2026年高考化学二轮复习（全国）重难04 催化机理图分析（重难专练）（原卷版）

重难04催化机理图分析

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、催化剂与催化机理

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.催化剂的催化机理：

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。

4.催化剂与活化能、焓变

催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变∆H的大小，不影响平衡。

5.活化能

－1

（1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·mol

－1

（2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·mol

（3）活化能和反应热的关系

①放热反应：Ea正＜Ea逆

②吸热反应：Ea正＞Ea逆

（4）活化能和反应速率的关系

①关系：活化能越大，反应速率越慢

②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应

③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

二、循环机理图的解题思路

1．循环机理图中物质的判断

（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．循环转化机理图像的解读

对于“循环”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③。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。

3.循环机理图题的解题思路

（1）通览全图，找准一“剂”三“物”

①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

②反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物；

③生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物；

④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。

（建议用时：15分钟）

1．（2025·河南卷）在MoS2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。

下列说法错误的是

A．该反应的原子利用率为100%

B．每消耗1molO2可生成1molCH3COOH

C．反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化

D．若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH

2．（2025·云南卷）铜催化下，由CO2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

3．某课题组提出，可催化CO2与环氧化合物合成环状碳酸酯，反应的机理如图所示。下列说法正确的是

A．物质Ⅰ为离子液体，沸点比较低

B．物质Ⅰ与环氧化合物通过配位键形成物质Ⅱ

C．物质Ⅲ为该合成总反应的催化剂

D．物质Ⅲ与CO2反应转化为物质Ⅳ属于加成反应

4．（2023·江苏卷）金属硫化物(MxSy)催化反应CH4g2H2SgCS2g4H2g，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S0

2

cCH4cH2S

B．该反应的平衡常数K4

cCS2cH2

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

23

D．该反应中每消耗1molH2S，转移电子的数目约为26.0210

5．中国科学院化学研究所韩布兴院士/康欣晨研究员课题组使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂，以草酸

和硝酸盐或氮氧化物为原料(N2和CO2分别为氮源和碳源)，进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸。原理如图

所示(OA为HOOC-COOH，GX为HOOC-CHO，GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是

A．活化能：反应ⅱ>反应ⅲ

B．在阳极区生成甘氨酸

+-

C．OA→GX反应式为HOOC-COOH+2H+2e=HOOC-CHO+HO2

D．反应ⅳ的原子利用率等于100%

6．一定条件下，H2与HCO3在活性Fe3O4x表面转化为HCOO，其部分反应机理如图所示。已知：H在催

化剂不同离子表面会出现电性差异。下列说法正确的是

A．HCOO的空间构型是三角锥形

B．生成1molHCOO理论上转移2mole

C．反应过程中只有极性键的断裂与生成

2

D．步骤I中吸附在Fe上的H与HCO3中的碳结合

（建议用时：15分钟）

1．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意

图如下。

下列说法不．正．确．的是

．①中反应为

A4CH3COOH+O2+2Pd2PdCH3COO2+2H2O

B．②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成

C．生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%

D．Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率

．（江苏卷）与通过电催化反应生成，可能的反应机理如图所示图中吸附在催

22025·CO2NO3CONH22(

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NO3发生了氧化反应

通电

C．电催化CO与NO生成CONH的反应方程式：CO2NO18HCONH7HO

232223催化剂222

．常温常压、无催化剂条件下，与反应可生产

DCO2NH3H2OCONH22

3．（东北三省精准教学联盟2025-2026学年高三上学期10月联考）实现双碳目标，CO2化学转化制备精细

化学品是重要的研究方向。利用离子液体作催化剂，在温和条件下活化CO2和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的

路径可能如下：

下列说法不正确的是

A．总反应的原子利用率为100%

B．反应过程中有极性键和非极性键的形成和断裂

C．若以环氧氯丙烷为原料，合成产物的结构简式为

D．碳酸丙烯酯为极性分子，易溶于氯仿(CHCl3)等有机溶剂

4．（浙江省稽阳联谊2026届高三上学期一模）三唑(平面结构)水溶液微滴表面接触CO2发生反应，可能的

反应机理如图所示。根据上述反应机理，下列叙述不．正．确．的是

A．三唑在反应循环中起催化作用

B．反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成

C．微粒Y和Z中碳原子和氮原子的杂化方式均为sp2

181818

D．CO2换成CO2，总反应为：2H2OCO2H2O2HCOOH

2+

5．（2023·新课标卷）“肼合成酶”以其中的Fe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

6．如图所示可实现CoOx/MnO2与氨水直接将醇氧化氰化生成腈，下列说法错误的是

A．反应a→b反应类型为氧化反应

B．反应b→c的历程可能是先加成后脱水

C．常温下，物质a与b均易溶于水

D．用a制备1mol物质d，过程中生成3molH2O

7．某金属烷氧基化合物催化CO2和甲醇(MeOH)合成碳酸二甲酯()的反应机理如图。已知：

①H2O会降低该催化剂的活性；②反应中CO2插入催化剂的Sn-O键中得以活化。下列说法正确的是

A．CO2插入催化剂后形成Sn-O键、C-O键和C-C键

B．Ⅲ为该反应的催化剂

C．CO2与甲醇合成碳酸二甲酯的反应为加成反应

D．加入缩醛可以提高碳酸二甲酯的产率

（建议用时：15分钟）

1．（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解

液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性

2+

差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。

对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对

能量变化如图(*表示吸附态)。

下列说法错误的是

A．PDA捕获CO2的反应为

B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为

C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同

*-

D．三个路径速控步骤均涉及*CO2转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生

2．（2023·湖南卷）N2H4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。

Ru(Ⅱ)(LRuNH3)NH3N2H4

下列说法错误的是

A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配体NH3失去质子能力增强

B．M中Ru的化合价为3

C．该过程有非极性键的形成

D．该过程的总反应式：4NH32eN2H42NH4

3．地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物)已知碱性：

NH3H2ONH2OH

下列说法错误的是

A．Y中既含极性键也含非极性键

B．①→⑦过程均涉及到N化合价的改变

C．25℃同浓度水溶液的pH：NH3OHCl>NH4Cl

D．6.6gNH2OH完全转化为NO2时，转移的电子0.8mol

4．伯醇(记为RCH2OH)和叔醇(记为R3COH)发生酯化反应的机理如下图所示。下列说法不．正．确．的是

A．用18O标记