高考题型专练——化学反应机理、能垒图-【金版教程】2026年高考化学一轮总复习首选用卷课件PPT（区域A版 新版本）

0 第一部分　基础过关 第四章　化学反应与能量变化 高考题型专练—— 化学反应机理、能垒图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 3 2．(2024·北京卷)苯在浓HNO3和浓H2SO4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(　　) 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π键没有变化 D．对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 4 解析　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Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，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—NO2相连的C为sp3杂化，苯中大π键发生改变，C错误；苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 7 4．(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　) A．E2＝1.41 eV B．步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化 解析　由能量变化图可知，步骤1的活化能E1＝0.70 eV，步骤2的活化能E3＝－0.49 eV－(－0.71 eV)＝0.22 eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 11 7．(2023·新课标卷)“肼合成酶”以其中的Fe2＋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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 12 解析　由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到的是ND2NH2和HDO，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 13 8．(2023·浙江1月选考)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是(　　) A．E6－E3＝E5－E2 B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1 C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 14 解析　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 16 9. (2023·北京卷)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(　　) A．a、c分别是HCl、NH3 B．d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)Cl C．已知MgCl2为副产物，则通入水蒸气可 减少MgCl2的产生 D．等压条件下，反应①、②的反应热之 和小于氯化铵直接分解的反应热 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17 解析　NH4Cl分解的产物是NH3和HCl，分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO，则a为NH3，b为Mg(OH)Cl，c为HCl，d为MgO。由分析可知，A、B错误；MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸气可以减少MgCl2的生成，C正确；反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，由盖斯定律可知，等压条件下，反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 20 11．(2022·山东高考)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 22 12．(2025·贵阳高三摸底考试)为 解决污染、变废为宝，我国科研人员研 究在串联催化剂Na­Fe3O4和分子筛 HMCM­22的表面将CO2转化为烷烃， 其过程如图。下列说法正确的是(　　) A．过程Ⅰ中，CO2通过得电子进行活化 B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应过程中均有水生成 C．过程Ⅲ所得有机物Y的核磁共振氢谱有三组峰 D．催化剂与分子筛的联用会降低CO2转化为烷烃的ΔH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 23 13．(2025·福州格致中学高三质检)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图甲所示：有氧条件下，Fe3＋催化NH3还原NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．图甲所示热化学方程式为 4NH3(g)＋ 6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　 ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1 B．图乙所示催化脱硝过程中既有 极性共价键的断裂和形成，又有非极性共价键的断裂和形成 C．图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1 D．脱硝过程中使用催化剂的目的是降低活化能，改变反应焓变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 24 解析　图甲所示热化学方程式为4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝(a－b) kJ·mol－1，A错误；由图乙可知，该反应过程中断裂氮氢键、氮氧键、氧氧键，形成氮氮键、氧氢键，B正确；由图可知，反应③方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===2H2O＋4Fe3＋，氧化剂为O2，还原剂为Fe2＋，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4，C错误；催化剂不能改变反应的焓变，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 27 15．(2025·沈阳市浑南区东北育才学校高三质检)氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图如图所示，下列说法错误的是(　　) A．氟利昂­12(CF2Cl2)有两种同分异构体 B．过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2 C．过程Ⅲ中O—Cl断裂是吸热过程， O===O形成是放热过程 D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂 解析　CCl4是正四面体结构，其二氟取代物只有一种，故A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 29 解析　由题图2信息可知，升高温度，CO2的转化率增大，而CH4的选择性基本不变，说明该温度范围内基本无副反应发生，但题干未告知CO2转化率是不是平衡转化率，故无法判断CO2催化加氢制CH4是吸热反应还是放热反应，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 31 解析 由反应历程图可知，甲烷转化为乙酸中的甲基，其碳原子均为sp3杂化，D正确。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 32 　　　　　　　　　　　　　 R 1．(2024·广东卷)对反应S(g)T(g)(I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，eq \f(c平（S）,c平（T）)增大，eq \f(c平（S）,c平（I）)减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图为( 为无催化剂， 为有催化剂)(　　) 解析　提高反应温度，eq \f(c平（S）,c平（T）)增大，说明反应S(g)T(g)的平衡逆向移动，即该反应为放热反应，eq \f(c平（S）,c平（I）)减小，说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动，属于吸热反应，由此可排除C、D；加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短，即反应的决速步骤的活化能下降，使得反应速率大幅加快，活化能大的步骤为决速步骤，符合条件的反应历程示意图为A。 3．(2024·安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是(　　) 解析　由题图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率，则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的ΔH都小于0，故两个反应均为放热反应；则符合题意的反应进程示意图为B项图示。 5．(2024·广西卷)烯烃进行加成反应的一种机理如下： 此外，已知实验测得CH2===CH2、CH3CH===CH2、(CH3)2C===CH2与Br2进行加成反应的活化能依次减小。下列说法错误的是(　　) A．乙烯与HCl反应的中间体为CH3—eq \o(CH2,\s\up16(＋)) B．乙烯与氯水反应无CH2ClCH2OH生成 C．卤化氢与乙烯反应的活性：HBr>HCl D．烯烃双键碳上连接的甲基越多，与Br2的反应越容易 6．(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[L­Ru­NH3]＋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＋2NHeq \o\al(＋,4) 解析　Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，[L­Ru­NH3]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—H键极性变强且更易断裂，因此其失去质子 (H＋)的能力增强，A正确；M为[L­Ru­eq \o(N,\s\up16(.))H2]＋，当[L­Ru­NH2]＋变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给Ru 1个电子，其中Ru的化合价变为＋2，B错误；该过程M变为[L­Ru­NH2­NH2­Ru­L]2＋时，有N—N键形成，N—N键是非极性键，C正确；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NHeq \o\al(＋,4)，Ru(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为4NH3－2e－===N2H4＋2NHeq \o\al(＋,4)，D正确。 根据历程Ⅰ，O3(g)＋O(g)2O2(g)的ΔH＝(E6－E3) kJ·mol－1，根据历程Ⅱ，O3(g)＋O(g)2O2(g)的反应热ΔH＝(E5－E2) kJ·mol－1，则E6－E3＝E5－E2，A正确；根据图示，Cl(g)的相对能量为(E2－E3) kJ·mol－1，由于Cl2(g)的相对能量为0，故Cl2(g)===Cl(g)＋Cl(g)的ΔH＝2(E2－E3) kJ·mol－1，即Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1，B正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则O3的平衡转化率：历程Ⅱ＝历程Ⅰ，C错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1，D正确。 10．(2023·江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)＋4H2(g)，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ΔS<0 B．该反应的平衡常数K＝eq \f(c（CH4）·c2（H2S）,c（CS2）·c4（H2）) C．图示的反应机理中，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 D．该反应中每消耗1 mol H2S，转移电子的数目约为2×6.02×1023 解析　左侧反应物气体化学计量数之和为3，右侧生成物气体化学计量数之和为5，ΔS>0，A错误；由方程式知，K＝eq \f(c（CS2）·c4（H2）,c（CH4）·c2（H2S）)，B错误；由方程式知，消耗1 mol H2S同时生成2 mol H2，转移4 mol e－，数目为4×6.02×1023，D错误。 解析　根据题图反应机理知，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价、＋4价、＋3价，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正确；根据题图，由NO生成HONO的反应历程有2种，B正确；NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C正确；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＋O2eq \o(,\s\up17(NO))2C3H6＋2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D错误。 14．(2025·四川省成都市第七中学高三诊断)N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是(　　) A．总反应为N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2 B．为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2Oeq \o\al(＋,2) C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D．总反应的ΔH＝－226 kJ·mol－1 解析　根据图甲，①N2O＋Pt2O＋===N2＋Pt2Oeq \o\al(＋,2)　ΔH1，②CO＋Pt2Oeq \o\al(＋,2)===CO2＋Pt2O＋　ΔH2，根据盖斯定律①＋②得N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故A正确；总反应为N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)，不需向反应器中补充Pt2O＋和Pt2Oeq \o\al(＋,2)，故B错误；该反应正反应的活化能为134 kJ·mol－1，逆反应的活化能为360 kJ·mol－1，故C正确；根据图乙，总反应的ΔH＝(134－360) kJ·mol－1＝－226 kJ·mol－1，故D正确。 16．(2025·北京市石景山区高三质检)CO2催化加氢制CH4的反应为4H2(g)＋CO2(g)eq \o(,\s\up17(催化剂))CH4(g)＋2H2O(g)。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时，CO2的转化率和CH4的选择性eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(CO2转化为甲烷的量,CO2转化的总量)×100%))随温度变化如图2所示。下列说法不正确的是(　　) A．催化剂改变了CO2中O—C—O的键角 B．150 ℃到350 ℃时，基本没有发生副反应 C．CO2催化加氢制CH4是一个吸热反应 D．结合热化学方程式CH4(g)＋H2O(g)===3H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋205.9 kJ/mol、CO(g)＋H2O(g)===H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－41 kJ/mol，可以通过盖斯定律计算CO2加氢制CH4的反应热 17．(2025·潍坊市普通高中高三能力测试)甲烷和二氧化碳可在催化剂表面合成乙酸，图1表示CHeq \o\al(*,3)、H*、COeq \o\al(*,2)的形成路径相对能量图，图2是生成乙酸的相对能量图(*表示吸附在催化剂表面的活性物种)。下列说法错误的是(　　) A．形成CHeq \o\al(*,3)、H*、COeq \o\al(*,2)的最优反应路径为先吸附甲烷，再吸附二氧化碳，最终甲烷脱氢形成三种吸附物种 B．在催化剂表面合成乙酸共有4个基元反应 C．反应过程中可能生成乙烷、甲酸甲酯等副产物 D．反应过程中甲烷中的碳原子的杂化方式未发生改变 $$