高考热考法12 物质能量、催化机理图像分析
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2.69 eV
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)CH3CHCH2(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+2*HCH3CHCH2(g)+H2(g)中部分进程已省略)。
高考热考法12
1.D 解析 由反应历程图可知,反应ⅰ反应后相对能量增加0.05 eV,体系能量升高,故反应ⅰ为吸热反应,A项正确;由图可知,反应ⅱ中H2O(g)脱去的步骤即反应ⅱ的最后一步的活化能为3.39 eV-0.70 eV=2.69 eV,B项正确;反应ⅲ历程中存在两个过渡态,故包含2个基元反应,C项正确;由图可知,整个反应历程中,活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的步骤,其活化能为6.37 eV-3.30 eV=3.07 eV,D项错误。
2.C 解析 由图可知,生成物能量高,总反应为吸热反应,A项错误;化学平衡常数只与温度有关,而与其他条件无关,因此两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数相同,B项错误;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项正确;反应的决速步骤为活化能最大的步骤,即反应进行最慢的步骤,由图像可以看出,在①转化为②的进程中,*CH3CHCH3+*H*CH3CHCH2+2*H的活化能最大,因此①转化为②的进程中,决速步骤为*CH3CHCH3+*H*CH3CHCH2+2*H(或写为*CH3CHCH3*CH3CHCH2+*H),D项错误。
3.A 解析 过程Ⅱ中生成、N—H极性共价键,过程Ⅲ中生成C—N极性共价键,A项正确;过程Ⅱ中*N转化为*NH2,N的化合价降低发生还原反应,B项错误;题中反应电荷不守恒,正确的反应方程式为CO2+2N+18H++16e-CO(NH2)2+7H2O,C项错误;常温常压、无催化剂条件下,CO2与NH3·H2O反应生成(NH4)2CO3或NH4HCO3,不能得到CO(NH2)2,D项错误。
4.A 解析 提高反应温度,c平(S)/c平(T)增大,说明反应S(g)T(g)的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,c平(S)/c平(I)减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D两项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应过程示意图为A,A项正确。
5.C 解析 由能量变化图可知,E2=0.70 eV-(-0.71 eV)=1.41 eV,A项正确;步骤2逆向反应的ΔH=-0.71 eV-(-1.00 eV)=+0.29 eV,B项正确;步骤1的活化能E1=0.70 eV,步骤2的活化能E3=-0.49 eV-(-0.71 eV)=0.22 eV,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。
6.C 解析 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,以上两个角度均有利于产物Ⅱ,A项正确;根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,B项正确;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,C项错误;苯的硝化反应中浓硫酸作催化剂,D项正确。
下列说法正确的是( )
A.总反应是放热反应
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.(2025·江苏卷)CO2与N通过电催化反应生成CO(NH2)2,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是( )
A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B.过程Ⅱ中N发生了氧化反应
C.电催化CO2与N生成CO(NH2)2的反应方程式:CO2+2N+18H+CO(NH2)2+7H2O
D.常温常压、无催化剂条件下,CO2与NH3·H2O反应可生产CO(NH2)2
4.(2024·广东卷)对反应S(g)T(g)(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,c平(S)/c平(T)增大,c平(S)/c平(I)减小。基于以上事实,可能的反应过程示意图(——为无催化剂,为有催化剂)为( )
5.(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
6.(2024·北京卷)苯在浓硝酸和浓硫酸作用下,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,浓硫酸作催化剂
1.基元反应与非基元反应
例如H++OH-===H2O,反应几乎没有过程,瞬间平衡一步到位,称为简单反应;而2HI===H2+I2的实际机理是分两步进行的,每一步都是一个基元反应: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.过渡态与中间体
(1)过渡态。
A+B-C→[A…B…C]→A-B+C
提醒:①以上为一种基元反应,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。②过渡态(A…B…C)不稳定。
(2)中间体。
提醒: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。
3.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。
例如: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(阿伏加德罗常数用NA表示)。
4.催化循环机理图像分析
(1)解答反应机理问题的四判断。
①催化剂判断:一般来说,催化剂在机理图中多是以完整的循环出现的。
②反应物判断:通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物。
③中间体判断:转化历程中生成,随之又参与下一步反应,一般不脱离整个历程。
④生成物判断:通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般是生成物。
(2)示例:催化反应——环式历程分析方法。
把握高考微点,实现素能提升完成P164微练12(共23张PPT)
专题五 热化学 化学反应速率与平衡
高考热考法12
物质能量、催化机理图像分析
真题试练——品考向
由反应历程图可知，反应ⅰ反应后相对能量增加0.05 eV，体系能量升高，故反应ⅰ为吸热反应，A项正确；由图可知，反应ⅱ中H2O(g)脱去的步骤即反应ⅱ的最后一步的活化能为3.39 eV- 0.70 eV=2.69 eV，B项正确；反应ⅲ历程中存在两个过渡态，故包含2个基元反应，C项正确；由图可知，整个反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的步骤，其活化能为6.37 eV-3.30 eV=3.07 eV，D项错误。
解析
解析
3.(2025·江苏卷)CO2与N通过电催化反应生成CO(NH2)2，可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是( )
解析
解析
5.(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
由能量变化图可知，E2=0.70 eV-(-0.71 eV)=1.41 eV，A项正确；步骤2逆向反应的ΔH=-0.71 eV-(-1.00 eV)=+0.29 eV，B项正确；步骤1的活化能E1=0.70 eV，步骤2的活化能E3=-0.49 eV-(-0.71 eV)=0.22 eV，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。
解析
6.(2024·北京卷)苯在浓硝酸和浓硫酸作用下，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，浓硫酸作催化剂
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，以上两个角度均有利于产物Ⅱ，A项正确；根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，B项正确；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，C项错误；苯的硝化反应中浓硫酸作催化剂，D项正 确。
解析
核心整合——抓关键
3.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。
4.催化循环机理图像分析
(1)解答反应机理问题的四判断。
①催化剂判断：一般来说，催化剂在机理图中多是以完整的循环出现的。
②反应物判断：通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物。
③中间体判断：转化历程中生成，随之又参与下一步反应，一般不脱离整个历程。
④生成物判断：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般是生成物。
(2)示例：催化反应——环式历程分析方法。微练12 物质能量、催化机理图像分析
选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·江西模拟)在两种不同催化剂作用下,反应X(g)Y(g)的历程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.不同催化剂作用下使该反应的焓变不同
B.基元反应②和③的正反应ΔH>0
C.其他条件相同,P1比P2更不稳定
D.其他条件不变,升温能提高X的平衡转化率
2.我国科学家研究发现稀土铈基催化剂可低温脱硝,其反应历程如图所示(“—”表示共价键,“□”代表空位)。下列说法错误的是( )
A.历程中S原子的化合价保持不变
B.历程②中每形成2 mol氢氧键,形成1 mol“空位”
C.历程中Ce、Ti原子形成的共价键数目保持不变
D.反应中NH3与NO按物质的量比1∶1发生反应
3.在加热条件下,利用金属Pd催化甲醇羰基化的反应机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应过程中涉及Pd—H、Pd—O键的形成和断裂
B.2-甲基-2-丙醇也能发生该条件下的羰基化反应
C.该过程的总反应为2CH3OH+O22HCHO+2H2O
D.若将CH3OH换为CD3OH,则得到羰基化产物为DCDO
4.已知H2O2在少量I-作用下,常温时能剧烈分解并放出热量,分解的机理由两步构成,Ⅰ:H2O2+I-===H2O+IO-(慢反应,ΔH>0),Ⅱ:H2O2+IO-===I-+H2O+O2↑(快反应),能正确表示整个过程的能量变化的示意图是( )
5.(2025·六盘水模拟)相同条件下,反应物(S)转化为产物(P)的过程中,能量变化如图所示,“·”表示反应物或生成物吸附在催化剂表面。下列有关说法正确的是( )
A.进程Ⅰ达到平衡时,升高温度,v正>v逆
B.进程Ⅰ、Ⅱ生成P的速率:Ⅰ<Ⅱ
C.反应进程中催化效率:Ⅲ>Ⅱ
D.平衡时S的转化率:Ⅱ>Ⅲ
6.(2025·江门模拟)丙烯与HCl一定条件下反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的历程如图所示。下列说法错误的是( )
A.丙烯与HCl的反应的主要产物是CH3CHClCH3
B.合成CH3CH2CH2Cl的反应中,第一步为反应的决速步骤
C.生成1 mol CH3CHClCH3的焓变大于生成1 mol CH3CH2CH2Cl的焓变
D.其他条件不变,反应相同时间,适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl比例
7.合成氨反应为N2 (g)+3H2(g)2NH3(g)。在铁触媒催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用ad标注。下列说法不正确的是( )
A.合成氨反应的ΔH <0
B.经过过渡态3发生的变化为N2H2 (ad)+H2(ad)===N2H4(ad)
C.催化剂改变了合成氨反应的历程和反应热
D.该历程中最大能垒(活化能):E正=(f-e)eV
8.根据伯恩哈勃循环图,部分反应的ΔH如下表所示,K的第一电离能是( )
ΔH ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH4 ΔH5
数值/(kJ·mol-1) +89 +121.5 -349 -717 -436.5
A.-419 kJ·mol-1 B.+419 kJ·mol-1
C.+279 kJ·mol-1 D.-279 kJ·mol-1
9.碳(C)与氧气反应的焓变如图所示,已知OO键能为a kJ/mol,CO键能为b kJ/mol,则CO(g)中碳氧键键能(单位:kJ/mol)为( )
A.-283+a- B.-283+2b-
C.-393.5+b- D.-504+2b-
10.(2025·遂宁模拟)我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和H2合成CH3OH的反应,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A.该历程的最大能垒为178.3 kJ·mol-1
B.历程中决速步骤的反应为CH3O*+H*===CH3OH*
C.钯基催化剂可使反应的|ΔH|减小
D.该历程中有极性键、非极性键的断裂与形成
11.(2025·南充模拟)臭氧分解反应以及氯自由基(Cl·)催化臭氧分解反应过程中的能量变化如图,存在Cl·时先后发生反应O3+Cl·O2+ClO·和ClO·+O·Cl·+O2。下列说法正确的是( )
A.Cl·既可加快臭氧分解反应速率,也可改变该反应热
B.图示所呈现总反应为O3+O·2O2
C.Ea=Ea1+Ea2
D.Cl·催化臭氧分解的反应速率由第二步反应决定
微练12 物质能量、催化机理图像分析
1.C 解析 不同催化剂不改变反应的焓变,只改变反应速率,A项错误;根据图像可知,基元反应②和③的正反应均是放热反应,B项错误;P2比P1能量更低,P2比P1更稳定,C项正确;总反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X的平衡转化率降低,D项错误。
2.C 解析 根据反应历程图可知,S原子在循环过程中都形成4个共价键,成键数目一直没变,故S的化合价始终不变,A项正确;由图示反应历程可知,历程②中每形成1 mol “空位”生成1 mol H2O,即每形成2 mol氢氧键,形成1 mol “空位”,B项正确;“□”代表空位,由图示反应历程可知,Ce、Ti形成的共价键数目发生变化,如生成N2+2H2O的过程中,C项错误;上述历程的总反应为O2+4NH3+4NO4N2+6H2O,反应中NH3与NO按物质的量比1∶1发生反应,D项正确。
3.B 解析 由题图可知Ⅰ中存在Pd—H、Pd—O键的形成,Ⅲ中Pd—O断裂,Ⅳ中Pd—H断裂,A项正确;由题图可知发生该羰基化反应的结构条件是存在羟基以及羟基所连碳上有H,2-甲基-2-丙醇中羟基所连碳上没有H,B项错误;贵金属钯催化乙醇羰基化的反应过程中贵金属钯作催化剂,则总反应为2CH3OH+O22HCHO+2H2O,C项正确;该过程中最终从醇结构中脱去羟基H以及羟基所连碳上的氢原子,因此若将CH3OH换为CD3OH,最终得到产物为DCDO,D项正确。
4.B 解析 生成物能量高于反应物能量,A项错误;第一步吸热,第二步放热,第一步活化能大于第二步活化能,且生成物能量小于反应物能量,B项正确;第一步活化能小于第二步活化能,且生成物能量高于反应物能量,C项错误;第一步活化能小于第二步活化能,D项错误。
5.B 解析 进程Ⅰ为放热反应,达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,v正6.C 解析 丙烯与HCl的反应中,生成CH3CHClCH3的活化能小于生成CH3CH2CH2Cl的活化能,活化能小的反应速率快,产物多,丙烯与HCl的反应的主要产物是CH3CHClCH3,A项正确;由图可知合成CH3CH2CH2Cl的反应中,第一步活化能大,反应速率慢,为决速步,B项正确;由图可知,生成CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3的反应都是放热反应,焓变为负值,生成1 mol CH3CHClCH3放热多,焓变小,C项错误;其他条件不变,适当升高温度,活化能大的反应的速率常数变化的大,速率增加的更快,相同时间内可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例,D项正确。
7.C 解析 由图可知,合成氨反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,反应的ΔH<0,A项正确;由图可知,经过过渡态3步骤发生的反应为N2H2 (ad)+2H2(ad)===N2H4(ad)+H2(ad),即N2H2(ad)+H2(ad)===N2H4(ad),B项正确;由图可知,铁触媒催化剂改变了合成氨反应的反应历程,但不能改变反应热,C项错误;由图可知,该历程中最大能垒(活化能)E正=-e eV-(-f eV)=(f-e) eV,D项正确。
8.B 解析 根据盖斯定律:ΔH1+I1(K)+ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH5,解得I1(K)=+419 kJ·mol-1。
9.B 解析 由图可知,反应CO(g)+O2(g)===CO2(g)的焓变为ΔH=(-393.5 kJ/mol)-(-110.5 kJ/mol)=-283 kJ/mol,反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物键能总和,设CO(g)中碳氧键键能为x kJ/mol,则 kJ/mol=-283 kJ/mol,x= kJ/mol。
10.A 解析 该历程的最大的能垒(活化能)=46.9-(-131.4)=178.3 kJ·mol-1,A项正确;能垒(活化能)越大反应速率越慢,最慢的反应历程是决速步骤,则决速步骤的反应为CO*+4H*===CHO*+3H*,B项错误;催化剂只降低了反应的活化能,加快反应速率,不改变反应的焓变,C项错误;该历程中有H—H非极性键断裂、C≡O极性键的断裂、C—H极性键的形成,无非极性键的形成,D项错误。
11.B 解析 根据题给基元反应的方程式可知,Cl·先在反应O3+Cl·O2+ClO·中消耗,后在反应ClO·+O·Cl·+O2中生成,即在反应中作催化剂,可加快臭氧分解反应速率,但不改变该反应的反应热,A项错误;能量变化图中,曲线的起止状态的物质分别对应反应物和生成物,故图示所呈现的总反应为O3+O·2O2,B项正确;催化剂可降低反应的活化能,Ea>Ea1、Ea>Ea2,但Ea≠Ea1+Ea2,C项错误;活化能越大,反应速率越慢,反应历程中,活化能最大的基元反应速率最慢,为反应的决速步骤,Cl·催化臭氧分解的反应中,Ea1>Ea2,故速率由第一步决定,D项错误。(共29张PPT)
微练12 物质能量、催化机理图像分析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·江西模拟)在两种不同催化剂作用下，反应X(g) Y(g)的历程如图所示。
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
下列叙述正确的是( )
A.不同催化剂作用下使该反应的焓变不同
B.基元反应②和③的正反应ΔH>0
C.其他条件相同，P1比P2更不稳定
D.其他条件不变，升温能提高X的平衡转化率
不同催化剂不改变反应的焓变，只改变反应速率，A项错误；根据图像可知，基元反应②和③的正反应均是放热反应，B项错误;
P2比P1能量更低，P2比P1更稳定，C项正确；总反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X的平衡转化率降低，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
2.我国科学家研究发现稀土铈基催化剂可低温脱硝，其反应历程如图所示(“—”表示共价键，“□”代表空位)。下列说法错误的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
A.历程中S原子的化合价保持不变
B.历程②中每形成2 mol氢氧键，形成1 mol“空位”
C.历程中Ce、Ti原子形成的共价键数目保持不变
D.反应中NH3与NO按物质的量比1∶1发生反应
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
解析
3.在加热条件下，利用金属Pd催化甲醇羰基
化的反应机理如图所示。下列说法不正确的
是( )
A.反应过程中涉及Pd—H、Pd—O键的形成
和断裂
B.2-甲基-2-丙醇也能发生该条件下的羰基化反应
C.该过程的总反应为2CH3OH+O2 2HCHO+2H2O
D.若将CH3OH换为CD3OH，则得到羰基化产物为DCDO
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
由题图可知Ⅰ中存在Pd—H、Pd—O键的形成，Ⅲ中Pd—O断裂，Ⅳ中Pd—H断裂，A项正确；由题图可知发生该羰基化反应的结构条件是存在羟基以及羟基所连碳上有H，2-甲基-2-丙醇中羟基所连碳上没有H，B项错误；贵金属钯催化乙醇羰基化的反应过程中贵金属钯作催化剂，则总反应为2CH3OH+O2 2HCHO+2H2O，C项正确；该过程中最终从醇结构中脱去羟基H以及羟基所连碳上的氢原子，因此若将CH3OH换为CD3OH，最终得到产物为DCDO,
D项正确。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
4.已知H2O2在少量I-作用下，常温时能剧烈分解并放出热量，分解的机理由两步构成，Ⅰ：H2O2+I-===H2O+IO-(慢反应，ΔH>0)，Ⅱ：H2O2+IO-===I-+H2O+O2↑(快反应)，能正确表示整个过程的能量变化的示意图是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
生成物能量高于反应物能量，A项错误；第一步吸热，第二步放热，第一步活化能大于第二步活化能，且生成物能量小于反应物能量，B项正确；第一步活化能小于第二步活化能，且生成物能量高于反应物能量，C项错误；第一步活化能小于第二步活化能,
D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
5.(2025·六盘水模拟)相同条件下，反应物(S)转化为产物(P)的过程中，能量变化如图所示，“·”表示反应物或生成物吸附在催化剂表面。下列有关说法正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
A.进程Ⅰ达到平衡时，升高温度，v正>v逆
B.进程Ⅰ、Ⅱ生成P的速率：Ⅰ<Ⅱ
C.反应进程中催化效率：Ⅲ>Ⅱ
D.平衡时S的转化率：Ⅱ>Ⅲ
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
进程Ⅰ为放热反应，达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，v正Ⅱ，B项正确；反应进程Ⅱ的活化能小，所以催化效率快：Ⅲ<Ⅱ,
C项错误；催化剂只能改变速率，但不能改变平衡时S的转化率，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
6.(2025·江门模拟)丙烯与HCl一定条件下反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的历程如图所示。下列说法错误的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
A.丙烯与HCl的反应的主要产物是CH3CHClCH3
B.合成CH3CH2CH2Cl的反应中，第一步为反应的决速步骤
C.生成1 mol CH3CHClCH3的焓变大于生成1 mol CH3CH2CH2Cl的焓变
D.其他条件不变，反应相同时间，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl比例
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
丙烯与HCl的反应中，生成CH3CHClCH3的活化能小于生成CH3CH2CH2Cl的活化能，活化能小的反应速率快，产物多，丙烯与HCl的反应的主要产物是CH3CHClCH3，A项正确；由图可知合成CH3CH2CH2Cl的反应中，第一步活化能大，反应速率慢，为决速步，B项正确；由图可知，生成CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3的反应都是放热反应，焓变为负值，生成1 mol CH3CHClCH3放热多,焓变小，C项错误；其他条件不变，适当升高温度，活化能大的反应的速率常数变化的大，速率增加的更快，相同时间内可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例，D项正确。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
7.合成氨反应为N2 (g)+3H2(g) 2NH3(g)。在铁触媒催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用ad标注。下列说法不正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
A.合成氨反应的ΔH <0
B.经过过渡态3发生的变化为N2H2 (ad)+H2(ad)===N2H4(ad)
C.催化剂改变了合成氨反应的历程和反应热
D.该历程中最大能垒(活化能)：E正=(f-e)eV
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
由图可知，合成氨反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，反应的ΔH<0，A项正确；由图可知，经过过渡态3步骤发生的反应为N2H2 (ad)+2H2(ad)===N2H4(ad)+H2(ad)，即N2H2(ad)+
H2(ad)===N2H4(ad)，B项正确；由图可知，铁触媒催化剂改变了合成氨反应的反应历程，但不能改变反应热，C项错误；由图可知，该历程中最大能垒(活化能)E正=-e eV-(-f eV)=(f-e) eV，D项正确。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
8.根据伯恩哈勃循环图，部分反应的ΔH如下表所示，K的第一电离能是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
ΔH ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH4 ΔH5
数值/(kJ·mol-1) +89 +121.5 -349 -717 -436.5
A.-419 kJ·mol-1 B.+419 kJ·mol-1
C.+279 kJ·mol-1 D.-279 kJ·mol-1
根据盖斯定律：ΔH1+I1(K)+ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH5，解得I1(K)=+419 kJ·mol-1。
解析
9.碳(C)与氧气反应的焓变如图所示，
已知O==O键能为a kJ/mol，C==O键
能为b kJ/mol，则CO(g)中碳氧键键能
(单位：kJ/mol)为( )
A.-283+a-
C.-393.5+b-
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
由图可知，反应CO(g)+O2(g)===CO2(g)的焓变为ΔH=(-393.5 kJ/mol)-(-110.5 kJ/mol)=-283 kJ/mol，反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物键能总和，设CO(g)中碳氧键键能为x kJ/mol，则 kJ/mol=-283 kJ/mol，x= kJ/mol。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
10.(2025·遂宁模拟)我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和H2合成CH3OH的反应，其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示，图中的TS1~TS5为过渡态，吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
A.该历程的最大能垒为178.3 kJ·mol-1
B.历程中决速步骤的反应为CH3O*+H*===CH3OH*
C.钯基催化剂可使反应的|ΔH|减小
D.该历程中有极性键、非极性键的断裂与形成
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
该历程的最大的能垒(活化能)=46.9-(-131.4)=178.3 kJ·mol-1，A项正确；能垒(活化能)越大反应速率越慢，最慢的反应历程是决速步骤，则决速步骤的反应为CO*+4H*===CHO*+3H*，B项错误；催化剂只降低了反应的活化能，加快反应速率，不改变反应的焓变，C项错误；该历程中有H—H非极性键断裂、C≡O极性键的断裂、C—H极性键的形成，无非极性键的形成，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
11.(2025·南充模拟)臭氧分解反应以及氯自由基(Cl·)催化臭氧分解反应过程中的能量变化如图，存在Cl·时先后发生反应O3+Cl·
O2+ClO·和ClO·+O· Cl·+O2。下列说法正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
A.Cl·既可加快臭氧分解反应速率，也可改变该反应热
B.图示所呈现总反应为O3+O· 2O2
C.Ea=Ea1+Ea2
D.Cl·催化臭氧分解的反应速率由第二步反应决定
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
2
3
4
解析
