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1-2 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：1 eV ≈ 96.5 kJ/mol。
这意味着：1 eV 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 = 3.39 eV
- 0.70 eV = 2.69 eV）。
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0 eV 开始，生成物
在-0.5 eV，则ΔH = -0.5 eV，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
1 eV ≈ 96.5 kJ/mol
心算技巧：~100 kJ/mol。2.69 eV ≈ 2.69 × 96.5 ≈ 260 kJ/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2.69 eV 觉得很小（其实
换算后约260 kJ/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2.69eV
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
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 → +0.05 eV）
结论：正确
B 选项：反
应ⅱ中 NH₃ 脱去步骤的活化能为
2.69 eV
定位：从 IM2 (0.70 eV) 到 TS5 (3.39
eV)
计算：3.39 - 0.70 = 2.69 eV
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 (3.07 eV) 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)具有高效的选择性。其
反应历程与相对能量变化如图所示，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．使用Bi 催化剂更有利于
的吸附，该吸附过程的熵变
B．反应
的
C．使用
催化剂时，最大能垒(活化能)是-0.32eV
D．反应
中涉及极性键的形成
