2025届高三化学专项复习：化学反应机理（原卷版）

查补易混易错13化学反应机理

&I高考直击/

化学反应机理试题以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，就是把一个复杂反应分解成若干

个反应，然后按照一定规律组合起来，从而达到阐述复杂反应的内在联系的目的，这类试题符合新课标的

理念，“源于教材而高于教材”，体现了化学核心素养中的宏观辨识与微观探析，从不同层次认识物质的多样

性，以及由微观和宏观相结合的视角分析和解决实际问题，在备考过程中要给予高度重视与关注。

&I易混易错归纳/

易错01反应机理

(1)反应机理是用来描述某反应物到反应产物所经由的全部基元反应，就是把一个复杂反应分解成若干个

基元反应，以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，然后按照一定规律组合起来，从而阐述

复杂反应的内在联系，以及总反应与基元反应内在联系。

(2)反应机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率

大小等。典型的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。

(3)反应机理中包含的基元反应是单分子反应或双分子反应。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、

反应的立体化学、产物以及各物质的用量。

(4)认识化学反应机理，任何化合物的每一步反应都应该是在该条件下此类化合物的通用反应。

易错02有效碰撞理论

(1)化学反应发生的条件：在化学反应中，反应物分子不断发生碰撞，大多数碰撞无法发生反应，只有少

数分子的碰撞才能发生化学反应，能发生有效碰撞的分子是活化分子。普通反应物分子形成活化分子所需

要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞。发生有效碰撞不仅有能量的因素，还

有空间因素，只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。

（2）反应历程：发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高的能量。活化分子比普通分子所高

出的能量称为活化能。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。如图所示，反应的活化能是Ei,反

应热是Ei—

在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越

多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于

最慢的一步。

易错03催化剂与化学反应

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）其作用可降低反应的

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。解答时注意题干信息的理解应用，通过分析化学反应过程，明确反应过程中催

化剂的作用和能量变化、化学键的变化。左图虚线表示催化剂对反应的影响，右图为催化反应历程示意图。

好题演练/

1.（2022・北京.高考真题）CO2捕获和转化可减少CCh排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成

之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的

物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CCh,在催化剂上有积碳。

时间/min

催化剂

A.反应①为CaO+CCh=CaCO3；反应②为CaCCh+CHt^-CaO+2co+2H2

催化剂

B.ti~t3,n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4^=C+2H2

C.t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率

D.t3之后，生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生

2.(2023・浙江•高考真题)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O?(g)

和CL(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是

W

E

P

O

tt

坦

X

H

历程I历程11

A.E6—E3=E5—E2

B.可计算0-。键能为2位2-£3)口.1110「

c.相同条件下，的平衡转化率：历程n＞历程I

D.历程I、历程n中速率最快的一步反应的热化学方程式为:

ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)AH=(Es-EjkLmoP

3.(2012.江苏•高考真题)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中Ei表示正反应的活化能，E?表示逆

反应的活化能)。下列有关叙述正确的是

能t无催化剂

反应物

反应过程

A.该反应为放热反应

B.催化剂能改变该反应的焰变

C.催化剂能降低该反应的活化能

D.逆反应的活化能大于正反应的活化能

4.（2023・河北保定•统考一模）水煤气变换反应为CO（g）+H2O（g）=CO?（g）+H2（g）AH0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水煤气变换的反应历程，如下图所示，其中吸附在金催化剂

表面上的物种用•标注。下列说法错误的是

21.86

>1.591.41

之1.25

*1

器0:'②

玄@\

——.①/③/

要

___«\-0.83-0.72

-0.32'一----

A.水煤气变换反应的AH<0

B.步骤③的化学方程式为CO+OH+H2O（g）=CCX）H+H2O.

C.步骤⑤只有极性键的形成

D.该反应中的决速步骤为步骤④

5.（2023•河北沧州•统考一模）二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持

续发展的重要途径之一。常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变

化图如下（其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注），下列说法错误的是

.80

,40

1QO

>1

3cO

谕

u-C0(g)

髭n.62O2

,(

玄JO-+3Hzg)

un2

箕-

O反应历程

-C

IIJ.6OCH30H(g)

-1.04O+H0(g)

CO；2

-1O+6H;HCOO'

-1,8+5H*CH3O*CHSOH

+HQ+H*+OH*+H*

+H20*

A.催化剂能改变反应机理，加快反应速率，降低反应热

B.二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应

C.该历程的决速步为HCOO*+4H*=CH3O*+H2O

D.总反应为CO2。+3凡(g)=CH30H(g)+H2O(g)

6.(2023・山东聊城・统考二模)铜催化乙焕选择性氢化制1,3一丁二烯的反应机理如图所示(吸附在铜催化

剂表面上的物种用*标注)。

H2c2H2(g)+4b+4H2O(g)

HI

IC

CI

fc4H6(g)2Civ+4e-'、CM*

Cu2

1,3一丁二烯+4HO(g)2CH*+2HO\2c2H4(g)+4OH-

CH2232

22*C2H3*'、________

c2H4(g)+2e"+2OH"

2c2HJ+40H-

乙烘氧化反应历「

下列说法正确的是

A.反应I的速率大于反应II的速率

B.若原料用丙焕，则会有2种分子式为C6HIO的有机物生成

C.增大Cu的表面积，可加快反应速率，提高C2H2的平衡转化率

D.C?H：转化成C4H6(g)过程中，有非极性键的断裂和形成

7.(2023・福建莆田•统考二模)活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与反应过程的

能量变化如下图所示，已知升高温度，活化能大的反应速率增大的程度越大。下列说法正确的是

100

-过渡态I

1415过渡态W

HNO+O2——

0-18.92

中间产物X

7

O-12.16

F

P

I-100

)过渡态n

血-153.58

髭整鼠产物PMH二研产）

女-200

要

中间产物Y中间产物z

-201.34-205.11

-300

产物P2（H-O-N：）

-320.400

反应进程

A.PJ匕B稳定

B.升高温度，生成片的反应速率增大的程度更大

C.该历程中最小正反应的活化能为4.52k「mo『

D.改变催化剂可以改变生成B的反应焰变

8.（2023.北京.统考二模）氮氧化物是大气污染物之一，如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下

列说法不正确的是

A.过程I中NO既作氧化剂又作还原剂

B.过程H中每生成ImoKh时，转移电子的数目约为4x6.02x1023

C.过程中涉及的反应均为氧化还原反应

D.整个过程中Ni2+作催化剂

9.（2023・辽宁•朝阳市第一高级中学校联考二模）科学家研究发现在一种特殊催化剂作用下，水可促进CH4、

。2高选择性的直接合成CH3OH,其中部分反应机理如图所示。以下说法错误的是

(

o-

一

。

3目-10-

-20-

词

温-30;

宅-40;

要

-50-

-60-

A.凡0在CH4氧化合成甲醇过程中的作用是提供*OH与*CH4结合形成*CH30H

B.2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)AH=-32.51kJ/mol

C.在催化剂表面，H?。比更容易被吸附

D.该过程的决速步反应方程式为：*OH+*CH4->*CH3OH+*H

10.（2023・湖南•校联考二模）过渡金属元素离子催化乙烯氧化成乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确

的是

1/2Q.2H4

A.Pd2+和Cu+能够降低反应的活化能

B.该反应历程中氢离子物质的量一直减小

C.Pd的化合价在反应历程中未发生变化

催化剂

D.该历程的总反应为2CH2=CH2+C）2^=2CH3cHO

11.（2023•浙江嘉兴•统考二模）甲基叔丁基醒（MTBE）是一种高辛烷值汽油添加剂，可由甲醇和异丁烯（以IB

表示）在催化剂作用下合成，其反应过程中各物质相对能量与反应历程的关系如图所示（其中M表示甲醇和

异丁烯同时被吸附，风表示甲醇先被吸附，M表示异丁烯先被吸附），下列说法不正确的是

O

U

I

.10

S

。9

*8

温7

玄

6

箕

5

4

3

2

1

A.三种反应历程中，M反应速率最快

1

B.该条件下反应的热化学方程式为：CH3OH（g）+IB（g）MTBE（g）AH=-4QkJ.mol

C.甲醇比IB更易被催化剂吸附，所以若甲醇过多会占据催化剂表面从而减慢合成速率

D.同温同压下，只要起始投料相同，相同时间三种途径MTBE的产率一定相同

12.（2023•吉林延边•统考二模）铁的某种络合物离子（用[L-Fe-H]+表示）催化甲酸分解的反应机理及相对能

量变化如图所示。下列说法正确的是

HCOOH453

厂\过滤态1

(_O.-o

一、咨6

」I

。_

目H\31.H8而742.6''

_-

PO+O、、___,^

D_OHOICVO

、O

*_O+OO

HOHO+

髭_+OO+Z

H

女O—H

_OO

箕OO+

_OH

UOO—

_HHO

O

H

反应过程

A.反应过程中铁元素价态没有改变

B.反应的决速步骤为II转化为III的过程

HH.

c.由I到।2过程中形成了离子键

L-Fe-H[L-Fe-H.

催化剂

D.由图可知该反应的总反应式为：HCOOHCO2+H2

13.（2023・天津•校联考一模）金属Ni可活化C2H$放出CH4,其反应历程如图所示:

£/kJ,mol-

过渡态2

50.00

Ni(s)+C2H6(g)，'4矽9"50''\NiCH(s)+CH(g)

0.0024

0.00\过渡态1\中间体3」，一657

-50.00\中间体1/-28.89\-45.88

-56.21

-100.00

-150.00冲间体2/

-154.82

-200.00

下列关于活化历程的说法错误的是

A.中间体1-中间体2的过程是放热过程

B.加入催化剂可降低该反应的反应热，加快反应速率

C.Ni和C2H6的总键能小于NiCH?和CH’的总键能

D.中间体2一中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤

14.（2023・湖北・武汉二中校联考二模）丙烯是重要的有机化工原料。一定条件下，丙烷直接脱氢制备丙烯

n生成（丙烯）

的转化率和丙烯的选择性（xlOO%）随时间的关系如下图所示。下列说法正确的是

n消耗（丙烷）

1

OO

O3

8

2|渎

40O辛

33

306

器

O甫

20

&阖

4O

树

0席

％(％(

)2)

0

A.丙烯的产率大于80%

B.该反应为氧化反应

C.催化剂可以降低反应的活化能，减小反应的焰变

D.其他条件不变，增大c（丙烷），可以加快反应速率，提高丙烷的转化率

15.（2023•浙江•校联考模拟预测）某反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是

B.该反应过程中，反应速率由反应②决定

1

C.总反应的热化学方程式为C2H6（g）+CC）2（g）=C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）AH=+346kJ.moP

D.增大C2H6(g)的浓度，可以增大活化分子百分数，提高化学反应速率

16.(2023•辽宁辽阳•统考一模)某课题组对竣基化研究取得很大的进展，历程如图所示。

NiCl2（PCy3）2

RCO2H