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微题型54　能量——历程转化图
1．(2022·山东高三模拟)甲醇与SO3在有水条件下生成硫酸氢甲酯的反应部分历程如图所示。CH3OH(g)＋SO3(g)CH3OSO3H(g)，其中粒子间的静电作用力用“ ”表示。下列说法错误的是(　　)
A．水合CH3OH分子比水合SO3分子更稳定
B．反应历程中最大能垒(活化能)为6.62 eV
C．d到f转化的实质为质子转移
D．在反应过程中，水起催化作用
2．NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1；研究发现，在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。下列说法正确的是(　　)
A．NH3催化还原NO为吸热反应
B．过程Ⅰ中NH3断裂非极性键
C．过程Ⅱ中NO为氧化剂，Fe2＋为还原剂
D．脱硝的总反应为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)
3．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是(　　)
A．总反应为ΔH＝E1－E2
B．为了实现转化需不断补充Pt2O＋
C．该反应的方程式是N2O＋CON2＋CO2
D．加入Pt2O＋，可使反应的ΔH1减小
4．乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。
下列有关说法正确的是(　　)
A．乙炔催化加氢反应为吸热反应
B．该正反应历程中最大能垒(活化能)为85 kJ·mol－1
C．Pd为固体催化剂，其表面积大小对催化效果无影响
D．C2H2*＋H*―→C2H3*只有化学键的形成过程
5．(2022·江苏高三模拟)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。则下列说法不正确的是(　　)
A．水煤气变换为放热反应
B．物质在金催化剂表面吸附过程中能量保持不变
C．该历程中断开一个H—O要吸收能量
D．该历程中正向的最大能垒(活化能)E正＝2.02 eV
6．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了均相NO－CO的反应历程，该反应经历了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个过渡态。图中显示的是反应路径中每一阶段内各驻点的能量相对于此阶段内反应物能量的能量之差。下列说法正确的是(　　)
A．N2O比更容易与CO发生反应
B．整个反应分为三个基元反应阶段，其中第一个反应阶段活化能最大
C．2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH>0
D．其他条件不变，增大压强或使用催化剂均可以增大反应速率，提高反应物的转化率
7．已知甲酸的分解反应：HCOOHCO＋H2O　ΔH。在H＋催化作用下反应历程为
根据过渡态理论，其反应过程中的能量变化如图所示，E1、E2、E3均大于0。
下列说法不正确的是(　　)
A．E2为正反应的最高活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝E3
C．图像中第一个峰(过渡态)对应的物质结构为过渡态Ⅰ
D．使用催化剂后，正、逆反应速率同等程度改变，平衡不移动
8．科学家结合实验和计算机模拟结果，研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该反应的热化学方程式为2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝(Ed－Ea) kJ·mol－1
B．决定整个反应速率快慢的步骤是①
C．反应过程中断裂与形成的化学键都包含σ键和π键
D．改变催化剂，不能使反应的焓变发生改变
微题型54　能量——历程转化图
1．(2022·山东高三模拟)甲醇与SO3在有水条件下生成硫酸氢甲酯的反应部分历程如图所示。CH3OH(g)＋SO3(g)CH3OSO3H(g)，其中粒子间的静电作用力用“ ”表示。下列说法错误的是(　　)
A．水合CH3OH分子比水合SO3分子更稳定
B．反应历程中最大能垒(活化能)为6.62 eV
C．d到f转化的实质为质子转移
D．在反应过程中，水起催化作用
答案　A
解析　据图可知b为水合CH3OH分子，c为水合SO3分子，c的能量更低，所以水合SO3分子更稳定，A错误；据图可知反应历程中最大能垒(活化能)为3.66 eV－(－2.96 eV)＝6.62 eV，B正确；据图可知d到f的过程中甲醇中的氢原子转移到水分子中，水分子中的氢原子转移到CH3OSO3H分子中，实质为质子转移，C正确；反应前后水未发生变化，形成的水合分子降低了能垒，为该反应的催化剂，D正确。
2．NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1；研究发现，在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。下列说法正确的是(　　)
A．NH3催化还原NO为吸热反应
B．过程Ⅰ中NH3断裂非极性键
C．过程Ⅱ中NO为氧化剂，Fe2＋为还原剂
D．脱硝的总反应为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)
答案　D
解析　A项，依据图1可知反应物能量高，生成物能量低，为放热反应；B项，NH3没有非极性键；C项，过程Ⅱ中，Fe2＋的化合价未变。
3．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是(　　)
A．总反应为ΔH＝E1－E2
B．为了实现转化需不断补充Pt2O＋
C．该反应的方程式是N2O＋CON2＋CO2
D．加入Pt2O＋，可使反应的ΔH1减小
答案　A
解析　焓变＝正反应活化能－逆反应活化能，图中E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，所以ΔH＝E1－E2，A项正确；Pt2O＋在反应中作催化剂，实现转化的过程中，不需要补充，B项错误；该反应的催化剂是Pt2O＋，则反应的方程式是N2O＋CON2＋CO2，C项错误；据图可知Pt2O＋为催化剂，不影响反应的焓变，D项错误。
4．乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。
下列有关说法正确的是(　　)
A．乙炔催化加氢反应为吸热反应
B．该正反应历程中最大能垒(活化能)为85 kJ·mol－1
C．Pd为固体催化剂，其表面积大小对催化效果无影响
D．C2H2*＋H*―→C2H3*只有化学键的形成过程
答案　B
解析　由图可知，乙炔的总能量比乙烯高，则乙炔催化加氢时，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A错误；固体表面积越大，吸附能力越强，固体催化剂Pd的催化效果越好，故C错误；C2H2*＋H*―→C2H3*既有化学键的断裂过程，也有形成过程，故D错误。
5．(2022·江苏高三模拟)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。则下列说法不正确的是(　　)
A．水煤气变换为放热反应
B．物质在金催化剂表面吸附过程中能量保持不变
C．该历程中断开一个H—O要吸收能量
D．该历程中正向的最大能垒(活化能)E正＝2.02 eV
答案　B
解析　ΔH与反应历程无关，只与反应的起始状态有关，由图可知：生成物的总能量低于反应物的总能量，故水煤气变换为放热反应，A正确；根据图示可知：物质在金催化剂表面吸附过程中能量会发生改变，B错误；在任何化学反应中，断裂化学键均需吸收能量，因此在该历程中断开一个H—O要吸收能量，C正确；过渡态1能垒(活化能)E正＝1.59 eV－(－0.32 eV)＝1.91 eV，过渡态2能垒(活化能)E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，则该历程中最大能垒(活化能)E正＝2.02 eV，D正确。
6．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了均相NO－CO的反应历程，该反应经历了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个过渡态。图中显示的是反应路径中每一阶段内各驻点的能量相对于此阶段内反应物能量的能量之差。下列说法正确的是(　　)
A．N2O比更容易与CO发生反应
B．整个反应分为三个基元反应阶段，其中第一个反应阶段活化能最大
C．2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH>0
D．其他条件不变，增大压强或使用催化剂均可以增大反应速率，提高反应物的转化率
答案　B
解析　由②＋CO(g)===CO2 (g)＋N2O (g)　ΔH ＝－513 kJ·mol－1，③CO2 (g) ＋N2O (g) ＋CO (g)===2CO2 (g) ＋N2 (g)　ΔH ＝ －356 kJ·mol－1，可知反应②放出的能量更多，生成物更稳定，则比N2O更容易与CO发生反应，A错误；由图可知，整个反应分为三个基元反应阶段，其中第一个反应阶段活化能最大，为451 kJ·mol－1，B正确；由盖斯定律可知，①＋②＋③可得2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝＋312 kJ·mol－1＋(－513 kJ·mol－1)＋(－356 kJ·mol－1)＝－557 kJ·mol－1，C错误；其他条件不变，增大压强或使用催化剂均可以增大反应速率，且该反应为气体物质的量减小的反应，则其他条件不变，增大压强，平衡正向移动，可提高反应物的转化率，但是使用催化剂不能提高反应物的转化率，D错误。
7．已知甲酸的分解反应：HCOOHCO＋H2O　ΔH。在H＋催化作用下反应历程为
根据过渡态理论，其反应过程中的能量变化如图所示，E1、E2、E3均大于0。
下列说法不正确的是(　　)
A．E2为正反应的最高活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝E3
C．图像中第一个峰(过渡态)对应的物质结构为过渡态Ⅰ
D．使用催化剂后，正、逆反应速率同等程度改变，平衡不移动
答案　B
解析　从图像可看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH＝－E3，B错误。
8．科学家结合实验和计算机模拟结果，研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该反应的热化学方程式为2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝(Ed－Ea) kJ·mol－1
B．决定整个反应速率快慢的步骤是①
C．反应过程中断裂与形成的化学键都包含σ键和π键
D．改变催化剂，不能使反应的焓变发生改变
答案　A
解析　该过程表示一个CO分子还原NO的能量变化，热化学方程式对应的能量变化应该是2 mol CO分子被还原的能量，故A错误； 活化能大速率慢，是决速步骤，①的活化能大于②，决定整个反应速率快慢的步骤是①，故B正确；反应物CO分子含有σ键和π键，生成物N2和CO2含有σ键和π键，所以反应过程中断裂与形成的化学键都包含σ键和π键，故C正确；催化剂只能改变反应历程，不能改变焓变，故D正确。

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