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专题07 化学反应的热效应 反应历程（机理）
考点
01
化学反应的热效应
1．（2025·重庆卷）肼（
）与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应：
①
②
③
则反应
的
为
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知，将原方程式进行
（①-3×②+③）变换，可得目标方程
式，所以，ΔH 应为
，据此解答。
【详解】A．选项A 的表达式为
，但根据推导结果，ΔH 应为
，与A 不符，A 错误；
B．推导过程中，通过组合反应①、③及反转的反应②×3，得到总ΔH 为
，再除以4 得
，与选项B 一致，B 正确；
C．选项C 未除以4，直接取
，不符合目标反应的系数比例，C 错误；
D．选项D 的表达式为
，符号和系数均与推导结果不符，D 错误；
故选B。
2．（2025·北京卷）为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想
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．
固体溶解是吸热过程
B．根据盖斯定律可知：
C．根据各微粒的状态，可判断
，
D．溶解过程的能量变化，与
固体和
溶液中微粒间作用力的强弱有关
【答案】C
【分析】由图可知，
固体溶于水的过程分两步实现，第一步为NaCl 固体变为Na+和Cl-，此过程离子
键发生断裂，为吸热过程；第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成
键过程，为放热过程。
【详解】A．由图可知，
固体溶解过程的焓变为
，为吸热过程，A 正确；
B．由图可知，
固体溶于水的过程分两步实现，由盖斯定律可知
，即
，B 正
确；
C．由分析可知，第一步为NaCl 固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程，a＞0；第二步
为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成键过程，为放热过程，b＜0，C 错
误；
D．由分析可知，溶解过程的能量变化，却决于
固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量
有关，即与
固体和
溶液中微粒间作用力的强弱有关，D 正确；
故选C。
3．（2025·浙江1 月卷）下列说法正确的是
A．常温常压下
和
混合无明显现象，则反应
在该条件下不自发
B．
，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小
C．
，则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．
，则
【答案】B
【详解】A．根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS，该反应ΔH＜0、ΔS＜0，温度较低时ΔG＜0，故低温能自发进行，
A 错误；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，B 正确；
C．该反应为放热反应，则
，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，C 错误；
D．
，根据盖斯定律，
反应①－反应②得到目标反应Na(s)+
Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g)，则ΔH=
，由于不能明确
相
对大小，则ΔH 不能确定，D 错误；
故选B。
考点
02
反应
历程（
机理
）
4．（2025·河北卷）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
【答案】D
【详解】A．观察历程图可知，反应ⅰ中
的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3 完成反应，
生成
和
，此时的相对能量为0.05eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，
A 正确；
B．反应ⅱ中因
脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70eV 与TS5 的相对能量差，即
3.39eV-0.70eV=2.69eV，B 正确；
C．反应ⅲ从
生成
经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2
个基元反应，C 正确；
D．整反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7 对应得反应步骤(活化能为3.07eV)，所以总反应的
速控步包含在反应ⅲ中，D 错误；
故选D。
5．（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
，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
【答案】C
【详解】A．由图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，A 错误；
B．平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，B 错误；
C．由图可知，丙烷被催化剂a 吸附后能量更低，则被催化剂a 吸附后得到的吸附态更稳定， C 正确；
D．活化能高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为
*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H 或
*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H，D 错误；
故选C。
6．（2025·广东卷）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别
如图a 和图c，其中
获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上
A．负极反应的催化剂是ⅰ
B．图a 中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】C
【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负
极，电极方程式为：
；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：
。
【详解】A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A 错误；
B．图a 中，ⅰ到ⅱ过程为
获得第一个电子的过程，根据题中信息，
获得第一个电子的过程最慢，则
ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B 错误；
C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：
，同时，反应负极每失去1 个电子，就会
有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C 正确；
D．由图a、c 可知，氧气催化循环一次需要转移4 个电子，氢气催化循环一次需要转移2 个电子，相同时
间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D 错误；
故选C。
7．（2025·江苏卷）
与
通过电催化反应生成
，可能的反应机理如图所示(图中吸附在
催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B．过程Ⅱ中
发生了氧化反应
C．电催化
与
生成
的反应方程式：
D．常温常压、无催化剂条件下，
与
反应可生产
【答案】A
【详解】A．过程Ⅱ为：
和
在酸性条件下被还原为
和
的反应，生成了N—H 等极性共
价键；过程Ⅲ为
与
生成
的反应，生成了C—N 极性共价键，A 正确；
B．过程Ⅱ是得电子的还原反应，N 元素的化合价由
降为
，C 元素的化合价由
降为
，B 错误；
C．所给离子方程式电荷不守恒，根据反应机理图可知，过程Ⅱ需要外界提供电子，则正确的反应方程式
为
，C 错误；
D．常温常压、无催化剂条件下，
与
反应生成
或
，D 错误；
故选A。
8．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）一定条件下，“
”4 种原料
按固定流速不断注入连续流动反应器中，体系pH-t 振荡图像及涉及反应如下。其中AB 段发生反应
①~④，①②为快速反应。下列说法错误的是
①
②
③
④
⑤
A．原料中
不影响振幅和周期
B．反应④：
C．反应①~④中，
对
的氧化起催化作用
D．利用pH 响应变色材料，可将pH 振荡可视化
【答案】A
【详解】A．根据图像可知氢离子浓度影响振幅大小，A 错误；
B．反应④中亚硫酸被氧化，反应的离子方程式为
，B 正确；
C．由于①②为快速反应，而溴酸根离子直接氧化的是亚硫酸，所以反应①~④中，
对
的氧化起
催化作用，C 正确；
D．根据题干信息和图像可知利用pH 响应变色材料，可将pH 振荡可视化，D 正确；
答案选A。
9．（2025·河南卷）在
负载的
催化剂作用下，
可在室温下高效转化为
，其可
能的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．该反应的原子利用率为
B．每消耗
可生成
C．反应过程中，
和
的化合价均发生变化
D．若以
为原料，用
吸收产物可得到
【答案】B
【分析】由反应历程可知，总反应为
，据此解答。
【详解】A．该反应为化合反应，原子利用率为100%，A 正确；
B．由分析可知，每消耗
可生成
，B 错误；
C．由反应历程可知，催化剂
有连接4 个S 原子和2 个S 原子的，这两种类型的原子成键数目均会发
生改变，所以
和
的化合价均发生变化，C 正确；
D．若以
为原料，有反应历程可知，会生成
，用
吸收产物时，其存在电离平衡：
，
结合水电离出的
可得到
，D 正确；
故选B。
10．（2025·云南卷）铜催化下，由
电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应
B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C．Ⅳ的示意图为
D．催化剂Cu 可降低反应热
【答案】C
【详解】A．由图可知，Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子，属于还原反应，A 错误；
B．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H 键，如图
，有极性键生成，不是非极性键，B 错误；
C．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H 键，由Ⅲ结合氢离子和电子可知，Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H 键，Ⅳ到Ⅴ
才结合CO，可知Ⅳ的示意图为
，C 正确；
D．催化剂可改变活化能，加快反应速率，不能改变反应热，D 错误；
故选C。
11．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧气在钯(
)催化下高效合成醋酸乙烯酯(
)的过程
示意图如下。
下列说法不正确的是
A．①中反应为
B．②中生成
的过程中，有
键断裂与形成
C．生成
总反应的原子利用率为
D．
催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率
【答案】C
【详解】A．①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O 和Pd(CH3COO)2，方程式为：
，A 正确；
B．②中生成
的过程中，有C-H 断开和C-O 的生成，存在
键断裂与形成，B 正确；
C．生成
总反应中有H2O 生成，原子利用率不是
，C 错误；
D．
是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，D 正确；
答案选C。
12．（2025·湖南卷）环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯(
)为
原料生产环氧丙烷(
)的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A．过程中Ⅱ是催化剂
B．过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C．过程中
元素的化合价发生了变化
D．丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%
【答案】B
【详解】A．根据反应原理，Ⅰ先消耗再生成，是整个历程的催化剂，Ⅱ先生成，再消耗，是中间产物，A
错误；
B．过程中存在
中O-O 非极性键的断裂，以及
中非极性键的形成；还存在
极性键的断裂，以
及
极性键的形成，B 正确；
C．过程中Ti 的化学键(
)始终是4 个，配位键不会改变Ti 的化合价，故
元素的化合价不变，C 错误；
D．反应生成了
，且存在
的分解反应，原子利用率小于100%，D 错误；
故选B。
13．（2025·浙江1 月卷）化合物A 在一定条件下可转变为酚E 及少量副产物，该反应的主要途径如下：
下列说法不正确的是
A．
为该反应的催化剂
B．化合物A 的一溴代物有7 种
C．步骤Ⅲ，苯基迁移能力强于甲基
D．化合物E 可发生氧化、加成和取代反应
【答案】B
【详解】A．由图可知H+参与了反应，反应前后不变，因此H+是反应的催化剂，A 正确；
B．化合物A 的一溴代物有6 种，分别是：
、
、
、
、
、
，B 错误；
C．步骤III 可知C 转化到D，苯基发生了迁移，甲基没有迁移，说明苯基的迁移能力强于甲基，C 正确；
D．化合物E 中有酚羟基可以发生氧化反应，苯环可以发生加成反应和取代反应，D 正确；
答案选B。
1．（2025·山西·三模）Shyam Kattle 等结合实验与计算机模拟结果，研究了在
催化剂表面上
与
的反应历程，前三步历程如图所示，吸附在
催化剂表面上的物种用·标注，
表示过渡
态。下列有关说法错误的是
A．物质被吸附在催化剂表面形成过渡态的过程是吸热过程
B．形成过渡态
的活化能为
C．前三步历程中有极性键和非极性键的断裂以及极性键的形成
D．反应历程中能量变化最大的反应方程式为
【答案】B
【详解】A．由图可知，物质被吸附在催化剂表面形成过渡态过程都是能量升高，是吸热过程，A 正确；
B．形成过渡态Ts1 的活化能为
，B 错误；
C．前三步历程中有
极性键和
非极性键的断裂，
极性键的形成，C 正确；
D．由反应历程图可看出能量变化最大的反应方程式是
，D 正确；
故选B。
2．（2025·广西南宁·三模）氢能是一种重要的清洁能源，由HCOOH 可以制得
。在催化剂作用下，单
个HCOOH 释氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1 和图2 所示。研究发现，其他条件不变时，以
HCOOK 水溶液代替HCOOH 释氢的效果更佳。下列叙述错误的是
A．HCOOH 催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B．其他条件不变时，以HCOOK 水溶液代替HCOOH 可以提高释放氢气的纯度
C．在催化剂表面解离C-H 键比解离O-H 键更困难
D．HCOOH 催化释氢的热化学方程式为
【答案】D
【详解】A．在催化剂作用下，HCOOH 分解生成CO2和H2，转化过程中，涉及N-H 键的断裂和形成、O-H
键的断裂以及H-H 键的形成，故A 正确；
B．其他条件不变时，若用HCOOK 溶液代替HCOOH，反应生成KOH 能吸收CO2，所以最终所得气体中CO2
的量会减少，提高释放氢气的纯度，故B 正确；
C．由图2 的能量变化曲线可知，物质Ⅱ到Ⅲ的变化是解离O-H 键活化能小于解离C-H 键的活化能，所以解
离C-H 键比解离O-H 键更困难，故C 正确；
D．图2 表示1 个分子HCOOH(g)生成CO2(g)和H2(g)时放出能量0.45eV，而热化学方程式中
为1mol 反应
的热量变化，故D 错误；
故答案选D。
3．（2025·吉林长春·三模）CH3CHDBr 与NaOH 在不同条件下可发生取代或消去反应。两个反应的能量-
反应进程图如下图所示（TS 表示过渡态，TS1 结构已示出）。卤代烃的取代和消去可逆性很差，可认为不
存在逆反应、无法达到平衡。下列说法错误的是
A．CH3CHDBr 的消去反应：
B．两个反应中均涉及极性键的断裂与生成
C．若底物改为
，则取代产物为
D．升高温度能提高消去产物在整体产物中的比例
【答案】C
【详解】A．由图可知，CH3CHDBr 的消去反应中，反应物总能量低于生成物总能量，是吸热反应，ΔH>0，
消去反应生成气体，混乱度增加，ΔS>0，A 正确；
B．取代反应中，C-Br 键断裂，C-O 键生成，消去反应中C-Br 键、C-H 键断裂，C=C 键、H-O 键生成，C-Br、
C-O、C-H、H-O 键都是极性键，所以两个反应均涉及极性键的断裂与生成，B 正确；
C．根据取代反应机理，若底物改变，取代产物中羟基应取代溴原子位置，与所给结构不符，C 错误；
D．消去反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热方向（消去反应方向）移动，能提高消去产物在整体产
物中的比例，D 正确；
故选C。
4．（2025·云南大理·二模）Ni 可活化C2H6放出CH4，其反应历程如下图所示：
下列关于该活化历程的说法正确的是
A．该反应的决速步是：中间体2→中间体3
B．只涉及极性键的断裂和生成
C．Ni 是该反应的催化剂
D．该反应的热化学方程式为：
【答案】A
【详解】A．由反应历程图可知，中间体 2→中间体 3 的活化能最大，速率最慢，所以该反应的决速步是
中间体 2→中间体 3，A 正确；
B．反应中涉及C - C 非极性键的断裂，并非只涉及极性键的断裂和生成，B 错误；
C．由图可知，反应方程式为：Ni+C2H6=NiCH2+CH4，即Ni 是反应物，而不是该反应的催化剂，C 错误；
D．热化学方程式中应标注物质的状态，正确的热化学方程式为Ni(s) + C2H6(g)=NiCH2(s) + CH4(g)
H = -
6.57kJ/mol，原选项未标注物质状态，D 错误；
故答案为：A。
5．（2025·山西晋中·二模）诺贝尔奖获得者Gerhard Erl 研究的合成氨反应吸附解离机理、能量变化
（单位为
）如图所示，下列说法错误的是
A．图示历程包含6 个基元反应
B．
C．最大能垒步骤的反应方程式：
D．
为物理脱附过程
【答案】A
【详解】A．基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，图示历程中包含2 个由气态吸附到催化
剂表面的过程和4 个表面化学反应过程，因此有4 个基元反应，故A 错误；
B．如图所示，
，故B 正确；
C．如图所示，最大能垒的步骤为N(ad)+3H(ad)=NH(ad)+2H(ad)，故C 正确；
D．
为氨气从催化剂表面脱附，是物理过程，故D 正确；
故答案为A。
6．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）我国科学家实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。有关物质转化过程示
意如下：
下列说法不正确的是
A．C6→淀粉的过程中只涉及O-H 键的断裂和形成
B．反应②中CO2→CH3OH，碳原子的杂化方式发生了变化
C．核磁共振、X 射线衍射等技术可检测合成淀粉与天然淀粉的结构组成是否一致
D．反应①中分解H2O 制备H2需从外界吸收能量
【答案】A
【详解】A．由历程图可知，C6→淀粉的过程中涉及O-H 键、C-O 键和P-O 键的断裂，O-H 键、C-O 键的形成，
故A 错误；
B．CO2中C 采用sp 杂化，CH3OH 中C 采用sp3杂化，碳原子的杂化方式发生了变化，故B 正确；
C．核磁共振可以检测有机物中不同环境的H 原子种类，通过X 射线衍射实验获得衍射图后，可以经过计
算获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息，则可用核磁共振、X 射线衍射等技术可检
测合成淀粉与天然淀粉的组成结构是否一致，故C 正确；
D．已知H2在氧气中燃烧是一个放热反应，则可知反应①中分解H2O 制备H2需从外界吸收能量，故D 正确；
答案选A。
7．（2025·福建莆田·二模）以丙烷与氯气在光照下的一氯取代反应探究自由基的稳定性，决速步的能
量变化如下图所示：
根据丙烷中氢原子的两种化学环境，预测并实验得到的数据如下表所示：
1-氯丙
烷
2-氯丙
烷
预期产物比
例
75%
25%
实验产物比
例
43%
57%
下列有关说法正确的是
A．
B．CH3CH2CH3中-CH3的碳氢键比-CH2-的碳氢键更容易断裂
C．从实验数据证明，丙基自由基更稳定的是
D．可能产生的副产物有
【答案】D
【详解】A．由图可知，
转化为
的反应是放热反应，反应△H=(-19kJ/mol)-
(-8kJ/mol)=-11 kJ/mol，故A 错误；
B．由2-氯丙烷的实验产物比例大于1-氯丙烷可知，丙烷中-CH3的碳氢键比-CH2-的碳氢键更难断裂，故B 错
误；
C．由图可知，
的能量高于
，能量越高越不稳定，则丙基自由基更稳定的
是
，故C 错误；
D．由图可知，丙烷能转化为
，
相互结合生成
，所以反应中产生的副
产物有
，故D 正确；
故选D。
8．（2025·陕西·二模）我国研究人员研究了在催化剂X 的作用下
加氢形成乙醇的反应机理，
反应过程中物质相对能量与反应进程关系如图（加“*”物质为吸附态）。下列说法正确的是
A．
的脱附过程为放热过程
B．
的过程中存在非极性键的断裂和形成
C．
为决速步骤
D．若用
代替
反应，则产物为
【答案】D
【详解】
A．根据反应进程图，
的脱附过程
为吸热过程，A 错误；
B．在
的过程中不存在非极性键的断裂和形成，B 错误；
C．在多步进程的化学转化中，能垒最大的步骤，活化能越大，为决步骤，根据反应进程图，
的能垒最大，为决步骤，C 错误；
D．若用
代替
反应，根据反应进程图，羧基中的H 在第一步基元反应脱去，而甲基上
H 始终未变化，故产物为为
，D 正确；
故答案为：D。
9．（2025·甘肃庆阳·三模）CO2加氢制CH4的一种催化机理如图。
下列有关说法正确的是
A．反应过程中的催化剂有La2O3、La2O2CO3和Ni
B．CO2先与La2O3结合生成La2O2CO3，后又从La2O2CO3中释放，该过程也是一个可逆反应
C．在Ni 催化作用下，H2断键产生H*的过程为吸热过程
D．该机理中，CO2加氢制CH4的过程需要La2O3与Ni 分步进行
【答案】C
【详解】A．根据示意图可判断反应过程中的催化剂为La2O3与Ni，而La2O2CO3为中间产物，A 项错误；
B．CO2与La2O3结合生成La2O2CO3，再以
的形式从La2O2CO3中释放，CO2与
不属于同一种物质，因
此该过程不是可逆反应，B 项错误；
C．断键为吸热过程，C 项正确；
D．根据示意图可判断该过程中，La2O3催化CO2，Ni 催化H2，两者互不干扰，不需要分步进行，D 项错误；
故选C。
10．（2025·甘肃金昌·三模）乙酸制氢过程发生的反应为Ⅰ．CH3COOH(g)
2CO(g)+2H2(g)；Ⅱ．
CH3COOH(g)
CH4(g)+CO2(g)，能量变化如图所示。某温度下，在管式反应器中发生上述反应，物料在一端
连续加入，在管中反应后从另一端流出，下列相关说法错误的是
A．反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应
B．反应Ⅱ的活化能小，反应速率大
C．使用催化剂不能提高H2的产率
D．适当升高温度可提高H2的产率
【答案】C
【详解】A．由图可知，反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，A 项正确；
B．反应Ⅱ的活化能小，因此其反应速率大，B 项正确；
C．由题意可知，物质是在反应器中流动的，因此在所给条件下不一定能达到平衡，如果未达到平衡，则
选择有利于反应Ⅰ的催化剂可增大反应Ⅰ的速率，提高H2的产率，C 项错误；
D．反应Ⅰ的活化能大，反应速率受温度的影响更大，温度升高，反应Ⅰ的速率增大得更快，H2的产率越
高，D 项正确。
故选C。
11．（2025·北京海淀·三模）苯与液溴反应生成溴苯，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正
确的是
A．
可作该反应的催化剂
B．总反应的
C．过程②的活化能最大，决定总反应速率的大小
D．为证明该反应为取代反应，可将反应后的气体直接通入
溶液
【答案】D
【详解】A．苯与液溴反应时，
能降低反应的活化能，加快反应速率，可作该反应的催化剂，A 正确；
B．由能量变化示意图可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，总反应的
，B 正确；
C．在多步反应中，活化能最大的步骤决定总反应速率，过程②的活化能最大，所以决定总反应速率的大
小，C 正确；
D．液溴具有挥发性，反应后的气体中含有
，
也能与
溶液反应生成浅黄色沉淀，干扰
的
检验，不能将反应后的气体直接通入
溶液证明该反应为取代反应，D 错误；
故答案选D。
12．（2025·北京朝阳·二模）
在
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)。
下列说法不正确的是
A．从反应物到产物，无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇
B．溴原子的电负性比碳原子的大，能形成极性较强的
，较易断裂
C．b 代表过渡态2，
经历该过渡态生成
D．生成乙醇的反应是取代反应，生成乙烯的反应是消去反应
【答案】C
【详解】A．生成乙醇的活化能小于生成乙烯的活化能，乙醇的能量小于乙烯和水的总能量，所以无论从
产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇，故A 正确；
B．溴原子的电负性比碳原子的大，能形成极性较强的
，溴乙烷生成乙烯、乙醇都需断裂C-Br 键，
说明
较易断裂，故B 正确；
C．过渡态2 生成CH3CH2OH 和Br-，过渡态2 表示a，故C 错误；
D．生成乙醇的反应是溴乙烷中Br 原子被羟基代替，属于取代反应，生成乙烯的反应溴乙烷发生消去反应
生成碳碳双键，故D 正确；
选C。
13．（2025·北京东城·二模）实验表明，其他条件相同时，一定
范围内，
（X 为Br 或
I）在NaOH 水溶液中发生反应生成
的速率与
无关。该反应过程的能量变化如图所示。
①下列说法不正确的是
A．该反应为取代反应
B．
中C 的杂化方式不完全相同
C．X 为Br 时的
、和
均不等于X 为I 时的
和
D．该反应速率与
无关的原因主要是
不参与①
【答案】C
【详解】A．该反应为卤代烃的水解反应，属于取代反应，A 正确；
B．甲基的碳原子是
杂化，与三个甲基相连的碳原子失去了1 个电子，带正电，价电子对数是3，为
杂化，B 正确；
C．
表示断裂碳卤键吸收的能量，则Br 和I 的
不相同，
表示形成
键释放的能量，则Br 和
I 的
相同，C 错误；
D．决速步骤(活化能大的步骤)为碳卤键的离解（步骤①），不涉及OH⁻，故速率与其浓度无关，D 正确；
故选C。
14．（2025·北京丰台·二模）25℃、101kPa 下：①
②
关于
和
的下列说法中，正确的是
A．
和
均为离子化合物，阴、阳离子个数比不相等
B．随温度升高，反应①、②的速率加快，反应①的速率大于反应②的
C．向
中投入
固体：
D．25℃、101kPa 下：
【答案】D
【详解】A．Na2O 含有Na+和O2-，Na2O2含有Na+和
，阴、阳离子比例均为1：2，故A 错误；
B．反应①的放热小于反应②，温度升高，反应①的速率小于反应②，故B 错误；
C．过氧化钠与水反应中产物的氧气来源于过氧化钠，故C 错误；
D．反应②-反应①得：
，故D 正确；
故答案为D。
15．（2025·安徽·三模）在
作用下，可将
转化为
，转化历程如下(
为固体)所示：
下列说法中错误的是
A．转化中有极性键的断裂和形成
B．转化过程中
的成键数目未变化
C．总反应的热化学方程式
D．转化过程中的一段时间内，可存在中间体2 的浓度大于另外两种中间体的浓度
【答案】B
【详解】A．由图可知，乙烷转化为甲烷过程中存在极性键的断裂和形成，故A 正确；
B．由图可知，中间体和过渡态中镍原子的成键数目分别为2、3、4，说明转化过程中镍原子的成键数目发
生变化，故B 错误；
C．由图可知，总反应为
，反应的ΔH= (—6.57kJ/mol) —0=—6.57kJ/mol，
则反应的热化学方程式
，故C 正确；
D．由图可知，中间体2→中间体3 能量差值最大，该步反应的活化能最大，是该反应的决定速率的步骤，
故转化过程中的一段时间内，可存在中间体2 的浓度大于另外两种中间体的浓度，故D 正确；
故选B。
16．（2025·湖南永州·三模）氨硼烷(NH3BH3)因具有较高的含氢量成为受人关注的潜在储氢材料之一、
铱螯合复合物催化氨硼烷脱氢反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示[已知-tBu 表示—
C(CH3)3]。下列说法正确的是
A．氨硼烷中氢元素的化合价不相同
B．化合物Ⅲ能降低该反应的活化能
C．反应过程中Ir 的成键数目不发生改变D．该反应决速步的活化能为158.06 kJ·mol-1
【答案】A
【详解】A．根据氨硼烷的结构
可知，在
中和N 成键的H 呈
价，和B 成键的H 呈
价，
化合价不相同，A 正确；
B．从反应机理图可知化合物I 和
反应，后来又生成化合物I，故该转化过程中催化剂为化合物I，
能降低该反应的活化能，B 错误；
C．从反应机理图可知反应过程中Ir 的成键数目有6 个、5 个、4 个，数目发生了改变，C 错误；
D．过渡态中活化能最大的一步是反应最慢的一步，也是决速步；从图中相对能量可知过渡态I 是决速步，
活化能为
，D 错误；
故答案为：A。
17．（2025·湖北·三模）东南大学化学化工学院张袁健教授探究Fe—N—C 和Co—N—C 分别催化H2O2分
解的反应机理，部分反应历程如图所示(MS 表示吸附在催化剂表面物种；TS 表示过渡态)：
下列说法错误的是
A．催化效果：催化剂Co—N—C 高于催化剂Fe—N—C
B．Fe—N—C 催化：MS1(s)=MS2(s) ΔH=-0.22 eV
C．催化剂Fe—N—C 比催化剂Co—N—C 的产物更容易脱附
D．Co—N—C 和Fe—N—C 催化H2O2分解均为吸热反应
【答案】B
【分析】反应起始于
，此时
的相对能量设为基准0；
在催化剂（
或
）表面发生吸附，形成吸附在催化剂表面的物种
；从图中可知，这一过程能量降低，形成
时，相
对能量在-2 到-1 之间（具体数值因催化剂不同有差异），说明该吸附过程是放热过程，降低了体系能量；
进一步反应，需要克服一定能量障碍达到过渡态
；这一过程中能量升高，对于
和
催化剂，升高的能量数值不同（对应不同的活化能）；
对应的活化能低于
，
意味着
催化时此步反应更容易进行；从过渡态
转化为
，能量降低，说明这也是一个放
热过程；
继续反应转化为
（产物
、
吸附在催化剂表面），此过程能量变化情况在图中体
现为又一次能量变化，且最终
的能量情况与催化剂相关 ，如
催化时
能量相对较高，
更易脱附；总体而言，整个反应历程中，
在催化剂表面通过吸附、克服活化能、逐步转化等过程，
最终生成产物
和
，不同催化剂影响反应的活化能和中间态能量，进而影响反应速率和产物脱附等
情况。
【详解】A．从图像中可以看到，使用催化剂
时反应的活化能低于使用催化剂
时的活
化能；在化学反应里，活化能越低，反应越容易进行，催化效果也就越好；所以催化剂
的催化
效果高于催化剂
，A 正确；
B．
催化，图中给出了
到
放出能量为1.86eV-1.64eV=0.22 eV ，则
，B 错误；
C．由图像可知，
催化时
(
、
)的能量比
催化时的能量更高；在化学中，物
质的能量越高越不稳定，不稳定的物质其产物就更容易脱附；所以催化剂
比催化剂
的
产物更容易脱附，C 正确；
D．因为催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应，Co—N—C 和Fe—N—C 催化H2O2分解均为
吸热反应，D 正确；
综上，答案是B。
18．（2025·天津·一模）科学家提出一种大气中
在
和
作用下转变为
的机理(图1)，
其能量变化如图2 所示。
已知：
的结构式为
，下列说法正确的是
A．由图2 可知，该过程的决速步是①
B．①中只涉及
键的断裂，无
键的形成
C．②③均发生了氧化还原反应
D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1
【答案】A
【详解】A．由图2 可知，步骤①正反应的活化能最大，反应速率最慢，则该过程的决速步是①，A 正确；
B．①中与硫原子相连的O-H 键断裂，生成
涉及键的生成，B 错误；
C．②中反应无元素化合价发生变化，没有发生氧化还原反应，C 错误；
D．
在
和
作用下转变为
，硫元素化合价升高了2，
是还原剂，
被还原为
，氮元素化合价降低了1，
是氧化剂，由得失电子守恒可得关系式2
~
，总反应中还
原剂与氧化剂的物质的量之比为1：2，D 错误；
故答案选A。
19．（2025·北京通州·三模）乙炔（
）能在汞盐溶液催化下与水反应生成
，反应历程
及相对能垒如下图所示。
下列说法正确的是
A．本反应历程涉及的物质中，
最稳定
B．过程①中，
的空轨道接受水分子中氧原子的孤对电子
C．该反应历程中，存在非极性键的断裂和形成
D．增大压强和乙炔的浓度均能加快反应速率，并且增大乙炔的平衡转化率
【答案】B
【分析】五个过程中，①②⑤为放出能量反应的能垒，③④为吸收能量反应的能垒，其中过程④能垒比过
程③大，反应速率较慢。
【详解】A．能量越低越稳定，整个历程中涉及的物质，
的能量最低，最稳定，A 错误；
B．水分子中的氧原子存在孤对电子，
中存在空轨道，所以水分子中的氧原子向
的空轨道提供孤
对电子形成配合物，B 正确；
C．由图可知，在汞盐溶液催化下乙炔与水发生加成反应生成乙醛时存在非极性键的断裂， 但不存在非极
性键的形成，C 错误；
D．由图可知，在汞盐溶液催化下乙炔与水发生加成反应生成乙醛时，增大乙炔的压强和浓度可以使平衡
向正反应方向移动，但增大乙炔的浓度，乙炔的转化率减小，D 错误；
故选B。
20．（2025·黑龙江大庆·三模）过渡金属氧化物离子(以
表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。
与
反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A．反应速率：步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
B．步骤I 和II 中涉及氢原子成键变化的是I
C．若
与
反应，生成的氘代甲醇有3 种
D．
【答案】C
【详解】A．步骤Ⅰ的活化能大于步骤Ⅱ，反应速率步骤Ⅰ更小，A 正确；
B．由图可知，步骤I 中形成了O-H 键，步骤II 中不涉及氢原子成键变化，B 正确；
C．根据反应机理可知，若MO+与CH2D2反应，生成的氘代甲醇有CH2DOD 或CHD2OH，共2 种，故C 错误；
D．由图可知，总反应的ΔH=E1+E3-E2-E4，故方程式：CH4(g)+MO+(g)=CH3OH(g)+M+(g)ΔH=E1+E3-E2-E4正确，故
D 正确；
故选：C。
21．（2025·北京西城·一模）苯在浓
和浓
作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列
说法不正确的是
A．
和
生成
与
的过程体现了
的酸性
B．M 中C 原子存在两种杂化方式
C．生成产物I 的反应类型是加成反应
D．结合示意图可以判断通过控制反应时间可以制备产物I
【答案】D
【详解】A．
和
生成
与
的过程中硫酸电离出氢离子，同时生成酸根离子
，
体现了
的酸性，A 正确；
B．M 中与-NO2结合的碳形成4 个共价键，为sp3杂化，其余C 原子为sp2杂化，B 正确；
C．生成产物I 的反应中，与反应物苯比较，生成物的不饱和度降低，生成X 时原苯分子中相邻两个碳原子
分别结合了硝基和磺酸基，属于加成反应，C 正确；
D．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；生成产物Ⅱ的反应的活化能更低、且产物Ⅱ的能量更低更稳定，以上2 个角
度均有利于产物Ⅱ，故不能通过控制反应时间可以制备产物I，D 错误；
故选D。
22．（2025·天津北辰·三模）丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，下图是某催化剂催化该过程的能量
变化图，*表示吸附在催化剂表面的物种，下列有关说法错误的是
A．使用催化剂可以改变反应速率，不能改变反应热
B．该过程中发生了非极性键的断裂与形成
C．在该条件下，所得丙烯为混合物
D．由图可知：
【答案】B
【分析】从能量图可知，
，但整个过程需
经历多步逐次断键、成键的过程，据此信息解答。
【详解】A．使用催化剂可以改变反应速率，但是催化剂不能改变反应热，A 正确；
B．该反应过程中，碳骨架由C-C-C 变为C-C=C，该反应过程中未发生碳碳键的断裂，只发生了C-H 的断裂，
所以未发生非极性键的断裂，B 错误；
C．由图可知，丙烷脱氢生成丙烯的过程中生成了氢气，所以所得丙烯为混合物，C 正确；
D．由图可知：
，D 正确；
故选B。
23．（2025·山东烟台·二模）某过渡金属氧化物离子(以
表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。
与
反应的过程如下图所示。
下列说法正确的是
A．反应过程中有极性键和氢键的断裂和生成
B．
相对于
能量更低，更稳定
C．
D．若
与
反应，生成的含氘乙醇有3 种
【答案】D
【详解】A．同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。根据
转化关系可知反应过程中涉及了极性键的断裂和形成，而没有氢键的断裂与形成，A 错误；
B．
+M+(g)相对于
+MO+(g)能量更低，无法比较
和
的稳定性，B 错误；
C．一个反应的
H=正反应的活化能－逆反应的活化能；根据反应历程，则反应
的焓变
H=E1－E2＋E3－E4，C 错误；
D．根据反应原理，若
与
反应，生成的含氘乙醇，
、
、
有3 种，D 正确；
故选D。
24．（2025·山东济南·二模）我国科学家研究化合物M(s)催化
氢化机理。由化合物M(s)生成化合物
N(s)过程的机理和相对能量曲线如图所示(已知
)。TS1、TS2 均为过渡态。下列说法错误的
是
A．过渡态TS1 比TS2 更稳定
B．过程P→TS2 为化合物M 生成化合物N 的决速步骤
C．化合物M 催化
氢化反应过程中一定有Fe-O 键的断裂
D．该过程的热化学方程式为：
【答案】D
【详解】A．由图可知，过渡态TS2 比TS1 能量高，则过渡态TS1 更稳定，A 正确；
B．由图可知，过程P→TS2 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 正确；
C．M 为催化剂，整个反应前后M 的结构不会发生改变，对比M 和N 的结构特点可知，当N 中Fe-O 键断
裂，重新连接H 原子才能生成M，所以化合物M 催化CO2氢化反应过程中一定有Fe-O 键的断裂，C 正确；
D．图示为一个CO2分子反应的过程，据图可知该过程能量变化ΔE=-11.63eV，所以当1molCO2参与反应时
能量变化为-11.63×1.6×10−19J×6.02×1023=1.12×106J=1120kJ，所以该反应的焓变ΔH= -1120kJ/mol，D 错误；
故选D。
25．（2025·吉林·二模）我国科研工作者以CO2和H2O 为原料制得淀粉，实现“喝西北风”吃饱。其核
心反应里有一步是在催化剂作用下CO2加氢制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*
标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面，图中*H 已省略)。
下列说法错误的是
A．CO2加氢制甲醇过程中原子利用率小于100%
B．合成甲醇过程的决速步化学反应方程式为*OCH3+*H→*CH3OH
C．该过程中得到相对较多的副产物为CO
D．CO2加氢制甲醇过程中伴随副反应，选择合适催化剂可提高甲醇反应的选择性
【答案】B
【详解】A．根据图示可知，CO2加氢制甲醇过程中有副产物CO 和CH2O 生成，原子利用率小于100%，A
正确；
B．合成甲醇过程的决速步是活化能最大的步骤，但从整个历程来看，决速步化学反应方程式为
*CO+*OH+*H=*CO+*H2O，B 错误；
C．生成副产物CO 的活化能小于生成CH2O 的活化能，得到相对较多的副产物为CO，C 正确正确；
D．选择合适催化剂可提高甲醇反应的选择性，D 正确；
答案选B。
26．（2025·安徽·三模）十氢萘(
)是具有高储氢密度的氢能载体，一定条件下，在某催化剂作用
下，依次经历反应i 和反应ii 释放氢气：
反应i.
反应ii.
脱氢过程中的能量变化如图所示。
下列叙述错误的是
A．反应i 的活化能大于反应ii 的活化能
B．萘(
)的储氢过程是放热反应
C．“低压、高温”条件下，能提高十氢萘的脱氢率
D．十氢萘脱氢反应达平衡时，适当升高温度，反应体系中
增大
【答案】D
【详解】A．活化能是指化学反应中由反应物分子到达活化分子所需的最小能量，由图可判断，反应i 的活
化能大于反应ii 的活化能，A 正确；
B．由图可判断，十氢萘脱氢时的两步反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，均为吸热反应，则萘
（
）的储氢过程是放热反应，B 正确；
C．反应i、ii 均为气体体积增大的吸热反应，“低压、高温”条件下，有利于反应i、ii 向正反应方向进行，
能提高十氢萘的脱氢率，C 正确；
D．反应i、ii 均为气体体积增大的吸热反应，衡时，适当升高温度，反应i、ii 均向正反应方向移动，则
减小，D 错误；
故选D。
27．（2025·黑龙江哈尔滨·三模）乙烯在硫酸催化下与水加成反应机理及能量与反应进程的关系如图所
示。
下列说法错误的是
A．总反应任意温度都能自发进行
B．总反应速率由第①步反应决定
C．过渡态物质中最稳定的是第③步反应过渡态物质
D．乙烯和乙酸反应按照上述
机理可生成乙酸乙酯
【答案】A
【分析】根据能量与反应进程图，第①步是吸热反应，且活化能最大，第②步是放热反应，第③步是放热
反应，总反应的化学方程式为
，总反应为放热反应，据此答题。
【详解】A．总反应的
，由
的反应能自发进行知，总反应在低温下能自发
进行，高温下不能自发进行，A 错误；
B．图中第①步反应的活化能最大，反应速率最慢，总反应的速率由其决定，B 正确；
C．能量与反应进程图中，第②步反应过渡态物质能量比第③步反应过渡态物质能量高，能量越低的物质
其稳定性越强，因此第③步反应过渡态物质更稳定，C 正确；
D．按照上述机理，乙烯可先生成乙醇，然后乙醇和乙酸反应可生成乙酸乙酯，D 正确；
故选A。
28．（2025·黑龙江大庆·三模）某科研团队以可再生纳米碳—羰基材料为催化剂，催化烷烃基氧化脱氢
反应，其基元反应和能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A．反应历程中仅有极性键的断裂和生成
B．过渡态Ⅳ的氧化性大于过渡态Ⅱ
C．基元反应②为决速步骤
D．乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂
【答案】A
【详解】A．反应过程分析可知，过程中氧气参与反应生成了过氧化氢，存在非极性键的断裂和形成，故A
错误；
B．基元反应可知，过渡态Ⅳ的物质中含过氧键，过渡态Ⅳ的氧化性大于过渡态Ⅱ，故B 正确；
C．反应的能垒最大，反应速率最慢，基元反应②为决速步骤，故C 正确；
D．乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂H2O2，故D 正确；
答案选A。
29．（2025·浙江·三模）纳米碗
是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，
可以由分子
经过连续5 步氢抽提和闭环脱氢反应生成。其中第一步反应
的反应机
理和能量变化如下。下列说法错误的是
A．该反应共有3 个基元反应，其中决速步反应为第三步
B．
纳米碗中五元环结构的数目为5
C．反应过程中生成了具有手性异构的中间产物
D．生成
的五步反应，每步反应的焓变近似相等
【答案】B
【详解】A．由反应历程可知，包含3 个基元反应，分别为
，
，
，其中第三个反应的活化能最大，反应速率最
慢，故决速步反应为第三步，A 项正确；
B．由反应机理图知，
中有一个五元环，每脱两个氢形成一个五元环，则
→
过程中形
成5 个五元环，故
中有6 个五元环，B 项错误；
C．
结构中含手性碳原子(已用*标注)：
，故反应过程中生成了具有手性异构的中
间产物，C 项正确；
D．生成
的五步反应，每步反应都是断开C-H 键、形成碳碳键及生成氢气，断键、成键情况类似，故
焓变近似相等，D 项正确；
故答案选B。
30．（2025·山西·二模）苯与浓硝酸和浓硫酸混合物的反应机理和能量变化如图所示。下列说法错误的
是
A．该反应的决速步为反应②
B．苯的硝化反应为放热反应
C．
的空间结构为直线形
D．用甲苯代替苯，则生成2 种硝基甲苯
【答案】D
【详解】A．由题干反应历程图可知，反应②的活化能最大，反应最慢，则为决速步，A 正确；
B．由图知反应物的总能量高于最终产物的总能量，为放热反应，B 正确；
C．
与
为等电子体，空间结构为直线形，C 正确；
D．甲苯硝化产物可能为
、
、
、
、
等，D 错
误；
故答案为：D。
