应I的进行一定需要加热或点燃 D．CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为是催化剂 【对练2】（25-26高二上·广西·开学考试）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 键能/() H2O中H-O 463 O2中O=O 497 H2中H-H 436 H2O2中O-O 142 H2O2中O-H 463 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了926 kJ能量 C．过程II放出了578 kJ能量 D．过程III属于放热反应 1．（25-26高二下·山西晋城·期末）已知  ，该反应的反应历程与能量变化如图所示。下列叙述错误的是 A．升高温度，总反应的反应速率增大，CH3CHO平衡转化率降低 B．催化剂作用下，总反应分两个基元反应，只改变路径而不改变焓变 C．催化剂将总反应活化能降低 D．总反应的热化学方程式为   2．（25-26高二下·河北沧州·期末）与浓硝酸反应可生成和，该反应历程中生成两种中间体的能量变化示意图如图。下列说法正确的是 A．中间体1为的取代产物 B．由生成中间体2时，苯环的大π键未被破坏 C．生成中间体的反应速率：中间体1＞中间体2 D．热力学优势产物为中间体2 3．（25-26高二下·四川自贡·期末）2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应：的能量变化与反应过程的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应分2步反应历程进行，高温下可自发进行 B．该反应为放热反应，升温会减小正反应速率 C．分子中碳溴键断裂的速率比与结合的速率慢 D．水解生成的速率： 4.（25-26高二上·北京·开学考试）人工固氮对农业生产至关重要。常温、常压、光照条件下，与反应的化学方程式为，该反应在不同条件下的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．反应速率： C．相比历程Ⅰ，历程Ⅱ使用了催化剂 D．使用催化剂可同时加快正、逆反应速率 5.（25-26高二下·浙江杭州·期末）和反应过程中能量变化示意图如下，下列说法正确的是 A．反应①的 B． C．反应初始阶段更有利于生成 D．反应初始阶段为进一步提高产物中含量，可适当升温 6.（25-26高二下·浙江湖州·期末）反应在V2O5催化作用下分两步进行，能量变化如图，下列说法不正确的是 A．升高温度(不影响催化剂活性)，活化分子百分数增大，反应速率加快 B．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)的总能量大于2 mol SO3(g)的总能量 C．第二步反应的热化学方程式：   D．恒温恒压下，若反应物的物质的量均加倍，平衡后SO3体积分数比原平衡时大 7.（25-26高二上·山东·开学考试）自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体。活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应物的总能量大于生成物的总能量 B．该历程中正反应最大的活化能为 C．两种产物中更稳定 D．相同时间内两种产物的物质的量： 8.（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）据下图判断，下列说法正确的是 A．氢气的燃烧热 B．液态水分解的热化学方程式为   C．与所具有的总能量比所具有的总能量低 D．与反应生成时，断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量 9.（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）在催化剂Cat1、Cat2作用下，的反应历程如下图所示。下列叙述错误的是 A．每种历程都包含两个基元反应 B．在两种催化剂作用下总反应的焓变不相等 C．每种历程中的基元反应都是放热反应 D．在催化剂Cat1作用下，反应③是控速反应 10.（24-25高二上·江西上饶·开学考试）臭氧层中分解过程如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂能降低活化能，提高活化分子百分数 B．ClO是反应的催化剂，能降低该反应焓变 C．Cl原子是反应的催化剂，能提高反应物的转化率 D．该反应是放热反应，升高温度正反应速率降低 11.（25-26高二下·辽宁沈阳·阶段检测）溴单质与苯在一定条件下能发生如下反应，其中部分反应历程与能量变化如图所示： 下列说法错误的是 A．上图所示的反应历程中，苯环中的碳碳双键发生了断裂 B．从产物稳定性或反应速率角度，溴单质与苯倾向于生成产物Y C．反应①的，反应③的 D．反应②的条件是液溴、FeBr3，反应类型为取代反应 12.（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）某反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应①在高温条件下可能自发进行 B．该反应历程决速步骤为② C．加入催化剂能增大活化分子百分数，提高反应的平衡转化率 D．总反应的热化学方程式为   13.（25-26高二下·河南信阳·阶段检测）分别以氮掺杂多孔碳NPC1和NPC2为电极，电催化还原制备，反应进程与路径如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注，部分反应物未标出)。下列说法错误的是 A．两种电极条件下，反应的焓变相同 B．以NPC2为电极，有利于吸附，吸附过程中熵变 C．以NPC1为电极，更有利于生成 D．图框中的中间体为 14.（25-26高二下·湖南长沙·期中）碳酸二甲酯()是一种性能优良的有机合成中间体，科学家提出了一种利用二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯的方案，其反应机理如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法不正确的是 A．1 mol碳酸二甲酯能与2 mol 反应 B．反应过程中有极性键的断裂和形成 C．该过程中，决速步骤为 D．该合成反应总反应的活化能： 15.（24-25高二上·广东深圳·期中）生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，回答下列问题： （1）“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面___________(填字母)反应释放的热量加热食物。 A．生石灰和水    B．浓硫酸和水    C．氯化铵和碱石灰 （2）用如图所示的装置测定中和反应反应热，回答下列问题： ①从实验装置上看，还缺少___________。 ②通过上述实验测得中和热数值略小于，请你分析可能的原因是___________(填字母)。 A．实验装置保温、隔热效果差 B．分多次把溶液倒入盛有盐酸的内筒中 C．用温度计测定溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度 （3）用于处理大气污染物过程的能量变化情况如图。 写出该过程热化学方程式：___________。 （4）水煤气变换反应为：。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如下图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“”标注。请找出该反应中的决速步___________(用序号表示)。 （5）已知  ，  ，根据盖斯定律写出(肼)与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式___________。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $