热点强化课12 化学反应历程或机理的应用-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮讲义（人教版2019）

　　　　　　　化学反应历程或机理的应用 学生用书　P２３７ [题型解读] 　　在基于真实情境考查学生综合运用知识的能力 的考试理念引导下,与化工生产关系密切的催化剂备 受青睐,成了热门考点.从考查的知识看,主要从反 应历程、活化能、速率、平衡移动等角度考查催化剂对 反应的影响.从试题形式上看,常常融合图像、表格 等信息呈现形式,考查学生吸收和整合陌生信息的 能力. 　　近年来出现有关反应历程或机理的新型选择题, 通过构建模型,进行类比迁移以考查考生的学科素 养.反应历程是指化学反应中的反应物转化为最终 产物通过的途径,因为化学变化从根本上来说,就是 旧键的断裂和新键的生成.反应的历程能够反映出 物质结构和反应能力之间的关系,从而可以加深我们 对于物质运动形态的认识.反应机理是化学中用来 描述某一化学变化所经历的全部基元反应,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 断裂和形成,以及各步的相对速率大小等.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.通过反应历程或机理可以 帮助我们了解物质结构的知识,形成“结构决定性质” 的观念,从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际 问题. [对点导图] 反 应 历 程 或 机 理 有机合 成方面 利用对反应机理的掌握,可指导提高 实验的选择性,从而获得较高的产率. 设计新 的反应 设计该化合物所能发生的新反应,指 导新物质合成 寻找反 应规律 通过反应机理寻找有机反应规律,掌 握这类反应的本质 [例]　(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Ru(Ⅱ)催化剂(用[L－Ru－NH３]＋ 表示)能高效电催化氧化NH３ 合成N２H４,其反应 机理如图所示.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:４NH３－２e－􀪅􀪅N２H４＋２NH＋４ 解析:B　[A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,[L－Ru －NH３]２＋ 中的Ru带有更多的正电荷,其与 N原 子成键后,Ru吸引电子的能力比Ru(Ⅱ)强,这种 作用使得配体NH３ 中的N－N极性变强且更易断 裂,因此其失去质子(H＋)的能力增强,A说法正 确;B．Ru(Ⅱ)中 Ru的 化 合 价 为＋２,当 其 变 为 Ru(Ⅲ)后,Ru的化合价变为＋３,Ru(Ⅲ)失去２个 质子后,N原子产生了１个孤电子对,Ru的化合价 不变;M为[L－Ru－NH２]＋,当[L－Ru－NH２]＋ 变为 M 时,N原子的孤电子对拆为２个电子并转 移给Ru１个电子,其中Ru的化合价变为＋２,因 此,B说 法 不 正 确;C．该 过 程 M 变 为[L－Ru－ NH２－NH２－Ru－L]２＋ 时,有N－N形成,N－N 是非极性键,C说法正确;D．从整个过程来看,４个 NH３ 失去了２个电子后生成了１个N２H４ 和２个 NH＋４ ,Ru(Ⅱ)是催化剂,因此,该过程的总反应式 为４NH３－２e－􀪅􀪅N２H４＋２NH＋４ ,D说法正确.] [对点集训] １．(２０２２􀅰山东卷)在NO催化下,丙烷与氧气反应制 备丙烯的部分反应机理如图所示.下列说法错误 的是 (　　) A．含N分子参与的反应一定有电子转移 B．由NO生成HONO的反应历程有２种 C．增大NO的量,C３H８ 的平衡转化率不变 D．当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少 解析:D　[A．根据反应机理的图示知,含 N分子 发生的反应有NO＋􀅰OOH􀪅􀪅NO２＋􀅰OH、NO ＋NO２＋H２O􀪅􀪅２HONO、NO２＋􀅰C３H７ 􀪅􀪅 C３H６＋HONO、HONO􀪅􀪅NO＋􀅰OH,含 N分 子NO、NO２、HONO 中 N 元 素 的 化 合 价 依 次 为 ＋２、＋４、＋３,上述反应中均有元素化合价的升降, 都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;B． 根据图示,由NO生成HONO的反应历程有２种, B项正确;C．NO是催化剂,增大 NO的量,C３H８ 的平衡转化率不变,C项正确;D．无论反应历程如 何,在NO催化下丙烷与O２ 反应制备丙烯的总反 应都为２C３H８＋O２ NO 　􀜩􀜨􀜑 ２C３H６＋２H２O ,当主要发 生包 含②的 历 程 时,最 终 生 成 的 水 不 变,D 项 错误.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１１３􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第八章　化学反应速率与化学平衡 ２．(双选)(２０２２􀅰湖南卷)反应物(S)转化为产物(P 或P􀅰Z)的能量与反应进程的关系如下图所示: 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 (　　) A．进程Ⅰ是放热反应 B．平衡时P的产率:Ⅱ＞Ⅰ C．生成P的速率:Ⅲ＞Ⅱ D．进程Ⅳ中,Z没有催化作用 解析:AD　[A．由图中信息可知,进程Ⅰ中S的总 能量大于产物P的总能量,因此进程I是放热反 应,A说法正确;B．进程Ⅱ中使用了催化剂X,但是 催化剂不能改变平衡产率,因此在两个进程中平衡 时P的产率相同,B说法不正确;C．进 程Ⅲ中 由 S􀅰Y转化为P􀅰Y的活化能高于进程Ⅱ中由S􀅰X 转化为P􀅰X的活化能,由于这两步反应分别是两 个进程的决速步骤,因此生成P的速率为Ⅲ＜Ⅱ, C说法不正确;D．由图中信息可知,进程Ⅳ中S吸 附到Z表面生成S􀅰Z,然后S􀅰Z转化为产物P􀅰Z, 由于P􀅰Z没有转化为P＋Z,因此,Z没有表现出催 化作用,D说法正确.] ３．(双选)(２０２１􀅰湖南卷)铁的配合物离子(用[L－ Fe－H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对 能量的变化情况如图所示: 下列说法错误的是 (　　) A．该过程的总反应为 HCOOH 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅CO２↑＋ H２↑ B．H＋浓度过大或者过小,均导致反应速率降低 C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化 D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 解析:CD　[A项,由反应机理可知,HCOOH电离 出氢离子后,HCOO－ 与催化剂结合,放出二氧化 碳,然后又结合氢离子转化为氢气,所以反应的化 学方程式为 HCOOH 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅CO２↑＋H２↑,故 A 正确;B项,若氢离子浓度过大,则会抑制甲酸的电 离,使甲酸根浓度降低,反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢,若氢 离子浓度过低,则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低, 反应速率减慢,所以氢离子浓度过大或过小,均导 致反应速率减慢,故B正确;C项,虽然铁连接的原 子数和种类发生了改变,但是配离子的电荷数没 变,因此Fe元素化合价不变,故C错误;D项,由反 应进程可知,反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大,反应速率最慢, 对该过程的总反应起决定作用,故D错误.] ４．(１)(２０２４􀅰广东卷)酸在多种反应中具有广泛应 用,其性能通常与酸的强度密切相关. ①某 小 组 研 究 了 ３ 种 酸 对 反 应 NO－２ (aq)＋ NH＋４ (aq)􀪅􀪅N２(g)＋２H２O(l)的催化作用.在相 同条件下,向反应体系中滴加等物质的量的少量 酸,测得体系的温度T 随时间t的变化如图. 据图可知,在该过程中　　　. A．催化剂酸性增强,可增大反应焓变 B．催化剂酸性增强,有利于提高反应速率 C．催化剂分子中含H越多,越有利于加速反应 D．反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小 ②在非水溶剂中,将CO２ 转化为化合物ⅱ(一种重 要的电子化学品)的催化机理示意图如图,其中的 催化剂有　　　和　　　. (２)(２０２３􀅰全国甲卷)MO＋ 分别与CH４、CD４ 反 应,体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者 历程相似,图中以CH４ 示例). (ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是　　 　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”). (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的 同位素时,反应速率会变慢,则 MO＋ 与CD４ 反应 的能量变化应为图中曲线　　　　(填“c”或“d”). (ⅲ)MO＋ 与 CH２D２ 反 应,氘 代 甲 醇 的 产 量 CH２DOD　 　 　 　CHD２OH(填 “＞”“＜”或 “＝”).若 MO＋与CHD３ 反应,生成的氘代甲醇有 　　　　种. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２１３􀅰 高考总复习　化学 (３)(２０２１􀅰河北卷)在电解质水溶液中,三种不同 催化剂(a、b、c)上CO２ 电还原为CO的反应进程中 (H＋还原为 H２ 的反应可同时发生),相对能量变 化如图.由此判断,CO２ 电还原为CO从易到难的 顺序为 　 (用a、b、c字母排序). 解析:(１)①A．催化剂不能改变反应的焓变,A项 错误;B．由图示可知,酸性:硫酸＞磷酸＞乙酸,催 化剂酸性增强,反应速率提高,B项正确;C．一个硫 酸分子中含有２个 H,一个磷酸分子中含有３个 H,一个乙酸分子中含有４个 H,但含 H最少的硫 酸催化时,最有利于加速反应,C项错误;D．由图示 可知,反应开始一段时间,反应物浓度减小,但反应 速率加快,反应速率并不始终随着反应物浓度下降 而减小,D项正确;故选BD. ②催化剂参与化学反应,但反应前后质量和化学性 质并 未 改 变,由 催 化 机 理 示 意 图 可 知,催 化 剂 有 AcOH和KI. (２)(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形 成,步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成,所以符合题意的是步骤 Ⅰ;(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同 位素时,反应速率会变慢,则此时正反应活化能会增 大,根据图示可知,MO＋与CD４ 反应的能量变化应为 图中曲线c;(ⅲ)MO＋与CH２D２ 反应时,因直接参与化 学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率 会变慢,则单位时间内产量会下降,则氘代甲醇的产量 CH２DOD＜CHD２OH;根据反应机理可知,若 MO＋与 CHD３ 反 应,生 成 的 氘 代 甲 醇 可 能 为 CHD２OD或 CD３OH共２种. (３)c催化剂条件下,CO２ 电还原的活化能小于 H＋ 电还原的活化能,更容易发生CO２ 的电还原;而催 化剂a和b条件下,CO２ 电还原的活化能均大于 H＋电还原的活化能,相对来说,更易发生 H＋ 的电 还原.其中a催化剂条件下,H＋ 电还原的活化能 比CO２ 电还原的活化能小得更多,发生 H＋电还原 的可能性更大,因此反应从易到难的顺序为c、a、b. 答案:(１)①BD　②AcOH　KI　(２)(ⅰ)Ⅰ　 (ⅱ)c　(ⅲ)＜　２　(３)c、a、b 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第二节　化学平衡状态和平衡移动 课程标准 核心素养 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １．了解可逆反应的含义,知道可逆反应在一定条 件下能达到化学平衡状态及能描述化学平衡状 态,判断化学反应是否达到平衡 ２．通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平 衡状态的影响,并能运用浓度、压强、温度对化 学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、 转化率等相关物理量的变化,能讨论化学反应 条件的选择和优化 ３．针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反 应和化工生产条件进行综合分析 １．变化观念与平衡思想:知道化学反应需要一定的条件, 并遵循一定规律;认识化学变化有一定限度,是可以调 控的.能多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应 原理解决实际问题 ２．证据推理与模型认知:建立观点、结论和证据之间的逻 辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡 的特征及其影响因素,建立模型.能运用模型解释化 学现象,揭示现象的本质规律 ３．科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化 学观念,能运用化学平衡原理对与化学有关的社会热 点问题作出正确的价值判断 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　　　　　　　　学生用书　P２３９ 考点一　可逆反应与化学平衡状态 一、可逆反应 １．概念:一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定 程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应体系 中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的 状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡. ２．特点 双向性 指可逆反应分为方向相反的两个反应:正 反应和逆反应 双同性 指正、逆反应是在同一条件下,同时进行 共存性 指反应物的转化率小于１００％,反应物与 生成物共存 ３．表示:在化学方程式中用“􀜩􀜨􀜑 ”表示. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３１３􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第八章　化学反应速率与化学平衡