2026年高考化学终极冲刺：压轴03 反应机理图像分析（2大核心考向压轴题专练）（江苏专用）（原卷版）

/压轴03反应机理图像分析命题预测江苏高考化学中反应机理图像题是近年选择与原理压轴的高频题型，常以能量-反应历程图、多步基元反应机理图为载体，结合工业催化、新能源转化等真实情境命题。试题侧重考查基元反应判断、活化能与决速步、过渡态与中间体、催化剂循环、能量变化与反应热，强调对图像拐点、能垒高度、物质转化路径的分析。命题突出多步反应、竞争路径、催化循环、速率影响因素，注重证据推理与模型认知，陷阱集中在决速步判断、催化剂与中间产物区分、活化能与速率关系。2026年命题将继续以催化反应机理、光/电催化耦合、多步竞争反应为主，图像更复杂、步骤更多，强化决速步分析、活化能计算、反应选择性解释、循环物质判断。同时会增加速率方程、反应级数、同位素示踪、盖斯定律联用，更贴近真实催化过程，对路径分析、逻辑推理和定量解读能力要求显著提高。高频考法1.历程与物质判断：识别基元反应、过渡态、中间体与催化剂，判断催化剂参与与循环再生。2.能量与活化能分析：根据能垒高低比较反应速率，确定决速步，计算活化能与反应焓变。3.反应速率与选择性：分析温度、催化剂对路径、速率及产物选择性的影响。4.机理方程式书写：书写基元反应、总反应及循环转化的离子/化学方程式。5.图像信息解读：分析能量曲线、中间体结构、路径差异，解释反应趋势与副反应成因。知识·技法·思维考点01反应机理与历程分析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.反应过程中的能量变化（1）活化能是从低能态“爬坡”到高能态的能垒，活化能最大的步骤，决定了整个反应过程的反应速率。（2）反应热与活化能的关系：ΔH=E1(正反应的活化能)-E2(逆反应的活化能)。（3）分析变化过程中所经由的全部基元反应，包括过渡态的生成，键的断裂和形成等。（4）催化剂只改变活化能，不改变焓变，即只影响化学反应速率，不影响平衡。5．基元反应与非基元反应（1）定义①基元反应：反应物分子一步直接转化为产物的反应，无中间体，是构成反应机理的基本单元。②非基元反应：由多个基元反应分步完成的总反应，存在中间体，反应历程复杂。③实例：H＋＋OH－=H2O，反应几乎没有过程，瞬间平衡一步到位，称为简单反应；而2HIH2＋I2的实际机理是分两步进行的，每一步都是一个基元反应：2HI→H2＋2I·、2I·→I2，存在未成对电子的微粒称为自由基，反应活性高，寿命短，2HI=H2＋I2称为非基元反应。（2）反应速率方程①基元反应：速率方程可由反应式直接写出，反应物级数等于对应化学计量数。如：aA+bB→产物，v=k・c^a(A)・c^b(B)。②非基元反应：速率方程不能由总反应式直接推导，必须通过实验测定。（3）反应分子数①基元反应才有反应分子数，分为单分子、双分子、三分子反应（三分子极少）。②非基元反应无反应分子数概念，只谈反应级数。（4）决速步与机理①非基元反应的总速率由“最慢的基元步骤（决速步）”决定。②总反应方程式=各步基元反应相加，中间体消去，催化剂前后抵消。6．过渡态A＋B—C→[A…B…C]→A—B＋C【特别提醒】（1）以上为一种基元反应，其中正反应活化能Ea正＝b－a，逆反应活化能Ea逆＝b－c，ΔH＝Ea正－Ea逆。（2）过渡态(A…B…C)不稳定。7．中间体【特别提醒】处于能量最高点的是反应的过渡态，在多步反应中两个过渡态之间的是中间体，中间体很活泼，寿命很短，但是会比过渡态更稳定些。考点02反应历程与活化能1.反应历程（1）由若干基元反应依次进行构成，包含反应物、中间体、过渡态、产物。（2）中间体：反应中生成并消耗，能量较低、相对稳定，出现在能谷。（3）过渡态：能量最高的不稳定状态，对应能量曲线的峰值。2.有效碰撞理论与活化能活化能活化分子数单位体积内活化分子数有效碰撞增大浓度/压强不变不变增多增加升高温度不变增多增多增加催化剂下降增多增多增加备注：速率常数k＝(阿伦尼乌斯公式)A—比例系数，Ea—活化能，R—常数，T—开氏温度。从公式可以判断出，T越高，速率常数越大，反应速率越大。Ea越小，速率常数越大，反应速率越大。3.活化能与反应机理（1）活化能：基元反应中，反应物到过渡态的能量差为正反应活化能Ea，逆反应活化能Ea′。（2）活化能与反应热关系：ΔH=Ea​−Ea′​。（3）活化能越大，反应速率越慢，对温度变化越敏感（4）使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示：E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。4.多步反应的活化能及与速率的关系如NO在空气中存在如下反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH，反应分两步完成，其反应历程如图：（1）多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，如该图中的TS1和TS2，达到该过渡态所需要能量为该基元反应的活化能，分别为Ea1、Ea2（2）反应的能量变化①第1步基元反应ΔH1＝E2－E3<0，为放热反应，Ea1＝E4－E3。②第2步基元反应ΔH2＝E1－E2<0，为放热反应，Ea2＝E5－_E2。③总反应的反应热与基元反应的活化能的大小无关，只与反应物、生成物的能量有关，ΔH＝E1－E3<0，为放热反应。（3）活化能和速率的关系①整个历程中活化能最大、速率最慢的一步，决定总反应速率。②基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。Ea1<Ea2，第2步基元反应为该反应过程的决速步骤。③催化剂主要通过降低决速步活化能加快反应。5.催化剂对反应历程与活化能影响图例解读（1）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；E1－E2＝ΔH。（2）有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应；总反应为放热反应。（3）同一反应分为若干个基元反应，活化能大的基元反应速率较慢，决定了总反应的快慢；相同反应物同时发生多个竞争反应时，能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。（4）催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH。催化剂的作用（1）改变反应历程，降低总活化能，加快正逆反应速率。（2）不改变焓变ΔH、平衡常数K与平衡转化率。【特别提醒】（1）活化能是从低能态“爬坡”到高能态的能垒，活化能最大的步骤，决定了整个反应过程的反应速率。（2）分析变化过程中所经历的全部基元反应，包括过渡态的形成，键的断裂和生成等。考点03催化机理能垒图1.催化反应机理图的分析思路（1）通览全图，找准一“剂”三“物”催化剂一般是在反应起点就加入的，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。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反应后生成的，在机理图中通过一个箭头脱离，但又通过一个箭头进入的是中间体，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。2．催化机理能垒图（1）在催化机理能垒图中，有几个活化状态，就有几个基元反应。可以用图中每步基元反应前后的活性物质，写出其热化学方程式。注意：如果纵坐标相对能量的单位是电子伏特(eV)，焓变应转化成每摩尔。（2）每步基元反应的快慢取决于其能垒的大小，能垒越大，反应速率越慢。例如：在Rh催化下，甲酸分解制H2反应的过程如图所示。其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*=HCOO*＋H*；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－0.16NAeV·mol－1(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。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：在连续反应中为某一步的产物，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又消耗多少。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。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。如下图所示：考点04循环反应图分析1.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：在连续反应中为某一步的产物，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又消耗多少。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。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是该反应的催化剂，为中间产物。1，2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理2.循环反应图中三类物质：反应物、产物、中间产物及反应条件、催化剂的判断典例·靶向·突破考向01直线反应机理图的分析判断例1【热点——双碳】（25-26高三下·江苏·模拟预测）铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是A．Ⅰ到Ⅱ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 D．催化剂Cu可降低反应热情境链接本题以“双碳”战略下CO2电催化合成正丙醇为真实工业情境，紧扣绿色化工与能源应用的高考热点。题干以铜（Cu）为催化剂，展示了CO₂转化为正丙醇的关键反应机理步骤，涉及中间体I至V的演变，并伴随H+、e−情境链接本题以“双碳”战略下CO2电催化合成正丙醇为真实工业情境，紧扣绿色化工与能源应用的高考热点。题干以铜（Cu）为催化剂，展示了CO₂转化为正丙醇的关键反应机理步骤，涉及中间体I至V的演变，并伴随H+、e−的转移。试题考查氧化还原反应判断、化学键类型识别、中间体结构推断及催化剂作用原理等核心考点。命题通过微观机理图，考查考生对电催化过程的理解，要求结合电子转移、键的生成与断裂等知识进行分析，注重考查证据推理与模型认知的核心素养，体现化学学科在解决实际环境与能源问题中的应用价值。考向解码本考向以CO₂电催化合成正丙醇的直线反应机理为载体，是高考电化学与“双碳”热点融合的核心命题方向。试题围绕催化转化的关键步骤，全面考查氧化还原反应判断、化学键类型识别、中间体结构推断、催化剂作用原理四大核心考点，聚焦电子转移、键的断裂与生成等微观过程，强化对反应机理的逻辑分析能力。试题贴合碳资源化利用的真实科研情境，凸显“结构-反应-机理”的化学思想，精准对接高考对证据推理与模型认知核心素养的考查要求。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，转移电子数目为考向02循环反应机理图的分析判断例2【热点——有机合成】（2026·江苏徐州·模拟预测）催化剂(Ph表示苯基)可实现温和条件下的丙烯加氢：，反应机理如题图所示，图中Rh离子形成的化学键都是配位键。下列说法正确的是A．反应①中被氧化B．反应②中，丙烯中碳原子上的孤电子对与Rh离子形成配位键C．反应③中碳原子的轨道杂化类型由变为D．催化剂改变了丙烯加氢反应的历程和活化能情境链接情境链接本题以2026年江苏徐州模拟预测的丙烯温和加氢制丙烷为情境，聚焦有机合成中过渡金属催化的循环反应机理分析，契合绿色化工与催化技术的高考热点方向。题干以RhCl(PPh₃)₂为催化剂，呈现丙烯加氢的完整催化循环，结合“Rh离子化学键均为配位键”的已知信息，考查氧化还原反应判断、配位键形成、杂化类型变化及催化剂作用等核心考点。A选项分析H2的氧化还原，B选项辨析配位键的成键本质，C选项判断杂化类型的转变，D选项考查催化剂对反应历程的影响。试题以循环机理为载体，强化“结构-反应-机理”的逻辑链，对接高考对有机化学、配位化学与催化原理融合的命题趋势，考查证据推理与模型认知的核心素养，凸显化学在精细有机合成中的应用价值。考向解码本考向以丙烯温和加氢制丙烷的循环反应机理为载体，是高考有机合成与催化化学融合的核心命题方向。试题围绕Rh基催化剂的完整催化循环，全面考查氧化还原反应判断、配位键成键本质、杂化类型变化、催化剂作用四大核心考点，结合配位键的特殊结构信息，强化对催化循环、微观成键、反应历程的综合分析能力。试题贴合温和有机合成的真实科研情境，凸显“结构决定性质、机理决定路径”的化学思想，精准对接高考对证据推理与模型认知核心素养的考查要求。【变式探究】（2026·江苏南京·模拟预测）Cu/ZnO催化CO2、H2与二甲胺反应合成DMF（）的可能机理如下图，下列说法正确的是A．反应过程中有非极性键的断裂和形成B．反应过程中没有甲酸生成C．CO2、D2与二甲胺反应可能生成HDOD．催化剂Cu/ZnO降低了反应的活化能和焓变1．（2026·江苏·一模）Fenton试剂(含和的水溶液)产生的羟基自由基()能有效氧化去除水中的有机污染物，的产生机理如图所示。下列说法不正确的是A．过程Ⅰ和过程Ⅱ都有非极性共价键断裂B．过程Ⅱ的反应方程式：C．过程Ⅰ的活化能小于过程Ⅱ的活化能D．用代替，也能形成类似Fenton试剂的体系2．（2026·江苏常州·一模）以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯和为原料生产环氧丙烷（）及发生副反应的反应机理如图所示（图中表示含硅物种）。下列说法不正确的是A．Ⅰ是生产环氧丙烷及副反应的催化剂B．过程中有极性键的断裂和形成C．过程中元素的化合价未发生变化D．由丙烯和生产环氧丙烷的化学方程式：3．（2026·江苏镇江·模拟预测）钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性，反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。下列说法错误的是A．步骤①反应为B．步骤③正、逆反应的活化能关系为C．在步骤③中起氧化剂作用D．步骤③生成的物质可能是4．（2026·江苏·一模）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下：

下列说法错误的是A．溴化钠起催化和导电作用B．每生成葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了电子C．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物D．葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应5．（25-26高三上·江苏徐州·月考）环氧化合物是重要的有机合成中间体，由丙烯（）为原料生产环氧丙烷（）的反应机理如图所示。下列说法不正确的是A．过程中Ⅰ是催化剂B．过程中有极性键和非极性键的断裂和形成C．过程中Ti元素的化合价不变D．1mol丙烯和发生该反应可得到1mol环氧丙烷6.（25-26高三上·江苏扬州·期中）制乙烯的可能过程如图所示。下列说法正确的是A．步骤①中发生了氧化反应B．催化剂可以降低步骤②反应的焓变C．步骤④的过程中有非极性键的断裂与生成D．理论上，每合成生成的总量为7．（25-26高三上·江苏苏州·期中）与盐酸在催化电极上生成盐酸羟胺（，化学性质类似于）。可能的反应机理如图所示，下列说法正确的是A．过程①~④中N的化合价均发生变化B．过程②和③中都有极性键形成C．过程⑤中为和D．电催化与盐酸生成的反应方程式：8．（25-26高三上·江苏盐城·期中）以催化的反应机理如图所示。下列说法正确的是A．反应过程中有非极性共价键断裂和形成B．反应过程中的化合价没有改变C．催化剂参加了反应并降低了反应焓变D．反应的化学方程式：9．（25-26高三上·江苏苏州·月考）加氢制甲醇能实现碳的循环利用。与在活化后的催化剂表面发生如下反应：

，其反应历程如图。已知：催化剂活化：(无活性)(有活性)下列说法不正确的是A．总反应

B．过程Ⅱ中发生氧化反应C．历程中有、键的形成和断裂D．无活性的可能原因是结构中缺少氧空位10．（2026·江苏·一模）雾霾中硫酸盐形成的可能机理如图所示，下列有关说法正确的是A．过程Ⅰ、Ⅱ中均有非极性键的断裂与形成B．过程Ⅲ中、都发生了氧化反应C．过程Ⅲ中存在反应：D．是硫酸盐形成的催化剂11．（25-26高三上·江苏苏州·期末）催化、与二甲胺反应合成DMF（）的可能机理如图，下列说法正确的是A．反应过程中有非极性键的断裂和形成B．反应过程中没有甲酸生成C．、与二甲胺反应可能生成HDOD．催化剂降低了反应的活化能和焓变12．（2026·江苏镇江·一模）在催化剂表面转化为的机理如图所示。下列说法不正确的是A．过程Ⅰ加水有利于吸附在表面B．过程Ⅱ有键断裂和形成C．过程Ⅲ中碳元素被氧化D．该过程的总反应方程式为：13．（25-26高三上·江苏南通·开学考试）反应可用于储氢，可能机理如下图所示。下列说法正确的是A．步骤I中带正电荷的C与催化剂中的N之间发生作用B．步骤I中存