2026年高考化学二轮复习之选择题专练：题型二十一 反应历程（机理）图像

题型二十一反应历程(机理)图像

核心强化

⑴无催化剂时：区为正反应的活化能，EJ为逆反

应的活化能，bH=Ea-E晨

(2)有催化剂时：反应经历了两个过渡态，经历过

渡态1的反应为吸热反应，活化能为邑尸经历过

渡态2的反应为放热反应，活化能为邑2；Eai<

Ea，Eaz<Ea,活化能降低，使反应速率增大。

反应历程能(3)催化剂的作用：降低反应活化能反、EL使反

垒图(山峰形)应速率增大，但不改变△从反应的A〃取决于反

应物总能量和生成物总能量的相对大小

(1)决速步骤：能垒(活化能)最大的步骤，其反应速

率决定了整个反应的速率，催化剂2作用下，E(最

大能垒)=C一爪

(2)催化剂：催化剂I使能垒降低幅度较大，催化

催化剂1

一血化对2过渡态2

效果更好，但催化剂不会改变反应物和生成物的能

…~iiO'i……'FV

\L\量，催化剂的使用不能影响化学平衡，也不改变反

=步骤\

应的\H。

反应历程

(3)竞争反应：相同反应物发生多个竞争反应时，

反应历程能

能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。

垒图(梯形)

(4)反应能量变化：根据初始物质与最终产物之间

的相对能量大小判断总反应的吸、放热情况。即

“左高右低为放热"，A//V0；“左低右高为吸

热"，△”>()

(1)位于“环上”的物质一般是催化剂或中间产-

物，如⑤、⑥、⑦和⑧。

(2)“入环”的物质为反应物，如①和④。

(3)“出环”的物质为生成物，如②和③，据此可

反应机理循环图

快速得出总反应。

匚真题演练

1.（2025・河南卷，10）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制

备丙烯，总反应的化学方程式为CH3cH2cH3（g）=CH3cH-CH2（g）+H2（g）,反

应进程中的相对能量变化如图所示（*表示吸附态，*CH3CHCH2+2*H—T

CH3CH===CHz（g）+H2（g）中部分进程已省略）。

2-

>

3

击

器

—.5

反应进程

下列说法正确的是（）

A.总反应是放热反应

B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同

C.和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定

D.①转化为②的进程中，决速步骤为“CH3cH2cH3-"CH3cHeH3+"H

解析：C

反应物反应物总能试低于生成物总能生成物

总能量一~量.反应为吸热反应.A错误总能量

催化剂a作用F.内烷吸附态能状较活化能越大,反应速

低,能呈融低越稳定.故催化剂a吸率越慢.为反应的决

附得到的吸附态更稳定.C正确速步既

化学平衡常数只受温度影响，而与其他条件无关，因此两种不同催化剂作用

下总反应的化学平衡常数相同，B错误；反应的决速步骤为活化能最大的步骤,

即反应进行最慢的步骤，由图像可以看出，在①转化为②的进程中，

*CH3cHeH3+*H-*CH3cHeH2+2*H的活化能最大，因此①转化为②的进程中，

决速步骤为*CH3cHeH3+*H―A*CH3cHeH2+2*H（或写为

'CH3cHeH3-"CH3cHeH2+”H）,D错误。

2.（2025•云南卷，10）铜催化下，由CO?电合成正丙醇的关键步骤如图。下

列说法正确的是（）

A.I到n的过程中发生氧化反应

B.II到III的过程中有非极性键生成

C.IV的示意图为Cu

D.催化剂Cu可降低反应热

解析：cI到H过程中得电子发生还原反应，A项错误；观察II、in物质

的结构知，过程中无非极性键生成，B项错误；催化剂Cu只能改变反应历程（路

径），降低反应的活化能，不改变化学反应的反应热，D项错误。

3.（2025・河北卷，12）氮化钱（GaN）是一种重要的半导体材料，广泛应用于光

电信息材料等领域，可利用反应Ga2O3（s）+2NH3（g）u2GaN⑸+3H2O（g）制备。

反应历程（TS代表过渡态）如下：

jGaO.(s)+NHA(g)^GaONH(s)+H.O(g)

8222

iiGa2OjNH(s)+NHx(g)^^G；hON2H-(s)+H2O(g),「$7

6iiiGaiON»H2(s)^*2GaN(s)+H.O(g^J(62J()8

「羡fI机第瓯

4H'rS'3.39C；+HQg)

Ga2O,(s)TS2-HOg)]mL、L3-3M

2+NH,(g)2J3TS3t+NH.,(g):3.01e

TTS1:\(出/\'Ga2ON2H2(s)

-0.06；

-(L7：i工68

Ga式％NH(s)

i....-II*

反应历程

下列说法借误的是（）

A.反应i是吸热过程

B.反应ii中H20（g）脱去步骤的活化能为2.69eV

C.反应迨包含2个基元反应

D.总反应的速控步包含在反应ii中

解析：D观察历程图，反应i的反应物Ga2O3（s）+NH3（g）的相对能量为0,

经TSI、TS2、TS3完成反应,生成Ga2ChNH（s）和H2O,此时的相对能量为0.05

eV,因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确；反应ii中H2O（g）

脱去步骤需要经过TS5,则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV

-0.70eV=2.69eV,B正确;反应iii从GazON2H2（s）生成2GaN⑸+H2OQ）经历

过渡态TS6、TS7,说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确；整个

反应历程中，活化能最高的步骤是反应适中生成TS7对应的步骤（活化能为3.07

eV）,所以总反应的速控步包含在反应iii中，D错误。

4.（2025・江苏卷，10）CO2与NO1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

（）

♦CO(NH2)2

A.过程n和过程in都有极性共价键形成

B.过程II中NO1发生了氧化反应

C.电催化CO?与NO］生成CO(NH2)2的反应方程式：CO2+2NO3+

D.常温常压、无催化剂条件下，CCh与NH3H2O反应可生产CO(NH2)2

解析：A过程II为"CO2和*NO］在酸性条件下被还原为"CO和*NH2的反应,

生成了N—H等极性共价键；过程HI为*CO与*NH2生成*CO(NH2)2的反应，生成

了C—N极性共价键，A正确；过程H是得电子的还原反应，N元素的化合价由

+5降为-2,C元素的化合价由+4降为+2,B错误；所给离子方程式电荷不守叵，

根据反应机理图可知，过程II需要外界提供电子，则正确的反应方程式为

CO2+2NO3+18H++16e==CO(NH2)2+7H2O,C错误；常温常压、无催化剂条件

催化剂

下，CCh与NH3.H2O反应生成(NHgCCh或NH4HCO?,D错误。

5.(2025・河南卷，13)在M0S2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室温下

高效转化为CH3coOH,其可能的反应机理如图所示。

CH3COOH

入HCOOH

下列说法错误的是(

A.该反应的原子利用率为100%

每消耗1molO2可生成1molCH3COOH

反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化

若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3coOH

解析:B分析题图可知，该过程的总反应为2co+O2+2cH4=2CH3coOH,

故原子利用率为100%,A正确；根据总反应方程式知，每消耗1molCh会生成

2molCHsCOOH,B错误；分析题图知，催化剂中金属原子上可连接O原子、一

OH、一CO、-COCH3,且反应过程中成键个数均发生变化，所以Rh和Fe的化

合价均发生改变,C正确；以CD4为原料，按照总反应方程式，应当生成CD3COOD,

其在水溶液中存在电离平衡：CD3coOD=CD3COO一+D+,CD3COO-会与H2O

电离出的H+结合生成CD3coOH,D正确。

6.（2025•浙江1月选考，14）化合物A在一定条件卜可转变为酚E及少量副

产物，该反应的主要途径如下：

下列说法不正确的是（）

A.H'为该反应的催化剂

B.化合物A的一溟代物有7种

C.步骤III,苯基迁移能力强于甲基

D.化合物E可发生氧化、加成和取代反应

解析：B由题图可知，H+参与了反应，又直新生成，反应前后不变，因此

H+是反应的催化剂，A正确；化合物A中有6种无同化学环境的H原子，如图：

6,则其一漠代物有6种，B错误；由步骤in可知C转化为D的过程

中，苯基发生了迁移，甲基没有迁移，说明苯基的迁移能力强于甲基，c正确；

化合物E中有酚羟基，可以发生氧化反应和取代反应，苯环可以发生加成反应和

取代反应，D正确。

7.（2024•北京卷，13）苯在浓HNO3和浓H2s04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（）

-W过渡态1

迪过渡态21

\中间姆迪策\QtN»

zs

:产物।HO1so1

反应物/c'----------H

>HO>SO-OiN^/

+NO；*HO,SO-Q.H,SO.

H

M

0反应进程

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，苯中的大兀键没有变化

D.对于生成Y的反应，浓H2so4作催化剂

解析：C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I【更稳定，以上2个角度均有利于产物H,A正确；根据前后结构

对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，B正确；M的六元环中与一NCh

相连的C为sp3杂化，苯中大兀键发生改变，C错误；苯的硝化反应中H2s04先

消耗后生成，浓H2s04作催化剂，D正确。

8.（2024.贵州卷，14）AgCN与CH3cH2Br可发生取代反应，反应过程中CN

一的C原子和N原子均可进攻CH3cH2Br,分别生成后（CH3cH2CN）和异盾

（CH3cH2NC）两种产物，通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图（TS

为过渡态，I、II为后续物）。

产［能量NCH3

CH>TSIQ/

“即吟―

IIIBr；：/''、：\

异肪C、、Ag/J'，.g-Br

CH3CH2NC+AgBr/AgCN+"CH,Br：

—、II®

：'、CH,CHCN+AgBr

CHCH/N三C-Ag…Bq.一2

；CH*CH2c三。Ag-Br

向应进程反应进程.

由图示信息、，下列说法错误的是（）

A.从CH3cH?Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应

B.过渡态TS1是由CN一的C原子进攻CH3cH2Br的a-C而形成的

C.I中“N—Ag”之间的作用力比H中“C-Ag”之间的作用力弱

D.生成CH3cH2CN放热更多，低温时CH3cH2CN是主要产物

解析：D由题图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物总能量,

故从CH3cH2Br生成CH3cHKN和CH3CH2NC的反应都是放热反应，A正确；

与Br原子相连的C原子为a-C,由题图可知，过渡态TS1是由CN一的C原子进

攻CH3cH2Br的a・C而形成的，B正确；由题图可知，后续物I、II转化为产物，

分别克服“N-Ag”和“C--Ag”间的作用力，且后者吸收更多的能量，故1中

“N—Ag”之间的作用力比H中"C—Ag”之间的作用力弱，C正确；由于生成

CH3CH2CN所需要的活化能高，反应速率慢，故低温时更容易生成CH3cH2NC

为主要产物，D错误。

限时规范训练

(建议用时：35分钟满分：27分)

选择题：每小题3分，共27分。

1.(2025•肇庆二模)T℃时，在一恒容密闭容器中发生反应M(g)=N(g)[P(g)

为中间产物],其反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是()

混

A.有无催化剂反应历程均分2步进行

B.相同条件下，物质M比N稳定

C型(M)c取(M)

C.其他条件不变，升高温度，上右减小，上二增大

C平(P),(N)

D.其他条件不变，提高物质M的浓度能增大N的平衡产率

解析：C由图可知，使用催化剂后反应分为3步进行，A错误；相同条件

下，物质M的能量高于N,物质N比M稳定，B错误；反应M(g)=P(g)是吸

C(M)c(M)

热反应，反应M(g)=N(g)是放热反应，升高温度，丁二减小，丁F增大，C

c平c平

正确；反应为气体分子数不变的反应，其他条件不变，提高物质M的浓度，N的

平衡产率不变，D错误。

2.（2025•肇庆二模）利用铜基催化剂可将温室气体中的CO2与CH4转化为

CH3coOH其反应历程如图所示。下列说法正确的是（）

过渡态

过程H

A.M为极性分子，N为非极性分子

B.过程I和H中均存在C—H键的断裂

C.使用铜基催化剂能降低总反应的活化能与焰变

D.该反应的原子利用率可达100%

解析：DM为CH4,N为CO2,二者的分子均为对称结构，均为非极性分

子，A错误；过程I中有C—H键的断裂，过程］I中没有C—H键的断裂，B错

误；使用催化剂能改变反应的活化能，但不能改变总反应的熔变，C错误；总反

应为化合反应，原子利用率可达100%,D正确。

3.（2025•驻马店三模）科学家研究的一种用乙烯脱硫的方法，其机理如下图

所示。下列有关说法错误的是（）

A.步骤i中，有极性键的断裂与形成

B.若反应由步骤ii开始，则Cd为该过程的催化剂

催亿剂

C.总反应方程式可能为C2H4+02+2SO2—>2CO2+2S+2H2O

D.为保证反应充分进行，步骤ii中通入的02应过量

解析：D由图知，步骤i中，有C—H、S=O极性键的断裂，C=O.

H—O极性键的形成，则步骤i中，有极性键的断裂与形成，A正确；若反应由

步骤ii开始，Cu+既作反应ii的反应物，也作反应i的产物，说明CiT为该过程

的催化剂，B正确；总反应中C2H4、SCh、O2为反应物，S、C02、比0为生成

催化剂

物，则总反应为：C2H4+O2+2SO2——>2CCh+2S+2H20,C正确；若在步骤ii

使O2过量，则生成的单质硫容易被进一步氧化为SO2,不利于脱硫过程的进行，

D错误。

4.(2025•北京延庆一模)采用Deacon催化氧化法可将工业副产物HQ制成

Ch,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl(g)+O2(g)^^2C12(g)

+2H2O(g)AH=-lUkJmor'o下图所示为该法的一种催化机理。

下列说法不正确的是()

A.X为反应物HC1,Z为生成物H2O

B.反应制得1molCh,理论上放出57kJ的热量

C.降低反应温度，HCI被02氧化制C12的反应平衡常数增大，正反应速率

减慢

D.图中转化涉及的反应中有两个非氧化还原反应

解析:D由图知，反应过程中具有如下基元反应：CuO+HCl==Cu(OH)Cl、

2CU(OH)C1=CU2OC12+H2O.4clic1+O2=2CU2OC12、Cu2OCh=CuO+CuCh^

2CuC12=2CuCH-Ch,则X为HCkW为O2、Y为Cb、Z为H2OoX为反应

物HCI,Z为生成物HzO,A正确；生成2moicb放出114kJ的热量，则生成1

molCb放出57kJ的热量，B正确；正反应为放热反应，降低反应温度，平衡正

向移动，H。被02氧化制C12的反应平衡常数增大，温度降低正、逆反应速率均

减慢，C正确；基元反应中CuO+HCl=Cu(OH)Cl>2CU(OH)C1=CU2OC12+

H2O、Cu2OCh=CuO+CuCh为非氧化还原反应，4CuCl+O2=2Cu2OCl2、

2CUC12=2CUC1+C12为氧化还原反应，D错误。

5.(2025.哈尔滨一模)二氟卡宾(：CF2)是一种活性中间体。硫单质与二氟卡

宾可以形成S—CF2,最后生成部分含碳副产物，反应历程如图所示；

(

-TS2

LU.Y'

C+/T\

WHTSIS--S-CF,/

.S门/Hi-M/

工-

)

/

*).(>(

震S--S=CF,

-28.8()

-184.17\S,+S=CF,

反应过程

下列叙述错误的是（）

A.该反应AH<0

s-s—CF2

B.该反应速率主要由生成k-S的反应决定

C.反应过程中碳的化合价发生改变

D.反应过程中存在极性共价键的形成

解析：B由图知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，

kH<0,A正确；反应的活化能越高反应速率越慢：37.29kJmol1-（-4.36kJmoF

1）=41.65kJmol">5.41kJmol'1—（—28.80kJmorl）=34.21kJ-mol-1,故该反应速

S-S=CF2

率主要由生成Qs’’的反应决定，B错误；由图知，碳原子的成键个数在反

应过程发生变化，所以其化合价也发生变化，C正确；反应过程中存在极性共价

键S—C键的形成，D正确。

6.（2025•安徽师大附中模拟）在Ni作用下，可将C2H6（g）转化为CH4g）,转

化历程如下（NiCH2为固体）所示：

Ni(s)+过渡.NiCH.(s)

50.00就也响过总

■49.50-.*间+CH,(g)

L0.00

E-50.0（）

M-45.88

-56.21\中间/

-150.00体2:

-154.H2

-200.00

卜列说法中错误的是（

A.转化中有极性键的断裂和形成

B.转化过程中Ni的成键数目未变化

C.总反应的热化学方程式为Ni⑸+C2H6（g）=NiCH2⑸+CH4（g）AH=-

6.57kJ-mol-i

D.转化过程中的一段时间内，可存在中间体2的浓度大于另外两种中间体

的浓度

解析：B由图可知，乙烷转化为甲烷过程中存在极性键的断裂和形成，A

正确；由图可知，转化过程中镶原子的成键数目发生变化，B错误；总反应为Ni（s）

+C2H6（g）=NiCH2（s）+CH«g）,反应的△”=生成物总能量一反应物总能量=

（-6.57kJ.moH）-0--6.57kJ-mol,,C正确；中间体1一中间体2步骤的活化

能明显小于中间体2f中间体3步骤的活化能，极转化过程中的一段时间内，中

间体1转化为中间体2的速率大于中间体2转化为中间体3的速率，使中间体2

的浓度大于另外两种中间体的浓度，D正确。

7.（2025・安阳三模）某反应机理如图所示，下列说法不正确的是（）

A.化合物VI为该反应的催化剂

B.化合物X为H?O,可循环利用

CHO

若化合物IH为X,

C.按照该反应机理可生成

CHO

D.化合物III转化为IV后，C?—C3键长变短

解析：C由催化机理可知，反应消耗了VI又生成了VI,VI是反应的催化剂,

A正确；根据I+IV-X+II和IV+X-VI+V,iI、IV、II的结构简式可知，

X为H2O,并且可循环利用，B正确；根据反应机理，总反应为T+III-*V,若

化合物DI为工，按照该反应机理可生成和CHO,C错误；根

据HI和IV的结构式，HI中C2—C3为碳碳单键，IV中c?—C3为碳碳双键，键长变

短，D正确。

8.（2025・六安三模）碳酸二甲酯DMC（CH30coOCH3）是一种低毒、性能优良

的有机合成中间体，科学家提出了新的合成DMC方案（吸附在固体催化剂表面

上的物种用*标注），反应机理如图所示。

过渡态

157.2in

CH^OOCH.+H;O+HO-

c103.1112.6

-l(>()