選擇題專攻1.物質能量、能壘變化圖像分析核心精講01例如H＋＋OH－===H2O，反應幾乎沒有過程，瞬間平衡一步到位，稱為簡單反應；而2HI===H2＋I2的實際機理是分兩步進行的，每一步都是一個基元反應：2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2，存在未成對電子的微粒稱為自由基，反應活性高，

壽命短，2HI===H2

＋I2稱為非基元反應。1.基元反應與非基元反應A＋B—C―→[A…B…C]―→A—B＋C備注：(1)以上為一種基元反應，其中正反應活化能Ea正＝b－a，逆反應活化能Ea逆＝b－c，ΔH＝Ea正－Ea逆。(2)過渡態(tài)(A…B…C)不穩(wěn)定。2.過渡態(tài)備注：處于能量最高點的是反應的過渡態(tài)，在多步反應中兩個過渡態(tài)之間的是中間體，中間體很活潑，壽命很短，但是會比過渡態(tài)更穩(wěn)定些。3.中間體(1)在催化機理能壘圖中，有幾個活化狀態(tài)，就有幾個基元反應?？梢杂脠D中每步基元反應前后的活性物質，寫出其熱化學方程式。注意：如果縱坐標相對能量的單位是電子伏特(eV)，焓變應轉化成每摩爾。4.催化機理能壘圖其中帶“*”的物種表示吸附在Rh表面，該反應過程中決定反應速率步驟的化學方程式為

；甲酸分解制H2的熱化學方程式可表示為________________________________________________(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)。HCOOH*===HCOO*＋H*(2)每步基元反應的快慢取決于其能壘的大小，能壘越大，反應速率越慢。例如：在Rh催化下，甲酸分解制H2反應的過程如圖所示。HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－0.16NAeV·mol－1應用示例我國學者結合實驗與計算機模擬結果，研究了CO2與H2在TiO2/Cu催化劑表面生成CH3OH和H2O的部分反應歷程，如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用

標注。反應歷程中最小能壘(活化能)E正＝_____eV。寫出歷程②的化學方程式及焓變：_________________________________________________________。0.61HOCO

＋H===CO

＋H

＋

OHΔH＝＋0.20NAeV·mol－1該歷程中最小能壘(活化能)為能量上升階段，可知最小的活化能為1.08到1.69階段，等于0.61eV；歷程②是HOCO

＋H

===CO＋H

＋

OH，反應時由相對能量0.07eV升至0.75eV的過渡態(tài)Ⅱ再降至－0.13eV，ΔH＝[0.07－(－0.13)]NAeV·mol－1＝＋0.20NAeV·mol－1。真題演練021.(2023·廣東，15)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應R(g)

P(g)。反應歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時，下列說法不正確的是A.使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行B.反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大C.使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡D.使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高

濃度更大123√由圖可知兩種催化劑均出現(xiàn)四個波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行，A正確；該反應是放熱反應，升高溫度平衡向左移動，R的濃度增大，B正確；由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應速率更快，反應體系更快達到平衡，C錯誤；在前兩個歷程中使用Ⅰ活化能較低反應速率較快，后兩個歷程中使用Ⅰ活化能較高反應速率較慢，所以使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大，D正確。1232.(2023·浙江1月選考，14)標準狀態(tài)下，氣態(tài)反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是A.E6－E3＝E5－E2B.可計算Cl—Cl鍵能為

2(E2－E3)kJ·mol－1C.相同條件下，O3的平

衡轉化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠD.歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應的熱化學方程式為ClO(g)＋

O(g)===O2(g)＋Cl(g)

ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1123√對比兩個歷程可知，歷程Ⅱ中增加了催化劑，降低了反應的活化能，加快了反應速率。催化劑能降低活化能，但是不能改變反應的焓變，因此E6－E3＝E5－E2，A正確；已知Cl2(g)的相對能量為0，對比兩個歷程可知，Cl(g)的相對能量為(E2－E3)kJ·mol－1，則Cl—Cl鍵能為2(E2－E3)kJ·mol－1，B正確；123催化劑不能改變反應的平衡轉化率，因此相同條件下，O3的平衡轉化率：歷程Ⅱ＝歷程Ⅰ，C錯誤；活化能越低，反應速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應的活化能最低，所以速率最快的一步反應的熱化學方程式為：ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)

ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1，D正確。1233.(2022·湖南，12改編)反應物(S)轉化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應進程的關系如圖所示：下列有關四種不同反應進程的說法正確的是A.進程Ⅰ是吸熱反應B.平衡時P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC.生成P的速率：Ⅲ>ⅡD.進程Ⅳ中，Z沒有催化作用123√由圖可知，進程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量，因此進程Ⅰ是放熱反應，A不正確；進程Ⅱ中使用了催化劑X，但是催化劑不能改變平衡產(chǎn)率，因此兩個進程平衡時P的產(chǎn)率相同，B不正確；123進程Ⅲ中由S·Y轉化為P·Y的活化能高于進程Ⅱ中由S·X轉化為P·X的活化能，由于這兩步反應分別是兩個進程的決速步驟，因此生成P的速率：Ⅲ<Ⅱ，C不正確；進程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z轉化為產(chǎn)物P·Z，由于P·Z沒有轉化為P＋Z，因此，Z沒有催化作用，D正確。123考向預測031.亞硝酰氯在有機合成中有重要應用。2NO(g)＋Cl2(g)===2NOCl(g)的反應歷程如圖所示。下列說法錯誤的是A.催化劑能提高反應物的相對能量B.相對于曲線Ⅱ，曲線Ⅰ表示加入催化劑C.曲線Ⅱ正反應的活化能為15.5kJ·mol－1D.2NO(g)＋Cl2(g)===2NOCl(g)

ΔH＝－77.1kJ·mol－1123√催化劑能降低“過渡態(tài)”物質的相對能量，使活化能降低，A項錯誤、B項正確；曲線Ⅱ正反應的活化能為196kJ·mol－1－180.5kJ·mol－1＝15.5kJ·mol－1，C項正確；123反應熱等于生成物的總能量與反應物的總能量之差，即ΔH＝103.4kJ·mol－1－180.5kJ·mol－1＝－77.1kJ·mol－1，D項正確。2.如圖表示2-甲基-2-溴丙烷發(fā)生水解的反應歷程，下列說法正確的是A.由圖可知反應有兩個過渡態(tài)，無法判斷反應的熱效應B.增大c(NaOH)，總反應的速率會增大C.反應中存在C—Br的斷裂和C—O的形成D.若第一階段轉化率為30%，第二階段轉化

率為40%，則最終產(chǎn)物的產(chǎn)率為12%123√由圖可知，反應物的總能量比生成物的總能量高，反應為放熱反應，A項錯誤；反應分兩步進行，第一步反應的活化能大，是反應的決速步驟，但是第一步反應沒有NaOH參與，增大c(NaOH)，總反應的速率不會增大，B項錯誤；反應中有C—Br的斷裂和C—O的形成，C項正確；產(chǎn)率是目標產(chǎn)物的實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值，而轉化率是反應物反應的百分數(shù)，由轉化率無法計算產(chǎn)物的產(chǎn)率，D項錯誤。1233.氫氣可將CO2還原為甲烷：CO2(g)＋4H2(g)

CH4(g)＋2H2O(g)，科學家研究在催化劑表面上CO2與H2反應的前三步歷程如圖所示，吸附在催化劑表面上的物種用“·”標注，Ts表示過渡態(tài)。下列說法正確的是A.起始到Ts1歷程中發(fā)生了非極性共價

鍵的斷裂B.該轉化反應的速率取決于Ts2的能壘C.前三步歷程中最小能壘步驟的化學方

程式為·CO＋3H2(g)＋H2O(g)===

·CO＋·OH＋·H＋3H2(g)D.物質吸附在催化劑表面，形成過渡態(tài)的過程會放出熱量123√根據(jù)圖示可知，起始到Ts1歷程中H2分子部分變成·H，則發(fā)生了H—H非極性共價鍵的斷