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压轴题03化学反应机理/历程能垒图分析近几年来新高考地区有关反应历程和反应机理的选择题，通过构建模型，进行类比迁移考查考生的化学学科素养。
反应历程是指化学反应中的反应物转化为最终产物通过的途径，反应机理是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应，机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率大小等。
完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。
试题常以图像为载体，以陌生的反应历程方程式或示意图为主要信息源，高起点(题目陌生度高，往往用词新颖)，低落点(考查的思维简单)，从微观视角来考查反应机理，考查点集中在题目信息采集处理、能量、速率、平衡、结构、反应等关键考点，问题涉及到催化剂、中间产物的判断、化学反应方程式的书写及反应过程的化学键断裂与形成情况。
由于命题形式比较新颖，能较好的考察学生阅读和理解题目信息能力，且考察难度、深度比较容易调控，广度易于辐射到各模块，预计该题型在今后的高考中仍会是命题热点。
解答时注意题干信息的理解应用，通过分析化学反应过程，明确反应过程中反应物、生成物、中间物种(或中间体)、催化剂的作用和能量变化、化学键的变化等。
反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物；生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物；中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[]”标出催化剂：催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上一、选择题：本题共20小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．（2022·山东·高考真题）在NO 催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。
下列说法错误的是A．含N 分子参与的反应一定有电子转移B．由NO 生成HONO 的反应历程有2种C．增大NO 的量，38C H 的平衡转化率不变D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少2．（2022·湖南·高考真题）科学家发现某些生物酶体系可以促进+H 和-e 的转移(如a、b 和c)，能将海洋中的2NO -转化为2N 进入大气层，反应过程如图所示。
化学反应历程或机理1．科研人员利用Cu/ZnO作催化剂，在光照条件下实现了CO2和H2合成CH3OH，该反应历程示意图如下。
下列说法不正确的是( )A．过程I中ZnO表面上进行CO2的吸附与转化B．过程II中存在极性键的断裂与形成C．过程V中生成CH3OH时吸收能量D．总反应的化学方程式是CO2 + 3H2CH3OH + H2O【答案】C【详解】A项，过程I中在ZnO表面吸附CO2，且CO2和-OH转化为即HCO3-，故A 正确；B项，过程II中涉及C-O的断裂与C-H和H-O键的形成，且C=O、C-H、H-O均为极性键，故B正确；C项，过程V中生成CH3OH时，是CH3O-与-H形成CH3OH，存在H-O键形成的过程，则该过程放出能量，故C错误；D项，该反应总过程是CO2和H2在Cu/ZnO催化剂作用下，合成CH3OH，总反应方程式为CO2+ 3H2CH3OH + H2O，故D正确；故选C。
2．我国科研工作者研发的一种在较低温度下制备乙二醇的反应历程示意图如图所示。
下列说法正确的是( )A．Cu纳米笼簇能降低H2解离的活化能B．整个过程中只断裂碳氧双键C．中含有3种官能团D．等物质的量的甲醇和乙二醇完全燃烧消耗O2的质量相等【答案】A【详解】A项，根据示意图，Cu纳米笼簇作该反应的催化剂，能降低H2解离的活化能，故A正确；B项，由反应历程示意图可知，整个过程中除了断裂碳氧双键外，还有碳氧单键断裂，故B错误；C项，中含有酯基和羟基2种官能团，故C错误；D项，1mol甲醇完全燃烧消耗氧气的物质的量是1.5mol，1mol乙二醇完全燃烧消耗O2的物质的量是2.5mol，则等物质的量的甲醇和乙二醇完全燃烧消耗O2的质量不相等，故D 错误；故选A。
3．已知活性氧可以把SO2快速氧化为SO3，根据计算机模拟结果，在炭黑表面上O2转化为活化氧的反应历程与能量变化关系如图所示。
下列说法正确的是( )A．O2转化为活化氧与碳氧键生成无关B．每活化1个O2分子最终吸收0.29 eV能量C．该过程的最大能垒(活化能)E正= 0.73 eVD．炭黑可加快SO2转化为SO3的反应速率【答案】D【详解】A项，从图中可以看出从氧气到活性氧，需经过炭黑与氧气结合再分开的过程，此时有碳氧键生成和氧氧键的断裂，A错误；B项，开始状态时炭黑和氧气为0 eV，结束后能量变为-0.29 eV，故放出0.29 eV的能量，B错误；C项，从图中可以看出，炭黑和氧气需要先吸收0.75 eV的能量，再释放一些能量，然后吸收能量到0.73 eV，故该过程中的最大能垒E正=0.75 eV，C错误；D项，反应体系中加入炭黑后，体系中的氧气变成活化氧，增加了体系中的活化分子百分数，增加了反应速率，D正确；故选D。
专题07 化学反应中的能量变化及机理1．(2020年浙江卷)下列说法不正确．．．的是( )A．天然气是不可再生能源B．用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物C．煤的液化属于物理变化D．火棉是含氮量高的硝化纤维2．(2020年浙江卷)关于下列ΔH的判断正确的是( )CO32−(aq)+H+(aq)=HCO3−(aq)ΔH1CO32-(aq)+H2O(l)⇌HCO3−(aq)+OH−(aq)ΔH2OH−(aq)+H+(aq)=H2O(l)ΔH3OH−(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO−(aq)+H2O(l)ΔH4A．ΔH1<0 ΔH2<0B．ΔH1<ΔH2C．ΔH3<0 ΔH4>0D．ΔH3>ΔH4 3．(2020年新课标Ⅰ)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。
下列叙述错误的是A．CH3COI是反应中间体B．甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2HC．反应过程中Rh的成键数目保持不变D．存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O4．(2020年山东省新高考)1，3-丁二烯与HBr 发生加成反应分两步：第一步H +进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br -进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。
反应进程中的能量变化如下图所示。
已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。
下列说法正确的是A ．1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定B ．与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大C ．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小D ．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 5．(2020年江苏卷)反应42SiCl (g)+2H (g)Si(s)+4HCl(g)高温可用于纯硅的制备。
下列有关该反应的说法正确的是A ．该反应H>0∆ 、S<0∆B ．该反应的平衡常数()()4242c (HCl)K c SiCl c H =⨯C ．高温下反应每生成1 mol Si 需消耗2222.4LH ⨯D ．用E 表示键能，该反应ΔH=4E(Si-Cl)+2E(H-H)-4E(H-Cl) 6．(2020年天津卷)理论研究表明，在101kPa 和298K 下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。
2020年高考化学命题热点《反应历程：活化能、催化剂和能量》微专题复习在基于真实情境考查学生综合运用知识的能力的考试理念引导下，与化工生产关系密切的催化剂备受青睐，成了热门考点。
从考查的知识看，主要从反应历程、活化能、速率、平衡移动等角度考查催化剂对反应的影响。
从试题形式上看，常常融合图像、表格等信息呈现形式，考查学生吸收和整合陌生信息的能力。
一、催化剂与反应历程催化剂如何影响化学反应？有一个熟悉的例子：Cu催化乙醇的氧化反应。
2Cu＋O2=加热=2CuOCH3CH2OH＋CuO -加热-> CH3CHO＋Cu＋H2O催化剂Cu先参与反应后又重新生成，它经历了Cu→CuO→Cu的变化历程。
[例1]用NaClO3、H2O2和稀硫酸制备ClO2。
反应开始时加入少量盐酸，ClO2的生成速率大大提高(Cl－对反应有催化作用)。
该过程可能经两步反应完成，将其补充完整：①_______________________________________________(用离子方程式表示)；②H2O2＋Cl2=2Cl－＋O2＋2H＋。
[解析] 第②步中Cl2生成Cl－，可知催化剂Cl－的变化历程是Cl－→Cl2→Cl－，即Cl－在第①步中变成Cl2。
由题给信息及氧化还原知识可知，氧化剂是ClO，且ClO反应后生成ClO2。
离子方程式：2ClO＋2Cl－＋4H＋=2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。
[答案] 2ClO＋2Cl－＋4H＋=2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O二、催化剂与活化能、焓变【备注】甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比。
OH的CO占全部CO的百分比。
[答案][解析] 先比较实验Ⅰ、Ⅱ：实验Ⅱ的催化剂比表面积大，故实验Ⅱ的反应速率大；因催化剂不影响平衡移动，故达到平衡后，实验Ⅰ、Ⅱ的c(NO)相同。
再比较Ⅱ、Ⅲ：实验Ⅲ的温度高，故实验Ⅲ的反应速率大；因温度升高，平衡左移，故平衡时c(NO)较大。
2018~2020年高考化学真题化学反应原理综合1．[2020新课标Ⅰ]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+12O2(g)SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol−1。
回答下列问题：（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_________________。
（2）当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa 和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。
反应在5.0MPa、550℃时的α=__________，判断的依据是__________。
影响α的因素有__________。
（3）将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p 条件下进行反应。
平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为___________，平衡常数K p=___________(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(αα'−1)0.8(1−nα')式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α'为某时刻SO2转化率，n为常数。
在α'=0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲线，如图（c）所示。
曲线上v 最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度t m 。
t <t m 时，v 逐渐提高；t >t m 后，v 逐渐下降。
原因是__________________________。
2．[2020新课标Ⅱ]天然气的主要成分为CH 4，一般还含有C 2H 6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合题及详细答案一、化学反应原理综合考查1．铝及其合金可用作材料、铝热剂等，在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。
(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。
①高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为：Al 2O 3(s)+AlCl 3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g)，其平衡常数表达式为K=_______________。
②碳热还原Al 2O 3冶铝的部分反应如下： Ⅰ.2Al 2O 3(s)+9C(s)=Al 4C 3(s)+6CO(g) △H 1=akJ/mol Ⅱ. 4Al 2O 3(s)+Al 4C 3(s)=3Al 4O 4C(s) △H 2=bkJ/mol Ⅲ. Al 4O 4C(s)+Al 4C 3(s)=8Al(g)+4CO(g) △H 3=ckJ/mol 反应Al 2O 3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的△H =__________kJ/mol③用离子液体AICb-BMIC(阳离子为EMIM +、阴离子为AlCl 4－、Al 2Cl 7－)作电解质，可实现电解精炼铝。
粗铝与外电源的_____________极(填“正”或“负")相连；工作时，阴极的电极反应式为_______________。
(2)真空条件及1173K 时，可用铝热还原Li 5AlO 4制备金属锂(气态)，写出该反应的化学方程式：__________________________。
(3)用Al 、Fe 或Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO 3--N)，在45℃，起始c (KNO 3-N)为50mg·L -1、维持溶液呈中性并通入Ar 等条件下进行脱除实验。
结果如图所示(c 0为起始浓度、c 为剩余浓度)：①纯Al 在0~3h 时，NO 3-几乎没有被脱除，其原因是_______________________；写出3h 后NO 3-被还原为N 2的离子方程式：____________________________。
化学反应速率和化学平衡1．近日，北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作，合成了Y、Sc(Y1／NC，Sc1／NC)单原子催化剂，用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。
反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(*表示稀土单原子催化剂)。
下列说法正确的是( )A．相同条件下，两种催化反应的焓变不同B．实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氨气的平衡转化率C．使用Sc1／NC单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表示为*N2+H→*NNHD．升高温度一定可以提高氨气单位时间内的产率〖〖答案〗〗C〖〖解析〗〗A项，根据盖斯定律，焓变只与反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，与反应途径无关，催化剂只改变反应历程，不改变反应的焓变，相同条件下，两种催化反应的焓变相同，A错误；B项，催化剂只能改变反应速率，不能影响化学平衡移动，故实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒不能提高氨气的平衡转化率，B错误；C项，从图中可以看出，使用Sc1／NC单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表示为*N2+H→*NNH，C 正确；D项，从图中可知，合成氨的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，且温度越高，催化剂吸附N2更困难，故升高温度虽然可以加快反应速率，但不一定可以提高氨气单位时间内的产率，D错误；故选C。
2．我国有世界储量第一的天然石膏(主要成分CaSO4)，同时也有大量磷酸工业副产品石膏，可用于硫酸及水泥的联合生产。
硫酸钙在高温下被CO还原，发生的反应有：I.CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) K1II.CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) K2III.3CaSO4(s)+CaS(s) 4CaO(s)+4SO2(g) K3上述反应的平衡常数的对数值(lg K)与温度(T)的关系如图所示。
下列说法错误的是( )A．反应II的ΔH＞0B．lg K3=4lg K2−lg K1C．使用适当的催化剂能够加快反应速率，提高原料的平衡转化率D．调控适当的温度可以抑制反应I促进反应III而得到较纯净的CaO〖〖答案〗〗C〖〖解析〗〗A项，lg K越大，K越大，根据图像显示，反应II升高温度lg K 增大，反应II的K值增大，说明平衡正向移动，则正反应吸热反应，ΔH＞0，故A正确；B项，利用盖斯定律，将反应Ⅱ×4−反应Ⅰ得反应Ⅲ，以此可得焓变ΔH 3=4ΔH 2−ΔH 1，由反应转化平衡常数时，化学计量数扩大n 倍，新平衡常数是原来的n 次方幂，两方程式相减，新平衡常数为两者之商，两方程式相加则为两者之积，则平衡常数K 3=421K K ，则lg K 3= lg 421K K =4lg K 2−lg K 1，故B 正确；C 项，使用适当的催化剂能够加快反应速率，但不影响平衡移动，则不能提高原料的平衡转化率，故C 错误；D 项，lg K 越大，K 越大，根据图像，反应I 升高温度，lg K 减小，说明平衡逆向移动，反应I 被抑制，反应III 升高温度，lg K 增大，说明平衡正向移动，反应III 被促进，则调控适当的温度可以抑制反应I 促进反应III 而得到较纯净的CaO ，故D 正确；故选C 。
2020年高考化学命题热点：反应历程试题（过渡态理论、活化能、能垒）课程标准要求：了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。
高考题中通过反应历程图考查催化剂是一个什么的演变过程，下面通过一系列的高考题就可以看出一点端倪。
一、题源一一教材中的示意图1、苏教版如图：图2-7正反应与逆反应的活化件图中：Ea为正反应的活化能，Ea'为逆反应的活化能，反应热为AH=Ea-Ea,0注意：图中使用催化剂时的活化能为EaL示意图中有两个峰。
如图2210所示：反应A+B-AB的活化能为&，加入依化剂K后，反应分两步进行：①A+K-AK活化能为％（慢反应）②AK+B-AB+K活化能为&（快反应）总反应：A+B^-AB活化能为％可以看出，加入催化剂K后,两步反应的活反应所会图2-2-10化能％和£>2均小丁•原反应的活化能&，因此反应速率加快。
仔细分析这两步反应可以看出：由T£»l>Eq,第1步反应是慢反应，装决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”,第1步反应越快,则整体反应速率就越快。
因此对总反应来说，笫一步反应的活化能晶就是在催化条什卜总反t豚I了化学应的活化能。
2、人教版、鲁科版二、高考题考查的演变1、（2011全国大纲卷，T9）反应A+B^C（AH<0）分两步进行:①A+B t XOH>0）,@X->C（AH<0）o下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是【答案】D【解析】由反应A+B^C（AH<0）分两步进行®A+B->X（AH>0）②X t COHVO）可以看出，A+ B->C[AH<0）是放热反应，A和B的能量之和C,由①A+B t X（2\H>0）可知这步反应是吸热反应，X^C[AH<0）是放热反应，故X的能量大于A+B；A+B的能量大于C,X的能量大于C。
1. 炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果 如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。
下列说法错误的是()A. 氧分子的活化包括0—0键的断裂与C —O 键的生成B. 每活化一个氧分子放出0.29eV 的能量C. 水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVD. 炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂【答案】C【解析】A 项，由图可知，氧分子的活化是0—0键的断裂与C —0键的生成过程，正确；B 项，由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29eV 的能量，正确；C 项，由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV ，错误；D 项，活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，正确。
2. 水煤气变换反应为：CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H 2(g)o 我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用•标注。
下列说法正确的是A.O水煤气变换反应的AH>0B. 步骤③的化学方程式为：CO・+OH・+H2O(g)=COOH・+H2O・C. 步骤⑤只有非极性键H-H 键形成D. 该历程中最大能垒(活化能)E E =1.70eV【答案】B【解析】A 项，图象分析可知水煤气的生成过程经过了过渡态1和过渡态2,最后生成产物的能量低于反应物，反应的嬉变AH 小于0,错误；B 项，结合此图分析判断，③是发生的过渡反应：CO・+OH・+H2O(g)=COOH・+H2O ・，正确；C 项，步骤⑤中H-0键原反应物中已经存在，则形成的化学键包括极性键C=O,非极性键H-H 键形成，错误；D 项，该历程中最大能垒(活化能)E I =1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV,错误。
2020年高考化学命题热点：反应历程试题（过渡态理论、活化能、能垒）课程标准要求：了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。
高考题中通过反应历程图考查催化剂是一个什么的演变过程，下面通过一系列的高考题就可以看出一点端倪。
一、题源——教材中的示意图1、苏教版如图:图中：Ea为正反应的活化能，Ea′为逆反应的活化能，反应热为△H ＝Ea－Ea′。
注意：图中使用催化剂时的活化能为Ea1。
示意图中有两个峰。
2、人教版、鲁科版二、高考题考查的演变1、（2011全国大纲卷，T9）反应A＋B→C(△H<0)分两步进行：①A＋B→X(△H>0)，②X→C(△H<0)。
下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是【答案】D【解析】由反应A＋B→C(△H＜0)分两步进行①A＋B→X(△H＞0)②X→C(△H＜0)可以看出，A＋B→C(△H＜0)是放热反应，A和B的能量之和C，由①A＋B→X(△H＞0)可知这步反应是吸热反应，X→C(△H＜0)是放热反应，故X的能量大于A＋B；A＋B的能量大于C，X的能量大于C。
2、（2011江苏卷，T4）某反应的反应过程中能量变化如图1所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。
下列有关叙述正确的是A．该反应为放热反应B．催化剂能改变该反应的焓变C．催化剂能降低该反应的活化能D．逆反应的活化能大于正反应的活化能【答案】C【解析】A项，从图中看，反应物的总能量低于生成物的能量，故为吸热反应，错；B项，焓变是指反应物与生成物之间的能量差值，与反应过程无关，错；C项，加入催化剂之后，E2变小，说明活化能减小了，正确；D项，正、逆反应的活化能大小不变，错。
3、（2014·海南单科化学卷，T8）某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是A、反应过程a有催化剂参与B、该反应为放热反应，热效应等于△HC、改变催化剂，可改变该反应的活化能D、有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 E2【答案】BC【解析】A、由图可知，反应过程a需要的活化能比b要高，所以a没有催化剂参与，A错误；B、由图可知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应，反应的热效应等于反应物与生成物能量之差，即△H，B正确；C、使用催化剂，改变了反应进行的途径，降低了反应的活化能，C正确。
有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1，D错误；4、（2014·北京卷，T9）最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。
反应过程的示意图如下；下列说法中正确的是A、CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【答案】C【解析】根据能量--反应过程的图像知，状态I的能量高于状态III的能量，故该过程是放热反应，A错误；根据状态I、II、III可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误；由图III可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。
5、（2015·海南单科化学卷，T16）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1molN2，其△H＝____________kJ·mol¯1。
解析：根据图像可知N2O与NO反应生成氮气和二氧化氮的反应热为（209-348）kJ/mol=-109kJ/mol。
6、（2015·海南单科化学卷，T11）由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。
下列说法正确的是()A．由X→Y反应的ΔH＝E5−E2B．由X→Z反应的ΔH<0C．降低压强有利于提高Y的产率D．升高温度有利于提高Z的产率【答案】BC【解答】A．根据化学反应的实质，由X→Y反应的△H=E3﹣E2，故A错误；B．由图象可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的△H ＜0，故B正确；C．根据化学反应2X（g）＝3Y（g），该反应是气体系数和增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，故C正确；D．由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，故D错误．7、（2018·北京卷，T7）我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH 的催化反应历程。
该历程示意图如下。
下列说法不正确的是A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂C．①→②放出能量并形成了C―C键D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【答案】D【解析】A. CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4 CO2＝CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A正确；CH4选择性活化变为①的过程中，有1个C-H键断裂，B正确；C．根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量; 对比①和②，①→②形成C-C键，C正确；D.催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D错误。
8、（2018·海南卷，T12）炭黑是雾霾中和重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如右图所示。
活化氧可以快速氧化二氧化硫。
下列说法正确的是A．每活化一个氧分子吸收0.29eV的能量B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVC．氧分子的活化是O—O的断裂与C—O键的生成过程D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂【答案】CD解析：由活化过程的能量变化模拟图可知，每活化一个氧分子放出0.29eV的能量，A项错误；水可使氧分子活化反应的活化能降低包括两部分，类似前面示意图中的两个峰，但是活化能变化是第一个。
所以炭黑与氧气生成中间产物使活化能降低0.18eV，B项错误；结合图示，比较反应物与目标物质的结构可知，C项正确；根据“活化氧可以快速氧化二氧化硫”可以判定，D项正确。
9、（2019·全国1卷，T28）（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。
可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正＝_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。
（3）由题中图示可知水煤气变换时反应前相对能量0eV，反应后相对能量-0.72eV，反应为放热反应，故△H小于零。
该历程中最大的能垒（活化能）应是COOH* H* H2O*=COOH* 2H* OH*反应时由相对能量-0.16eV升至1.86eV 的过渡态2再降至1.41eV。
E正=1.86－（－0.16）=2.02(ev)。
题中设问“该历程中最大能垒（活化能）”，需要对活化能加深认知，为能量上升阶段，（爬坡阶段）可知最大的活化能为﹣0.16到1.86阶段。
10、（2020北京新高考测试题5）最近，中国科学院大连化物所CO2 催化转化为 CO 的研究获得新成果。
下图是使用不同催化剂（NiPc 和 CoPc）时转化过程中的能量变化，下列说法不合理．．．的是．．A．转化过程中有极性键形成B．·CO2 经氧化反应得到·COOHC．吸附在 NiPc 或 CoPc 表面带有相同基团的物种其能量不同D．该研究成果将有利于缓解温室效应并解决能源转化问题选B11.（2020山东新高考测试）热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3 产率降低。
我国科研人员研制了 Ti・H・Fe双温区催化剂（Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100°C）。
Ti-H-Fe双温区催化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*标注。
下列说法正确的是A.①为氮氮三键的断裂过程B.①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生C.④为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程D.使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应【答案】BC【解析】A选项，经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，所以A错误。
B选项，①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行。
④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率，所以B正确。
C选项，由题中图示可知，过程④完成了Ti-H-Fe-*N到Ti-H-*N-Fe两种过渡态的转化，N原子由Fe区域向Ti-H区域传递。
C正确。
D选项，化学反应不会因加入催化剂而改变吸放热情况，所以D错误。
三、启示1、反应示意图由简单变复杂。
前面只考查反应物生成物相对能量的大小，判断放热吸热反应。
通过示意图波峰高低来判断有无催化剂。
2、单峰变双峰。
考查我们哪个峰才是催化剂改变的活化能。
3、示意图与物质的分子模型结合，加大信息的干扰作用。
4、示意图由定性判断变成定量计算焓变。
5、示意图变成能垒图，通过相对能量来计算活化能。
1．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。
下列说法错误的是()A．氧分子的活化包括O－O 键的断裂与C－O 键的生成B．每活化一个氧分子放出0.29eV 的能量C．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVD．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂【答案】C【解析】A 项，由图可知，氧分子的活化是O－O 键的断裂与C－O 键的生成过程，正确；B项，由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29eV 的能量，正确；C项，由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV，错误；D项，活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，正确。
2．水煤气变换反应为：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。
我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。
下列说法正确的是（）A．水煤气变换反应的ΔH>0B．步骤③的化学方程式为：CO●+OH●+H2O(g)=COOH●+H2O●C．步骤⑤只有非极性键H-H 键形成D．该历程中最大能垒（活化能）E 正=1.70eV【答案】B【解析】A 项，图象分析可知水煤气的生成过程经过了过渡态 1 和过渡态 2，最后生成产物的能量低于反应物，反应的焓变ΔH 小于 0，错误；B 项，结合此图分析判断，③是发生的过渡反应：CO●+OH●+H 2O(g)=COOH●+H 2O●，正确；C 项，步骤⑤中 H-O 键原反应物中已经存在，则形成的化学键包括极性键 C=O ，非极性键 H-H 键形成，错误；D 项，该历程中最大能垒(活化能)E 正=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV ，错误。
