1-2 化学反应历程-能量(eV)图(学生版)-2026版-高考化学培优微突破!全国通.用_第1页
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文档简介

6/61-2化学反应历程-能量(eV)图图像核心:以“相对能量—反应进程”图为核心,纵轴能量单位常为

eV(电子伏特)或

kJ/mol,必须首先确认单位。信息呈现:标注反应物、中间体、过渡态(TS)、生成物,可能包含催化剂吸附态(*)。考查本质:通过微观能量变化,考查对反应热力学和动力学的综合理解。考查知识:热力学:反应吸/放热(ΔH)判断动力学:活化能(Ea)计算、决速步判断催化原理:催化剂对反应路径和活化能的影响反应机理:基元反应的识别与中间体、过渡态的分析考查能力:关键信息提取能力:从复杂的能量图中快速定位关键能量值。定量计算能力:进行能量差(尤其是eV单位)的计算。概念辨析与迁移能力:区分热力学与动力学概念,并能进行单位间的量级估算。第一步:审图先审单位,建立数量级概念立刻锁定纵坐标单位是

eV

还是

kJ/mol。建立核心换算关系:1eV≈96.5kJ/mol。这意味着:1eV的能量是一个很小的值。图中几个eV的变化,对应到化学键能(通常几百kJ/mol)的量级是非常合理的。第二步:识别图中关键“点”与“线”点:反应物、生成物、中间体(能量谷)、过渡态TS(能量峰)。线:能量变化趋势。从反应物到生成物的总能量差决定ΔH;从一个能量谷到下一个能量峰的垂直距离决定该步的活化能。第三步:定位决速步与计算活化能决速步:整个历程中,活化能最大的一步,即能量最高的TS与它前面能量最低点之间的差值。计算:使用图中数据进行减法运算,并带上单位(如:Ea=TS5-IM2=3.39eV-0.70eV=2.69eV)。第四步:结合选项进行逻辑推理与验证将计算和判断结果与选项逐一对照,注意表述的严谨性(如“速控步”、“更稳定”、“吸/放热”)。概念说明特别关注(单位:eV)反应热ΔH生成物与反应物的能量差ΔH=E(生成物)-E(反应物)。图中若从0eV开始,生成物在-0.5eV,则ΔH=-0.5eV,放热。活化能Ea过渡态与反应物/前一体能量差Ea=E(TS)-E(反应物或中间体)。永远是正值。决速步对应最大的Ea数值。过渡态(TS)能量峰,不稳定结构能量最高点,是判断活化能和决速步的核心。中间体(IM)能量谷,相对稳定能量越低越稳定。比较中间体稳定性,直接比较其能量值大小。催化剂改变路径,降低Ea,不改变ΔH催化剂通过提供不同路径(可能产生不同吸附态中间体)来降低总反应的活化能。单位换算1eV≈96.5kJ/mol心算技巧:~100kJ/mol。2.69eV≈2.69×96.5≈260kJ/mol,这是一个典型的化学键能数量级。❌

单位混淆或无视单位:将eV数值误当作kJ/mol数值使用。例如,看到活化能2.69eV觉得很小(其实换算后约260kJ/mol,很大)。❌

误判决速步:误将能量最高的物质(如某个中间体)当作决速步,决速步取决于活化能(差值),而非绝对能量。❌

催化剂作用理解偏差:认为催化剂改变平衡常数或反应热。催化剂只改变动力学路径,不改变热力学始终(ΔH、平衡常数不变)。❌

吸放热判断错误:只看局部步骤忽略全局。总反应的吸放热只看反应物总能量与生成物总能量的对比。❌

计算错误:活化能计算时,用错参考点。必须是

TS能量-反应起始点能量。【典例】【审题】1.(2025·河北·高考真题)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中脱去步骤的活化能为2.69eVC.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中读图识要素横轴:反应进程;纵轴:相对能量(eV)标注:TS1~TS7,中间体如GaCl₃·NH₃等逐项分析选项A选项:反应ⅰ是吸热过程判断依据:反应物能量<生成物能量(0→+0.05eV)结论:正确B选项:反应ⅱ中NH₃脱去步骤的活化能为2.69eV定位:从IM2(0.70eV)到TS5(3.39eV)计算:3.39-0.70=2.69eV结论:正确C选项:反应ⅲ包含2个基元反应判断依据:反应ⅲ经历TS6、TS7两个过渡态结论:正确D选项:总反应的速控步包含在反应ⅱ中定位最高能垒:TS7(3.07eV)在反应ⅲ中结论:错误,速控步在反应ⅲ中1.(2025·河南·高考真题)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,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。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2.(2025·云南文山·模拟预测)利用分子筛负载锰基催化剂可实现还原生成和,该过程的反应机理如下图所示,下列说法错误的是A.IM2→IM3为该反应的决速步骤B.IM3→IM4过程中参与反应C.将替换为,反应可得D.比稳定3.(2024·贵州遵义·一模)乙炔能在催化下与水反应生成反应历程如图所示。下列说法不正确的是A.由反应历程知,乙炔与水生成乙醛的反应为放热反应B.该反应的快慢由过程④决定C.催化剂改变了合成乙醛的反应历程和反应热D.在反应过程中有化学键的断裂和形成4.(2025·山西太原·模拟预测)铋基催化剂对电化学还原制取甲酸(HCOOH)具

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