微題型99反應歷程——能壘圖分析1.(2024·湖南婁底模擬預測)銅基多向催化劑性能優(yōu)異，耐受高溫，廣泛應用于一系列的重要化工反應中。三甲胺N(CH3)3用于調節(jié)動物肝臟對體內脂肪的代謝和促生長。單個(CH3)A.該反應歷程中最大能量值為1.19eVB.該反應為放熱反應C.涉及極性鍵的斷裂與形成D.升高溫度增大單位體積內活化分子百分數，從而增大化學反應速率答案A解析根據圖示該反應歷程中最大能量值為2.16eV，A錯誤；反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應為放熱反應，B正確；反應涉及到碳氫鍵、氧氫鍵的形成以及碳氧鍵的斷裂，C正確；升高溫度增大單位體積內活化分子百分數，增大單位時間單位體積內有效碰撞次數，從而增大化學反應速率，D正確。2.(2024·廣東江門模擬)某復合石墨烯基催化劑催化一氧化碳加氫生成甲醇的反應歷程如圖，圖中TS表示過渡態(tài)，吸附在催化劑表面上的物種用“*”標注，下列說法中正確的是()A.整個反應歷程包含五個基元反應B.物種吸附在催化劑表面的過程為吸熱過程C.該反應的決速步驟為H2CO*+H2*=H3D.反應過程中，涉及非極性鍵的斷裂和形成答案C解析基元反應步驟要求反應物一步變成生成物，沒有任何中間產物，由圖可知，整個反應歷程中有四個基元反應，A錯誤；由圖可知，吸附在催化劑表面的物種總能量低于吸附前物種的總能量，為放熱過程，B錯誤；反應的活化能越大，反應速率越慢，反應決速步為慢反應，由圖可知，反應H2CO*+H2*=H3CO_H*活化能最大，反應速率最慢，C正確；根據反應歷程圖可知，第一步基元反應中涉及H—H非極性鍵的斷裂，但是整個過程中沒有非極性鍵的形成，3.(2025·山西大同模擬預測)氫能是一種重要的清潔能源，由HCOOH可以制得H2。在催化劑作用下，HCOOH催化釋放氫的反應機理和相對能量的變化情況分別如圖甲和圖乙所示。下列敘述錯誤的是()A.HCOOH催化釋放氫的過程中有極性鍵的斷裂和非極性鍵的形成B.HCOOD催化釋放氫反應除生成CO2外，還生成HDC.在催化劑表面解離C—H比解離O—H難D.HCOOH催化釋放氫的熱化學方程式為HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-0.45eV答案D解析轉化涉及到N—H極性鍵的斷裂和形成、C—H、O—H極性鍵的斷裂以及H—H非極性鍵的形成，A正確；若用HCOOD代替HCOOH，反應為HCOOD分解，除生成CO2外，還生成HD，B正確；由圖乙可知，Ⅱ→Ⅲ過程中斷裂O—H，Ⅲ→Ⅳ過程中斷裂C—H，Ⅲ→Ⅳ的活化能大于Ⅱ→Ⅲ，故在催化劑表面解離C—H比解離O—H難，C正確；圖乙表示1分子HCOOH(g)生成CO2(g)和H2(g)時放出能量0.45eV，而熱化學方程式中ΔH為1mol反應的熱量變化，D錯誤。4.(2024·浙江金華模擬預測)乙烯在硫酸催化下制取乙醇的反應機理，能量與反應進程的關系如圖所示。下列敘述正確的是()A.第②步反應過渡態(tài)物質比第③步反應過渡態(tài)物質穩(wěn)定B.總反應在任何條件下都能自發(fā)進行C.總反應速率由第①步反應決定D.第①、②、③步反應都是放熱反應答案C解析能量與反應進程圖中，第②步反應過渡態(tài)物質能量比第③步反應過渡態(tài)物質能量高，因此第③步反應過渡態(tài)物質更穩(wěn)定，A錯誤；總反應的ΔH<0，ΔS<0，在低溫下能自發(fā)進行，高溫下不能自發(fā)進行，B錯誤；第①步反應的活化能最大，反應速率最慢，總反應的速率由其決定，C正確；第①步反應是吸熱反應，D錯誤。5.(2024·安徽蚌埠模擬預測)苯在濃HNO3和濃H2SO4作用下，反應過程中能量變化示意圖如圖。下列說法不正確的是()A.X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物B.中間體M中碳原子均為sp2雜化C.該反應的決速步為反應①D.從中間體到產物，無論從產物穩(wěn)定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ答案B解析根據反應前后物質結構對照，X是加成產物，Y是取代產物，A正確；M的六元環(huán)中與—NO2相連的C為sp3雜化，B錯誤；第一步反應的活化能大于第二步反應的活化能，故該反應的決速步為反應①，C正確；生成產物Ⅱ的反應的活化能更低，因此反應速率更快，且產物Ⅱ的能量更低即產物Ⅱ更穩(wěn)定，以上2個角度均有利于產物Ⅱ，D正確。6.(2024·貴州模擬)已知甲酸的分解反應為HCOOHCO+H2OΔH。在H+催化作用下反應歷程為，根據過渡態(tài)理論，其反應過程中的能量變化如圖所示(E1、E2、E3均大于0)：下列說法正確的是()A.該反應為放熱反應，ΔH=E3B.反應過程中有碳氧鍵的斷裂與形成C.的變化過程為放熱過程D.使用催化劑后，正、逆反應速率不同程度改變，平衡發(fā)生移動答案B解析從反應過程圖像可看出，反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應為放熱反應，根據已知E1、E2、E3均大于0，所以ΔH=-E3，A錯誤；從反應過程圖像可看出，甲酸→過渡態(tài)→CO的反應過程中有碳氧鍵的斷裂與形成，B正確；從圖看出后者能量高，該變化過程為吸熱過程，C錯誤；使用催化劑后，正、逆反應速率同等程度改變，平衡不移動，D錯誤。7.(2024·長沙一模)HClO4分子在FC(氟化石墨烯)表面可能沿下列反應歷程進行分解，即該反應歷程為酸根路徑：HClO4ClO3-ClxOy(x=1~2，y=0~2)，其分解的各基元反應相對能量變化如圖所示(TS表示過渡態(tài))，下列說法不正確的是(A.該反應歷程的第一步反應為吸熱反應B.該反應歷程的控速步驟為GS1→GS2C.GS3比GS2穩(wěn)定D.隨著HClO4分子的不斷分解，O原子在FC表面的覆蓋度升高，對后續(xù)的分解反應會產生影響答案B解析由于GS1的能量比GS2低，第一步反應的ΔH>0，即該反應是吸熱反應，A正確；該反應歷程總共由4個基元反應構成，其活化能分別為Ea1=1.675eV，Ea2=2.071eV，Ea3=1.313eV，Ea4=1.369eV，所需活化能越高，其反應速率越低，因此決定總反應速率的步驟為第二步，B錯誤；由圖可以看出，GS3的能量比GS2的能量低，能量越低越穩(wěn)定，則GS3更穩(wěn)定，C正確；隨著HClO4分子的不斷分解，O原子不斷積累，使基元反應生成物的量不斷增多，氧原子的吸附使OH的吸附減少，對后續(xù)的分解反應產生影響，D正確。8.(2024·河南南陽模擬預測)亞納米Fe團簇和單原子位點共存催化劑(Fe-NC-SA)與Fe單原子炭基納米結構催化劑(Fe-SA)，均可催化某脂肪類胺類化合物合成其亞胺類化合物的反應，反應機理如圖所示。已知*表示吸附在催化劑表面，下列說法錯誤的是()A.Fe-NC-SA更有利于氧氣分子和胺化合物吸附B.胺*轉化為亞胺*的過程放出熱量C.Fe-NC-SA有效降低了形成亞胺反應決速步驟的反應能壘D.單位時間內，相同濃度反應物在Fe-SA催化劑表面生成亞胺更多答案D解析由圖可知，O2和胺吸附在Fe-NC-SA上能