1.2 反应热的计算（微考点详解）（真题同步解密）化学人教版选择性必修 1

本讲义聚焦化学反应热效应中反应热计算核心知识点，系统梳理盖斯定律应用、热化学方程式书写、能垒图像分析、反应热大小比较及产物选择性影响，构建从基础定律到综合情境分析的递进式学习支架。 资料以碳中和、氢能转化等真实情境为背景，通过高考典例强化科学思维与证据推理，能垒图像分析培养微观探析能力，课中辅助教师高效教学，课后助力学生查漏补缺，提升解决复杂化学问题的综合素养。

第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 ◆高频考点 ①书写热化学方程式：根据盖斯定律计算反应热，根据已知热化学方程式，完整写出目标热化学方程式； ②决速步与活化能分析：通过能垒图找出最大能垒步骤，确定决速步，比较活化能大小。 ③反应热大小比较：结合反应的自发性剂反应热的计算，根据已知热化学方程式，判断反应热的大小或反应热之间的关系。 ④反应选择性与路径比较：联系工业生产实际，对比不同催化路径，融合化学反应速率和化学平衡，解释温度、压强（气体）、催化剂对产物选择性的影响。 ⑤机理与能垒图像分析：化学反应机理与能垒图分析，侧重图像数据解读，化学核心原理应用，主要类型有能量-反应进程图（能垒图）、循环反应机理图、催化循环示意图等。 ◆命题特点 常以催化剂研发、绿色化学、光/电催化、酶催化、碳中和、氢能转化等前沿热点为背景，给出有关热化学方程式，结合盖斯定律计算反应热、比较反应热大小、书写目标热化学方程式等；设置能垒图分析与机理推断的综合问题，能垒图像以多步能垒曲线、循环机理图为主，结合工业生产、环境治理、能源转化、生物化学等真实情境，要求学生从图像中提取关键信息，判断反应类型、分析反应路径、比较反应速率、计算焓变与活化能等。考点集中在判断吸热或放热、决速步骤、总反应方程式、反应路径选择性。突出考查“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的核心素养，以及从复杂信息中建构反应模型、运用化学反应原理解决问题的能力。2027 年可能将更突出多路径竞争、双功能催化、光 / 电协同机理；能垒图趋向多步耦合、绝热体系、相对能量标注；强化决速步判断、中间体稳定性、路径选择性解释等。 ◆微考点01 盖斯定律及应用 【高考典例】 （2026·江西·高考真题节选）/CaO热化学储能体系可作为化学热泵，具有储能密度高、储／释能速度快等优点。其化学反应与能量关系图如下： 回答下列问题： （1）________。 （2）同等条件下，表面自由能G（块状）________G（粉末）（填“>”“=”或“<”）。 【答案】（1）-63 （2）＜ 【解析】（1）根据盖斯定律，整个循环焓变总和为0：(+54+95-24-62)kJ/mol+E==0，解得E== -63 kJ/mol； （2）同等条件下，粉末状的物质相比于块状物质，被粉碎得更细，具有更大的比表面积。表面原子由于配位不饱和，具有比内部原子更高的能量，因此块状Ca(OH)2的表面自由能小于粉末状。 【考点速通】 利用盖斯定律求反应热的步骤: 第一步：根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式； 第二步：根据待求解的热化学方程式，找出各物质在已知方程式中的位置，调整可用热化学方程式的方向，同时调整ΔH的符号，“同侧相加，异侧相减”； 第三步：根据待求解的热化学方程式的化学计量数确定已知方程式的乘数，即缩小或扩大相应的倍数，同时调整ΔH的值； 第四步：将调整好的热化学方程式和ΔH分别进行加和。确定目标反应的焓变ΔH。 ◆微考点02 有关反应热的计算及书写 【高考典例】 （1）（2026·广东·高考真题节选）硫、氯单质及其化合物在科研和生产中均具有重要作用。我国科学家在深海发现化能合成生物群落，硫化物的氧化可为生物活动提供能量。 则___________(用和表示)。 （2）（2026·黑吉辽·高考真题节选）低碳烯烃（烯）用途广泛，可由合成气（）经费托反应催化直接合成。合成丙烯的费托反应主要为： ①　 ②　 ③　 ④　 则______，基于化学平衡分析，合成丙烯的条件应为______（填标号）。 A．低温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．高温高压 （3）（2026·湖北·高考真题节选）将与废弃的太阳能面板材料进行球磨反应，制备高纯度，反应如下： 反应Ⅰ： 已知一定温度下，反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题：反应Ⅰ的________，属于________（填“熵增”或“熵减”）反应。 （4）（2025·北京·高考真题节选）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 制 已知：                           由制的热化学方程式为 。 【答案】（1） （2）①. -497 ②. A （3）①. -559.6 ②. 熵增 （4） 【解析】（1）根据盖斯定律，，故； （2）根据盖斯定律，目标反应 ① 可以由3×反应③ + 反应④得到，因此。 反应①是放热、气体分子数减少的反应，低温有利于放热反应平衡正向移动，高压有利于气体分子数减少的反应平衡正向移动，因此选低温高压A。 （3）根据盖斯定律，将已知反应依次命名为反应Ⅱ和反应Ⅲ。目标反应Ⅰ可由2×反应Ⅱ+反应Ⅲ得到，因此 。反应Ⅰ中，气体分子数由4增加到6，体系混乱度增大，属于熵增反应。 （4）已知： 反应Ⅰ：         反应Ⅱ：                  将Ⅰ×2+Ⅱ×2得：，所以由H2S制SO2的热化学方程式为。 【考点速通】 应用盖斯定律计算ΔH的方法： Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 计算C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。 方法一——虚拟路径法：反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如图： ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，则ΔH3＝－110.5 kJ·mol－1。 方法二——加合法：依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数，调整已知方程式，最终加合成目标方程式，ΔH同时作出相应的调整和运算。 ①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3； ②将已知热化学方程式Ⅰ－Ⅱ，可得目标热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，则ΔH3＝－110.5 kJ·mol－1。 ◆微考点03 反应热大小的比较与判断 【高考典例】 （2025·浙江·高考真题）下列反应均能自发进行，相关判断不正确的是 H2SO4(l) + Fe(OH)2(s) == FeSO4(s) + 2H2O(l) △H1 H2SO4(l) + 2NaOH(s) == Na2SO4(s) + 2H2O(l) △H1 H2SO4(l) + Na2O(s) == Na2SO4(s) + H2O(l) △H3 SO3(g) + Na2O(s) == Na2SO4(s) △H4 SO3(g) + H2O(l) == H2SO4(l) △H5 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】将五个方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。A．酸碱中和反应为放热反应，难溶于水而氢氧化钠易溶于水，已知反应① ，② ，则反应①放出的热量小于反应②，即，故△H1—△H2> 0，A正确；B．已知反应② ，③ ，利用盖斯定律将反应③-反应②得到，该反应为放热反应，则该反应的，即，B正确；C．已知反应⑤(化合反应)为放热反应，即，利用盖斯定律，将反应④-反应③得到反应⑤，即，，C错误；D．已知反应③为放热反应，，结合C项解析知：，则，D正确；选C。 【考点速通】 （1）“四看法”比较反应热(ΔH)的大小： 一看能量变化 看是吸热反应还是放热反应，吸热反应的ΔH＞0，放热反应的ΔH＜0，且吸热反应的ΔH大于放热反应的ΔH 二看物质状态 等量的同一物质，处于气态、液态和固态时，所具有的能量依次减小。比较ΔH大小时，要考虑物质状态的影响 三看反应程度 对于同一反应物，反应进行的程度不同，ΔH不同（可逆反应不能进行完全） 四看反应关系 对于不同的反应，若含有相同的反应物或生成物，可结合质量守恒定量和盖斯定律分析ΔH的大小 （2）反应热的大小比较策略 ①在比较反应热(ΔH)的大小时，要带上符号比较。 ②同一物质，不同聚集状态时具有的能量不同，相同量的某物质的能量关系： E(物质R，g)＞E(物质R，l)＞E(物质R，s)。 ③同一化学反应，反应物的用量越多，｜ΔH｜越大。对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论数值。 ④等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多，则完全燃烧的ΔH较小。 ◆微考点04 化学反应能量、能垒图像分析 【高考典例】 （2026·江西·高考真题）／ZSM-5是一种降解含氰废气的催化剂，其原理是/和/氧化还原循环协同作用，反应路径如图（TS代表过渡态，*代表吸附态）。下列说法正确的是 A. 通入HCl会降低催化活性，因为生成了 B. CN键初始氢化所需要克服的能垒为-1.75 eV C. TS-2所属的基元反应为决速步骤 D. 物种①为 【答案】D 【解析】A．通入HCl时，Cl-会与催化剂中的Cu+生成难溶的CuCl，使催化剂活性位点减少，并非生成了CuCl2，A错误； B．能垒为过渡态与前一中间体的自由能差值，恒为正值，CN键初始氢化对应TS-1，能垒为，B错误； C．决速步骤为反应过程中能垒最大的基元反应，经计算TS-1、TS-2、TS-3对应的能垒分别为1.82 eV、1.25 eV、0.83 eV，TS-1所属基元反应为决速步骤，C错误； D．根据反应前后原子守恒，①是与反应得到的中间体，后续生成，故物种①为，D正确； 故选D。 【考点速通】 （1）化学反应能量、能垒图像分析方法：紧扣“图像要素识别→分步逻辑拆解→原理关联应用”三步法，快速突破图像分析难点，规避高频易错点，适配高考各类设问（选择/非选择）。 第一步，精准识别图像核心要素：先标注横坐标（反应进程）、纵坐标（能量），快速区分过渡态（能量高峰）、中间体（能量低谷），明确能垒=过渡态能量-对应起始态（反应物/中间体）能量，牢记活化能与能垒数值相等。 第二步，分步拆解核心信息：判断反应热（ΔH=生成物总能量-反应物总能量）；确定反应步数（过渡态个数=基元反应数），锁定决速步（能垒最大步骤）；区分催化剂（始参终生，降低能垒不改变ΔH）与中间体（有生有消）。 第三步，关联原理规范答题：定量计算时，紧扣能垒、ΔH核心公式，标注数据来源；定性分析时，结合速率、平衡规律，规范表述决速步、催化剂作用等，避免混淆过渡态与中间体、误算能垒等易错点，确保答题逻辑连贯、精准。 （2）能量变化能垒图的突破策略 通览全图，理清坐标含义 能量变化能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能 细看变化，分析各段反应 仔细观察曲线的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量降低的为放热 综合分析，作出合理判断 综合整合各项信息，紧扣题目要求，作出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，不改变反应的反应热，也不会改变反应物的转化率 ◆微考点05 反应条件对产物选择性的影响分析 【高考典例】 （2026·广东·高考真题）物质可同时转化为它的同分异构体和，其反应过程的能量变化如图a，某温度下，测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b，则 A. 时，体系中物质的质量： B. 图b中数据满足关系： C. 体系中，反应A(g)C(g)先达到平衡 D. 体系平衡后，升高温度，B的体积分数增加 【答案】B 【解析】由题图a可知，生成C的活化能小，则反应速率快；相同质量B具有的能量比C低，B相对稳定，则反应足够时间，生成B的量增多，故在题图b中浓度逐渐减小的为A，开始生成速率快的为C，最终生成较多的为B。A．设初始加入A的质量为m0，浓度为c0，A、B、C互为同分异构体，则摩尔质量相同，等质量时物质的量相等，由题图b可知，t1时，B、C的浓度相等，则，恒容容器，则气体体积不变，故可得m(A)+2m(B)=m0，t1时，A的转化率未知，无法确定m(A)与2m(B)的关系，A错误；B．根据A项分析可知，t1时，，根据原子守恒有，t2时，A、B的浓度相等，则，设此时C的浓度为 a，即，可得，由题图b可知t1时C的浓度大于t2时C的浓度，即，，则，B正确；C．A生成B的反应和A生成C的反应是平行反应，应同时达到平衡，C错误；D．根据题图a可知AB的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B的物质的量减小，而总的物质的量不变，故B的体积分数减小，D错误；故选B。 【考点速通】 解答多步反应机理题时，需把握以下要点： （1）活化能越小，反应速率越快，在相同时间内转化率越高； （2）温度升高，平衡向吸热方向移动，通过图像中物质物质的量随温度的变化趋势，可判断反应的热效应；③决速步是活化能最大的一步，决定总反应速率； （3）催化剂不改变平衡状态，但可改变各步反应的相对速率，从而改变决速步。易错点在于混淆活化能与反应热的关系，以及误判温度变化对平衡移动的影响。 ◆微考点06 化学反应与能量变化综合 【高考典例】 （2026·贵州·高考真题）水下推进装置的研究对维护国家海洋权益有积极意义。水冲压发动机是一种新型水下推进装置，通过金属燃料与海水反应产生推力。某科研小组对金属燃料镁与水蒸气高效燃烧过程进行了研究，并模拟计算了其反应机理，所涉反应及变化如下。 Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 已知：①在标准大气压下，MgO的液化温度为3125 K，汽化温度为3873 K。 ② ③模拟计算条件：动力反应装置为绝热系统(物质与热量均不与外界交换)，压强为标准大气压(1 atm)。 回答下列问题： （1）计算： ________。 （2）模拟计算得出镁与水蒸气反应的和随温度的变化关系如图1。温度小于3000 K时，________0(填“＞”“=”或“＜”)。 （3）研究表明，反应中同时存在氢原子解离(路径Ⅰ)和氢原子转移(路径Ⅱ)两条反应路径，如图2。 ①两条反应路径的关系为______(填“＞”“=”或“＜”)。 ②1 atm下，路径Ⅰ和路径Ⅱ都是连续反应： 反应速率方程为，其中是反应速率，是反应速率常数(其数值大小关系为)，是反应物浓度。反应达到平衡前，_____(填“＞”“=”或“＜”)，原因是___________ _____________________________________________________________________________________。 ③某温度下，镁与足量水蒸气在内全部反应，其中通过路径Ⅰ生成的氢气为，则在该时间段内路径Ⅱ的反应速率为_______________。 （4）在3000 K时，若将动力装置反应器出口设置成小口径喷口，反应器可近似为恒容密闭体系，体系压强从1 atm提升至10 atm，则该反应器在单位时间内产生的能量将_________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是______________________________________________。 【答案】（1）（a+b+c） （2）< （3）① = ② ＜ ③ Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大，所以生成HMgOH的反应速率更快，同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小，MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快，由于，，故平衡前c(MgOH)<c(HMgOH) ④. （4）①增大 ②.3000K时，Mg、H2O、H2均为气体，MgO为固体，增大压强平衡正向移动，会放出更多热量，该反应器在单位时间内产生的能量将增大 【解析】（1）根据盖斯定律，将已知反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ相加，消去中间产物MgO(s)、MgO(l)，可得目标反应，故。 （2）已知△G=△H—T△S，由图可知：温度升高时△G增大，△H几乎不变，因此△G对T的斜率为—△S>0，可得△S<0。 （3）① 焓变△H是状态函数，只与反应的始态和终态有关，两条路径的反应物和最终产物完全相同，因此。 ②Mg·OH2反应生成MgOH+H的活化能比生成HMgOH的活化能大，所以生成HMgOH的反应速率更快，同时MgOH+H反应生成MgO+H2的活化能比HMgOH反应生成MgO+H2的活化能小，MgOH+H反应生成MgO+H2的速率更快，由于，，故平衡前c(MgOH)<c(HMgOH) 。 ③mgMg总物质的量为m/24 mol，1molMg对应生成1molH2​，因此总H2物质的量为m/24 mol；路径Ⅰ生成ngH2​，物质的量为n/2 mol，则路径Ⅱ生成H2的物质的量为，故速率。 （4）3000K时，Mg、H2O、H2均为气体，MgO为固体，增大压强平衡正向移动，会放出更多热量，该反应器在单位时间内产生的能量将增大。 【考点速通】 催化反应机理题的解题思路： （1）通览全图，找准一“剂”三“物” 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上。 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物； 生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物； 中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成生成物的是中间体，通过二个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　]”标出 （2）逐项分析得答案：根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。 一、盖斯定律 1．内容 一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，这就是盖斯定律。 2．理解 盖斯定律表明，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 3．应用 根据盖斯定律，可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。 转化关系 反应热间的关系 aAB、AB ΔH1＝aΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 二、反应热的计算 1．ΔH的三种计算式 （1）ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物) （2）ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 ①常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断 分子式 Cl2 O2 N2 H2O H2O2 CO2 结构式 Cl－Cl O＝O N≡N H－O－H H-O-O-H O＝C＝O 分子式 HCN NH3 CH4 C2H4 C2H6 N2H4 结构式 H－C≡N ②信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数 物质 硫化磷 雄黄（As4S4） P4O10 S8单质 N4分子 P4O6 结构 键数 12个P-S键 2个P＝S键 2个As-As键 8个S-As键 4个P＝O键 12个P－O键 8个S－S键 6个N－N键 12个P－O键 ③特殊物质：选修物质结构内容 物质/mol 白磷 金刚石 晶体硅 SiO2 石墨 结构 键数/mol 6 2 2 4 1.5 （3）ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 2．根据盖斯定律计算反应热 （1）计算步骤： （2）计算方法 （3）ΔH与书写方式的关系： ①正逆反应的△H、K的关系：△H正+△H逆＝0，K正·K逆＝1 ②化学计量数变成n倍，△H变为n倍，K变为n次方倍 ③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2 ④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝ ⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝ （4）常用关系式： 热化学方程式 焓变之间的关系 aA===B　ΔH1 A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2 aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 3．反应热大小比较及判断 （1）根据反应物的量的大小关系比较反应焓变大小： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 （2）根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小： ③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3 ④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH4 反应④中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH3|<|ΔH4|，但ΔH3<0，ΔH4<0，故ΔH3>ΔH4。 （3）根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小： ⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH5 ⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH6 方法一：图像法： 由图像可知：|ΔH5|>|ΔH6|，但ΔH5<0，ΔH6<0，故ΔH5<ΔH6。 方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式 由⑤－⑥可得S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH5－ΔH6<0，故ΔH5<ΔH6。 （4）根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小： ⑦2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH7 ⑧2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH8 由⑦－⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH7－ΔH8，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，则有ΔH7<ΔH8。 三、反应历程、过渡态、能垒图像的分析与应用 1．模型及构成 （1）模型：以HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－0.16NA eV·mol－1为例。 （2）构成： ①横坐标为反应进程，纵坐标为反应进程中体系能量变化； ②能垒：反应进行过程中，能量最高的点，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。如图所示，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*＋H*==CO2＋2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 ③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）； ④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 （1）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）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），反应速率最慢，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）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）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，反应速率越快，产物占比越高。 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），催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 3．特征解析 （1）催化剂（反应前后质量、化学性质不变，参与循环）、中间体（生成后又消耗，不最终存在）、过渡态（反应中间的高能不稳定状态，能垒图中峰值）。 （2）活化能（能垒）越高，反应速率越慢；决速步是能垒最大的基元反应，决定总反应速率；总反应活化能由决速步决定。 （3）总反应吸放热由反应物与产物的相对能量决定（反应物能量＞产物，放热；反之吸热）；过渡态能量高于中间体，中间体能量介于反应物与过渡态之间。 （4）基元反应单步完成，遵循“化学键断裂与形成同步”，可通过机理图判断电子转移、原子迁移路径。 （5）催化剂不改变总反应的焓变，只降低活化能、改变反应路径；温度、催化剂种类会影响反应选择性（不同路径生成不同产物）。 4．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）。 5．突破策略 （1）筑牢基础，精准辨析：牢记图像核心要素，用“高峰过渡态、低谷中间体”口诀快速区分；整理催化剂与中间体的判断模板，结合简单图像强化记忆，杜绝基础混淆。 （2）规范计算，规避疏漏：明确“能垒=过渡态能量-起始态能量”、“ΔH=生成物总能量-反应物总能量”核心公式，标注每步计算的能量来源；专项训练定量计算，重点标注易错步骤，形成计算规范。 （3）强化综合，关联迁移：结合高考真题，专项训练多路径、工业催化情境图像，练习“能垒分析→速率判断→条件推导”的逻辑链条；总结反常情境的解题思路，实现原理与情境的灵活衔接。 （4）错题复盘，精准提分：整理高频易错点，标注错误原因（如混淆概念、计算失误）；定期复盘真题和培优题，提炼解题模板，实现同类题型不再失分，稳步突破培优瓶颈。 1．（2026·山东青岛·二模）下列热化学方程式中的大小或含义表示正确的是 A．   B．   C．  (燃烧热) D．  (燃烧热) 【答案】C 【解析】该反应除生成2 mol H2O外，还有BaSO4沉淀生成，生成沉淀的过程也会放出热量，因此反应放出的总热量大于114.6 kJ，ΔH<-114.6 kJ·mol-1，A错误；浓硫酸溶于水会额外释放热量，因此生成1 mol H2O时反应放出的总热量大于57.3 kJ，ΔH<-57.3 kJ·mol-1，B错误；燃烧热指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时对应的反应热，该反应中1 mol CH4完全燃烧生成稳定的CO2(g)和H2O(l)，ΔH符合燃烧热的定义，C正确；燃烧热要求可燃物为1 mol，且氢元素的稳定氧化物为液态水，该反应中H2的物质的量为2 mol，且生成物为气态H2O，不符合燃烧热的概念，D错误；故选C。 2.（2026·浙江杭州·一模）氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法不正确的是 A．已知HF气体溶于水放热，则HF的 B．相同条件下，HCl的比HBr的大 C．相同条件下，HCl的比HI的大 D．一定条件下，气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量，则该条件下 【答案】C 【解析】已知HF气体溶于水放热即 ，则 ，A项正确；由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下，HCl的比HBr的大，B项正确；代表的焓变，其大小与氢卤酸的种类无关，C项错误；一定条件下，气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量，则断开1 mol H-X键形成气态原子吸收a kJ能量，则，D项正确；故选C。 3．（2026·陕西西安·模拟预测）下列说法正确的是 A．反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)  ΔH=-a kJ/mol，在密闭容器中投入1 mol NH3和1 mol O2，2 min后NO增加了0.4 mol，则反应放出的热量值等于0.1a kJ B．500℃、30MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH=-38.6 kJ/mol C．3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=-890 kJ D．已知反应a：(aq)+ (aq)=N2(g)+2H2O(l)  ΔH5，且存在如上图关系，则ΔH5=-ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4 【答案】A 【解析】热化学方程式中ΔH=−a kJ/mol表示4 mol NH3完全反应放出a kJ热量，题目中2 min后生成0.4 mol NO，说明已有0.4 mol NH3发生反应，按比例计算得反应放出热量为，A正确；是可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应，放热19.3 kJ时，1 mol N2完全反应放热大于38.6 kJ，故，B错误；焓变的单位为，选项中单位错误，C错误；根据盖斯定律，正确表达式是，D错误；故选A。 4.（2026·重庆·三模）化学兴趣小组探究Na2CO3固体溶解过程中的能量变化，设计如下过程： 已知：Na2CO3存在多种水合物Na2CO3·xH2O(x=1，7，10)。 下列说法正确的是 A． B．利用图乙装置可直接测定、和 C．碳酸钠溶液呈碱性，搅拌器可以用铜质搅拌器 D．，且 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，过程iii-过程ii可得过程i，则 -= ，A正确；图乙的量热计可以用来测量物质溶解于水时的热量变化。因此，可以直接测定十水合碳酸钠的溶解热和无水碳酸钠的溶解热，但是是固态无水碳酸钠与液态水反应生成固态十水合物的焓变，这个过程不是简单的溶解，很难在量热计中直接进行并准确测量。通常 是通过盖斯定律计算得出的，而不是直接测量，B错误；铜为热的良导体，使用铜质搅拌器易导致热量散失，增大测定误差，C错误；根据盖斯定律， 。因为 ，所以，然而，是将固态离子晶体拆分为气态离子的过程，需要吸收大量能量，是吸热过程，所以，是气态离子与水结合形成水合离子的过程，会放出大量能量，是放热过程，所以，因此 ，D错误；故选A。 5．（2026·吉林长春·模拟预测）已知： 2X(g) + Y(g)⥫⥬2Z(g)的反应历程分两步： 第一步：2X(g) ⥫⥬A(g) △H1< Ea1 第二步：A(g) + Y(g)⥫⥬2Z(g) △H2 < Ea2 在固定容积的容器中充入一定量和发生上述反应，相同时间内测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化如图所示。已知：在图示温度范围内，反应的焓变和熵变几乎不变。下列说法中错误的是 A． B．加入合适的催化剂，可将第一步反应变成决速步骤 C．加入催化剂后重复上述实验，所得图像的变化趋势一定发生变化 D．达到平衡后，若其他条件不变，再充入变大 【答案】D 【解析】由图像可知，第一步反应的反应速率更快，所以，升高温度后增加，减小，说明温度升高到一定程度，两个反应均逆向移动，且第二个反应逆向移动的程度更大，故，A正确；选择反应2的合适的催化剂，可降低反应2的活化能，当反应2的活化能小于反应1时，反应1就变成决速步骤，B正确；催化剂能加快反应速率，在相同时间内，反应进行的程度更大，生成物Z的量达到峰值对应的温度会降低，故图像趋势会发生变化，C正确；反应中生成物只有一种物质，达平衡后，若其他条件不变，再充入Z，在作用效果上相当于增大压强，加压平衡正向移动，因此小，D错误；故选D。 6．（2026·黑龙江辽宁·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．对于生成Y的反应，浓作脱水剂 C．由苯得到M时，苯中的大π键没有变化 D．X、Y均为苯的取代产物 【答案】A 【解析】A．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，A正确；B．根据图示可知：对于生成Y的反应，反应物有硫酸，硫酸参加了化学反应，反应后又生成了硫酸，浓H2SO4作催化剂，B错误；C．M的六元环中与-NO2相连的C为sp3杂化，而作为原料的苯，苯环上的碳原子为sp2杂化，故反应过程中，碳原子的杂化方式发生了变化，苯中的大π键发生了变化，C错误；D．产物Ⅰ是打开双键生成的，故X是加成产物；产物Ⅱ生成了小分子硫酸，故产物Y是取代产物，D错误；故选A。 7.（2026·北京石景山·一模）某同学测量的焓变。查阅资料：配制溶液时需要加入酸。实验方案：测量的焓变；测量的焓变；通过盖斯定律计算。测量的实验结果如下表(忽略温度对焓变的影响和溶液体积与密度的变化)。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 溶液 1.20 g铁粉 a b ⅱ 溶液 0.56 g铁粉 a c 已知：Ⅰ．可通过测量反应前后体系的温度变化，用公式计算某些反应的反应热(水的稀溶液中，C和分别取和)。Ⅱ．实验ⅰ、ⅱ均未发现气泡。下列说法不正确的是 A．因为伴有副反应，无法直接测量 B． C． D． 【答案】D 【解析】配制Fe2(SO4)3溶液时需要加入酸抑制Fe3+水解，Fe会与H+发生副反应，因此无法直接测量，A正确，不符合题意；根据盖斯定律将与对应的热化学方程式相加，可得目标反应，故，B正确，不符合题意；实验ⅰ中，铁粉1.2 g计算得到物质的量大于0.02 mol，故铁粉过量，CuSO4完全反应，该反应放出的热量，，C正确，不符合题意；实验ⅱ中，铁粉0.56 g计算得到物质的量为0.01 mol，故铁粉不足，反应的CuSO4物质的量为0.01 mol，计算得，D错误，符合题意；故选D。 8.（2026·北京·模拟预测）水煤气变换反应的原理为 。催化过程中，部分反应过程的能量变化如下图所示。 已知：若催化剂活性位点被占据，则催化循环受阻，催化活性下降。 下列说法不正确的是 A．水煤气变换反应中，反应物的键能总和小于产物的键能总和 B．状态Ⅳ→Ⅴ能量升高，是由于形成了H-H键 C．状态Ⅴ中CO2和H2从催化剂表面解吸附，空出活性位点，促进催化循环 D．高温下CO的转化率下降，可能与催化剂的催化活性下降有关 【答案】B 【解析】反应焓变反应物键能总和生成物键能总和，该反应，因此反应物的键能总和小于产物的键能总和，A正确；形成键会释放能量，会使体系能量降低，而图中状态Ⅳ→Ⅴ能量升高，因此该能量升高不是由于形成了H-H键，B错误；和从催化剂表面解吸附后可空出活性位点，利于后续反应物吸附，促进催化循环，C正确；该反应为放热反应，高温下平衡逆向移动，同时高温可能导致催化剂活性下降，均会使转化率下降，D正确；故选B。 9．（2026·北京·二模）氢能是一种重要的清洁能源，由可以制得。在催化剂作用下，单个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。下列叙述正确的是 A．HCOOH催化释放氢的过程中有极性键和非极性键的断裂 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．键长：，在催化剂表面解离键比解离键更容易 D．HCOOH催化释氢的热化学方程式为   【答案】B 【解析】A．在催化剂作用下，甲酸分解生成氢气和二氧化碳，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，不存在非极性键的断裂，A错误；B．其他条件不变，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，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，物质Ⅲ到Ⅳ的是解离C-H键，解离O-H键的活化能小于解离C-H键的活化能，所以解离C-H键比解离O-H更困难，C错误；D．图2表示1个HCOOH分子生成CO2(g)和H2(g)时放出能量0.45 eV，而热化学方程式中△H为1 mol反应的热量变化，D错误；故答案选B。 10．（2025·贵州遵义·模拟预测）苯乙烯是一种重要的化工原料，工业上常采用乙苯为原料制得。利用“乙苯直接脱氢”制备苯乙烯的原理为。近期研究表明，该反应在催化剂表面分步进行，其反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用*标注，吸附物种可能发生副反应）。 由图示信息可知，下列说法错误的是 A．该反应历程（过渡态1和2中）的决速步骤反应方程式为 B．转化为的过程中可能伴随键的初步形成 C．在反应中仅参与生成，不参与其他副反应 D．乙苯裂解产生碳覆盖在催化剂表面使其中毒，在原料气中通入水蒸气可消除积碳 【答案】C 【解析】A．该反应历程中（过渡态1和过渡态2中）的活化能在两步反应中最大，则该步骤为决速步骤，A正确；B．从转化为过程中，反应物中为单键连接，产物中的两个C原子之间电子云密度升高，可能形成部分双键特征（π键的初步形成），该过程伴随H原子的脱离，为后续形成完整π键（苯乙烯中的C==C键）做准备，B正确；C．H*是吸附在催化剂表面的中间体，H*可能攻击C—C键导致氢解，生成甲烷、乙烷、苯、甲苯等副产物，因此H*会参与到副反应中，C错误；D．乙苯深度脱氢会生成固态碳，沉积的碳会堵塞催化剂的孔道、覆盖其活性位点，导致催化剂无法与乙苯接触，最终“中毒”失活；水蒸气在此过程中作为“除碳剂”，通过与积碳发生气化反应，将固态碳转化为可随气流带走的气态物质，具体反应为，D正确；故答案选C。 11．（2026·北京顺义·一模）我国科学家制备出一种铜基催化剂用于催化甲醇水蒸气重整制氢，主要反应过程如下(和未画出)。 已知；Cu基催化剂中的和为催化活性位点；只参与上的反应。 下列说法不正确的是 A．过程Ⅱ→Ⅲ是催化甲醇水蒸气重整制氢的决速步骤 B．在位点发生的总反应为 C．位点上的反应中，参与反应的与最终生成的的物质的量之比为1：2 D．Ⅰ→Ⅶ反应过程中，有四个过程均存在键的断裂与键的形成 【答案】D 【解析】A．决速步骤是反应历程中活化能（能垒）最高的步骤，根据图可知过程Ⅱ→Ⅲ的能垒变化最大（即活化能最高），因此过程Ⅱ→Ⅲ是决速步骤，故A正确；B．观察图中Cu0位点反应，可以看出Cu0位点的反应物为CH3OH，生成物为CH2O和H2，总反应为，故B正确；C．由图可知，H2O只参与Cu+上的反应，在Cu+位点上，CH2O与H2O反应生成CO2和H2，总反应为CH2O+H2O=CO2+2H2，参与反应的CH2O与最终生成H2的物质的量之比为1:2，故C正确；D．Ⅰ→Ⅶ的反应过程中，Ⅰ→Ⅱ未发生化学键断裂或形成，Ⅱ→Ⅲ发生CH3OH中C-H键（σ键）断裂，生成CH2O（含C=O双键，包含π键）和H2，此过程存在σ键断裂和π键形成，Ⅲ→Ⅳ未发生化学键变化，Ⅳ→Ⅴ未发生化学键变化，Ⅴ→Ⅵ发生H2O中O-H键（σ键）断裂，形成π键，Ⅵ→Ⅶ同时存在σ键断裂和π键形成，根据上述分析可以看出仅Ⅱ→Ⅲ、Ⅴ→Ⅵ、Ⅵ→Ⅶ共3个过程存在σ键断裂和π键形成，不存在四个符合要求的过程，故D错误；故答案选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 ◆高频考点 ①书写热化学方程式：根据盖斯定律计算反应热，根据已知热化学方程式，完整写出目标热化学方程式； ②决速步与活化能分析：通过能垒图找出最大能垒步骤，确定决速步，比较活化能大小。 ③反应热大小比较：结合反应的自发性剂反应热的计算，根据已知热化学方程式，判断反应热的大小或反应热之间的关系。 ④反应选择性与路径比较：联系工业生产实际，对比不同催化路径，融合化学反应速率和化学平衡，解释温度、压强（气体）、催化剂对产物选择性的影响。 ⑤机理与能垒图像分析：化学反应机理与能垒图分析，侧重图像数据解读，化学核心原理应用，主要类型有能量-反应进程图（能垒图）、循环反应机理图、催化循环示意图等。 ◆命题特点 常以催化剂研发、绿色化学、光/电催化、酶催化、碳中和、氢能转化等前沿热点为背景，给出有关热化学方程式，结合盖斯定律计算反应热、比较反应热大小、书写目标热化学方程式等；设置能垒图分析与机理推断的综合问题，能垒图像以多步能垒曲线、循环机理图为主，结合工业生产、环境治理、能源转化、生物化学等真实情境，要求学生从图像中提取关键信息，判断反应类型、分析反应路径、比较反应速率、计算焓变与活化能等。考点集中在判断吸热或放热、决速步骤、总反应方程式、反应路径选择性。突出考查“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的核心素养，以及从复杂信息中建构反应模型、运用化学反应原理解决问题的能力。2027 年可能将更突出多路径竞争、双功能催化、光 / 电协同机理；能垒图趋向多步耦合、绝热体系、相对能量标注；强化决速步判断、中间体稳定性、路径选择性解释等。 ◆微考点01 盖斯定律及应用 【高考典例】 （2026·江西·高考真题节选）/CaO热化学储能体系可作为化学热泵，具有储能密度高、储／释能速度快等优点。其化学反应与能量关系图如下： 回答下列问题： （1）________。 （2）同等条件下，表面自由能G（块状）________G（粉末）（填“>”“=”或“<”）。 【考点速通】 利用盖斯定律求反应热的步骤: 第一步：根据待求解的热化学方程式中的_________________________找出可用的已知热化学方程式； 第二步：根据待求解的热化学方程式，找出_________在已知方程式中的位置，调整可用热化学方程式的方向，同时调整ΔH的符号，“同侧_______，异侧_______”； 第三步：根据待求解的热化学方程式的化学计量数确定已知方程式的_______，即缩小或扩大相应的倍数，同时调整ΔH的值； 第四步：将调整好的热化学方程式和ΔH分别进行_______。确定目标反应的焓变ΔH。 ◆微考点02 有关反应热的计算及书写 【高考典例】 （1）（2026·广东·高考真题节选）硫、氯单质及其化合物在科研和生产中均具有重要作用。我国科学家在深海发现化能合成生物群落，硫化物的氧化可为生物活动提供能量。 则___________(用和表示)。 （2）（2026·黑吉辽·高考真题节选）低碳烯烃（烯）用途广泛，可由合成气（）经费托反应催化直接合成。合成丙烯的费托反应主要为： ①　 ②　 ③　 ④　 则______，基于化学平衡分析，合成丙烯的条件应为______（填标号）。 A．低温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．高温高压 （3）（2026·湖北·高考真题节选）将与废弃的太阳能面板材料进行球磨反应，制备高纯度，反应如下： 反应Ⅰ： 已知一定温度下，反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题：反应Ⅰ的________，属于________（填“熵增”或“熵减”）反应。 （4）（2025·北京·高考真题节选）利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。 已知： 物质 、 制 已知：                           由制的热化学方程式为 。 【考点速通】 应用盖斯定律计算ΔH的方法： Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 计算C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。 方法一——虚拟路径法：反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如图： ΔH1＝________________，则ΔH3＝－110.5 kJ·mol－1。 方法二——加合法：依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数，调整已知方程式，最终加合成目标方程式，ΔH同时作出相应的______________。 ①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3； ②将已知热化学方程式Ⅰ－Ⅱ，可得目标热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，则ΔH3＝－110.5 kJ·mol－1。 ◆微考点03 反应热大小的比较与判断 【高考典例】 （2025·浙江·高考真题）下列反应均能自发进行，相关判断不正确的是 H2SO4(l) + Fe(OH)2(s) == FeSO4(s) + 2H2O(l) △H1 H2SO4(l) + 2NaOH(s) == Na2SO4(s) + 2H2O(l) △H1 H2SO4(l) + Na2O(s) == Na2SO4(s) + H2O(l) △H3 SO3(g) + Na2O(s) == Na2SO4(s) △H4 SO3(g) + H2O(l) == H2SO4(l) △H5 A． B． C． D． 【考点速通】 （1）“四看法”比较反应热(ΔH)的大小： 一看能量变化 看是吸热反应还是放热反应，吸热反应的ΔH____0，放热反应的ΔH____0，且吸热反应的ΔH____于放热反应的ΔH 二看物质状态 等量的同一物质，处于气态、液态和固态时，所具有的能量依次____。比较ΔH大小时，要考虑物质状态的影响 三看反应程度 对于同一反应物，反应进行的程度不同，ΔH_____（可逆反应不能进行完全） 四看反应关系 对于不同的反应，若含有相同的反应物或生成物，可结合_____守恒定量和盖斯定律分析ΔH的大小 （2）反应热的大小比较策略 ①在比较反应热(ΔH)的大小时，要带上_____比较。 ②同一物质，不同聚集状态时具有的能量不同，相同量的某物质的能量关系： E(物质R，g)_____E(物质R，l)_____E(物质R，s)。 ③同一化学反应，反应物的用量越多，｜ΔH｜_____。对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于_____数值。 ④等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量_____，则完全燃烧的ΔH较_____。 ◆微考点04 化学反应能量、能垒图像分析 【高考典例】 （2026·江西·高考真题）／ZSM-5是一种降解含氰废气的催化剂，其原理是/和/氧化还原循环协同作用，反应路径如图（TS代表过渡态，*代表吸附态）。下列说法正确的是 A. 通入HCl会降低催化活性，因为生成了 B. CN键初始氢化所需要克服的能垒为-1.75 eV C. TS-2所属的基元反应为决速步骤 D. 物种①为 【考点速通】 （1）化学反应能量、能垒图像分析方法：紧扣“图像要素识别→分步逻辑拆解→原理关联应用”三步法，快速突破图像分析难点，规避高频易错点，适配高考各类设问（选择/非选择）。 第一步，精准识别图像核心要素：先标注横坐标（_________）、纵坐标（_____），快速区分过渡态（能量_____）、中间体（能量_____），明确能垒=过渡态能量-对应起始态（反应物/中间体）能量，牢记活化能与能垒数值_____。 第二步，分步拆解核心信息：判断反应热（ΔH=_____总能量-_____总能量）；确定反应步数（过渡态个数_____基元反应数），锁定决速步（能垒_____步骤）；区分催化剂（始参终生，降低能垒不改变ΔH）与中间体（有生有消）。 第三步，关联原理规范答题：定量计算时，紧扣能垒、ΔH核心公式，标注数据来源；定性分析时，结合速率、平衡规律，规范表述决速步、催化剂作用等，避免混淆过渡态与中间体、误算能垒等易错点，确保答题逻辑连贯、精准。 （2）能量变化能垒图的突破策略 通览全图，理清坐标含义 能量变化能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的_____能垒即该反应的活化能 细看变化，分析各段反应 仔细观察曲线的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为_____热，能量降低的为_____热 综合分析，作出合理判断 综合整合各项信息，紧扣题目要求，作出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，不改变反应的反应热，也_____改变反应物的转化率 ◆微考点05 反应条件对产物选择性的影响分析 【高考典例】 （2026·广东·高考真题）物质可同时转化为它的同分异构体和，其反应过程的能量变化如图a，某温度下，测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b，则 A. 时，体系中物质的质量： B. 图b中数据满足关系： C. 体系中，反应A(g)C(g)先达到平衡 D. 体系平衡后，升高温度，B的体积分数增加 【考点速通】 解答多步反应机理题时，需把握以下要点： （1）活化能越小，反应速率_____，在相同时间内转化率_____； （2）温度升高，平衡向吸热方向移动，通过图像中物质物质的量随温度的变化趋势，可判断反应的热效应；③决速步是活化能最大的一步，决定总反应_____； （3）催化剂不改变平衡状态，但可改变各步反应的相对_____，从而改变决速步。易错点在于混淆活化能与反应热的关系，以及误判温度变化对平衡移动的影响。 ◆微考点06 化学反应与能量变化综合 【高考典例】 （2026·贵州·高考真题）水下推进装置的研究对维护国家海洋权益有积极意义。水冲压发动机是一种新型水下推进装置，通过金属燃料与海水反应产生推力。某科研小组对金属燃料镁与水蒸气高效燃烧过程进行了研究，并模拟计算了其反应机理，所涉反应及变化如下。 Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 已知：①在标准大气压下，MgO的液化温度为3125 K，汽化温度为3873 K。 ② ③模拟计算条件：动力反应装置为绝热系统(物质与热量均不与外界交换)，压强为标准大气压(1 atm)。 回答下列问题： （1）计算： ________。 （2）模拟计算得出镁与水蒸气反应的和随温度的变化关系如图1。温度小于3000 K时，________0(填“＞”“=”或“＜”)。 （3）研究表明，反应中同时存在氢原子解离(路径Ⅰ)和氢原子转移(路径Ⅱ)两条反应路径，如图2。 ①两条反应路径的关系为______(填“＞”“=”或“＜”)。 ②1 atm下，路径Ⅰ和路径Ⅱ都是连续反应： 反应速率方程为，其中是反应速率，是反应速率常数(其数值大小关系为)，是反应物浓度。反应达到平衡前，_____(填“＞”“=”或“＜”)，原因是___________ _____________________________________________________________________________________。 ③某温度下，镁与足量水蒸气在内全部反应，其中通过路径Ⅰ生成的氢气为，则在该时间段内路径Ⅱ的反应速率为_______________。 （4）在3000 K时，若将动力装置反应器出口设置成小口径喷口，反应器可近似为恒容密闭体系，体系压强从1 atm提升至10 atm，则该反应器在单位时间内产生的能量将_________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是______________________________________________。 【考点速通】 催化反应机理题的解题思路： （1）通览全图，找准一“剂”三“物” 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上。 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物； 生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物； 中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成生成物的是中间体，通过二个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　]”标出 （2）逐项分析得答案：根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。 一、盖斯定律 1．内容 一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是_____的，这就是盖斯定律。 2．理解 盖斯定律表明，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的_____和_____有关，而与反应进行的_____无关。则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝______________________。 3．应用 根据盖斯定律，可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。 转化关系 反应热间的关系 aAB、AB ΔH1＝_____ ΔH1＝_____ ΔH＝_______________ 二、反应热的计算 1．ΔH的三种计算式 （1）ΔH＝_____总能量－_____总能量＝H(生成物)－H(反应物) （2）ΔH＝_____总键能之和－_____总键能之和 ①常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断 分子式 Cl2 O2 N2 H2O H2O2 CO2 结构式 Cl－Cl O＝O N≡N H－O－H H-O-O-H O＝C＝O 分子式 HCN NH3 CH4 C2H4 C2H6 N2H4 结构式 H－C≡N ②信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数 物质 硫化磷 雄黄（As4S4） P4O10 S8单质 N4分子 P4O6 结构 键数 12个P-S键 2个P＝S键 2个As-As键 8个S-As键 4个P＝O键 12个P－O键 8个S－S键 6个N－N键 12个P－O键 ③特殊物质：选修物质结构内容 物质/mol 白磷 金刚石 晶体硅 SiO2 石墨 结构 键数/mol 6 2 2 4 1.5 （3）ΔH＝___________，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 2．根据盖斯定律计算反应热 （1）计算步骤： （2）计算方法 （3）ΔH与书写方式的关系： ①正逆反应的△H、K的关系：△H正+△H逆＝_____，K正·K逆＝_____ ②化学计量数变成n倍，△H变为n倍，K变为_____倍 ③反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝__________ ④反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝_________ ⑤反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝__________ （4）常用关系式： 热化学方程式 焓变之间的关系 aA===B　ΔH1 A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2 aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 3．反应热大小比较及判断 （1）根据反应物的量的大小关系比较反应焓变大小： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热_____，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 （2）根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小： ③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3 ④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH4 反应④中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH3|<|ΔH4|，但ΔH3<0，ΔH4<0，故ΔH3>ΔH4。 （3）根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小： ⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH5 ⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH6 方法一：图像法： 由图像可知：|ΔH5|>|ΔH6|，但ΔH5<0，ΔH6<0，故ΔH5_____ΔH6。 方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式 由⑤－⑥可得S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH5－ΔH6<0，故ΔH5_____ΔH6。 （4）根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小： ⑦2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH7 ⑧2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH8 由⑦－⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH7－ΔH8，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，则有ΔH7_____ΔH8。 三、反应历程、过渡态、能垒图像的分析与应用 1．模型及构成 （1）模型：以HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－0.16NA eV·mol－1为例。 （2）构成： ①横坐标为反应进程，纵坐标为反应进程中体系_____变化； ②能垒：反应进行过程中，能量_____的点，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。如图所示，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*＋H*==CO2＋2H*是在_____做催化剂时该历程的决速步骤。 ③标注反应物（HCOOH）、生成物(CO2)、中间体（能量_____，可存在,如HCOOH*、HCOO*、H*）、过渡态（能量_____，反应中间状态，不可分离）； ④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_________。 2．分步拆解 （1）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_____，中间体为基元反应间的产物。 （2）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_____），反应速率最慢，其速率_____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_____。 （3）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_____，不改变_____、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_____步骤，无始无终。 （4）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_____发生，反应速率_____，产物占比_____。 ②催化剂选择性：不同催化剂对应_____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_____），催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果_____。 3．特征解析 （1）催化剂（反应前后质量、化学性质不变，参与循环）、中间体（生成后又消耗，_____最终存在）、过渡态（反应中间的_____能不稳定状态，能垒图中_____值）。 （2）活化能（能垒）越高，反应速率_____；决速步是能垒_____的基元反应，决定总反应速率；总反应活化能由_____步决定。 （3）总反应吸放热由反应物与产物的__________决定（反应物能量＞产物，放热；反之吸热）；过渡态能量_____中间体，中间体能量介于反应物与过渡态之间。 （4）基元反应___步完成，遵循“化学键断裂与形成同步”，可通过机理图判断电子转移、原子迁移路径。 （5）催化剂_____总反应的焓变，只_____活化能、改变反应路径；温度、催化剂种类会影响反应选择性（不同路径生成不同产物）。 4．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）。 5．突破策略 （1）筑牢基础，精准辨析：牢记图像核心要素，用“高峰过渡态、低谷中间体”口诀快速区分；整理催化剂与中间体的判断模板，结合简单图像强化记忆，杜绝基础混淆。 （2）规范计算，规避疏漏：明确“能垒=________能量-_______能量”、“ΔH=_____总能量-_____总能量”核心公式，标注每步计算的能量来源；专项训练定量计算，重点标注易错步骤，形成计算规范。 （3）强化综合，关联迁移：结合高考真题，专项训练多路径、工业催化情境图像，练习“能垒分析→速率判断→条件推导”的逻辑链条；总结反常情境的解题思路，实现原理与情境的灵活衔接。 （4）错题复盘，精准提分：整理高频易错点，标注错误原因（如混淆概念、计算失误）；定期复盘真题和培优题，提炼解题模板，实现同类题型不再失分，稳步突破培优瓶颈。 1．（2026·山东青岛·二模）下列热化学方程式中的大小或含义表示正确的是 A．   B．   C．  (燃烧热) D．  (燃烧热) 2.（2026·浙江杭州·一模）氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法不正确的是 A．已知HF气体溶于水放热，则HF的 B．相同条件下，HCl的比HBr的大 C．相同条件下，HCl的比HI的大 D．一定条件下，气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量，则该条件下 3．（2026·陕西西安·模拟预测）下列说法正确的是 A．反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)  ΔH=-a kJ/mol，在密闭容器中投入1 mol NH3和1 mol O2，2 min后NO增加了0.4 mol，则反应放出的热量值等于0.1a kJ B．500℃、30MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH=-38.6 kJ/mol C．3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=-890 kJ D．已知反应a：(aq)+ (aq)=N2(g)+2H2O(l)  ΔH5，且存在如上图关系，则ΔH5=-ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4 4.（2026·重庆·三模）化学兴趣小组探究Na2CO3固体溶解过程中的能量变化，设计如下过程： 已知：Na2CO3存在多种水合物Na2CO3·xH2O(x=1，7，10)。 下列说法正确的是 A． B．利用图乙装置可直接测定、和 C．碳酸钠溶液呈碱性，搅拌器可以用铜质搅拌器 D．，且 5．（2026·吉林长春·模拟预测）已知： 2X(g) + Y(g)⥫⥬2Z(g)的反应历程分两步： 第一步：2X(g) ⥫⥬A(g) △H1< Ea1 第二步：A(g) + Y(g)⥫⥬2Z(g) △H2 < Ea2 在固定容积的容器中充入一定量和发生上述反应，相同时间内测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化如图所示。已知：在图示温度范围内，反应的焓变和熵变几乎不变。下列说法中错误的是 A． B．加入合适的催化剂，可将第一步反应变成决速步骤 C．加入催化剂后重复上述实验，所得图像的变化趋势一定发生变化 D．达到平衡后，若其他条件不变，再充入变大 6．（2026·黑龙江辽宁·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．对于生成Y的反应，浓作脱水剂 C．由苯得到M时，苯中的大π键没有变化 D．X、Y均为苯的取代产物 7.（2026·北京石景山·一模）某同学测量的焓变。查阅资料：配制溶液时需要加入酸。实验方案：测量的焓变；测量的焓变；通过盖斯定律计算。测量的实验结果如下表(忽略温度对焓变的影响和溶液体积与密度的变化)。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 溶液 1.20 g铁粉 a b ⅱ 溶液 0.56 g铁粉 a c 已知：Ⅰ．可通过测量反应前后体系的温度变化，用公式计算某些反应的反应热(水的稀溶液中，C和分别取和)。Ⅱ．实验ⅰ、ⅱ均未发现气泡。下列说法不正确的是 A．因为伴有副反应，无法直接测量 B． C． D． 8.（2026·北京·模拟预测）水煤气变换反应的原理为 。催化过程中，部分反应过程的能量变化如下图所示。 已知：若催化剂活性位点被占据，则催化循环受阻，催化活性下降。 下列说法不正确的是 A．水煤气变换反应中，反应物的键能总和小于产物的键能总和 B．状态Ⅳ→Ⅴ能量升高，是由于形成了H-H键 C．状态Ⅴ中CO2和H2从催化剂表面解吸附，空出活性位点，促进催化循环 D．高温下CO的转化率下降，可能与催化剂的催化活性下降有关 9．（2026·北京·二模）氢能是一种重要的清洁能源，由可以制得。在催化剂作用下，单个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。下列叙述正确的是 A．HCOOH催化释放氢的过程中有极性键和非极性键的断裂 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．键长：，在催化剂表面解离键比解离键更容易 D．HCOOH催化释氢的热化学方程式为   10．（2025·贵州遵义·模拟预测）苯乙烯是一种重要的化工原料，工业上常采用乙苯为原料制得。利用“乙苯直接脱氢”制备苯乙烯的原理为。近期研究表明，该反应在催化剂表面分步进行，其反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用*标注，吸附物种可能发生副反应）。 由图示信息可知，下列说法错误的是 A．该反应历程（过渡态1和2中）的决速步骤反应方程式为 B．转化为的过程中可能伴随键的初步形成 C．在反应中仅参与生成，不参与其他副反应 D．乙苯裂解产生碳覆盖在催化剂表面使其中毒，在原料气中通入水蒸气可消除积碳 11．（2026·北京顺义·一模）我国科学家制备出一种铜基催化剂用于催化甲醇水蒸气重整制氢，主要反应过程如下(和未画出)。 已知；Cu基催化剂中的和为催化活性位点；只参与上的反应。 下列说法不正确的是 A．过程Ⅱ→Ⅲ是催化甲醇水蒸气重整制氢的决速步骤 B．在位点发生的总反应为 C．位点上的反应中，参与反应的与最终生成的的物质的量之比为1：2 D．Ⅰ→Ⅶ反应过程中，有四个过程均存在键的断裂与键的形成 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $