文档文本内容
1-1 化学反应能量图
图形呈现：以能量-反应历程图或能量变化示意图为主，横坐标通常表示反应历程或时间，纵坐标表示
能量（单位：kJ·mol⁻¹）。
核心元素：图中标注反应物、生成物、中间体、过渡态、活化能（Eₐ）、焓变（ΔH）等关键信息。
问题类型：单选题为主，考查对能量图的理解、分析和应用，包括判断反应性质、计算能量变化、分
析催化剂影响、书写热化学方程式等。
常见主题：放热/吸热反应、催化剂的作用、键能与能量关系、反应速率与平衡、多步反应历程。
知识方面：
热化学基础：焓变（ΔH）、活化能（Eₐ）、键能、热化学方程式。
催化剂的作用：降低活化能，不改变焓变和平衡。
反应历程：多步反应中的决速步、中间体和过渡态。
能量守恒：反应物与生成物的能量比较，能量计算。
能力方面：
读图能力：从能量图中提取关键信息，理解能量变化趋势。
分析能力：判断反应性质（放热/吸热）、催化剂影响、速率决定步。
计算能力：基于能量值计算ΔH、键能、能量变化。
应用能力：书写热化学方程式，结合能量图解决实际问题。
命题角度
通过能量图设置情境，要求考生分析选项的正误。
直接考查能量图的基本概念（如活化能、焓变）。
间接考查相关原理（如催化剂对平衡的影响、键能与反应热的关系）。
结合计算，测试能量守恒和热化学方程式的书写。
审图识要素：
看清坐标轴：横坐标（反应历程）、纵坐标（能量）。
识别关键点：反应物、生成物、中间体、过渡态。
标注能量值：活化能（Eₐ）、焓变（ΔH）、相对能量。
定性分析：
判断反应性质：比较反应物和生成物能量，ΔH < 0 为放热，ΔH > 0 为吸热。
分析催化剂影响：催化剂降低活化能，但不改变ΔH 和平衡转化率。
识别决速步：活化能最大的步骤为速率决定步。
定量计算：
计算ΔH：ΔH = H 生成物 - H 反应物。
计算键能：键能 = 断裂键吸收的能量（通常与原子化能相关）。
能量变化：注意物态（气、液、固）对能量的影响。
选项验证：
逐一检查选项，基于能量图和化学原理判断正误。
排除明显错误（如催化剂改变ΔH、混淆放热/吸热）。
确认计算无误。
焓变（ΔH）：
ΔH = H 生成物 - H 反应物。
ΔH < 0：放热反应；ΔH > 0：吸热反应。
催化剂不改变ΔH。
活化能（Eₐ）：
正反应活化能（Eₐ 正）：反应物到过渡态的能量差。
逆反应活化能（Eₐ 逆）：生成物到过渡态的能量差。
Eₐ 正 - Eₐ 逆 = ΔH（放热反应：Eₐ 正 < Eₐ 逆；吸热反应：Eₐ 正 > Eₐ 逆）。
键能：
定义：断裂1 mol 气态分子中某化学键所需吸收的能量。
键能与反应热：ΔH ≈ Σ(反应物键能) - Σ(生成物键能)。
热化学方程式：
书写规则：注明物态（g、l、s）、系数、ΔH 单位（kJ·mol⁻¹）。
ΔH 与系数：方程式中系数加倍，ΔH 也加倍。
催化剂：
作用：降低活化能，加快反应速率。
不影响：ΔH、平衡常数、平衡转化率。
反应历程：
多步反应：有中间体和过渡态。
决速步：活化能最大的步骤决定总反应速率。
误认为催化剂改变焓变：催化剂只降低活化能，不改变ΔH。
混淆放热和吸热反应：能量图中，反应物能量高于生成物为放热，反之为吸热。
错误计算能量变化：
忽略物态影响（如气态→液态放热）。
误用键能计算（键能是断裂键吸收的能量，不是形成键释放的能量）。
误判速率决定步：在多步反应中，认为速率最快步骤是决速步（实际是活化能最大的步骤）。
热化学方程式书写错误：
漏写物态或ΔH 符号。
系数与ΔH 不匹配。
平衡转化率误区：催化剂不影响平衡转化率，但温度、压强等会影响。
【典例】
【审题】
1．（2023·浙江·高考真题）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
和
的相对
能量为0]，下列说法不正确的是
A．
理解图表：
坐标轴：横坐标为反应历程，
纵坐标为相对能量
（kJ·mol⁻¹）。
关键点：反应物（O₂ 和Cl₂）、
生成物（Cl₂O）、中间体、过
渡态。
两个历程：历程Ⅰ（无催化
剂）和历程Ⅱ（有催化剂），
催化剂降低了活化能。
B．可计算
键能为
C．相同条件下，
的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：
【答案】C
【解析】对比两个历程可知，历程Ⅱ中增加了催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。
A．催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焓变，因此
，A 正确；
B．已知
的相对能量为0，对比两个历程可知，
的相对能量为
，则
键
能为
，B 正确；
C．催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，
的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C 错误；
D．活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程Ⅱ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：
，D 正确；
故答案为：C。
1．（2017·浙江·高考真题）根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是
A．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1
B．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
C．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(a+b-c)kJ·mol-1
D．2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1
【答案】D
【解析】由图中信息可知，0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(g) ΔH= -(b-a)kJ·mol-1，0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(l) ΔH= -
(b+c-a)kJ·mol-1。A．由0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(g) ΔH= -(b-a)kJ·mol-1可得出，N2(g)
+3H2(g)=2NH3(g) ΔH= -2(b-a)kJ·mol-1，A 不正确；B．由A 选项中的分析可知，N2(g)
+3H2(g)=2NH3(g) ΔH= -2(b-a)kJ·mol-1，B 不正确；C．由0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(l) ΔH= -(b+c-
a)kJ·mol-1可知，2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1，C 不正确；D．由C 选项的分析可知，
2NH3(l)=N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1，D 正确；故选D。
2．（2012·江苏·高考真题）某反应的反应过程中能量变化如图所示(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．图像分析反应物能量低于生成物能量，反应是吸热反应，故A 错误；B．催化剂只能降低反
应的活化能，不能改变反应的焓变，故B 错误；C．催化剂对反应的始态和终态无响应，但改变活化
能，故C 正确；D．图像分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1，故D 错误。答案选C。
3．（24-25 高二上·甘肃张掖·开学考试）关于下图的说法不正确的是
A．1 mol
变为1 mol
时需要吸收17kJ 的能量
B．
与
生成
的反应是吸热反应
C．1 mol
与1 mol
化合生成2 mol
时，需要吸收5kJ 的能量
D．2 mol
分解生成1 mol
与1 mol
时，需要吸收12kJ 的能量
【答案】B
【解析】A．由图可知，1mol I2(g)变为1mol I2(s)放出17kJ 的热量，则1mol 固态碘变为1mol 碘蒸气时需要
吸收17kJ 的能量，A 正确；B．由图可知，1mol I2(g)＋1mol H2(g)生成2mol HI(g)放出12kJ 热量，应
为放热反应，B 错误；C．由图可知，1mol I2(s)和1mol H2(g)吸收5kJ 热量生成2mol HI(g)，C 正确；
D．由图可知，1mol I2(g)和1mol H2(g)生成2mol HI(g)放出12kJ 热量，则2mol HI(g)分解生成1mol
I2(g)与1mol H2(g)时需要吸收12kJ 的能量，D 正确；本题选B。
4．（22-23 高一下·广东肇庆·期末）物质变化过程中常伴随有能量变化。某化学反应的能量变化曲线如图
所示。下列说法正确的是
A．该反应属于放热反应
B．该反应中
的能量一定低于
的能量
C．断裂
和
时放出
能量
D．该反应生成
时，吸收
能量
【答案】D
【解析】A．由图可知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应属于吸热反应，A 错误；
B．由图可知，该反应中
的能量一定低于
的能量，B 错误；C．断裂化学键需要吸收
能量，C 错误；D．依据图像分析判断
和
反应生成
，每生成
吸收
热量，D 正确； 故选D。
5．（2025·海南省直辖县级单位·模拟预测）已知
催化反应
，
历程如下图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A．催化剂主要降低步骤②的活化能
B．反应历程中存在非极性键的断裂和形成
C．催化历程中，仅氧元素的化合价未发生变化
D．步骤②的热化学方程式为：
【答案】B
【解析】A．由历程图可知，步骤①的活化能最大，为决速步，故催化剂主要降低步骤①的活化能，A 错
误；B．反应历程中，由
键断裂和
键的形成，故存在非极性键的断裂和形成，B 正确；C．
由于
中存在一个过氧键，S 的化合价为+6 价，催化历程仅硫元素的化合价未发生变化，C 错
误；D．由图知，步骤②为放热反应，故热化学方程为：
，D 错误 ； 故选B。
