2026《金版教程》高考复习方案化学创新版-高考题型专项突破 化学反应机理历程

0第八章化学反应速率与化学平衡高考题型专项突破

化学反应机理/历程专项作业03目录CONTENTS题型突破01题型专练02题型突破一、化学反应机理/历程1．基元反应(1)反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应。(2)基元反应速率方程对于基元反应aA＋bB===gG＋hH，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k称为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。2．反应机理基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应：①I2===I·＋I·(快)②H2＋2I·===2HI(慢)其中慢反应为整个反应的决速步骤。3．解题模板二、催化剂反应机理1．催化机理从碰撞理论解释：催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，使活化分子百分数增多，从而加快反应速率，图示如下。2．催化剂的特征(1)催化剂只能改变反应途径(又称反应机理)，不能改变反应的始态和终态。它同时加快了正、逆反应速率，缩短了达到平衡的时间，并不能改变平衡状态。(2)催化剂有选择性，不同的反应常用不同的催化剂，即每个反应有它特有的催化剂。生产上常利用催化剂的选择性，使所希望的化学反应加快，同时抑制某些副反应的发生。(3)每种催化剂只有在特定条件下才能体现出它的活性，否则将失去活性或发生催化剂中毒。3．解题方法(1)通览全图，找准一剂三物(2)逐项分析得答案根据题给情境信息，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。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，以催化剂粒子为主体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(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“[

]”标出题型专练1．(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg­CO2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导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2＋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)。解析：结合催化机理分析，可知X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O，A正确；CuO在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确；图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2→CuCl和CuCl→Cu2OCl2，D正确。3．(2024·贵州卷)AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应，反应过程中CN－的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br，分别生成腈(CH3CH2CN)和异腈(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)。由图示信息，下列说法错误的是(

)A．从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应B．过渡态TS1是由CN－的C原子进攻CH3CH2Br的α­C而形成的C．Ⅰ中“N┄Ag”之间的作用力比Ⅱ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：由反应历程及能量变化图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物的总能量，故从CH3CH2Br生成CH3CH2CN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α­C，由反应历程及能量变化图可知，过渡态TS1是由CN－的C原子进攻CH3CH2Br的α­C而形成的，B正确；由反应历程及能量变化图可知，后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物，分别断开的是“N┄Ag”和“C┄Ag”，且后者吸收更多的能量，故Ⅰ中“N┄Ag”之间的作用力比Ⅱ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。解析：由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误。专项作业[建议用时：40分钟]选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．(2025·贵阳市高三年级摸底考试)科学家用X射线激光技术观察到吸附在催化剂表面的CO与O形成化学键的过程。反应过程能量变化及历程如图所示，下列说法正确的是(

)A．CO和O生成CO2吸收热量B．状态Ⅰ比状态Ⅱ能量高C．状态Ⅰ→Ⅲ表示的是CO与O2反应的过程D．CO和CO2中C与O之间化学键并不相同解析：状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ的，故CO和O生成CO2放出热量，A错误；根据图示，状态Ⅰ比状态Ⅱ能量低，B错误；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，C错误；CO分子中C、O之间形成C≡O键，而CO2中C、O之间形成C===O键，D正确。

3．(2025·贵阳市普通高中高三年级质量监测)N2O是温室气体之一。CO和N2O在Fe＋作用下转化为N2和CO2，反应的能量变化及反应历程如图所示，两步基元反应为①Fe＋＋N2O===N2＋FeO＋

K1，②FeO＋＋CO===Fe＋＋CO2

K2。下列说法正确的是(

)A．该反应ΔH>0B．升高温度，将降低N2O的平衡转化率C．两步反应中，决定总反应速率的是反应②D．Fe＋既改变反应历程，也改变了反应的ΔH解析：由图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，ΔH<0，A错误；该反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，即平衡向逆反应方向移动，N2O的平衡转化率降低，B正确；由图示可知，反应①的活化能较高，反应速率较慢，总反应速率由最慢的一步反应决定，因此决定总反应速率的是反应①，C错误；由反应①和反应②可知，Fe＋为该反应的催化剂，催化剂可以改变反应历程，加快化学反应速率，但不能改变反应的ΔH，D错误。

4．某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是(

)A．提高反应温度，逆反应速率增加最大的是反应②B．使用催化剂可以降低反应的活化能，提高活化分子百分数，提高反应物的转化率C．该化学反应的速率主要由反应③决定D．该过程的总反应为2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)

ΔH＝－620.9kJ·mol－1解析：升高温度，逆反应速率加快，逆反应活化能最小的速率增加最大，则由图可知，逆反应速率增加最大的是反应①，A错误；催化剂可以降低反应的活化能，提高活化分子百分数，但不能提高反应物的转化率，B错误；正反应活化能最大的是反应①，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，则该化学反应的速率主要由反应①决定，C错误。5．(2025·烟台、德州市高三质量检测)一种镍磷化合物催化氨硼烷(BH3NH3)水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是(

)A．氨硼烷中不含sp2­sσ键B．氨硼烷水解的最终产物为H2和NH4[B(OH)4]C．固态氨硼烷为分子晶体D．用D2O代替H2O作反应物，有D2生成解析：氨硼烷中N和B原子的价层电子对数都是4，都是sp3杂化，含sp3­sσ键，A正确；由反应原理可知，水解过程中B原子所连的H原子被—OH取代，最终得到H2和NH4[B(OH)4]，B正确；固态氨硼烷中只存在范德华力，属于分子晶体，C正确；由反应原理可知，水解过程中B原子所连的H原子被—OH取代，用D2O代替H2O作反应物，有HD生成，D错误。8．我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的历程如图(吸附在催化剂表面的物质用*标注)。下列说法正确的是(

)A．反应历程中第一步化学反应为决速步骤B．催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变(ΔH)C．过渡态物质的稳定性：过渡态2小于过渡态1D．吸附过程为吸热过程解析：化学反应的决速步骤是慢反应，而活化能越大，反应的速率越慢，由图可知能垒(活化能)最大的是C3H到过渡态1的能量，故第一步化学反应为决速步骤，A正确；催化剂不能改变反应的焓变(ΔH)，B错误；物质具有的能量越低越稳定，故过渡态2更稳定，C错误；由图可知吸附过程为放热过程，D错误。

9．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法正确的是(

)A．过程①中钛氧键断裂会释放能量B．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)

ΔH＝＋30kJ·mol－1C．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率D．该反应中，光能和热能转化为化学能解析：过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根据ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和，知2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝(2×1598－2×1072－496)kJ·mol－1＝＋556kJ·mol－1，B错误；使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能(不是焓变)，从而提高化学反应速率，C错误。11．卤代烃在有机合成中发挥着重要桥梁作用，研究卤代烃的反应历程十分有意义。(CH3)3CBr发生水解反应的历程如图所示：说明：E表示方框中物质的总能量(单位：kJ·mol－1)，TS表示过渡态。下列说法错误的是(

)A．水解反应过程中中心碳原子的杂化轨道类型发生变化B．(CH3)3CBr水解总反应的ΔH可表示为E5－E1C．若E3＋E2>E4＋E1，则决定速率步骤的化学方程式为(CH3)3CBr(l)―→(CH3)3C＋(l)＋Br－(aq)D．使用催化剂，可以提高(CH3)3COH(l)的生成量解析：将题给反应历程转化为常见反应历程图如图所示(示意图，不考虑各数值实际大小)：(CH3)3CBr到(CH3)3C＋，中心碳原子由sp3杂化变为sp2杂化，(CH3)3C＋到(CH3)3COH，中心碳原子由sp2杂化变为