物质能量、能垒变化图像分析（重难专练）-2026年高考化学二轮复习原卷版

重难05物质能量、能垒变化图像分析

；内容导航

1▲速度提升▲技巧掌握上手感养成

；£重难考向聚焦

■锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向

i7重难技巧突破

i授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧

|E重难保分练

i稳扎稳田r必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值

；£重难抢分练

；突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关健分数

ig重难冲刺练

।

i模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的"题感"

分步反应方程式的书写

「重难技巧突破

一、基元反应及反应历程机理

1.基元反应：

大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基元反应

如：反应H2O2+2Bi=+2H+=Br2+2H2O,通过大量实验提出它们微观过程如下：

①H++H2O2-H30g

②H3O』+Br-=H2O+HOBr

-

③HOBr+IT+Br=H2O4-Br2

2.反应历程：

由基元反应构成的反应序列，又称反应机理。

（1）总反应：2NO+2H2=N2+2H2O

（2）反应历程

①2NO+H2=N2O+H2O（慢）

②2N2O=2N2+Ch（快）

③2H2+。2=2%0（更快）

（3）决速反应：在反应历程中，反应速率最慢的基元反应

（4）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率

（5）特点：

a.不同的化学反应，反应历程不同。

b.同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。

c.反应历程的差别造成了化学反应速率的快慢差异。

d.对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。

二、能垒图、过渡态理论及其反应机理

1.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，再转化成生成物。这与爬山类似，山的最高点便是

过渡态。

反应过程

2.基元反应过渡状态理论

（1）基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状

态称为过渡态

AB4-C―>[A...B...C]―>A+BC

反应物过渡态产物

（2）过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当

于活化能。如：一澳甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为：

CH3Br+OH-―>[Br...CH3...OH]―>B「+CH30H

反应物过渡态

一溟甲烷与NaOH溶液反应历程示意图

3.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E、E）,而该更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

I2

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法于速率最慢的基元反应。

（3）能垒（活化能）：即反应物状态达到活化状态所需能量。根据变换历程的相对能量可•知，最大差值为:

其最大能垒（活化能）

（4）在杷基催化剂表面上，甲醇制氢（CHQH（g）hCO（g）+2H2（g））的反应历程如下图所示，其中吸附

在钳催化剂表面上的物种用*标注。

160157.2

7120

Q80•；116.)112.6H3.9

E40/I，--------------->•>-------97.9

3,、/：62.5//।：/\65.7/

百'、50.5:41.9/1;；

电

玄

宾

1大能垒

*&

过

*过

过

@*••过®

Hx过X)

“

渡

HH渡

渡

HO渡TH

+渡

O=F*=

态

*?态£

态

态z

Xooo态0O+

I£=HUV*8

U=x

uHIUIV0C

u。D

该历程中最大能垒（活化能）E正=179.6kJ.moL,该步骤的基元反应方程式为CO'+4H=CO0+2H2（g）

（5）曲线上的峰

①峰的个数表示中间反应的个数，不一定表示中间产物的种类

②峰谷

a.峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量

b.峰后的峰谷：表示该中间反应生成物的能量

4.突破能量变化的能垒图

（1）通览全图，理清坐标的含义。能量变化的能牟图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表

示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能：

（2）细看变化，分析各段反应。仔细观察曲线（直线）的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段

反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量下降的为放热；

（3）综合分析，做出合理判断。综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判断。如利用盖斯定律将各

步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变反应的反应热，也不会改变反应的

转化律。

重难保分练

（建议用时：15分钟）

1.（2025•北京卷）为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaG固体溶于水的过程分两步实现,

示意图如下。

下列说法不•正•确•的是

A.Na。固体溶解是吸热过程

B.根据盖斯定律可知：a+b=4

C.根据各微粒的状态，可判断a>0,b>0

D.溶解过程的能最变化，与Na。固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关

2.（2025•高三广东茂名•二模）催化剂1和催化剂2均能催化反应R=W（Ml和M2为中间产物）。反应

B.使用催化剂2,反应能更快到达平衡

C.使用催化剂2,平衡时W的浓度更大

D.使用催化剂1和2,反应历程的步数一样

3.（2024•甘肃卷）甲烷在某含M。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

6

70

>

♦

。

三OO

提

文S49

要-

S71

一

L

-OO

反应过程

A.E2=1.41eVB.步骤2逆向反应的△H=+0.29eV

C.步骤1的反应比步骤2快D.该过程实现了甲烷的氧化

4.（2022•湖南卷）反应物（S）转亿为产物（P或PZ）的能量与反应进程的关系如下图所示:

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是

A.进程I是放热反应B.平衡时P的产率：11>1

C.生成P的速率：D.进程IV中，Z没有催化作用

5.（2025•安徽省安庆市•二模）中国原子能科学研究院利用电导率仪在线监测了BF；制备H'BO,的反应历程,

并能判定反应的终点。下列说法错误的是

(

O,一

E过渡态3

.

P

0过渡态2/\

向

t\.

跑过渡态1/\/HIBO3+3HF

/\•\/

.',\*

•______%,

/BF2OH+HF+2H2O\

/BF（OH）2+2HF+H2O

BF3+3H2O

反应历一

A.过渡态1比过渡态2稳定

B.可能有HBE副产物生成

C.该历程分三步进行，总反应的决速步是第三步

c（BEOH）

D.升高温度，平衡时“BF（OH）］减小

6.（2025•安徽省蚌埠市•二模）合成气的一种制备原理为CH4（g）+CO2（g）.・2CO（g）+2H2（g）AH>0,在

Sn-Ni合金催化下，甲烷脱氢阶段的反应历程如图所示（*表示吸附在催化剂表面）。下列说法正确的是

A.低温利于反应CH/gHCO/g）.・2CO（g）+2H/g）的自发进行

B.脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂

C.反应CH4（g）+CO?（g）.2CO（g）+2H?（g）正反应的活化能小于逆反应的活化能

D.在Sn-Ni合金催化下，该历程中决速步的化学方程式为CH；+H*fCH；+2H*

7.（2025•安徽省池州市•二模）某温度下，在密闭容器中充入一定量M,发生反应：M（g）=L（g）AH,>0,

L（g）.N（g）AH2<0,加入催化剂（虚线表示），反应达到平衡所需时间大幅缩短。可能的反应历程示

意图为

反应历程反应历程

重难抢分练

(建议用时：15分钟)

1.(2025•山东泰安•二模)利用丙烷制备丙烯的机理如图所示，下列说法正确的是

反应过程

A.M.H改变了丙烷制备丙烯的反应历程

B.升高温度不利于提高丙烷转化率

C.反应过程中碳的成键总数不变

D.反应决速步涉及的变化过程为M-H+CRBFCH3cH2cH2MH2

2.(2025•河北卷)氮化钱(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

Ga2O5(s)+2NH3(g),二2GaN(s)+3Hq(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下：

iGa2O3(s)+NH3(g)Ga2O2NH(s)+H2O(g)

iiGaONH(s)+NH(g)^^^GaON2H(snHO(g)

8-223222TS7

iiiGa,ON2H2(s)^^^2GaN(s)+H,O(g)

-HO(g)6376.08

6-2TS6/2GaN(s)

TS5t434

/+H,O(g)

4-

TS2Z

；-3H>2ON(Hg()gT)Si.466/^-3.L01^3^30O

2.133

2-

Ga2O3(s)TSi•S4I「、、：Ga?ON2H2⑸

+NH30.06/

0-。■温酎;。关

-O?73工68GazOzNH©

21------------ai<----------------1------>ii<--------1--------4由<-----

反应历程

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2.69eV

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

3.(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

CH,CH2CH5(g)rCH3CH=CH2(g)+H2(g),反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，

PHCHCH?+2'H->CH3cH=CH?(g)+H2(g)中部分进程已省略)。

-o-催化剂a

-A一催化剂bCH.CH=CH,(g)+H,(g)

反应进程

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*CH3cH2cH；-/CH3cHeH.+'H

4.（2025•高三•广东深圳•二模）水燃气变换反应是获取出的重要方式之一，在不同催化剂作用、，其反应历

程如图所示（*表示吸附态）。下列说法正确的是

fCO+H2O—催化剂1

T…催化剂ii

\CO2+H2

Y*CO,+*H,

*8+*比0

反应进程

A.使用I、II,反应历程均分4步进行

B.反应达平衡时，增大压强，〃[HJ增大

C.使用I时，反应体系更快达到平衡

D.I、n均能降低反应的焰变

5.（海南省2025・2026学年高三上学期学业水平诊断）一定条件下，某共扼二烯性X与湿单质按物质的量

之比1:1发生加成反应的反应进程及能量变化如图所示（图中AE均为正值）。下列说法正确的是

八能吊“kJmol")

B.X(l)4-Br2(l)=Y(l)A//=(A£2_A£；)kJ.molT

C.反应开始阶段，生成Y(l)与生成Z(l)的速率相等

D.生成Y⑴或Z(l)的总反应均为放热反应

6.(2024•安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应：X(g)^Y(g)(AH,O),

Y(g)'Z(g)(AH2<0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是

7.(北京市朝阳区2025・2026学年高三上学期期中质■检测)设计如下路线理解和探究Na2cO,固体溶解

过程的能量变化。

注：①离子在水中往往以水合离子形式存在，如水合钠离子，简写作Na+。

②碳酸钠水合物有Na2c（VHQ、Na2c0/7%。和Na2c0-10也0三种。

卜.列说法不氐砚的是

A.由于Na2cO3和HzO还可能生成Na2c（V7也。等物质，人回难以直接测定

B.和可利用图2所示的装置进行测定

1

C.根据盖斯定律可知：Na2CO5（s）+10H2O（l）=Na2CO3-l（）H2O（s）AA/.=-92.3kJ-mol-

D.根据各微粒的状态，可推测△/＞（）

（建议用时：15分钟）

1.（北京市东城区2025届高三下学期二模化学试题）实验表明，其他条件相同时，•定。（OH）范围内,

（CHjCX（X为Br或I）在NaOH水溶液中发生反应生成（CHJCOH的速率与c（OH）无关。该反应过

程的能最变化如图所示。

①下列说法不正确的是

A.该反应为取代反应

B.（CHJC+中C的杂化方式不完全相同

C.X为Br时的小乩、和AH?均不等于X为I时的和AH?

D.该反应速率与《OH。无关的原因主要是0H-不参与①

2.(2024•贵州卷)AgCN与CHQ^Br可发生取代反应，反应过程中CN的C原子和N原子均可进攻

CH3CH2Br,分别生成睛(CHCH£N)和异睛(CHChNC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及

能愤变化如图(TS为过渡态，I、II为后续物)。

CH,

I能量9%*

中2TS2/二C-CH,

国厂、

舁睛C、、Ag'/\Ag--Br

CHf蔬+AgBr/A《N+CH3cg\

—*,

\CH3CH2CN+AgBr

CH3cH?N三己-Ag--Br'L--

CH3CH2C=N-Ag-Br

反应进程反应进程

由图示信息，下列说法错误的是

A.从CH3cH?Br生成CH3cH?CN和CH3cH?NC的反应都是放热反应

B.过渡态TSI是FtlCN的C原子进攻CHCHRr的a-C而形成的

C.I中“N-Ag”之间的作用力比H中“C-Ag”之间的作用力弱

D.生成CHSMCN放热更多，低温时CH3cH£N是主要产物

3.(重庆市巴蜀中学2026届高三上学期10月月考)在催化剂表面，CO(g)和H?(g)合成CHQH(g)的反

应历程和能量变化如图所示，催亿剂表面上的物种用“”标注。

0

8

6

4

2o

>0

，o.ro

用2

o.o^

曲4(

M0.a2-l/-

髭6y

H0.&5

8『

玄ZF

0+H

要(+H

2++

45on**

6uOo

8Dq

0HH

2

4

反应历程

已知：leVxNA=96.5kJmo「。下列说法正确的是

A.该反应决速步的反应方程式为：CO(g)+2H2(g)=CO*+2H2(g)

B.CO(g)和Hz(g)合成CHQH(g)的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH=-lcV.mol

C.若催化剂表面由平整表面改为粗糙表面，则制备CHQH(g)的速率会加快

D.该历程中存在非极性键的断裂和形成

4.CH.CH’Br在NaOH水溶液的作用下，反应过程中能量变化示意图如下所示(其中a、b代表过渡态1或

过渡态2中的一种）。