第6板块 大主题整合1 微课时突破2 综合深化解重难（反应机理与能垒图像）（课件）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅱ

微课时突破 2　 综合深化解重难 （反应机理与能垒图像） 一、 二、 提能力(一) 化学反应机理 三、 目 录 提能力(二) 能垒图像分析 课时跟踪检测 提能力(一) 化学反应机理 [典例]　(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)。 下列说法错误的是 (　 ) A．PDA捕获CO2的反应为 +CO2 B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为*C+ +e- *C2+ 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*C转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生 √ [解析]　由路径2可知，PDA捕获CO2生成 ，A正确；由题给信息可知，路径2为优先路径，由能量变化图可知，路径2中*C 转化为*C2的活化能最大，是速控步骤，B正确；由题图中路径1和路径3的物质转化关系可知，二者经历的步骤不同，但产物均为*MgCO3，路径2、3的起始物均为*CO2和 ，但路径 2的产物为*MgC2O4，路径3的产物为*MgCO3，C正确； 反应历程中活化能最大的步骤为速控步骤，由反应历程图结合反应路径图可知，路径1中，*C+*CO2+e- *C+*CO的活化能最大，该步骤为速控步骤，路径2中的速控步骤为*C+ +e- PDA+*C2，路径3中的速控步骤为*C+e- *CO+*C，三个路径的速控步骤均涉及*C的转化，路径2的速控步骤有PDA的再生，路径3的速控步骤没有PDA的再生，D错误。 [归纳总结]　催化反应机理的解题流程 (1)通览全图，找准一“剂”三“物” 一“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 三“物” 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，通过二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1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。 [对点训练] 1．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：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；根据图示，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+O2 2C3H6 +2H2O，最终生成的水不变，D错误。 2．(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 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 √ 解析：根据反应机理中第一步反应可知，乙烯与HCl中带正电荷的H结合，中间体为 ，A项正确；氯水中存在HClO，其结构为H—O—Cl，其中Cl带正电荷、OH带负电荷，结合反应机理可知，乙烯与氯水反应可能会有CH2ClCH2OH生成，B项错误；第一步反应为慢反应，决定反应的速率，Br原子的半径大于Cl原子，HBr中氢溴键键长更长，键能更小，更容易断裂，则卤化氢与乙烯反应的活性：HBr>HCl，C项正确；烯烃双键碳上连接的甲基越多，与Br2进行加成反应的活化能越小，与Br2的反应越容易，D项正确。 3．(2025年1月·八省联考内蒙古卷)某离子液体的阴离子可以吸收CO2，其可能的两种反应路径如图所示。下列说法错误的是(　 ) A．两种路径的总反应相同 B．路径Ⅰ是主要的反应途径 C．该反应为放热反应 D．生成物中既含离子键又含共价键 √ 解析：反应物相同，经过不同反应路径，最终生成物相同，均为，总反应均为+CO2 === ，A正确；路径Ⅱ活化能小，反应速率快，故路径Ⅱ是主要的反应途径，B错误；该反应的反应物总能量高于生成物总能量，则该反应为放热反应，C正确；生成物为，其内部含有共价键，离子液体中呈电中性，故离子液体中还含有阳离子，与之间存在离子键，D正确。 提能力(二) 能垒图像分析 [典例]　(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，E2=0.70 eV-(-0.71 eV)=1.41 eV，A正确；由能量变化图可知，步骤2逆向反应的ΔH=-0.71 eV-(-1.00 eV) =+0.29 eV，B正确；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的慢，C错误；该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，D正确。 [归纳总结]　三步突破能量变化能垒图 [对点训练] 1．(2024·安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量的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上图所示。下列反应进程示意图符合题意的是(　 ) √ 解析：由题图可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，则第一步反应的活化能比第二步反应的活化能小，C、D错误；结合ΔH1、ΔH2均小于0可知，两步反应均为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，则能量：X>Y>Z，A错误，B正确。 2．(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α-C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，故从 CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应，A项正确；与Br原子相连的C原子为α-C，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α-C，形成碳碳键，B项正确；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项正确；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项错误。 课时跟踪检测 (单击进入电子文档) $$