2026江苏高考化学二轮复习重难04 化学反应历程（机理）的分析与应用（重难专练）（原卷版）

重难04化学反应历程（机理）的分析与应用内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、反应机理1．基元反应及其反应机理基元反应大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基元反应。如反应H2O2＋2Br－＋2H＋=Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下：①H＋＋H2O2H3Oeq\o\al(＋,2)②H3Oeq\o\al(＋,2)＋Br－=H2O＋HOBr③HOBr＋H＋＋Br－=H2O＋Br2反应历程（由基元反应构成的反应序列，又称反应机理）总反应2NO+2H2N2+2H2O反应历程①2NO+H2N2O+H2O（慢）②2N2O2N2+O2（快）③2H2+O22H2O（更快）决速反应在反应历程中，反应速率最慢的基元反应决速浓度最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率特点①不同的化学反应，反应历程不同。③同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。③反应历程的差别造成了化学反应速率的快慢差异。④对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。2．化学反应机理的理解（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。3．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。（2）活化能：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。（3）有效碰撞：发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。发生有效碰撞不仅有能量的因素（有足够高的能量，形成活化分子），还有空间因素（有合适的取向），只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。二、催化剂、活化能及其反应机理

1．过渡态理论（1）如图所示是两步完成的化学反应，分析如下：①该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。②由A、B生成C的反应为吸热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。③第一步为慢反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步反应。（2）基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。AB＋C[A…B…C]A＋BC反应物过渡态产物过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。如：一溴甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为：CH3Br＋OH－[Br…CH3…OH]Br－＋CH3OH反应物过渡态产物2.

催化剂的催化机理（1）催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。（2）催化特点：①高效性，可以大大地加快反应速率。②选择性，反应不同，催化剂不同。③同等程度地加快正、逆反应的速率。④不能改变反应的可能性和平衡常数。（3）催化机理：催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。3.

催化反应的一般过程(简化的过程)反应物扩散到催化剂表面→反应物被吸附在催化剂表面→被吸附的反应物发生化学反应生成产物→产物的解吸。如下图示：扩散吸附扩散吸附反应解吸三、循环反应机理图像分析1．循环流程中物质的判断（1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂；（2）只进不出的为反应物、原料；（3）不进只出的物质为生成物、产品。2．催化工艺的三种形式（1）直接型：（2）微观型：（3）循环型：①反应物：A和F；②生成物：B和E；③催化剂：C或D，中间产物D或C3．循环转化机理图像图像解读“环式”反应：对于“环式”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理催化剂与中间产物：催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。中间产物：在连续反应中为第一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续有消耗多少。例1：在含少量I-的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2+I-→H2O+IO-慢H2O2+IO-→O2+I-+H2O快在该反应中I-为催化剂，IO-为中间产物。例2：而在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如图中，MoO3则是该反应的催化剂，图中剩余的三个物质均为中间产物。4．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，以催化剂粒子为主题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是反应物；生成物通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物；中间体通过一个箭头脱离整个历程，但又生成生成物的是中间体，通过二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。（建议用时：10分钟）1．活性催化反应的部分机理如图所示。下列说法正确的是A．该反应的△H>0B．该反应平衡常数C．反应前后碳原子杂化方式没有发生变化D．吸附在Fe2+表面的H与HCOeq\o\al(－,3)中的羟基结合生成水2.（2025·江苏盐城中学·三模）已知O2在一定条件下能有效去除烟气中的SO2、NO，可能的反应机理如图所示，下列说法正确的是A.SO2的键角大于120°B.NOeq\o\al(－,3)和H2O中心原子的杂化方式相同C.基态O原子价电子轨道表示式：D.HO-参与了反应，其电子式为3（2025·江苏苏锡常镇四市·一模）NaOH活化过的催化剂对甲醛氧化为CO2具有较好的催化效果，有学者提出该催化反应的机理如下。下列说法不正确的是A.步骤Ⅰ中存在非极性键的断裂B.步骤Ⅰ可理解为HCHO中带部分负电荷的O与催化剂表面的-OH发生作用C.步骤Ⅱ中发生的反应可表示为D.该催化剂对苯的催化氧化效果优于对HCHO的催化氧化效果4.（2025·江苏苏北八市·三模）利用C6H5-CH2CH3(g)+CO2(g)eq\o(=,\s\up7(催化剂))C6H5-CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)可制备苯乙烯，反应可能的机理如下(x、y、z表示催化剂的活性位点)。下列说法正确的是A.催化剂的y、z位点所带电性不同B.受苯环影响，a处键比b处更易断裂C.整个过程中有非极性键的断裂和形成D.该反应中每生成1mol苯乙烯，转移电子数目为5．（2026·江苏南京外国语学校·一模）用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是A．DSA电极与外接电源的负极连接B．发生的电极反应为：C．降解过程中应该控制条件避免发生反应②D．1molHO·和足量反应，转移的电子数为6．硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。电解槽中水溶液的主要成分及反应过程如图所示。下列说法错误的是A．惰性电极2为阳极 B．反应前后WO/WO数量不变C．消耗1mol氧气，可得到1mol硝酮 D．外电路通过1mol电子，可得到1mol水7.（2025·江苏连云港市·一模）含Ru(钌)化合物可催化CO2转化为HCOOH，其反应机理如图所示。下列说法不正确的是A.该催化剂不能提高CO2的平衡转化率B.过程1中CO2发生还原反应C.过程3中有1molH2O生成时有2mol电子转移D.整个转化过程中Ru和O元素的化合价不变8.（2025·江苏淮安市·一模）在非水溶剂中，将CO2转化为化合物的催化机理如图所示。下列说法正确的是A.该转化过程中催化剂只有AcOH B.该转化过程总反应C.该转化过程中有碳碳键的断裂与形成 D.若用参与反应，可得到9.（2025·江苏徐州市沛县·质检节选）铁元素的纳米材料因具备良好的电学特性和磁学特性，而引起了广泛的研究。纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬[]与硝酸盐等污染物。（3）生物质铁炭纳米材料活化过一硫酸钾()降解有机污染物的反应历程如图2所示。图中SO和·OH分别表示硫酸根自由基和羟基自由基。①生物质铁炭纳米材料降解有机污染物的机理可描述为___________。②与直接使用纳米铁颗粒相比，使用生物质铁炭纳米材料降解的优点是：___________。10．（2025·江苏南京、盐城·一模节选）研究脱除烟气中的NOx是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。（1）催化脱硝。用CeO2催化脱除汽车尾气中的CO和NO。①已知：

。CO的标准燃烧热。则反应

。②CeO2催化脱硝的反应机理如图所示。“过程①”部分Ce4+转化成Ce3+。当1molCeO2氧化标准状况下2.24LCO时，生成的CeO(2-x)中。11．（2026·江苏·常州二模节选）载人航天器中用萨巴蒂尔(Sabatier)反应将CO2转化为CH4和H2O，配合水的电解实现氢气和氧气的再生。（2）萨巴蒂尔反应在300-400℃时转化率较高，副反应主要有：

，催化CO2加H2制CH4的反应历程如图所示。用D2代替H2，通过检测生成的水中含有H2O、D2O、HDO，可能的原因有。12（2026·江苏仪征中学、江都中学、高邮中学·联考节选）铜阳极泥(含有Cu2S、Se、Ag2Se、Au等)是粗铜电解精炼的副产品，常用作提取稀散元素和贵金属的重要原料。（3）研究发现，硫代硫酸盐浸出金的过程是电化学催化腐蚀过程，催化机理模型如图所示：图中表示金粒负极的电极反应式为_______。浸金过程中的催化剂是_______(填化学式)。（建议用时：10分钟）13．Ru（Ⅱ）催化剂（用来表示）高效电催化氧化合成的反应机理如图。下列说法错误的是A．制得，需投入B．整个过程N原子的杂化方式未发生变化C．该过程既有极性键的断裂，又有非极性键的形成D．Ru（Ⅱ）被氧化至Ru（Ⅲ）后，配体的键更易断裂14．（2025·江苏·高考真题）CO2与NOeq\o\al(－,3)通过电催化反应生成CO(NH2)2，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NOeq\o\al(－,3)发生了氧化反应C．电催化CO2与NOeq\o\al(－,3)生成CO(NH2)2的反应方程式：D．常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生产CO(NH2)215．（2025·江苏苏州·期中）H2S和O2的混合气体通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合溶液中反应可回收S，转化过程如图所示。下列描述正确的是A．在图示转化关系中，化合价不变的元素只有氢、氯B．过程I反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OC．通入过量的氧气或者增大Fe3+的浓度可以增大回收S中CuS的含量D．转化过程中参加循环反应的离子只有Fe2+、Fe3+16（2026·江苏仪征中学、江都中学、高邮中学·联考）铑的配合物离子可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是A.CH3COI是反应中间体B.甲醇羰基化反应为C.反应过程中Rh的成键数目保持不变D.存在反应17．（2025·江苏·高考真题）海洋出水铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。（2）文物表面凝结物种类受文物材质和海洋环境等因素的影响。①无氧环境中，文物中的与海水中的在细菌作用下形成等含铁凝结物。写出与反应生成FeS和Fe(OH)2的离子方程式：。②有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成等凝结物。（ⅰ）铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向溶液中加入溶液(能与形成蓝色沉淀)和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为。（=2\*romanii）铁的氢氧化物吸附某些阳离子形成带正电的胶粒，是凝结物富集的可能原因。该胶粒的形成过程中，参与的主要阳离子有(填离子符号)。18．（2024·江苏高考真题节选）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。（3）反应H2+HCO3-HCOO-+H2O可用于储氢。①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的0.1mol·L-1NaHCO3溶液中通入H2，HCOO-产率随温度变化如图所示。温度高于70℃，HCOO-产率下降的可能原因是_______。②使用含氨基物质(化学式为CN-NH2，CN是一种碳衍生材料)联合Pd-Au催化剂储氢，可能机理如图所示。氨基能将HCO3-控制在催化剂表面，其原理是_______；用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在_______(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。19.（2022·江苏高考真题节选）②随着反应进行，FeCO3迅速转化为活性Fe3O4-x，活性是转化为的催化剂，其可能反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为_______。20.（2025江苏连云港市·一模）性能优越的催化剂是实现二氧化碳加氢制甲烷工业化的关键。（2）CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图所示。①在催化过程中由CeO2转变成CeO2-x晶胞的组成结构变化如图所示，一个CeO2-x晶胞中Ce4+和Ce3+个数比为_______。②催化剂中掺入少量CaO，用Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成CaxCe1-xOy可提高催化效率，其原因是_______。21.（2025·江苏苏锡常镇四市·联考）甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。（2）HCHO水化释氢45℃时，碱性条件下Ag作催化剂可将甲醛转化为H2，反应的机理如图所示。使用时将纳米Ag颗粒负载在Al2O3表面以防止纳米Ag团聚。其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对氢气产生快慢的影响如图所示。已知：甲醛在碱性条件下会发生副反应：。①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，得到的氢气产物为_______（填化学式）。②NaOH浓度低于1mol⋅L时，NaOH浓度增大产生氢气会加快的原因是__________。③若NaOH浓度过大，H2的产生迅速减慢的原因可能是__________________。22.（2026·江苏南京外国语学校·一模）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。（1）(缩写为)溶液可用于捕集燃煤烟气中CO2，转化过程如下。①室温下，H2CO3的，，吸收后溶液的，此时主要含碳阴离子为(写离子符号)。②从结构的角度解释水溶液能吸收CO2的理由是。③用苯甲醇(苯甲醇沸点：)溶液替代水溶液可增大吸收容量，同时降低解吸能耗，其原因是。（2）二氧化碳加氢制甲烷是碳循环的重要应用。主要反应有反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

催化CO2加H2制CH4的反应历程如图1所示。向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2，平衡时混合气体中含碳物质(CH4、CO2、CO)的物质的量随温度的变化如图2所示。①温度高于后，B的物质的量减小的原因是。②首先H2在载体表面活化生成，载体表面的将CO2吸附活化为，然后活化的与结合脱水生成活化，用化学语言描述步骤3、4反应过程：(吸附在催化剂表面的物质用*标注)。（3）催化电解吸收CO2和KOH溶液可将CO2转化为有机物。相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图3所示。，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。①电解电压为时，阴极由生成C2H4的电极反应式为。②电解电压为时，电解生成CH4和HCOO-的物质的量之比为(写出计算过程)。（建议用时：20分钟）23．（2025·江苏无锡市·一模）物质I是一种检测人体细胞内Ca2+浓度变化的荧光探针试剂，其检测机理如图所示。依据探针所显示的荧光变化确定Ca2+的存在。下列说法正确的是A.物质I所含元素电负性从大到小的顺序为N>O>C>HB.物质I中N原子的杂化类型为sp2、sp3C.物质II中H-O-H键角小于水中H-O-H的键角D.物质II中Ca2+与O形成4个配位键24．研究表明，Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(Ⅰ)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示［其中TS表示过渡态，Rh(Ⅰ)配合物简写为TN］，关于反应历程说法正确的是A．反应历程中只有做催化剂B．总反应为C．增大LiI的用量，甲醇的平衡转化率增大D．经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4的活化能较高25．铜阳极泥(含有Cu2S、Se、Ag2Se、Au等)是粗铜电解精炼的副产品，常用作提取稀散元素和贵金属的重要原料。（3）研究发现，硫代硫酸盐浸出金的过程是电化学催化腐蚀过程，催化机理模型如图所示：图中表示金粒负极的电极反应式为。浸金过程中的催化剂是(填化学式)。26.（2025·江苏苏北八市·三模）电解水制氢时，阳极析氧反应需较高电压，研究其反应机理并运用协同制氢的方法来降低能耗、提升产氢效率具有重要意义。（2）碱性条件下阳极负载的催化剂表面可能的反应机理如图-1所示。①步骤3中M化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”)。②M可能为___________。(填序号)A．MgB．AlC．NiD．Cr③电解过程中，若阴极有扩散到催化剂表面，可能会导致催化剂催化效率下降甚至失去活性，其原因是___________。27．（2025·江苏南京六校联合体·联考）六羰基钼催化剂对于间位取代苯衍生物的合成至关重要，一种化合物H的合成路线如下：(-代表苯基)（4）D→E的过程中反应机理如下：试写出该过程发生的反应类型：先发生反应，再发生反应。28．（2025·江苏盐城射阳中学·二模）甲醛是室内装修常见污染物，可通过光触媒氧化法和催化氧化法等多种方法去除。（1）将KMnO4、Ce(NO3)3、Mn(NO3)2和KOH按一定比例混合充分反应，可得一种用于去除甲醛的复合催化剂xMnO2•yCeO2(反应后锰元素均转化为MnO2)。若，则反应消耗的KMnO4、Ce(NO3)3、Mn(NO3)2物质的量之比为_______。（2）一种以Ag—C3N4催化剂、多孔SiO2为催化剂载体，去除空气中甲醛的机理如下图所示。①该催化剂去处甲醛的机理可描述为_______。②写出酸性条件下，与HCHO反应的离子方程式：_______。③空气的湿度会影响甲醛的去除率，其他条件一定，测得甲醛的去除率与相对湿度的关系如下图所示。相对湿度=。I．相对湿度从20%增大到40%，甲醛的去除率增大的主要原因是_______。II．相对湿度从40%增大到80%，甲醛的去除率降低的主要原因是_______。（3）一种Au—氧化物催化去除甲醛的机理如图所示。根据信息将图戊中所缺部分补全_______。29．（2026·江苏南京师范大学附属中学·一模）研究CO2资源化利用对人类有重要意义。（1）乙烷脱氢制备乙烯CO2氧化C2H6脱氢的热化学方程式：

。①若要计算出反应热，需查阅的数据：ⅰ．查阅水的汽化热：

ⅱ．查阅(填化学式)的燃烧热数据。②几种化学键的键能数据如下，结合键能数据分析该技术的难点。化学键键能347.7413.4745③推测催化CO2氧化C2H6脱氢反应过程示意图如下，在答题卡上画出方框内中间体的结构。（2）电化学还原CO2一种碱性电化学还原CO2的原理图如下。在阴极区若CO2每得到1mol电子，同时有H2O也会得到等物质的量的电子，且阴极区电解液的pH几乎保持不变(忽略溶液体积变化)。①若阴极CO2的还原产物为CH3OH，则生成CH3OH的电极反应式为。②结合化学用语，阳极区产生CO2的过程可描述为。③由于难以放电，因此降低了CH3OH的选择性()，结合题中信息，CH3OH选择性的理论最大值为。30．（2026·江苏徐州市·二模）CO2捕集包括CO2的吸收和解吸两个过程。利用捕集的CO2合成碳酸二甲酯有助于实现碳中和。（2）反应CO2(g)+2CH3OH(l)(CH3O)CO(1)+H2O(1)可用于合成碳酸二甲酯。①该反应的平衡常数(pK=-lgK)与温度的关系如图所示。为提高原料的平衡转化率，可采取的措施有___________。(写两条)②ZrO2可作为合成反应的催化剂。(i)一种ZrO2的晶胞结构如图所示，该ZrO2晶体中与O2-距离最近且相等的Zr4+的数目为___________。(ii)ZrO2催化合成碳酸二甲酯的可能反应机理如图所示，Zr4+是催化过程中的关键活性位点。在答题卡上补充完整F的结构式：___________。(ⅲ)在C→D的过程中还可能生成一种中间体M()，该中间体与D中的基团存在明显差异，可用___________(分析方法