拓展微课1 有关反应历程与能量变化的图像分析(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册配套课件（人教版）

拓展微课1 有关反应历程与能量变 化的图像分析 1 ◆ 必备知识 ◆ 典例分析 ◆ 课后习题 2 1.基元反应、过渡态理论及活化能 (1)基元反应：研究发现，大多数化学反应 并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经 过多个反应步骤才能实现。每一步反应都 称为基元反应。 (2)过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰 撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并 且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点 便是过渡态。 必 备 知 识 3 2.多步反应的活化能及与速率的关系 (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，及达到该过渡态所需要的活化能(如 图、 )，而该复合反应的活化能只是由实 验测算的表观值，没有实际物理意义。 (2)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。一个化学反应的速率就取决于 速率最慢的基元反应。 必 备 知 识 4 3.催化剂的催化机理：催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产 物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加 快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。 必 备 知 识 5 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。 必 备 知 识 6 例 [2026·江苏苏州高新区一中高二月考] 的反应历程 如图所示，下列说法正确的是( ) A.该反应决速步骤的活化能为 B.该反应的两步基元反应均为放热反应 C.使用合适的催化剂会使、、 同时减小 D.温度升高，第Ⅰ步反应活化分子百分数增大， 第Ⅱ步反应活化分子百分数减小 √ 典 例 分 析 7 [解析] 决速步骤是活化能最大(反应速率最慢) 的步骤，由反应历程 图可知第Ⅱ步的活化能 大于第Ⅰ步的活化能 ，故决速步骤为第Ⅱ 步，其活化能为 ，A正确； 图中第Ⅰ步反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，第Ⅱ步反 应物总能量高于生成物总能量， 为放热反应，两步并非均为放 热反应，B错误； 典 例 分 析 8 催化剂只能降低各步基元反应的活化能、，而 是总反应的焓 变的绝对值(由最初的反应物总能量和最终产物的总能量的相对大小决 定)，总反应的焓变不受催化剂影响，C错误； 温度升高，分子能量增加，无论吸热还是放热反应，活化分子百分数 均增大，第Ⅰ、Ⅱ步活化分子百 分数均增大，D错误。 典 例 分 析 9 变式1 [2026·辽宁锦州高二月考]与生成 反应的能量变化 如图所示(所有微粒均为气态)。下列说法或表述错误的是( ) 典 例 分 析 10 A.与·Cl生成 的反应经两步完成 B.决速步骤是吸热反应 C.的活化能为 D. √ 典 例 分 析 11 [解析] 由图示可知，中间体为和，与 生成 的反 应经两步完成，A正确； 第一步反应活化能大于第二步反应活化能，则决速步骤是第一步反 应，第一步反应是吸热反应，B正确； 典 例 分 析 12 的活化能为 ，C正 确； ，D错误。 典 例 分 析 13 变式2 [2026·河北保定六校高二期中] (碳酸二甲酯)由于毒性较小， 是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。其一种合成方案的反应历 程如图所示(“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是( ) 典 例 分 析 14 A.该反应为吸热反应 B.生成“过渡态Ⅱ”的过程是该反应的决速步 C.·OH在该反应过程中起催化作用 D.该历程的总反应为 √ 典 例 分 析 15 [解析] 由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，是吸热反 应，故A正确； 由图可知，生成“过渡态Ⅰ”的过程活化能是最大的，是该反应的决速 步骤，故B错误； 由图可知， 在反应前参与反应，反应后生成，起催化剂的作用， 故C正确； 由图可知，该历程的总反应为 ，故D正确。 典 例 分 析 16 ［题后归纳］反应历程与能量图解题策略 典 例 分 析 17 课后习题 18 1.基元反应 的能量变化如图所示。下列说法不正 确的是( ) A.该基元反应 B.过渡态 能量高，不稳定 C.加入催化剂，则小于 D.该基元反应为放热反应 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 19 [解析] 由图知，该基元反应为吸热反应，其 ， A正确，D错误； 能量越高越不稳定，该基元反应中，过渡态 能量高，不稳 定，B正确； 催化剂可以降低活化能，则加入催化剂， 小于 ，C正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 20 2.[2026·河南新乡高二月考]一定条件下，容器内发生反应 ，其能量变化如图所示。 下列说法错误的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 21 A.该反应的决速步骤为 B.该反应的焓变 C.反应物的键能之和小于生成物的键能之和 D.若加入催化剂，可以增大活化分子百分数 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 [解析] 过渡态物质的平均能量与反应物分子平均能量的差值为活 化能，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，该反 应的决速步骤为 ，A正确； 该反应的焓变为 能量与和 的总 能量之间的差值，不是 ，B错误； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 23 由图可知，该反应为放热反应，则反应物的键能之和小于生成物的 键能之和，C正确； 催化剂可以降低反应活化能，使活化分子的数目增加，提高活化分 子百分数，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 24 3.[2026·天津静海一中高二月考]和 是环境污染性气体，可在 表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量 变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 25 A.、 都是反应的催化剂 B.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能 C.使用催化效果更好的催化剂，可降低该反应的焓变 D.由图可得 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 26 [解析] 催化剂在反应前后质量和化学性质不变，参与反应但最终再 生，由图甲物质变化过程可知， 参与反应后又再生，是催化剂； 而 是中间产物(生成后又消耗)，并非催化剂，A错误。 正反应活化能，逆反应活化能 ， 正反应活化能小于逆反应活化能，B错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 27 焓变 由反应物和产物的能量差决定，与催化剂无关，催化剂仅 降低活化能，不改变焓变，C错误。 总反应为 ，根据盖斯定律，总焓 变，由图乙能量关系， 正反应活化能-逆反应 活化能 ，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 4.[2025·辽宁名校高二联考]炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现 它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结 果如图所示。活化氧可以快速氧化 。下列说法正确的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 29 A.每活化一个氧分子吸收 能量 B.水可使氧分子活化反应的活化能降低 C.氧分子的活化是的断裂与 的形成过程 D.炭黑颗粒是大气中转化为 的催化剂 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 30 [解析] 由图知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则活化氧分 子时放出能量，A错误； 水可使第一步反应的活化能降低 ，使第二步反应的活化能降 低 ，不是整个反应的活 化能降低 ，B错误； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 31 氧分子的活化是的断裂与 的形成过程，C错误； 活化氧可以快速氧化 ，而炭黑颗粒可以活化氧分子，故炭黑颗粒 可以看作大气中转化为 的催化剂，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 32 5.[2025·重庆重点中学高二联考]研究表明： 基催化剂广泛应用于 的转化过程，如图所示是我国科研工作者研究与 作用最 终生成与 的物质相对能量-反应进程曲线。下列说法不正确 的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 33 A.反应中甲烷被氧化 B.中间体比 更稳定 C.该反应的速率控制步骤对应的活化能是 D.转化为的焓变为 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 34 [解析] 由图知，该过程的总反应为 ， 中C元素的化合价升高，作还原 剂，被氧化，A正确； 能量越低越稳定，由图知中间体的能量比 更低，则 比 更稳定，B正确； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 35 反应速率取决于活化能最大的步骤，该反应中活化能最大的步骤是 ，该步骤的活化能为 ，C错 误； 转化为 的焓变为 ，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 36 6.[2025·河北邯郸武安一中高二月考]我国科学家团队设计并合成了 纳米 催化剂，并研究在催化剂表面电催化合成氨的反应机理， 如图所示， 表示吸附态。下列说法正确的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 37 A.催化剂表面吸附时释放能量， 解吸时需吸收能量 B.“途径①”速率最慢的步骤为 C.“途径①”中有极性键的断裂与形成 D.在催化剂表面发生反应转化为 的过程，“途径①”比“途径 ②”更易进行 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 38 [解析] 由图可知，途径①催化剂表面 吸附时释放能量，途径 ②催化剂表面 吸附时吸收能量，途径①和途径 解吸时均 需吸收能量，故A错误； 活化能越高，反应速率越慢，故“途径①”速率最慢的步骤为 ，故B正确； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 39 由图可知，“途径①”中有 的形成和氮氮三键的断裂，故“途径 ①”中有极性键的形成与非极性键的断裂，故C错误； 在催化剂表面发生反应转化为 的过程，途径②活化能低， 故“途径②”比“途径①”更易进行，故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 40 7.[2026·湖南雅礼中学高二开学考]自由基是化学键断裂时产生的含 未成对电子的中间体，自由基与 反应过程的能量变化如图所 示。下列说法错误的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 41 A.该历程中生成产物的能垒的最大值为 B.产物的键能总和大于产物 的键能总和 C.生成产物的反应的快慢取决于中间产物 的生成速率 D.其他条件不变，选择合适催化剂可以改变一定时间内产物中 所 占比例 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 42 [解析] 的活化能为 ， 的活化能为 ， 的活化能为 ，故该 历程中最大正反应的活化能 ，A正确； 根据图示，产物的能量比产物 的能量高，产物比产物 稳 定，所以产物的键能总和小于 产物的键能总和，B错误； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 43 生成产物 的过程中 的活化能最大，因此该步骤的反应速率最 慢，是决速步骤，整个反应的快慢取决于中间产物 的生成速率， C正确； 其他条件不变，选择合适催化剂可加快中间产物转化为 的速率， 可以改变一定时间内产物中 所占比例，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 8.超干重整 的催化转化如图甲所示，相关反应的能量变化如 图乙所示。 甲 乙 下列说法不正确的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 45 A.过程Ⅰ的热化学方程式为 B.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离 C.过程Ⅱ中、为催化剂，降低了反应的 D.超干重整的总反应为 √ 甲 乙 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 46 [解析] 由图乙可知 ， ， 根据盖斯定律，由 得到 ， A正确； 乙 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 47 过程Ⅱ反应的第一步是 ，第二步反 应：惰性气体 惰性气体 ，两步 反应实现了含碳物质与含氢物质的分离，B正确； 甲 乙 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 48 过程Ⅱ中 、为催化剂，改变反应速率，不能改变反应的 ， C不正确； 根据流程中物质的参与和生成情况，结合反应过程中有催化剂和中 间产物，总反应可表示为 ，D正确。 甲 乙 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 $