反应历程与机理
年份 试卷 考点
2023 广东卷 反应历程、化学平衡、反应速率、相关图像
2023 新课标卷 反应历程、极性分子、氧化还原、相关图像
2023 江苏卷 反应机理、平衡常数、电子转移、相关图像
2023 湖北卷 反应历程、化合价、非极性键、相关图像
2023 浙江卷 反应历程、转化率、热化学方程式、相关图像
2022 山东卷 反应历程、电子转移、转化率、相关图像
2022 湖南卷 反应历程、电子式、原子利用率、活化能、相关图像
2022 浙江卷 反应机理、焓变、活化能与反应速率、相关图像
2021 山东卷 反应历程、化学平衡、反应速率、相关图像
2021 湖南卷 反应机理、氧化还原反应、反应速率、相关图像
2021 湖南卷 反应历程、氧化还原、反应速率、相关图像
化学反应机理试题是高考热点题型，通常以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，主要考查反应热、活化能、催化剂对反应历程的影响与能量变化，反应历程分析等，试题思维转化大，要求考生具有较强的迁移运用能力和创新思维，具有一定的难度。
1．基元反应与过渡态理论
（1）基元反应、过渡态理论及活化能
①基元反应：研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。
②过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化配合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。
（2）催化剂与活化能、反应热的关系
①催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
②在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋ΔH。
2．能垒与决速步骤的关系
（1）能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。例如下图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO＋H===CO2＋2H是在Rh作催化剂时该历程的决速步骤。
（2）用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。
（3）相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
（4）能量变化能垒图分析思维
3．催化剂与化学反应的关系
（1）化学反应中，反应分子原有的某些化学键，必须解离并形成新的化学键，这需要一定的活化能。在某些难以发生化学反应的体系中，加入有助于反应分子化学键重排的第三种物质(催化剂)，可降低反应的活化能。催化剂能改变反应的途径、降低反应的活化能、加快反应速率，但不能改变反应热的符号与数值、不能改变平衡的移动方向。图甲虚线表示催化剂对反应的影响，图乙为催化反应历程示意图。
（2）催化反应机理题的解题思路
①通览全图，找准一“剂”三“物”
一“剂” 指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主体的多个物种一定在机理图中的主线上
三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物
生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物
中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出
②逐项分析得答案
根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。
4.化学反应历程类试题解题模板
典例1【2023·广东卷第15题】催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B. 反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D. 使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】C 【解析】由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；故选C。
典例2【2023·新课标卷】“肼合成酶”以其中的 Fe2+配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，其反应历程如下所示。
下列说法错误的是（ ）
A．NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B．反应涉及N—H、N—O 键断裂和N—N 键生成
C．催化中心的 Fe2+被氧化为 Fe3+ ，后又被还原为 Fe2+
D．将NH2OH 替换为ND2OD，反应可得ND2ND2
【答案】D 【解析】NH2OH，NH3，H2O的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确；由反应历程可知，有N－H，N－O键断裂，还有N－H键的生成，B正确；由反应历程可知，反应过程中，Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+，后面又得到电子生成Fe2+，C正确；由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误；故选D。
典例3【2023·江苏卷】金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g)== CS2(g)+4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS <0
B．该反应的平衡常数K =
C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部
分负电荷的S 与催化剂中的M之间发生作用
D．该反应中每消耗1 mol H2S，转移电子的数目约为 2×6.02×1023
【答案】C 【解析】左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5， ，A错误；由方程形式知， ，B错误；由题图知，经过步骤Ⅰ后，中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确；由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误； 故选C。
典例4【2023·湖北卷】是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家
合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
【答案】B 【解析】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键 后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此 其失去质子（）的能力增强，A说法正确；B．(Ⅱ)中的化合价为+2，当其变为(Ⅲ)后， 的化合价变为+3，(Ⅲ)失去2个质子后，N原子产生了1个孤电子对，的化合价不变；M为 ，当变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子， 其中的化合价变为，因此，B说法不正确；C．该过程M变为时， 有键形成，是非极性键，C说法正确；D．从整个过程来看， 4个失去了2个电子后生 成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为， D说法正确；综上所述，本题选B。
典例5【2023·浙江卷】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.
B. 可计算键能为
C. 相同条件下，O3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 【分析】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。 【解析】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；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；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；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；故选C。
预测1（2024·北京丰台·一模）过渡金属氧化物离子(以MO+表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。MO+与CH4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．CH3OH分子中，键角：H—C—H>H—O—C
C．若MO+与CH3D反应，生成的氘代甲醇有2种
D．CH4(g) + MO+(g)=CH3OH(g) + M+(g) = E2+E4-E1-E3
预测2（2024·辽宁·一模）Aun纳米团簇能催化水煤气变换反应，其微观反应机理如图1所示，反应过程中相对能量的变化如图2所示。已知图2中TS表示过渡态，FS表示稳定的共吸附。下列说法错误的是
A．水煤气变换反应为H2O + COCO2 + H2 B．稳定性：FSe2大于FSe1
C．水煤气变换反应的H<0 D．制约总反应速率的反应为CO*+OH*=COOH*
预测3（2024·广东·二模）一定条件下，与反应合成的反应历程如图所示。已知其他条件不变时，反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时，反应速率会变慢。下列说法正确的是
说明：过渡态中“--”表示化学键未完全断裂或形成。
A．反应历程中的两个反应均涉及氢原子的成键
B．相同条件下，与发生上述反应，则其过渡态Ⅰ的能量比b高
C．该反应的
D．与发生上述反应，只能获得1种相对分子质量的有机产物
预测4（2024·江西·一模）下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程．吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，下列说法正确的是
A．①表示CO和从催化剂表面脱离的过程
B．②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同
C．由图可知为吸热反应
D．由图可知，决定反应速率的步骤是②
预测5（2024·湖南常德·一模）近日，中国科学院报道了基于铜的岩盐有序双钙钛矿氧化物，其高效催化转化为，副产物有。其部分机理如图所示。
下列说法正确的是
A．由图可知，转化为过程放出热量0.43eV
B．由图可知，转化为的历程中，最大活化能为0.77eV
C．时，含碳物质结构中存在非极性键的断裂与形成
D．由图可知，转化为的反应速率小于转化为的反应速率
押题1（2024·湖南益阳·三模）溴代叔丁烷与乙醇的反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．溴代叔丁烷与乙醇的反应为吸热
B．溴代叔丁烷和乙醇的总反应速率由反应Ⅲ决定
C．氯代叔丁烷和乙醇中发生相似的反应，则反应I的活化能将增大
D．由该反应原理可推知，二溴乙烷和乙二醇反应可制得环丁烷
押题2（2024·湖南岳阳·二模）N-羧基丙氨酸酸酐广泛用于生物领域，用碳酸二甲酯和丙氨酸为原料可以制备N-羧基丙氨酸酸酐，其反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．在强酸性环境不利于反应进行
B．该过程中元素的化合价发生改变
C．反应过程中有的断裂和形成
D．用甘氨酸代替丙氨酸，可制得
押题3（2024·湖北·二模）常温常压下利用Cu/ZnO/ZrO催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化图如下（其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注）：
下列说法正确的是
A．转化历程有四个基元反应，决速步为：
B．若无Cu/ZnO/ZrO催化剂，二氧化碳加氢制甲醇不能自发进行
C．反应过程中断裂与形成的共价键类型相同
D．寻找高效催化剂，有利于的回收利用，使该反应原子利用率达到100%
押题4（2024·河北保定·一模）科研人员利用高压气流将水微滴喷射到涂覆催化剂的石墨网上，研究常温制氨，其反应历程中微粒转化关系如图1，相对能量变化关系如图2，图中“*”表示催化剂表面吸附位。下列说法错误的是
A．过程中，未发生非极性键的形成
B．I、Ⅱ表示的微粒符号分别是
C．反应历程中放热最多的反应是
D．的能高于
押题5（2024·山东淄博·一模）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程如图所示，已知和的相对能量为0。下列说法错误的是
A．
B．键能为
C．相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅰ=历程Ⅱ
D．历程I和II中速率最快一步反应的热化学方程式为
名校预测
预测1
【答案】D
【解析】A．步骤I的活化能大于步骤II，反应速率步骤I更小，故A正确；
B．O原子上有两对孤对电子，排斥力较大，键角H—C—H>H—O—C，故B正确；
C．根据反应机理可知，若MO+与CHD2反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH，共两种，故C正确；
D．根据反应历程能量变化图所示，总反应的反应热为E1-E2+E3-E4，故D错误；
答案选D。
预测2
【答案】D
【解析】A．由图1可知，反应物为H2O 和 CO，生成物为CO2 和 H2，故水煤气变换反应为H2O + COCO2 + H2，A正确；
B．物质的能量越低越稳定，FSe2的能量比FSe1的低，故稳定性：FSe2大于FSe1，B正确；
C．由图2可知，反应物总能量高于生成物总能量，故水煤气变换反应的H<0，C正确；
D．制约总反应速率的反应为活化能最大的反应，由图1、2可知，活化能最大的反应为H2O=OH+H，D错误；
答案选D。
预测3
【答案】B
【解析】A．根据图知，反应历程中的第一个反应涉及氢原子的成键，第二个反应没涉及氢原子的成键，A错误；
B．已知其他条件不变时，反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时，反应速率会变慢，所以相同条件下，与发生上述反应，反应速率会变慢，则其过渡态Ⅰ的能量比b高，B正确；
C．该反应的，即生成物的能量减去反应物的能量，C错误；
D．根据图可知，与发生上述反应，可以获得、有机产物，D错误；
故选B。
预测4
【答案】B
【解析】A．由图可知，①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程，故A错误；
B．②和④中化学键变化相同，断裂的均为H-O键，②中吸收能量[1.25-(-0.32)]eV=1.57eV，④中吸收能量为[1.41-(-0.16)]eV=1.57eV，两者吸收的能量相同，故B正确；
C．由图可知，CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)+H2(g)的总能量，因此反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为放热反应，故C错误；
D．由图可知，相同条件下，④的活化能为(1.86+0.16)eV=2.02eV，②的活化能为(1.59+0.32)eV=1.91eV，④的活化能大于②，则反应速率④＜②，决定反应速率的步骤是④，故D错误；
故选：B。
预测5
【答案】B
【解析】A．图中没有给出的能量，则无法计算转化为过程放出的热量，A错误；
B．由图可知，转化为的历程中，最大活化能时的需要的活化能，则最大活化能为0.77eV，B正确；
C．时，不存在非极性键的断裂，C错误；
D．由图可知，转化为的最大活化能为0.19eV，结合选项B可知，转化为的最大活化能较小，反应速率较快，D错误；
故选B。
名师押题
押题1
【答案】C
【解析】A．根据反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，A错误；
B．由图可知，反应Ⅰ的活化能最大，所以溴代叔丁烷和乙醇的总反应速率由反应Ⅰ决定，B错误；
C．由图可知，反应Ⅰ中碳卤键会断裂，C-Cl的键长小于C-Br，所以C-Cl的键能大，断裂需要的能量多，反应Ⅰ的活化能将增大，C正确；
D．由该反应原理可知醇在反应过程中断裂羟基的O-H键，卤代烃断裂碳卤键，会生成醚键，所以二溴乙烷和乙二醇反应不能制得环丁烷，D错误；
故选C。
押题2
【答案】B
【解析】A．在强酸性溶液中，碳酸二甲酯会发生水解，同时CH3CH(NH2)COO-浓度降低，不利于反应进行，A正确；
B．碳酸二甲酯(CH3O)2CO]与Zn(CH3COO)2形成的是配位键，整个过程中均未有元素化合价发生变化，B错误；
C．该过程中存在N—H、C—O等极性键的断裂和生成，C正确；
D．若用甘氨酸(H2NCH2COOH)代替丙氨酸，则根据转化关系，最后可得到，D正确;
故答案为：B。
押题3
【答案】A
【解析】A．由图可知，转化历程有四个基元反应；活化能越大，反应越慢，为决速步，决速步为，故A正确；
B．催化剂能改变反应的速率，不能决定反应是否自发进行，无Cu/ZnO/ZrO催化剂，二氧化碳加氢制甲醇依然能自发进行，故B错误；
C．反应过程中断裂与形成的共价键类型不相同，故C错误；
D．反应产物还有水生成，原子利用率不可能达到100%，故D错误。
答案选A。
押题4
【答案】D
【解析】
A．过程中，有极性键的形成，未发生非极性键的形成，A正确；
B．由图1可知，I、Ⅱ表示的微粒符号分别是、，B正确；
C．反应历程中放热最多的反应是I和、的反应，反应方程式为，C正确；
D．由图2可知，的能量低于，D错误；
故选D。
押题5
【答案】D
【解析】A．由图可知，Cl原子是历程Ⅱ的催化剂，催化剂不能改变反应的反应热，则历程Ⅰ、Ⅱ的反应热相等，即△H=E6-E3=E5-E2，故A正确；
B．Cl2(g)的相对能量为0，由图可知Cl(g)的相对能力为(E2-E3)kJ/mol，断裂化学键吸收热量，Cl2(g)→2Cl(g)吸收能量为2(E2-E3)kJ/mol，则Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ/mol，故B正确；
C．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变反应物的平衡转化率，即相同条件下O3的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，故C正确；
D．由图可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能小于第一步反应的活化能，反应的活化能越低，反应速率越快，则历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：，故D错误；
答案选D。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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反应历程与机理
年份 试卷 考点
2023 广东卷 反应历程、化学平衡、反应速率、相关图像
2023 新课标卷 反应历程、极性分子、氧化还原、相关图像
2023 江苏卷 反应机理、平衡常数、电子转移、相关图像
2023 湖北卷 反应历程、化合价、非极性键、相关图像
2023 浙江卷 反应历程、转化率、热化学方程式、相关图像
2022 山东卷 反应历程、电子转移、转化率、相关图像
2022 湖南卷 反应历程、电子式、原子利用率、活化能、相关图像
2022 浙江卷 反应机理、焓变、活化能与反应速率、相关图像
2021 山东卷 反应历程、化学平衡、反应速率、相关图像
2021 湖南卷 反应机理、氧化还原反应、反应速率、相关图像
2021 湖南卷 反应历程、氧化还原、反应速率、相关图像
化学反应机理试题是高考热点题型，通常以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，主要考查反应热、活化能、催化剂对反应历程的影响与能量变化，反应历程分析等，试题思维转化大，要求考生具有较强的迁移运用能力和创新思维，具有一定的难度。
1．基元反应与过渡态理论
（1）基元反应、过渡态理论及活化能
①基元反应：研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。
②过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化配合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。
（2）催化剂与活化能、反应热的关系
①催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
②在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋ΔH。
2．能垒与决速步骤的关系
（1）能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。例如下图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO＋H===CO2＋2H是在Rh作催化剂时该历程的决速步骤。
（2）用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。
（3）相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
（4）能量变化能垒图分析思维
3．催化剂与化学反应的关系
（1）化学反应中，反应分子原有的某些化学键，必须解离并形成新的化学键，这需要一定的活化能。在某些难以发生化学反应的体系中，加入有助于反应分子化学键重排的第三种物质(催化剂)，可降低反应的活化能。催化剂能改变反应的途径、降低反应的活化能、加快反应速率，但不能改变反应热的符号与数值、不能改变平衡的移动方向。图甲虚线表示催化剂对反应的影响，图乙为催化反应历程示意图。
（2）催化反应机理题的解题思路
①通览全图，找准一“剂”三“物”
一“剂” 指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主体的多个物种一定在机理图中的主线上
三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物
生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物
中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出
②逐项分析得答案
根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。
4.化学反应历程类试题解题模板
典例1【2023·广东卷第15题】催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B. 反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D. 使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
典例2【2023·新课标卷】“肼合成酶”以其中的 Fe2+配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，其反应历程如下所示。
下列说法错误的是（ ）
A．NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B．反应涉及N—H、N—O 键断裂和N—N 键生成
C．催化中心的 Fe2+被氧化为 Fe3+ ，后又被还原为 Fe2+
D．将NH2OH 替换为ND2OD，反应可得ND2ND2
典例3【2023·江苏卷】金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g)== CS2(g)+4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔS <0
B．该反应的平衡常数K =
C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部
分负电荷的S 与催化剂中的M之间发生作用
D．该反应中每消耗1 mol H2S，转移电子的数目约为 2×6.02×1023
典例4【2023·湖北卷】是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家
合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
典例5【2023·浙江卷】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.
B. 可计算键能为
C. 相同条件下，O3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：
预测1（2024·北京丰台·一模）过渡金属氧化物离子(以MO+表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。MO+与CH4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．CH3OH分子中，键角：H—C—H>H—O—C
C．若MO+与CH3D反应，生成的氘代甲醇有2种
D．CH4(g) + MO+(g)=CH3OH(g) + M+(g) = E2+E4-E1-E3
预测2（2024·辽宁·一模）Aun纳米团簇能催化水煤气变换反应，其微观反应机理如图1所示，反应过程中相对能量的变化如图2所示。已知图2中TS表示过渡态，FS表示稳定的共吸附。下列说法错误的是
A．水煤气变换反应为H2O + COCO2 + H2 B．稳定性：FSe2大于FSe1
C．水煤气变换反应的H<0 D．制约总反应速率的反应为CO*+OH*=COOH*
预测3（2024·广东·二模）一定条件下，与反应合成的反应历程如图所示。已知其他条件不变时，反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时，反应速率会变慢。下列说法正确的是
说明：过渡态中“--”表示化学键未完全断裂或形成。
A．反应历程中的两个反应均涉及氢原子的成键
B．相同条件下，与发生上述反应，则其过渡态Ⅰ的能量比b高
C．该反应的
D．与发生上述反应，只能获得1种相对分子质量的有机产物
预测4（2024·江西·一模）下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程．吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，下列说法正确的是
A．①表示CO和从催化剂表面脱离的过程
B．②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同
C．由图可知为吸热反应
D．由图可知，决定反应速率的步骤是②
预测5（2024·湖南常德·一模）近日，中国科学院报道了基于铜的岩盐有序双钙钛矿氧化物，其高效催化转化为，副产物有。其部分机理如图所示。
下列说法正确的是
A．由图可知，转化为过程放出热量0.43eV
B．由图可知，转化为的历程中，最大活化能为0.77eV
C．时，含碳物质结构中存在非极性键的断裂与形成
D．由图可知，转化为的反应速率小于转化为的反应速率
押题1（2024·湖南益阳·三模）溴代叔丁烷与乙醇的反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．溴代叔丁烷与乙醇的反应为吸热
B．溴代叔丁烷和乙醇的总反应速率由反应Ⅲ决定
C．氯代叔丁烷和乙醇中发生相似的反应，则反应I的活化能将增大
D．由该反应原理可推知，二溴乙烷和乙二醇反应可制得环丁烷
押题2（2024·湖南岳阳·二模）N-羧基丙氨酸酸酐广泛用于生物领域，用碳酸二甲酯和丙氨酸为原料可以制备N-羧基丙氨酸酸酐，其反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．在强酸性环境不利于反应进行
B．该过程中元素的化合价发生改变
C．反应过程中有的断裂和形成
D．用甘氨酸代替丙氨酸，可制得
押题3（2024·湖北·二模）常温常压下利用Cu/ZnO/ZrO催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化图如下（其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注）：
下列说法正确的是
A．转化历程有四个基元反应，决速步为：
B．若无Cu/ZnO/ZrO催化剂，二氧化碳加氢制甲醇不能自发进行
C．反应过程中断裂与形成的共价键类型相同
D．寻找高效催化剂，有利于的回收利用，使该反应原子利用率达到100%
押题4（2024·河北保定·一模）科研人员利用高压气流将水微滴喷射到涂覆催化剂的石墨网上，研究常温制氨，其反应历程中微粒转化关系如图1，相对能量变化关系如图2，图中“*”表示催化剂表面吸附位。下列说法错误的是
A．过程中，未发生非极性键的形成
B．I、Ⅱ表示的微粒符号分别是
C．反应历程中放热最多的反应是
D．的能高于
押题5（2024·山东淄博·一模）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程如图所示，已知和的相对能量为0。下列说法错误的是
A．
B．键能为
C．相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅰ=历程Ⅱ
D．历程I和II中速率最快一步反应的热化学方程式为
名校预测
预测1
【答案】D
【解析】A．步骤I的活化能大于步骤II，反应速率步骤I更小，故A正确；
B．O原子上有两对孤对电子，排斥力较大，键角H—C—H>H—O—C，故B正确；
C．根据反应机理可知，若MO+与CHD2反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH，共两种，故C正确；
D．根据反应历程能量变化图所示，总反应的反应热为E1-E2+E3-E4，故D错误；
答案选D。
预测2
【答案】D
【解析】A．由图1可知，反应物为H2O 和 CO，生成物为CO2 和 H2，故水煤气变换反应为H2O + COCO2 + H2，A正确；
B．物质的能量越低越稳定，FSe2的能量比FSe1的低，故稳定性：FSe2大于FSe1，B正确；
C．由图2可知，反应物总能量高于生成物总能量，故水煤气变换反应的H<0，C正确；
D．制约总反应速率的反应为活化能最大的反应，由图1、2可知，活化能最大的反应为H2O=OH+H，D错误；
答案选D。
预测3
【答案】B
【解析】A．根据图知，反应历程中的第一个反应涉及氢原子的成键，第二个反应没涉及氢原子的成键，A错误；
B．已知其他条件不变时，反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时，反应速率会变慢，所以相同条件下，与发生上述反应，反应速率会变慢，则其过渡态Ⅰ的能量比b高，B正确；
C．该反应的，即生成物的能量减去反应物的能量，C错误；
D．根据图可知，与发生上述反应，可以获得、有机产物，D错误；
故选B。
预测4
【答案】B
【解析】A．由图可知，①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程，故A错误；
B．②和④中化学键变化相同，断裂的均为H-O键，②中吸收能量[1.25-(-0.32)]eV=1.57eV，④中吸收能量为[1.41-(-0.16)]eV=1.57eV，两者吸收的能量相同，故B正确；
C．由图可知，CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)+H2(g)的总能量，因此反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为放热反应，故C错误；
D．由图可知，相同条件下，④的活化能为(1.86+0.16)eV=2.02eV，②的活化能为(1.59+0.32)eV=1.91eV，④的活化能大于②，则反应速率④＜②，决定反应速率的步骤是④，故D错误；
故选：B。
预测5
【答案】B
【解析】A．图中没有给出的能量，则无法计算转化为过程放出的热量，A错误；
B．由图可知，转化为的历程中，最大活化能时的需要的活化能，则最大活化能为0.77eV，B正确；
C．时，不存在非极性键的断裂，C错误；
D．由图可知，转化为的最大活化能为0.19eV，结合选项B可知，转化为的最大活化能较小，反应速率较快，D错误；
故选B。
名师押题
押题1
【答案】C
【解析】A．根据反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，A错误；
B．由图可知，反应Ⅰ的活化能最大，所以溴代叔丁烷和乙醇的总反应速率由反应Ⅰ决定，B错误；
C．由图可知，反应Ⅰ中碳卤键会断裂，C-Cl的键长小于C-Br，所以C-Cl的键能大，断裂需要的能量多，反应Ⅰ的活化能将增大，C正确；
D．由该反应原理可知醇在反应过程中断裂羟基的O-H键，卤代烃断裂碳卤键，会生成醚键，所以二溴乙烷和乙二醇反应不能制得环丁烷，D错误；
故选C。
押题2
【答案】B
【解析】A．在强酸性溶液中，碳酸二甲酯会发生水解，同时CH3CH(NH2)COO-浓度降低，不利于反应进行，A正确；
B．碳酸二甲酯(CH3O)2CO]与Zn(CH3COO)2形成的是配位键，整个过程中均未有元素化合价发生变化，B错误；
C．该过程中存在N—H、C—O等极性键的断裂和生成，C正确；
D．若用甘氨酸(H2NCH2COOH)代替丙氨酸，则根据转化关系，最后可得到，D正确;
故答案为：B。
押题3
【答案】A
【解析】A．由图可知，转化历程有四个基元反应；活化能越大，反应越慢，为决速步，决速步为，故A正确；
B．催化剂能改变反应的速率，不能决定反应是否自发进行，无Cu/ZnO/ZrO催化剂，二氧化碳加氢制甲醇依然能自发进行，故B错误；
C．反应过程中断裂与形成的共价键类型不相同，故C错误；
D．反应产物还有水生成，原子利用率不可能达到100%，故D错误。
答案选A。
押题4
【答案】D
【解析】
A．过程中，有极性键的形成，未发生非极性键的形成，A正确；
B．由图1可知，I、Ⅱ表示的微粒符号分别是、，B正确；
C．反应历程中放热最多的反应是I和、的反应，反应方程式为，C正确；
D．由图2可知，的能量低于，D错误；
故选D。
押题5
【答案】D
【解析】A．由图可知，Cl原子是历程Ⅱ的催化剂，催化剂不能改变反应的反应热，则历程Ⅰ、Ⅱ的反应热相等，即△H=E6-E3=E5-E2，故A正确；
B．Cl2(g)的相对能量为0，由图可知Cl(g)的相对能力为(E2-E3)kJ/mol，断裂化学键吸收热量，Cl2(g)→2Cl(g)吸收能量为2(E2-E3)kJ/mol，则Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ/mol，故B正确；
C．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变反应物的平衡转化率，即相同条件下O3的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，故C正确；
D．由图可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能小于第一步反应的活化能，反应的活化能越低，反应速率越快，则历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：，故D错误；
答案选D。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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