新高考化学二轮复习考点培优突破讲义1-3 化学反应历程-能量（kJmol）图（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学二轮复习考点培优突破讲义1-3 化学反应历程-能量（kJmol）图（2份，原卷版+解析版），共30页。
考查知识：
热力学：焓变（ΔH）、反应自发性、产物稳定性。
动力学：活化能、反应速率、速率决定步骤、催化剂影响。
反应机理：中间体、过渡态、步骤顺序、键能变化。
化学平衡：平衡常数、温度对平衡的影响。
同位素效应：重同位素对反应速率和产物分布的影响。
考查能力：
读图能力：从能量图中提取关键信息（如能量高低、活化能大小）。
分析推理能力：结合图表和化学原理判断选项正误。
应用能力：将理论知识应用于具体反应情境。
考查方式：通过能量图设置问题，要求学生从宏观能量变化推断微观机理，强调“证据-推理-结论”的思维过程。
第一步 审题与读图
仔细阅读题目描述，明确反应物、产物和反应条件。
观察能量图，识别反应物、中间体、过渡态（峰值）、产物的能量位置，标注活化能（峰值高度）和焓变（能量差）。
第二步 提取关键信息
确定反应步骤（单步或多步），比较各步骤的活化能。
识别速率决定步骤（活化能最高步骤）。
判断反应热（放热或吸热）从能量差分析。
第三步 分析选项
对每个选项，结合图表和化学原理逐一验证：
活化能：低活化能步骤速率快。
稳定性：能量越低越稳定。
催化剂：降低活化能，不改变ΔH。
平衡：温度影响平衡移动（勒夏特列原理）。
机理：键变化、中间体角色。
第四步 逻辑验证
使用排除法，确保选项与图表数据一致。
注意“不正确的是”等否定词，避免惯性思维。
思维模型：将能量图视为“反应路径地图”，从能量视角分析动力学（速率）和热力学（平衡），结合机理细节进行综合判断。
活化能（Ea）：过渡态与反应物的能量差，决定反应速率；Ea越低，速率越快。
焓变（ΔH）：产物与反应物的能量差；ΔH < 0为放热，ΔH > 0为吸热。
速率决定步骤：多步反应中活化能最高的步骤，控制总反应速率。
催化剂：降低Ea，加快速率，但不改变ΔH和平衡位置。
中间体与过渡态：中间体位于能量谷底，过渡态位于峰值。
平衡常数（K）：K = [产物]^系数/[反应物]^系数，受温度影响（放热反应升温K减小）。
同位素效应：重同位素（如D代替H）使键能增强，反应速率变慢。
能量图解读：能识别反应物、产物、中间体、过渡态，并计算Ea和ΔH。
混淆活化能与焓变：误将Ea当作ΔH判断放热/吸热。
催化剂误解：认为催化剂改变平衡常数或ΔH（实际只改变速率）。
速率决定步骤误判：忽略多步反应中活化能最高的步骤。
温度对平衡的影响：误认为升温总是提高产率（放热反应升温降低产率）。
能量图读图错误：将中间体能量当作活化能，或误判键变化。
同位素效应应用错误：误判重同位素对产物分布的影响。
机理细节疏忽：如苯硝化中大π键变化、酯水解中键断裂方式。
【典例】
【审题】
1．（2024·北京·高考真题）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．从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B．X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C．由苯得到M时，苯中的大键没有变化
D．对于生成Y的反应，浓作催化剂
【答案】C
【解析】A．生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，故A正确；
B．根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，故B正确；
C．M的六元环中与相连的C为杂化，苯中大键发生改变，故C错误；
D．苯的硝化反应中浓作催化剂，故D正确；故选C。
读题识反应：题目描述苯与浓H₂SO₄和浓HNO₃反应，典型苯硝化反应，生成硝基苯。但能量图显示有中间体M和两种产物（Ⅰ和Ⅱ），提示可能涉及竞争路径。
读图提取信息：
能量图显示反应物（苯）能量高，经中间体M后分叉为产物Ⅰ和Ⅱ，产物Ⅱ能量更低。
从中间体到产物Ⅱ的活化能低于到产物Ⅰ，且产物Ⅱ能量更低。
分析选项：
A选项：从中间体到产物，产物Ⅱ活化能低（速率快）、能量低（稳定），正确。
B选项：X为加成产物、Y为取代产物。根据硝化机理，苯通常发生亲电取代，但图中X可能为加成中间体（如σ络合物），Y为取代产物，符合解析，正确。
C选项：由苯得到M时，苯中大π键没有变化。但M为硝化中间体（如芳基正离子），碳杂化由sp²变为sp³，大π键被破坏，故C错误。
D选项：生成Y的反应中，浓H₂SO₄作催化剂。硝化反应中H₂SO₄确实催化生成NO₂⁺，正确。
结论：不正确的是C，审题关键在于理解硝化机理中大π键的断裂。
1．（2021·山东·高考真题）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为： 能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是
A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B．反应结束后，溶液中存在18OH-
C．反应结束后，溶液中存在CH318OH
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
【答案】B
【解析】A．一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应I和反应Ⅳ的活化能较高，因此反应的决速步为反应I、Ⅳ，故A错误；B．反应I为加成反应，而与为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为或，后者能生成18OH-，因此反应结束后，溶液中存在18OH-，故B正确；C．反应Ⅲ的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318H，故C错误；D．该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误；综上所述，正确的是B项，故答案为B。
2．（24-25高三上·江苏·阶段练习）二氧化碳加氢可用于合成甲醇：，其反应过程中能量变化如图所示，下列有关说法正确的是
A．该反应平衡常数
B．反应达平衡后，升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大
C．提高的比例，可增大的平衡转化率
D．总反应的决速步为
【答案】C
【解析】A．化学平衡常数等于生成物的浓度系数次方与反应物的浓度系数次方之比；该反应平衡常数，A错误； B．升高温度，正逆反应速率均增大，B错误；C．提高的比例，使得平衡正向移动，促进氢气转化，可增大的平衡转化率，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，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，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，由图，总反应的决速步为，D错误；故选C。
3．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期中）工业上曾以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应均可逆且分两步进行：①和生成；②分解生成尿素。反应过程能量变化关系如图所示。将一定量的和投入密闭容器中反应。下列说法正确的是
A．正反应活化能：反应①