专题04 化学反应历程、反应机理图分析（重难点训练） 化学沪科版2020选择性必修1

专题04 化学反应历程、反应机理图分析 建议时间：25分钟 突破一 物质循环转化历程图 1．硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图。下列说法正确的是 A．硫酸盐气溶胶呈中性 B．NO2是生成硫酸盐的还原剂 C．该过程生成了硫氧键 D．该过程H2O没有参与 【答案】C 【详解】A．由图可知，硫酸盐气溶胶中含有硫酸氢根离子，溶胶呈酸性，故A错误； B．由图可知，硫酸盐生成的转化机理中氮元素的化合价降低，二氧化氮是生成硫酸盐的氧化剂，故B错误； C．由图可知，硫酸盐生成的转化机理中亚硫酸根离子转化为硫酸氢根离子，有硫氧键生成，故C正确； D．由图可知，硫酸盐生成的转化机理中有水参与，故D错误； 故选C。 2．氧及其化合物具有广泛用途。是常用的氧化剂，能氧化甲醛转变成无毒气体，与生成的反应是氢能源应用的重要途径。的燃烧热为。在新型催化剂作用下，氧化可获得。氯元素能形成多种强弱不等的酸。与在羟基磷灰石()表面催化氧化生成和的历程，该历程示意图如题8图所示(图中只画出了的部分结构)。下列说法不正确的是 A．能提高与的反应速率的原因是降低了反应的活化能 B．在反应过程中，有极性共价键的断裂和形成 C．根据图示信息，分子中的氧原子全部来自 D．的空间构型为直线形 【答案】C 【分析】由图可知总反应为：，HAP为催化剂。 【详解】A．由题图可知，HAP是催化剂，能降低反应的活化能，提高HCHO与氧气反应的速率，A正确； B．依据分析可知过程中，HCHO中C-H键发生断裂，生成CO2时有C=O键的形成，故有极性键的断裂和形成，B正确； C．据图示，二氧化碳分子中的氧原子来自氧气和HCHO，C错误； D．二氧化碳中碳原子的价层电子对数为：，为sp杂化，故二氧化碳的空间构型为直线型，D正确； 故选C。 3．氨硼烷是一种具有研究价值的固体储氢材料。在某催化剂表面与反应的释氢机理如下图所示。 若用和作反应物，生成的氢气是 。 A．        B．        C．HD 【答案】C 【详解】由反应机理图可知生成的氢气分子一个氢原子来自水，一个氢原子来自氨硼烷，故用和作反应物，生成的氢气是HD，选C。 突破二 物质能量与反应历程图 4．已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示： 下列关于三个反应进程的说法错误的是 A．生成Z的速率：Ⅲ>Ⅱ B．平衡时W的转化率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ C．△H(Ⅰ)=△H(Ⅱ)=△H(Ⅲ) D．X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应 【答案】A 【详解】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，所以生成Z的速率：Ⅱ>Ⅲ，A项错误； B．催化剂不影响平衡，所以平衡时W的转化率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ，B项正确； C．据反应进程图可知，X与Y均为W→Z反应的催化剂，同一个反应的△H与反应历程无关，所以△H(Ⅰ)=△H(Ⅱ)=△H(Ⅲ)，C项正确； D．X和Y分别在反应进程Ⅱ、Ⅲ中参与反应，起催化作用，D项正确。 故选A。 5．已知溶液中化合物与在一定条件下反应生成化合物与，其反应历程如图所示，其中表示过渡态，R表示中间体。下列说法错误的是 A．中间体比中间体更稳定 B．该历程中的最大能垒(活化能) C．该反应是放热反应 D．使用高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热 【答案】D 【详解】A．物质的能量比物质的能量更低，根据能量越低越稳定，则中间体比中间体更稳定，A正确； B．由图可知，该历程中最大能垒为，B正确； C．根据反应物的总能量大于生成物的总能量，因此该反应是放热反应，C正确； D．使用高效的催化剂可降低反应所需的活化能，但反应热不能降低，D错误； 故选D。 6．利用催化剂催化丙烷氧化脱氢历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)。下列说法错误的是 A．被吸附时放热 B．催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变() C．决定丙烷脱氯速率的反应是 D．过渡态2比过渡态1稳定 【答案】B 【详解】A．由图可知，被吸附时放热，故A正确； B．催化剂不能改变丙烷氧化脱氢的焓变()，故B错误； C．是过程中活化能最大的一步，决定丙烷脱氢速率，故C正确； D．过渡态2的能量低，更稳定，故D正确； 答案选B。 突破三 催化反应历程图 7．扩散到空气的会给人类带来健康威胁。一种光催化还原的机理如图所示。下列说法正确的是 A．反应过程中，的配位数发生了改变 B．的空间结构为三角锥形 C．该过程涉及极性键和非极性键的断裂和形成 D．总反应为 【答案】A 【详解】A．配位数是中心原子周围直接配位的原子数，反应过程中，Ti与O原子的配位情况可能因吸附或中间体转化而改变，如Ti结合中的O原子导致配位数变化，A正确； B．中N的价层电子对数为(5+1)/2=3，无孤电子对，为sp2杂化，则空间结构为平面三角形，B错误； C．断裂的键为中的键（极性键）和中的键（极性键），无其他非极性键断裂；形成的键为中的键（非极性键）和中的键（极性键），故只涉及极性键断裂和极性键、非极性键形成，C错误； D．该总反应中被还原为，只有得到电子过程，无失去电子的过程，D错误； 故答案为：A。 8．我国科研人员提出了由和转化为的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．分子键角为180° B．过程中，有键发生断裂和的形成 C．①→②吸收能量并形成了键 D．图中的E值，表示该反应的活化能。 【答案】C 【详解】A．分子中心碳原子采取杂化，分子结构为直线形，故分子键角为180°，A正确； B．过程中，甲烷选择性活化过程中有1个键发生断裂，在夺氢过程中有的形成，B正确； C．由催化反应历程图看出①的能量大于②，①→②释放能量，C错误； D．图中的E值，表示该反应的活化能，D正确； 故答案选C。 9．甲醇()与CO催化制备乙酸()的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变，化关系如图。下列说法正确的是 A．ⅲ为该历程的决速步骤 B．该过程不涉及非极性键的形成 C．该反应中，为催化剂，HI为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   【答案】A 【详解】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；故反应ⅲ为该历程的决速步骤，A正确； B．该过程涉及碳碳键(非极性键)的形成，B错误； C．HI在反应中先参与反应（步骤i），最终又生成（步骤iii），属于催化剂；H2O是反应i的产物、步骤iii的反应物，为中间产物，C错误； D．由图可知，每分子甲醇的转化涉及能量为3.05eV，D错误； 故选A。 突破四 能垒图像与反应速率、化学平衡综合考查 10．N(CH3)3 (三甲胺)是重要的化工原料。在铜催化剂条件下，可将(CH3)2NCHO (简称DMF)转化为N(CH3)3。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)。下列说法错误的是 A．铜催化剂参与化学反应 B．1 mol DMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02 eV的能量 C．升高温度，可以加快反应速率，但DMF的平衡转化率减小 D．该反应历程图中的最大能垒(活化能)为1.19 eV 【答案】B 【详解】A．催化剂通过参与反应形成中间产物，如吸附态物质*而降低反应的活化能，从而加快化学反应速率，根据图示可知铜催化剂参与化学反应，A正确； B．反应历程图模拟的是单个DMF分子的能量变化，1 mol DMF完全转化释放的能量应为单个分子能量变化1.02 eV与阿伏加德罗常数的乘积，即为1.02NA eV，而非直接为1.02 eV，B错误； C．由图可知反应物为0.0 eV，产物的能量为-1.02 eV，故反应物的能量高于产物的能量，发生反应时会放出多余的能量，因此该反应为放热反应。升高温度能够加快反应速率，但使化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致反应物DMF平衡转化率减小，C正确； D．能垒为过渡态与对应基元反应反应物的能量差。图中从中间态N(CH3)3+OH*+H*到产物的过渡态能量差最大，计算可得最大能垒(活化能)为：-1.02 eV - (-2.21 eV)=1.19 eV，即最大能垒为1.19 eV，D正确； 故合理选项是B。 11．诺贝尔奖获得者Gerhard Erl研究的合成氨反应吸附解离机理、能量变化（单位为）如图所示，下列说法错误的是 A．图示历程包含6个基元反应 B． C．最大能垒步骤的反应方程式： D．为物理脱附过程 【答案】A 【详解】A．基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，图示历程中包含2个由气态吸附到催化剂表面的过程和4个表面化学反应过程，因此有4个基元反应，故A错误； B．如图所示，，故B正确； C．如图所示，最大能垒的步骤为N(ad)+3H(ad)=NH(ad)+2H(ad)，故C正确； D．为氨气从催化剂表面脱附，是物理过程，故D正确； 故答案为A。 建议时间：30分钟 12．（2025·安徽·三模）光催化制氢机理如图所示。光激发会使光催化剂中的电子吸收光能跃迁，产生光生电子(e-)和光生空穴(h+，具有很强的得电子能力)。光生电子和光生空穴存在体相复合和表面复合。掺杂稀土元素La(镧)可提高光催化剂Pt／TiO2制氢活性。下列说法错误的是 A．气体X、气体Y分别为H2和O2 B．阳极反应为2H2O+4h+=O2↑+4H+ C．稀土元素La有利于光生电子和光生空穴的分离 D．光照每产生1 mol e-，可制得0.5 mol H2 【答案】D 【详解】A．光催化制氢是水分解过程，由题信息，光生电子()具有还原性，还原生成（气体X）；光生空穴(h⁺)具有强氧化性，氧化生成（气体Y），A正确； B．光生空穴(h⁺)在表面发生氧化反应，水被氧化生成和，反应式为，符合氧化反应规律，B正确； C．掺杂La可提高制氢活性，因电子和空穴复合会降低活性，故La的作用是促进光生电子和空穴分离，减少复合，C正确； D．生成的反应为，理论上生成1mol ，但光生电子存在体相复合和表面复合，实际参与反应的少于产生的，故光照产生1mol 时，制得小于0.5mol，D错误； 故答案选D。 13．（21-22高二下·江苏苏州·期末）在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如下图所示。下列说法不正确的是 A．第一步转化N与H间形成的是配位键 B．第三步转化涉及极性键的断裂与非极性键的生成 C．若用HCOOD代替HCOOH，反应除生成CO2外，还生成D2 D．若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中CO2的量会减少 【答案】C 【分析】在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2；若将HCOOH换成HCOOD或HCOOK，也可按HCOOH分解的原理分析。 【详解】A．第一步转化中，N原子的最外层具有孤对电子，H+具有空轨道，则N与H间形成的是配位键，A正确； B．第三步转化涉及到N-H键的断裂和H-H键的形成，所以有极性键的断裂与非极性键的生成，B正确； C．若用HCOOD代替HCOOH，反应为HCOOD分解，除生成CO2外，还生成HD，C不正确； D．若用HCOOK溶液代替HCOOH，HCOOK分解生成CO2和KH，KH与水反应生成KOH和H2，KOH能吸收CO2，所以最终所得气体中CO2的量会减少，D正确； 故选C。 14．（2025·贵州铜仁·二模）某研究小组对于二氧化硫催化氧化的机理研究如图所示，下列有关说法错误的是 A．是反应的中间体 B．第II步反应中钒元素被还原 C．第Ⅳ步反应方程式为 D．第Ⅴ步反应生成的能全部参与第Ⅳ步反应 【答案】D 【详解】A．第I步生成，第II步消耗，所以是反应的中间体，故A正确； B．第II步反应中钒元素的价态由+5价变为+4价，被还原，故B正确； C．第Ⅳ步V2O4与和O2、SO2生成VOSO4，反应式为V2O4+O2+2SO2=2VOSO4，故C正确； D．由图示可知第Ⅴ步反应生成的参与了第IV步、第I步反应，故D错误； 故选D。 15．（2025·宁夏石嘴山·一模）如图(表示活化能)是与生成的部分反应过程中各物质的能量变化关系图，下列说法正确的是 A．题述反应为吸热反应 B．升高温度，均增大，反应速率加快 C．第一步反应的方程式可表示为 D．第一步反应的速率大于第二步反应的速率 【答案】C 【详解】A．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，A项错误； B．升高温度，不能增大反应的活化能，即Ea1、Ea2均不变，但可以加快反应速率，B项错误； C．由图可知，第一步反应的方程式为：，C项正确； D．第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，第一步反应单位体积内活化分子百分数低于第二步反应，所以第一步反应的速率小于第二步反应的速率，D项错误； 故选C。 16．（2025·河南许昌·二模）标准状态下，与反应生成和的反应历程如图所示。下列说法正确的是 A． B．其他条件不变，往反应体系中加入适量可有效提高反应速率 C．其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例 D．历程Ⅰ第一步反应的热化学方程式为 【答案】C 【详解】A．为反应物总能量，、分别为历程Ⅰ、Ⅱ产物的能量，因，故，A错误； B．反应为烯烃与的亲电加成，决速步为进攻双键形成碳正离子，是后续结合步骤的反应物，并非决速步参与者，加入对反应速率无显著影响，B错误； C．历程Ⅱ（生成）的过渡态能量高于历程Ⅰ，活化能更大，根据阿伦尼乌斯方程，升高温度时活化能大的反应速率增加更显著，故1-氯丙烷比例提高，C正确； D．历程Ⅰ第一步反应的热化学方程式为，选项中属于历程Ⅰ第二步反应，D错误； 故答案选C。 17．（2025·湖南·二模）恒容反应器中，和均能催化反应：(羟基乙醛)，反应历程如图所示，为中间体，为过渡态。 下列描述错误的是 A．催化作用下，达平衡时羟基乙醛的产率较大 B．催化作用下，“加氢”为决速步骤 C．适当降低反应温度，有利于提升羟基乙醛的平衡转化率 D．其它条件相同时，两种不同催化剂作用下，“插入”步骤的活化能相同 【答案】A 【详解】A．催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，因此两种催化剂作用下达平衡时羟基乙醛的产率相同，故A错误； B．决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤，催化下，“加氢”步骤活化能最大，为决速步骤，故B正确； C．该反应的ΔH=终态能量-始态能量<0，为放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度，平衡正向移动，羟基乙醛的平衡转化率提高，故C正确； D．活化能是过渡态与起始态的能量差，由图可知，两种不同催化剂作用下，“插入”步骤的起始态（）与过渡态（）能量相同，活化能相同，故D正确； 故答案选A。 18．（2025·四川·二模）苯在浓和浓作用下，反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．X、Y的红外光谱、核磁共振氢谱及质谱都不同 B．生成等量的X和Y，前者需要的时间更短 C．相同条件下，一定量的物质充分反应后，所得产物中，Y的含量更高 D．相同条件下，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物 【答案】B 【详解】A．X和Y结构不同，官能团不同故红外光谱不同；H的化学环境不同，核磁共振氢谱不同；分子量不同，质谱不同，A正确； B．生成X需经过过渡态2-1，生成Y需过渡态2-2，过渡态2-1能量高于过渡态2-2，即生成X的活化能更高，反应速率更慢，生成等量产物时X需要时间更长，B错误； C．产物Y能量低于X，更稳定，平衡时Y的含量更高，C正确； D．Y为硝基苯，是取代产物；X中苯环结合了和，为加成产物，D正确。 故选B。 19．（2025·湖北武汉·二模）N(CH3)3 (三甲胺)是重要的化工原料。在铜催化剂条件下，可将(CH3)2NCHO (简称DMF)转化为N(CH3)3。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)。下列说法错误的是 A．铜催化剂参与化学反应 B．1 mol DMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02 eV的能量 C．升高温度，可以加快反应速率，但DMF的平衡转化率减小 D．该反应历程图中的最大能垒(活化能)为1.19 eV 【答案】B 【详解】A．催化剂通过参与反应形成中间产物，如吸附态物质*而降低反应的活化能，从而加快化学反应速率，根据图示可知铜催化剂参与化学反应，A正确； B．反应历程图模拟的是单个DMF分子的能量变化，1 mol DMF完全转化释放的能量应为单个分子能量变化1.02 eV与阿伏加德罗常数的乘积，即为1.02NA eV，而非直接为1.02 eV，B错误； C．由图可知反应物为0.0 eV，产物的能量为-1.02 eV，故反应物的能量高于产物的能量，发生反应时会放出多余的能量，因此该反应为放热反应。升高温度能够加快反应速率，但使化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致反应物DMF平衡转化率减小，C正确； D．能垒为过渡态与对应基元反应反应物的能量差。图中从中间态N(CH3)3+OH*+H*到产物的过渡态能量差最大，计算可得最大能垒(活化能)为：-1.02 eV - (-2.21 eV)=1.19 eV，即最大能垒为1.19 eV，D正确； 故合理选项是B。 20．（2025·宁夏银川·一模）甲醇()与CO催化制备乙酸()的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变，化关系如图。下列说法正确的是 A．ⅲ为该历程的决速步骤 B．该过程不涉及非极性键的形成 C．该反应中，为催化剂，HI为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   【答案】A 【详解】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；故反应ⅲ为该历程的决速步骤，A正确； B．该过程涉及碳碳键(非极性键)的形成，B错误； C．HI在反应中先参与反应（步骤i），最终又生成（步骤iii），属于催化剂；H2O是反应i的产物、步骤iii的反应物，为中间产物，C错误； D．由图可知，每分子甲醇的转化涉及能量为3.05eV，D错误； 故选A。 21．（24-25高二下·上海·期中）某课题组使用氢氧化铟纳米晶电催化剂直接由和高选择性地合成。 (1)上述和的转化中，被还原的物质或微粒是 。 (2)上述转化中，决速步骤是___________。 A． B． C． D． 【答案】(1) (2)C 【详解】（1）在转化过程中，N元素化合价由+5降低到-3，中元素化合价未降低，所以被还原的物质或微粒是； 故答案为：； （2）决速步骤是反应中活化能（）最大的步骤，反应的越大，反应速率越慢，为决速步骤，由图可知，的=1.58eV，为最大的，故决速步骤是； 故答案为：C。 建议时间：30分钟 22.（24-25高三上·上海·期中）电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Ni+、Co+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇，体系的能量随反应进程的变化如图所示。 （1）步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 。 A．Ⅰ      B．Ⅱ （2）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 。 【答案】22．（1）A （2）c 【解析】22．（1）由图可知，步骤Ⅰ中涉及C-H的断裂和H-O键的形成，步骤Ⅱ中涉及O-M键的断裂和C-O键的形成，所以涉及氢原子成键变化的是Ⅰ，故答案为：A； （2）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，即反应的活化能变大，所以MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c，故答案为：c。 23．（24-25高二下·上海·期中）一种分解氯化铵来制备氨气的方案如图所示，其中为，为。下列说法正确的是 A．a、c分别是、 B．是催化剂 C．反应制得1molHCl，须投入1molMgO D．等压时反应①、②的之和与氧化铵直接分解的相等 【答案】D 【分析】Mg(OH)Cl可以分解为MgO和HCl，因此c为HCl；d为MgO，MgO与NH4Cl反应生成Mg(OH)Cl和NH3，因此a为NH3。 【详解】A．由分析可知，a为NH3，c为HCl，故A错误； B．由图可知，MgO是整个反应的催化剂，而是中间产物，故B错误； C．由图可知，MgO是整个反应的催化剂，在反应前后质量和性质不变，催化剂的量不作一定要求，故C错误； D．等压条件下，反应①、②的反应热之和与氯化铵直接分解的反应热相等，即焓变与始态和终态有关，与过程无关，故D正确； 故选D。 24．（23-24高二上·上海·阶段练习）如图(E表示活化能)是与生成的反应过程中能量变化关系图，下列说法正确的是 A．第一步反应吸收的热量大于第二步反应放出的热量 B．升高温度，活化分子的百分数不变，但反应速率加快 C．增大的浓度，可提高反应速率，但不影响的大小 D．第一步反应的速率大于第二步反应 【答案】C 【详解】A．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，所以第一步反应吸收的热量小于第二步反应放出的热量，A项错误； B．升高温度，活化分子的百分数增多，反应速率加快，B项错误； C．反应的焓变和反应的途径无关，只与反应的始态和终态有关，则增大反应物的浓度，不改变焓变的大小，但增大反应物的浓度，可提高反应速率，C项正确； D．第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，所以第一步反应的速率小于第二步反应的速率，D项错误； 故选C。 25．（2023·广东·高考真题）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是    A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 【答案】C 【详解】A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确； B．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确； C．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； D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确； 故选C。 26．（24-25高一下·辽宁沈阳·期末）科学家结合实验与计算机模拟结果，研究了合成氨的反应历程，如图所示。其中吸附在催化剂表面的物质用*表示，TS表示过渡态。下列说法正确的是 A．图示历程包含了9个基元反应 B．原料气，平衡时，氨气的体积分数为20％，则氮气的转化率约为33.3％ C．实际工业生产中，合成氨一般采用的温度为400～500℃，是为了提高氨气产率 D．反应的，说明H—H键断裂放出热量 【答案】B 【详解】A．根据反应历程图可知，该历程经历了的7 个基元反应，A错误； B．原料气，平衡时，氨气的体积分数为20%，设，则，消耗的，列三段式：，因， 解得mol，则氮气的转化率约为，B正确； C．合成氨反应为放热反应，高温平衡向左移动，氨气的产率降低，但实际工业生产中，合成氨一般采用的温度为400~500℃，是为了使催化剂的活性最大，提高反应速率，提高单位时间内氨气的产量，C错误； D．化学键的断裂需要吸收热量，D错误； 故答案选B。 27．（2024·甘肃·高考真题）甲烷在某含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． B．步骤2逆向反应的 C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化 【答案】C 【详解】A．由能量变化图可知，，A项正确； B．由能量变化图可知，步骤2逆向反应的，B项正确； C．由能量变化图可知，步骤1的活化能，步骤2的活化能，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项错误； D．该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确； 故选C。 28．（2023·浙江·高考真题）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[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是 A． B．可计算键能为 C．相同条件下，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： 【答案】C 【分析】对比两个历程可知，历程Ⅱ中增加了催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。 【详解】A．催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焓变，因此，A正确； B．已知的相对能量为0，对比两个历程可知，的相对能量为，则键能为，B正确； C．催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C错误； D．活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为：，D正确； 故答案为：C。 29．（22-23高二上·上海金山·期中）反应物与溶剂发生的取代反应称为溶剂解反应，如三级溴丁烷在乙醇中可以发生溶剂解反应，反应的机理和能量进程图如下图所示： 下列说法中正确的是 A．卤代烃的水解反应不属于溶剂解反应 B．由图可知整体反应的快慢主要取决于碳卤键断裂的难易程度，因此氟代烷在乙醇中发生溶剂解反应的速率比对应的氯代烷、溴代烷更快 C．卤代烃在发生消去反应时可能会有醚生成 D．因为总反应是放热反应，因此该反应不需要加热就可以进行 【答案】C 【详解】A．卤代烃的水解反应是在氢氧化钠水溶液中发生的取代反应，是与溶剂发生的取代反应，属于溶剂解反应，A错误； B．氟原子半径比氯、溴原子半径更小，碳氟键键能更大，更不易断裂，故氟代烷在乙醇中发生溶剂解反应的速率比对应的氯代烷、溴代烷更慢，B错误； C．卤代烃发生消去反应为在氢氧化钠醇溶液中加热生成碳碳不饱和键的过程，由图历程可知，反应过程中会生成R-O-R′，故可能会有醚生成，C正确； D．虽然总反应是放热反应，但反应过程中需要首先提供能量促使反应开始进行，D错误； 故选C。 30．（2023·浙江·高考真题）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：    反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是 A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ C．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例 D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 【答案】C 【详解】A．反应I、Ⅲ为放热反应，相同物质的量的反应物，反应I放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量，反应放出的热量越多，其焓变越小，因此反应焓变：反应I>反应Ⅱ，故A正确； B．短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应I<反应Ⅱ，故B正确； C．产物I和产物II存在可逆反应，则产物II和产物I的比值即该可逆反应的平衡常数K，由于平衡常数只与温度有关，所以增加HCl浓度平衡时产物II和产物I的比例不变，故C错误； D．根据图中信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ，故D正确。 综上所述，答案为C。 31．（24-25高二上·上海虹口·期中）直接氧化法脱硫。反应历程与体系能量变化如下图所示(TS表示过渡态)。 (1)上述反应历程共涉及 个基元反应。 (2)其中化学反应速率最慢的步骤的活化能为 。 (3)以下反应的焓变能表示燃烧热的是___________。 A．     B．     C．     D．     【答案】(1)5 (2)182.1 (3)D 【详解】（1）根据波峰数目确定基元反应个数，上述反应历程共涉及5个基元反应； （2）活化能越大的反应速率越慢，其中化学反应速率最慢的步骤的活化能为-187.9-(-370.0)=182.1； （3）101Kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量为燃烧热；S生成，且为1mol，故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 化学反应历程、反应机理图分析 建议时间：25分钟 突破一 物质循环转化历程图 1．硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图。下列说法正确的是 A．硫酸盐气溶胶呈中性 B．NO2是生成硫酸盐的还原剂 C．该过程生成了硫氧键 D．该过程H2O没有参与 2．氧及其化合物具有广泛用途。是常用的氧化剂，能氧化甲醛转变成无毒气体，与生成的反应是氢能源应用的重要途径。的燃烧热为。在新型催化剂作用下，氧化可获得。氯元素能形成多种强弱不等的酸。与在羟基磷灰石()表面催化氧化生成和的历程，该历程示意图如题8图所示(图中只画出了的部分结构)。下列说法不正确的是 A．能提高与的反应速率的原因是降低了反应的活化能 B．在反应过程中，有极性共价键的断裂和形成 C．根据图示信息，分子中的氧原子全部来自 D．的空间构型为直线形 3．氨硼烷是一种具有研究价值的固体储氢材料。在某催化剂表面与反应的释氢机理如下图所示。 若用和作反应物，生成的氢气是 。 A．        B．        C．HD 突破二 物质能量与反应历程图 4．已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示： 下列关于三个反应进程的说法错误的是 A．生成Z的速率：Ⅲ>Ⅱ B．平衡时W的转化率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ C．△H(Ⅰ)=△H(Ⅱ)=△H(Ⅲ) D．X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应 5．已知溶液中化合物与在一定条件下反应生成化合物与，其反应历程如图所示，其中表示过渡态，R表示中间体。下列说法错误的是 A．中间体比中间体更稳定 B．该历程中的最大能垒(活化能) C．该反应是放热反应 D．使用高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热 6．利用催化剂催化丙烷氧化脱氢历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)。下列说法错误的是 A．被吸附时放热 B．催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变() C．决定丙烷脱氯速率的反应是 D．过渡态2比过渡态1稳定 突破三 催化反应历程图 7．扩散到空气的会给人类带来健康威胁。一种光催化还原的机理如图所示。下列说法正确的是 A．反应过程中，的配位数发生了改变 B．的空间结构为三角锥形 C．该过程涉及极性键和非极性键的断裂和形成 D．总反应为 8．我国科研人员提出了由和转化为的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．分子键角为180° B．过程中，有键发生断裂和的形成 C．①→②吸收能量并形成了键 D．图中的E值，表示该反应的活化能。 9．甲醇()与CO催化制备乙酸()的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变，化关系如图。下列说法正确的是 A．ⅲ为该历程的决速步骤 B．该过程不涉及非极性键的形成 C．该反应中，为催化剂，HI为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   突破四 能垒图像与反应速率、化学平衡综合考查 10．N(CH3)3 (三甲胺)是重要的化工原料。在铜催化剂条件下，可将(CH3)2NCHO (简称DMF)转化为N(CH3)3。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)。下列说法错误的是 A．铜催化剂参与化学反应 B．1 mol DMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02 eV的能量 C．升高温度，可以加快反应速率，但DMF的平衡转化率减小 D．该反应历程图中的最大能垒(活化能)为1.19 eV 11．诺贝尔奖获得者Gerhard Erl研究的合成氨反应吸附解离机理、能量变化（单位为）如图所示，下列说法错误的是 A．图示历程包含6个基元反应 B． C．最大能垒步骤的反应方程式： D．为物理脱附过程 建议时间：30分钟 12．（2025·安徽·三模）光催化制氢机理如图所示。光激发会使光催化剂中的电子吸收光能跃迁，产生光生电子(e-)和光生空穴(h+，具有很强的得电子能力)。光生电子和光生空穴存在体相复合和表面复合。掺杂稀土元素La(镧)可提高光催化剂Pt／TiO2制氢活性。下列说法错误的是 A．气体X、气体Y分别为H2和O2 B．阳极反应为2H2O+4h+=O2↑+4H+ C．稀土元素La有利于光生电子和光生空穴的分离 D．光照每产生1 mol e-，可制得0.5 mol H2 13．（21-22高二下·江苏苏州·期末）在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如下图所示。下列说法不正确的是 A．第一步转化N与H间形成的是配位键 B．第三步转化涉及极性键的断裂与非极性键的生成 C．若用HCOOD代替HCOOH，反应除生成CO2外，还生成D2 D．若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中CO2的量会减少 14．（2025·贵州铜仁·二模）某研究小组对于二氧化硫催化氧化的机理研究如图所示，下列有关说法错误的是 A．是反应的中间体 B．第II步反应中钒元素被还原 C．第Ⅳ步反应方程式为 D．第Ⅴ步反应生成的能全部参与第Ⅳ步反应 15．（2025·宁夏石嘴山·一模）如图(表示活化能)是与生成的部分反应过程中各物质的能量变化关系图，下列说法正确的是 A．题述反应为吸热反应 B．升高温度，均增大，反应速率加快 C．第一步反应的方程式可表示为 D．第一步反应的速率大于第二步反应的速率 16．（2025·河南许昌·二模）标准状态下，与反应生成和的反应历程如图所示。下列说法正确的是 A． B．其他条件不变，往反应体系中加入适量可有效提高反应速率 C．其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例 D．历程Ⅰ第一步反应的热化学方程式为 17．（2025·湖南·二模）恒容反应器中，和均能催化反应：(羟基乙醛)，反应历程如图所示，为中间体，为过渡态。 下列描述错误的是 A．催化作用下，达平衡时羟基乙醛的产率较大 B．催化作用下，“加氢”为决速步骤 C．适当降低反应温度，有利于提升羟基乙醛的平衡转化率 D．其它条件相同时，两种不同催化剂作用下，“插入”步骤的活化能相同 18．（2025·四川·二模）苯在浓和浓作用下，反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．X、Y的红外光谱、核磁共振氢谱及质谱都不同 B．生成等量的X和Y，前者需要的时间更短 C．相同条件下，一定量的物质充分反应后，所得产物中，Y的含量更高 D．相同条件下，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物 19．（2025·湖北武汉·二模）N(CH3)3 (三甲胺)是重要的化工原料。在铜催化剂条件下，可将(CH3)2NCHO (简称DMF)转化为N(CH3)3。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)。下列说法错误的是 A．铜催化剂参与化学反应 B．1 mol DMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02 eV的能量 C．升高温度，可以加快反应速率，但DMF的平衡转化率减小 D．该反应历程图中的最大能垒(活化能)为1.19 eV 20．（2025·宁夏银川·一模）甲醇()与CO催化制备乙酸()的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变，化关系如图。下列说法正确的是 A．ⅲ为该历程的决速步骤 B．该过程不涉及非极性键的形成 C．该反应中，为催化剂，HI为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   21．（24-25高二下·上海·期中）某课题组使用氢氧化铟纳米晶电催化剂直接由和高选择性地合成。 (1)上述和的转化中，被还原的物质或微粒是 。 (2)上述转化中，决速步骤是___________。 A． B． C． D． 建议时间：30分钟 22.（24-25高三上·上海·期中）电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Ni+、Co+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇，体系的能量随反应进程的变化如图所示。 （1）步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 。 A．Ⅰ      B．Ⅱ （2）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 。 23．（24-25高二下·上海·期中）一种分解氯化铵来制备氨气的方案如图所示，其中为，为。下列说法正确的是 A．a、c分别是、 B．是催化剂 C．反应制得1molHCl，须投入1molMgO D．等压时反应①、②的之和与氧化铵直接分解的相等 24．（23-24高二上·上海·阶段练习）如图(E表示活化能)是与生成的反应过程中能量变化关系图，下列说法正确的是 A．第一步反应吸收的热量大于第二步反应放出的热量 B．升高温度，活化分子的百分数不变，但反应速率加快 C．增大的浓度，可提高反应速率，但不影响的大小 D．第一步反应的速率大于第二步反应 25．（2023·广东·高考真题）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是    A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 26．（24-25高一下·辽宁沈阳·期末）科学家结合实验与计算机模拟结果，研究了合成氨的反应历程，如图所示。其中吸附在催化剂表面的物质用*表示，TS表示过渡态。下列说法正确的是 A．图示历程包含了9个基元反应 B．原料气，平衡时，氨气的体积分数为20％，则氮气的转化率约为33.3％ C．实际工业生产中，合成氨一般采用的温度为400～500℃，是为了提高氨气产率 D．反应的，说明H—H键断裂放出热量 27．（2024·甘肃·高考真题）甲烷在某含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． B．步骤2逆向反应的 C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化 28．（2023·浙江·高考真题）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[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是 A． B．可计算键能为 C．相同条件下，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： 29．（22-23高二上·上海金山·期中）反应物与溶剂发生的取代反应称为溶剂解反应，如三级溴丁烷在乙醇中可以发生溶剂解反应，反应的机理和能量进程图如下图所示： 下列说法中正确的是 A．卤代烃的水解反应不属于溶剂解反应 B．由图可知整体反应的快慢主要取决于碳卤键断裂的难易程度，因此氟代烷在乙醇中发生溶剂解反应的速率比对应的氯代烷、溴代烷更快 C．卤代烃在发生消去反应时可能会有醚生成 D．因为总反应是放热反应，因此该反应不需要加热就可以进行 30．（2023·浙江·高考真题）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：    反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是 A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ C．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例 D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 31．（24-25高二上·上海虹口·期中）直接氧化法脱硫。反应历程与体系能量变化如下图所示(TS表示过渡态)。 (1)上述反应历程共涉及 个基元反应。 (2)其中化学反应速率最慢的步骤的活化能为 。 (3)以下反应的焓变能表示燃烧热的是___________。 A．     B．     C．     D．     / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$