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1、反应机理的图象分析与应用0O0 2 2考点一反应历程中的能量变化图像3【真题研析规律探寻】3解题技巧三步突破能量变化能垒图5【核心提炼考向探究】51 .题在书外，理在书中选编教材中的经典 图示52 .变形考查一一源于教材高于教材63 .不断创新一一真情境考查真应用7【题型特训命题预测】7题型一相对能量变化图7题型二能垒图13题型三过渡态能量变化图182考点二催化剂的催化反应机理分析22【真题研析规律探寻】22解题技巧261 .催化反应机理的分析思维模型262 .催化反应机理题的解题思路26【核心提炼考向探究】271 .催化剂具有的三大特征272 .催化剂与化学反应273 .催化剂与中间产物27
2、4 .探究催化剂的催化机理28易错题型29认识催化剂的四大误区29【题型归纳命题预测】30题型一无机反应机理图分析30题型二有机反应机理图分析39真情境考查真应用教材中的经典图示反应历程与活化能催化剂对反应历程与活化能影响第一步：理清坐标含义反应历程与机理:三步突破能量变化能垒图）（第二步：分析各段反应（第三步：写出合理答案（催化剂改变反应速率，自身不催化剂（催化剂具有的三大特性（催化剂不改变化学平衡催化剂具有特殊的选择性认识催化剂的四大误区（误区一：催化剂不参加化学反应（误区二：一种反应只有一种催化加误区三：催化剂都是加快反应速率)（误区四：催化剂的效率与催化剂的田无关）（探究催化剂的催化机
3、理）（催化反应机理的分析思维模型 （催化反应机理题的解题思路考点要求考题统计考情分析反应历程中的能量变化图像2023浙江省1月选考14题，3分；2022湖南选择性考试12题,4分；2021湖南选择性考试14题，4分【命题规律】化学反应机理试题以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，就是把一个复杂反应分解成若干个反应，然后按照一定规律组合起来，从而达到阐述复杂反应的内在联系的目的。近几年这类题型是高考热点，呈现方式每年都有变化，意对解题模型进行掌握。【命题预测】反应机理在近几年高考题中频繁出现，预计在2023年高考中，会以选择和在化学反应原理中图像进行呈现，考查学生知识运用与推理能力。反
4、应机理真实情境进行分析，思维转化大，考查考生的迁移运用能力和创新思维，具有一定的难度。催化剂的催化反应机理分析2023广东卷15题,3分；2023全国新课标卷12题，6分；2023浙江省6月选考14题,3分；2022湖南卷9题，3分;2022山东卷10题，2分考点一反应历程中的能量变化图像真题研近规律探J1. (2023浙江省1月选考，14)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下已知O2(g)和CL(g)的相对能量为0，下列说法不正确的是()A.E6-E3=E5-E2B.可计算Cl-Cl键能为2(E2-F3)kJmo,C.相同条件下，03的平衡转化率：历程II历程ID.历
5、程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=2(g)+Cl(g)W=(E5-4)kJmol-1【答案】C【解析】对比两个历程可知，历程H中增加了催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。A项，催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焙变，因此氏-&=&-&，A正确；B项，已知Cb(g)的相对能量为0,对比两个历程可知，Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJmolL则CI-Cl键能为2(&-E3)kJmoN,B正确；C项，催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，03的平衡转化率：历程H=历程I,C错误；D项，活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程II
6、中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+CI(g)7=(4)kJmol1,D正确；故选C。2. (2022湖南选择性考试，12)反应物(三)转化为产物(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：IIIC.生成P的速率：11I11D.进程IV中，Z没有催化作用【答案】AD【解析】A项，由图中信息可知，进程I中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程I是放热反应,A说法正确：B项，进程II中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时
7、P的产率相同，B说法不正确；C项，进程III中由SY转化为PY的活化能高于进程11中由SX转化为PX的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为11IL.-反应慢,IlH+浓度过大或者过小，均导致反应速率降低，故B正确；C项，L-Fe-H一COL-Fe-H,碳的化合价升高，铁的化合价降低，故C正确；D项，决定化学反应速率的步骤是最慢的一步，活化能越高，反应越慢，从反应机理图中可知，IV-I的活化能最大，该过程的总反应速率由IVTl步骤决定，故D错误；故选D。三步突破能量变化能垒图一理清坐标含义rI能If变化能垒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
8、应的不同阶段VI纵坐标表示能量的变化R我一分析各段反应仔细观察曲线（或直线）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.!I能量开高的为吸热,能量下降的为放热；不同阶段的信大能我即该反核的活化能后卷一写出合理答案I-合整合各项伯息.回扣但目要求.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；儡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率核心提炼考向探究1 .题在书外，理在书中选编教材中的经典图示反应历程与活化能催化剂对反应历程与活化能影响人教版新教材P26图2-3化学反应中反应物、生成物的能量与活化能的关系P27图2-4催化剂改变反应历程
9、、降低反应活化能示意图鲁科版新教材苏教版X=21.5kJmol；反应产物IIC1+H反应物H2+CP71图2-3-6基元反应Hz*-HCHH的活化能示意图P73图2-3-7免气分解反应以及SI自由基催化51h分解反应过程中的能景变化示意图P38图2-7正反应与逆反应的活化能2 .变形考查源于教材高于教材传统高考命题以知识立意为重，前几年的高考对此知识点的考查大多是教材的变形考查2015北京高考T9-o三2015海南高考T163 .不断创新真情境考查真应用核心素养时代，高考命题由知识立意转向素养立意，高考讲究真情境考查真应用233g *3x 七O2Z.JIO 过2 .OM-J!上J 32itG
10、过*态1 SSTbJTbU 3ss*382019全国卷IT28炭黑和M气活化气2018海南高考T128 6 4 2 0 2 0.0.0.0.0.0. A 超玄云一题型特吹鱼题预测题型一相对能量变化图1. （2024河南省六市重点高中高三调研考试）X-Y反应分两步进行，在催化剂Catl、Cat2作用下能量变化如图所示。下列叙述正确的是（A.Call作用下，第二步反应为决速反应B.两种催化剂不改变总反应能量变化C.催化剂可以改变生成物丫的平衡浓度D.升高温度，第一步反应加快，第二步反应减慢【答案】B【解析】A项，化学反应速率取决于慢反应，由图可知，Call作用下第一步反应的活化能大于第二步,则第一
11、步反应为慢反应，为决速反应，故A错误；B项，总反应的能量变化取决于反应物的总能量和生成物总能量的差值，与催化剂无关，故两种催化剂不改变总反应能量变化，故B正确；C项，催化剂改变反应历程，降低反应活化能，加快化学反应速率，但是不能使平衡发生移动，故催化剂不可以改变生成物Y的平衡浓度，故C错误；D项，升高温度，第一步反应加快，第二步反应也加快，故D错误；故选B。2. (2023浙江省宁波市高三下学期高考模拟)一定条件下，CH3CH=CH2与HCl发生加成反应有、两种可能，反应进程中能量变化如图所示。下列说法中不正确的是()能量4反应进程A.反应、焙变不同，与产物稳定性有关，与反应的中间状态无关B.
12、反应、均经过两步反应完成，对应的分步反应过程中均放出能量C.其他条件不变，适当提高反应温度，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例D.相同条件下，CH3CHQCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)【答案】B【解析】A项，焙变在给定反应中，只与始态和终态有关，与中间状态无关，根据图像可知，该反应为放热反应，放出热量越多，产物能量越低，该物质越稳定，故A正确；B项，根据图像可知，反应、的第步都是产物能量高于反应物，即第步为吸收热量，故B错误；C项，CH3CH2CH2CKg)CH3CHClCH3Cg),该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，可以提高CH3CH2CH2Q(
13、g)的比例，故C正确；D项，反应的活化能比反应的活化能低，化学反应速率快，因此相同条件下，CFhCHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g),故D正确；故选B。3. (2023浙江省杭州地区(含周边)重点中学高三联考)一定条件下，反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下，下列说法不氐硬的是()A.由历程I可计算，SCh的总键能=(El-E3)kJmoNB.由历程11可知，相同条件下0(g)的浓度比SCh(g)的浓度对反应速度影响更大C.相同条件下，SO2的平衡转化率，历程I=历程D.由历程I和历程11可得，E5-E3=E4-E2【答案】A【解析】A项，由图可知，ImolS
14、Oz的活化能为(E-E3)kJ,SO2的总键能不是(Ei-E3)kJmo3故A错误：B项，由历程II可知，相同条件下使用V2O5作催化剂增大0(g)的浓度后，反应的活化能降低，反应速率加快，则0(g)的浓度比S(g)的浓度对反应速度影响更大，故B正确；C项，催化剂不改变化学平衡的转化率，则相同条件下，SO2的平衡转化率，历程I二历程II,故C正确；D项，催化剂不改变化学反应热，由历程I和历程11可得，E5-E3=E4-E2,故D正确：故选A。4. (2022重庆市普通高中高三学业水平等级考试)“天朗气清，惠风和畅。研究表明，利用Ir+可催化消除大气污染物NzO和CO,简化中间反应进程后，相对能
15、量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热AH=-283kJmo,则2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的反应热AH(kJmoH)为()(oUVpI)至设亥年N,O(glrCO(g)33 Nqg)lQCO(g) 123；中间体1229 Nghr CO4g)中间体H反应进程A.-152B.-76C.+76D.+152【答案】A【解析】已知CO(g)的燃烧热AH=-283kJmoH,可得CO(g)+Jo2(g)=COKg)AH=283kJ/mol，由图可得N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)H=-330+123-229+77=-359kJ/mol,由盖斯定律，(反应-)x2可得反应2
16、N2O(g)=2N2(g)+O2(g),反应热AH=(-359+283)x2=-152kJmoll,故选Ao5. (2023重庆一中高三质检)一定温度J三强下，CH3-CH=CH2(g)HCKg)反应可以生成CH3CHClCH3(g)和CH3CH2CH2Cl(g),反应中的能量变化如图所示。下列说法不正确的是()反应历程A.生成CH3CH2CH2Cl(g)的反应中，第一步为反应的决速步B.短时间内，CfhCHQCHMg)是主产物C.升高温度达平衡时，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例D.CH3-CH=CH2(g)+HCl(g)=CH3CH2CH2Cl(g)的焙变等于第一步与第二步
17、正反应活化能的差值【答案】D【解析】A项，生成CH3CH2CH2Cl(g)的反应中，第一步反应活化能高，是决速步，故A正确：B项，短时间内，生成ChhCHCICH3(g)的反应活化能低，反应速率快，因此CH3CHQCH3(g)是主产物，故B正确；C项，CH3CHClCHXg)CH3CH2CH2Cl(g)A0,升高温度有利于平衡正向移动，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例，故C正确；D项，CH3-CH=CH2(g)+HQ(g)CH3CH2CH2Cl(g)的烙变等于第一步与第二步反应的的代数和，故D错误；故选D。6. (2023浙江省重点中学拔尖学生培养联盟适应性考试)标准状态下，C
18、H2=CHCHKg)与Hcl(g)反应生成CH3KHCHg)和CH3CH2CH2Cl(g)的反应历程与相对能量的示意图如下。下列说法正确的是()(Wpn就军 WE4& I 9RE E 6W3NW 矍 NSA.Ea-E3=E4-E5B.其他条件不变，往反应体系中加入适量Cl-(g)可有效提高反应速率C.其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2CI的比例D.历程I、历程11中速率最快的一步反应的热化学方程式为：CH3CHCH3+Cl=CH3CHaCH37=(E3-E2)kJmo1【答案】C【解析】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越
19、小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应。A项，Es-E3、E4-E5对应两者的反应物、生成物均不同，故反应的焰变不同，故E2-E3,E4-E5,A错误；B项，由图可知，历程I、历程11的决速步均为第一步，故其他条件不变，往反应体系中加入适量ci-(g)不会有效提高反应速率，B错误；C项，由图可知，反应历程11的最大活化能更大，受温度的影响程度更大，故其他条件不变,适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2CI的比例，C正确；D项，由图可知，历程I中速率最快的一步反应的热化学方程式为：CH3CHCH3+Cr=CH3CHClCH3AZZ=(E3-E2)
20、kJmol,；历程11中速率最快的一步反应的热化学方程式为：CH3CHCH3+Cl=CH3CH2CH2ClAH=(E5-E4)kJmo1,D错误；故选C。7. (2023浙江省天域全国名校协作体高三联考)甲静和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成甲基叔丁基酿MTBE)：CH3H(g)+IB(g)=MTBE(g)Ho反应过程中反应物首先被催化剂吸附，再经历过渡态(I、II、In)最终得到产物，相对能量与反应历程的关系如图所示(其中Nl表示甲醇和异丁烯同时被吸附，N2表示甲醇先被吸附，N3表示异丁烯先被吸附)。相对能量下列说法不正确的是A.该反应的AH=4QkJmolB.三种反应历程中，Nl反应
21、速率最快C.过渡态I比另两种过渡态稳定D.同温同压下，只要起始投料相同，三种途径MTBE的转化率相同【答案】D【解析IA项,该反应的焙变AH为生成物的总能量减去反应物的总能量,则AH=(l-5)QkJmol=4QkJmol,该反应的热化学方程式为该条件下反应的热化学方程式为:CH.QH(g)+lB(g)=MTBE(g)H=-4QkJmoI,A正确；B项，NrN2、N3三种反应历程的活化能分别为(6-2)QkJmoI=4QkJmol(9-3)QkJmoI=6QkJmoK(10-4)QkJmol=6QkJmoI,则Nl反应速率最快，B正确；C项，过渡态I的能量最低，能量越低越稳定，故过渡态1比另两
22、种过渡态稳定，C正确；D项，NhN2、N3三种反应历程的活化能不相等，则同温同压下，只有起始投料相同，相同时间三种途径MTBE的转化率不相同，D错误；故选DC8. (2023浙江省精诚联盟高三三模)XH和O2反应生成X或XO的能量-历程变化如图。在恒温恒容的密闭容器中加入一定量的XH和02,hmin时测得ct)时测定,可能出现C(X)VC(Xo)【答案】D【解析】由图可知XH和Ch反应生成X或XO都是放热反应，相对而言生成XO的活化能更低，反应速率更快，时间上要出现C(X)VC(XO)时间上要比Ilmin更短。A项，据图可知生成ImoIXo弋体物质的量减小生成ImoL生成ImOIX气体物质的量
23、增加2mol,因为tmin时测得C(XO)VC(X),所以tmin时气体总的物质的量是增大的，因此Hmin时容器内的压强比初始状态更大，A正确；B项，由图可知，B正确；C项，XH和Ch反应生成X或XO都是放热反应，相对而言生成XO的活化能更低，反应速率更快，只改变反应温度，IImin时可能出现C(X)Ve(XO),C正确；D项，根据题干信息hmin时测得C(Xo)VaX),说明XO是动力学产物，时间上要出现C(X)VC(XO)时间上要比Hmin更短，D错误；故选D。9. (2023浙江省稽阳联谊学校高三联考)一定条件下，2,3二甲基-1,3.丁二烯与滨单质发生液相加成反应(1,2加成和1,4加
24、成同时存在)，已知体系中两种产物可通过中间产物L互相转化，(;+V-CH2Br反应历程及能量变化如图所示：下列说法正确的是()CBr、丫Tl）H=（+-4）kJmolD.由反应历程及能量变化图可知，该加成反应为放热反应【答案】C【解析】A项，低温下的主产物为1,2-加成，高温下的主要产物是I,4-加成，故A错误；B项，温度升高对活化能大的反应影响更大，因此升温有利于得到,故B错误；C项，根据图像可以得到M=（E,+凡3-凡2-ZjHmol,故C正确；D项，由反应历程及能量变化图无法判断该加成反应为放热反应，故D错误；故选C。题型二能垒图1. （2024黑龙江省龙东五地市高三联考）山东大学材料科
25、学与工程学院开发催化剂用于光热催化CCh加氢制CH4。反应历程如图所示（*表示吸附在催化剂表面）。下列叙述错误的是（）Io-ICO2*CH-1 -0.42-u.oi-2-,*co2-2.02 *2HCo3/-1.93-2.70A.催化剂表面上CH4脱附需吸收能量B.该历程中的最小能垒（活化能）为E正=0.19eVC.该历程中决速步骤为*CH3-*CHD.工业生产中将催化剂处理成纳米级颗粒更利于提高反应速率【答案】C【解析】A项，由图可知，催化剂表面上甲烷的能量小于甲烷的能量，则甲烷时脱附需吸收能量，故A正确;B项，由图可知,该历程中*CH4-CH4的能垒最小,则最小能垒为E11=（-0.42e
26、V）（0.61eV）=0.19eV,故B正确；C项，能垒越大，反应速率越慢，决速步骤为慢反应，由图可知，该历程中*HCCh-*HC的能垒最大，则决速步骤为*HCO3*HCOO,故C错误；D项，工业生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可以增大反应物的接触面积，有利于提高反应速率，故D正确；故选C。2. （2024湖北高中名校联盟高三第二次联合测评）无催化剂作用下，以乙二醛和02为原料制取乙醛酸的可能反应历程如图所承，TS表承过渡态，IM表示中间体。下列说法错误的是（）(oE2Nr褪玄半A,乙二醛被O2氧化可得3种有机产物B.反应很短一段时间内，IM4多于IMIC.乙二醛制乙二酸的最大能垒为181.5k
27、JmolD.选择合适的催化剂可提高乙醛酸的选择性【答案】C【解析】A项，乙二醛被02氧化可得HoOCCOoH、HCOOHOHCCOoH三种有机产物，A正确：B项，反应很短一段时间内，反立速率最大，IM4多于IM1,B正确；C项，乙二醛制乙二酸的最大能驿为295.4kJmol,C错误；D项，选择合适的催化剂可提高乙醛酸的选择性，使反应向有利于生成乙醛酸的方向进行，D正确；故选C。3. （2024山东德州高三期中）（双选）利用Sb的参杂来实现对Bi的有效调制，优化了CCh和N2偶联的限速步骤中间产物的对称性，以促进C-N偶联。其反应历程中能量变化如图所示。2反应历程1 0-1下列有关说法错误的是（
28、）A.尿素合成的主要决速步骤是C-N偶联B. Sb元素的参杂降低了热力学反应的婚变C. Sb元素掺杂不会减少副产物CO的产生D.过程*COOH*CO+H2O中存在O-H的形成【答案】BC【解析】A项，过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；由图可知，C-N偶联的活化能最大，则尿素合成的主要决速步骤是C-N偶联，A正确；B项，催化剂改变反应的速率，但是不改变反应的焰变，B错误；C项，Sb元素掺杂使得生成*CO+H2的活化能增加且使得生成*C0放热减小，不利于Co的产生，故会减少副产物CO的产生，C错误；D项，过程*COOH
29、*CO+H2O中生成水分子，则存在O-H的形成，D正确；故选BCo4. CIHCe-OX固溶体作为金属催化剂，能有效促进电化学还原，反应产生CKi和C2H4的共同中间体*CO在催化剂表面的反应机理如图所示。下列说法错误的是2*C0CH43eOi3OJ-CH4* OH t icco,l. .Z (： r. JKM-C-JCHr-,K,Hx-*C-C0HC.由*C0生成*0H的反应为*CO+5H+5e=CH4+*OHD.*CHO*CH3O只有化学键的形成【答案】D【解析】A项，由图像分析，生成甲烷的最大能垒相对能量低，所以在该催化剂表面更容易生成甲烷，即CUq-OX固溶体催化剂对生成CH4有较高选
30、择性，A项正确；B项，制约反应速率的应该是最高能垒的吸热反应，所以制约CO2还原为C2H4反应速率的是*CH-CHO-*C-COH,B项正确；C项，反应在催化剂表面吸附状态下发生，由图像可知是H+参加反应，所以由*C0生成*0H的反应为*CO+5H+5e=CH4+*OH,C项正确；D项，*CHO一*C%0属于化学变化，且为吸热反应，所以既有化学键断裂也有化学键生成，D项错误；故选D。5.已知化合物A与HzO在一定条件下反应生成化合物B与HCoo-，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是（-1I 2)TS2( 16.87)TS1(2,34)： SL,、 A+H2O
31、 (0.00):11(-1.99)12(5.31): TS3(1L53):B+HCOO(38)反应历程A.化合物A与H2O之间的碰撞不均为有效碰撞B.该历程中的最大能垒（活化能）Ekl6.87kJmo,C.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热D.升高温度，有利于该反应正向进行【答案】A【解析】A项，根据有效碰撞理论可知，化合物A与HzO之间的碰撞不均为有效碰撞，A正确；B项，该历程中的最大能垒（活化能）E产16.87kJmol-（-l.99kJmol）=18.86kJmol,B错误；C项，使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能，但催化剂不改变反应热，C错误；D项，由图知，化合物A
32、与HzO在一定条件下反应生成化合物B与HCOO-为放热反应，升高温度，不利于该反应正向进行，D错误；故选A。反应路径的能量图- - - - -20-40-60 (m-aWG6. NO有毒，是一种大气污染物，科学家利用一种催化剂使NO在其表面分解，反应历程如图所示（TS表示反应中的过渡态）。下列有关说法中正确的是（）。-80-100-0A. NO分解的反应为吸热反应B. 3-4反应为分解反应的决速步骤C.五种中间产物中TS5最稳定D.催化剂能够使该反应的活化能降低，反应热减小【答案】C【解析】由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，No分解的反应为放热反应，A项错误;根据图示计算可得，历程
33、中“5一TS416”的活化能最大，活化能越大，反应速率越慢，反应历程中慢反应决定整个反应的速率，B项错误；由图像可知，中间产物TS5的能量最低，最稳定，C项正确；使用高效催化剂，可以改变反应物的活化能，但不能影响反应热，反应热由反应物的总能量和生成物的总能量决定，D项错误。7. （2023河北省部分学校高三联考）笑气（NzO）是工业废气,近年发现它有很强的温室效应,在催化剂下，Co还原NzO是有效的去除方法，反应为CO+N2O=N2+CO2,其反应历程如图。下列说法错误的是（）(OUVpf叁.X 至A.FeO+为催化剂8. 无催化剂参与反应过程的能垒为I883kjmolC.根据图示，催化反应可
34、分为两个半反应：FeO+N2O=N2+Fe(O2)Fe(O2)+CO=CO2+FeO+D.从Im4到Im5有极性键和非极性键的断裂和生成【答案】D【解析】虚线代表无催化剂参与反应过程，实线代表有催化剂参与反应过程，能垒即活化能，FeO+全程参与反应，起到催化剂的作用，根据图中结构判断键的改变情况。A项，根据图示可知，FeO+在第一步反应作为反应物，最后一步反应作为生成物，且有FeO+参与过程活化能降低，A正确；B项，虚线代表无催化剂参与反应过程，故最高能垒(活化能)，为最高的点和起点的相对能量之差，B正确；C项，由图示信息可以看出，催化的过程中会有氮气和Fe(O2)+中间产物的生成，且一氧化碳
35、会与Fe(O2)结合，产生二氧化碳和FeO+,C正确；D项，m4m5从Im4到Im5结构变化可以看出，有铁氧之间的极性键断裂，有氧氧之间非极性键的生成，但是没有极性键的生成，和非极性键的断裂，D错误；故选D。8.(2023浙江省Z20名校联盟高三第三次联考)我国科学家研究化合物M(三)催化COz氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M(三)生成化合物N(三)过程的机理和相对能量曲线如下图所示。TSKTS2均为过渡态。下列说法正确的是m*fivTS21I.2)TS1(6.05)J-J/R2.08)M*C03(0.00)N(H反应过?A.过渡态TSl比化合物P更稳定B.过程MTP为化合物M生成化合物N的
36、决速步骤C.化合物M催化Co2氢化生成甲酸的反应过程中一定有Fe-O键的生成和断裂D.由M生成N(三)的热化学方程式：M+C2(g)=N(s)AH=-051kJmoH【答案】C【解析】A项，由图可知，过渡态TSI比P能量高，则P更稳定，A错误；B项，由图可知，过程PTTS2为两步反应中活化能较大的反应，为慢反应，即为化合物M生成化合物N的决速步骤，B错误：C项，化合物M为催化剂，反应前后结构不会改变，比较M、N的结构可知，当Fe-O键的断裂重新连接氢原子生成M,所以一定有Fe-O键的生成和断裂，C正确；D项，图示为一个二氧化碳分子反应过程，能量变化为-11.63eV,所以当有Imol二氧化碳反
37、应能量变化为-I1.63eVx1.6xl0/9jeVx6.02xICF=KxlO6J=I120kJ,则该过程的热化学方程式为：M(s)+CO2(g)=N(s)H=-1120kJmo,D错误；故选C。题型三过渡态能量变化图1. (2024河南省部分名校高三阶段性测试)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、CO+、Ni*等)与。3反应可得M0+,M0+与CM反应过程中体系的能量随反应进程的变化如图所示。下列有关说法正确的是()A.CH4的二氯代物有两种B.过渡态1比过渡态2稳定C.步骤I、11均涉及极性键形成D.CH4与MO+生成CH3OH、NT的反应为吸热反应【答案】C【解析】A项，甲烷是空间正四
38、面体结构，四个氢原子完全等效，其二氯代物只有一种，故A错误；B项，能量越低，物质状态越稳定，过渡态1比过渡态2能量高，则过渡态2更稳定，故B错误；C项，步骤I涉及形成0H极性键，步骤H涉及C0极性键的形成，故C正确；D项，根据反应历程能量变化图所示CH4与MO+生成CHQH、M+的反应为放热反应，故D错误；故选C。2. (2024.重庆沙坪坝高三期中)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+或Ni+等)匀Ch反应可得MCr在一定条件下，MO+CH4=M+CH3OH,直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。MO+与CH4或CT4体系的能量随反应进程的变化如图所示，下列说
39、法错误的是()反应选WA.该反应是放热反应B,步骤I和步骤II中氢原子的成键方式均发生了变化c.MCr与CT4反应的能量变化为曲线CD,相同情况下，MO+与CHT3反应，岚代甲醉CT3。H的产量大于CHT2C)T【答案】B【解析】A项，根据图示可知：反应物的总能量比生成物的总能量高，因此发生反应会放出热量，因此该反应是放热反应，A正确；B项，根据图示可知：在步骤I中C-H键变为H-O的形成；在步骤11中涉及O-M键的断裂和C-O键的形成，可见只有步骤I中氢原子的成键方式发生了变化，B错误；C项，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，即反应的活化能变大，所以MCT与CL
40、反应的能量变化应为图中曲线c,C正确；D项，根据题中信息可知，MO+与CH4反应时，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则在相同情况下，产物的量会更少些，因此MO+与CHT3反应，瓶代甲醇CT3H的产量大于CHT2T,D正确；故选B。3. (2024江西赣州高三能力诊断性测试深澳丁烷与乙醇反应的能量转化如图(“*”表示过渡态)。下列说法错误的是()(C%)3CBr*-(CH3)3C-OC2H5T袒CH3)3Br/+C2H5OH(CHj)3COC2H5*(CH3)3CBr(CH3)3COC2H5(CH3)3COC2H5+HBr+Br-反应进程A.总反应为取代反应B.该
41、反应过程中C原子杂化方式有变化C.反应过程中(CH3)3C+是中间产物D.决定该过程正反应快慢的步骤与逆反应快慢的步骤互为可逆反应【答案】D(CH3)3COC2H5+HBr,属于取代反应,【解析】A项，该反应的总反应为(CH3)3CBr+C2HQH-A正确；B项，该反应过程中，(CH3)3CBr、C2H5OH中C原子发生sp3杂化，(CH3)3C+中C原子发生sp3和sp?杂化，杂化方式有变化，B正确；C项，反应过程中共出现两种含碳中间产物，(CH3)3C+是其中一种中间产物，C正确；D项，正、逆反应的决速步骤由活化能最大、反应速率最慢的反应决定，决定该过程正反应快慢的步骤是第一步，决定逆反应
42、快慢的步骤为第二步，二者不互为可逆反应，D错误；故选D。反应过前4. (2023浙江省北斗星盟高三联考)下面是丙烷(用RH表示)的氯化和溟化反应时的相对能量变化图(已知IeV=L61019J)及产率关系。有关说法不正确的是(CH3CH2CH3-=CH3CH2CH-X+CH2CHCHjX氯化(光,25)45%55%滨化(光,127)3%97%A. ImOIRH(g)完全生成ImOIRcKg)放热1.610,9(a-b)JB. Br比Cb稳定C.以丙烷、卤素、氢氧化钠溶液为原料制备2-丙醇，Bn优于CLD.溟代和氯代第一步都是决速反应【答案】A【解析】A项，由图可知，1个RH(g)分子转化成RcKg)放热1.6x10i9(ab)J,则ImOlRH(g)完全生成ImOlRC1(g)放热Naxl6xl,9(a-b)J,故A错误；B项，由图可知，Br的能於比Cl低，则Br比Cb稳定,故B正确；C项，由题目信息可知，丙烷和Bn发生取代反应时相比和Cb发生取代反应更加容易生成CH2CH(X)CH3,CH2CH(X)CH3在NaoH水溶液中发生水解反应可以得到2-丙醇，则以丙烷、卤素、氢氧化钠溶液
