第1篇 主题4 选择题8 化学反应历程——催化机理、能垒图（PPT课件）-【艺术生百日冲刺】2026高考化学艺术生基础生文化课成功方案

该高中化学高考复习课件聚焦“化学反应的热效应、速率与平衡”主题，核心覆盖反应历程（催化机理、能垒图）等高考热点，对接高考评价体系，通过2024-2025河南、江苏、广东等多省真题精做，分析基元反应、活化能、催化剂作用等高频考点权重，归纳能垒图分析、决速步骤判断等常考题型，体现备考针对性。 课件以“真题精做+疑难精讲+预测演练”为特色，如2025河南卷丙烷脱氢能垒图题，通过对比催化剂吸附态稳定性、活化能与反应速率关系，培养科学思维与化学观念。精讲基元反应机理、平衡常数影响因素等易错点，提供“活化能比较法”“催化剂循环分析”等应试技巧，助力学生高效突破考点，教师可据此精准开展复习教学。

主题四　化学反应的热效应、速率与平衡 热点题空8　化学反应历程——催化机理、能垒图 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 目录 contents Part 01 真题精做 Part 02 疑难精讲 Part 03 预测演练 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 真 题 精 做 返回导航 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 疑 难 精 讲 返回导航 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 催化剂 中间产物 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 放热 放热 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 预 测 演 练 返回导航 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 返回导航 1 主题五　化学反应的热效应、速率与平衡 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\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 生成CO(NH2)2的反应方程式：CO2＋2NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋18H＋ eq \o(=======,\s\up15(通电),\s\do15(催化剂)) CO(NH2)2＋7H2O D．常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生产CO(NH2)2 答案　A 解析　过程Ⅱ为*CO2和*NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 在酸性条件下被还原为*CO和*NH2的反应，生成了N—H等极性共价键；过程Ⅲ为*CO与*NH2生成*CO(NH2)2的反应，生成了C—N极性共价键，A正确；过程Ⅱ是得电子的还原反应，N元素的化合价由＋5降为－2，C元素的化合价由＋4降为＋2，B错误；所给离子方程式电荷不守恒，根据反应机理图可知，过程Ⅱ需要外界提供电子，则正确的反应方程式为CO2＋2NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ＋18H＋＋16e－ eq \o(=======,\s\up15(通电),\s\do15(催化剂)) CO(NH2)2＋7H2O，C错误；常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应生成(NH4)2CO3或NH4HCO3，D错误。 3．(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(——为无催化剂，——为有催化剂)为(　　) 答案　A 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（T）) 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选项，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。 4．(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图所示。下列反应进程示意图符合题意的是(　　) 答案　B 解析　由X(g)⇌Y(g)和Y(g)⇌Z(g)的ΔH都小于0可知，两反应均为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；由各气体浓度与反应时间的关系图可知，X(g)⇌Y(g)的反应速率大于Y(g)⇌Z(g)的反应速率，反应X(g)⇌Y(g)的活化能小于反应Y(g)⇌Z(g)的活化能。 5．(2024·北京卷)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl(g)＋O2(g) eq \o(=====,\s\up15(CuO)) 2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－114.4 kJ·mol－1。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是(　　) A．Y为反应物HCl，W为生成物H2O B．反应制得1 mol Cl2，须投入2 mol CuO C．升高反应温度，HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小 D．图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 答案　B 解析　CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl，则Y为HCl，Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2，则W为H2O，CuCl2分解为X和CuCl，则X为Cl2，CuCl和Z反应生成Cu2OCl2，则Z为O2。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。 1．基元反应　反应历程 (1)概念 大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，每一步反应都称为基元反应，基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)。 (2)同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同，对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 2．反应历程呈现形式举例 (1)用化学方程式表示一系列基元反应 总反应：H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O 分步反应： (Ⅰ)H＋＋H2O2⇌H3O eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2)) (Ⅱ)H3O eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2)) ＋Br－===H2O＋HOBr (Ⅲ)HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2 总反应＝(Ⅰ)＋(Ⅱ)＋(Ⅲ) (2)用能量图表示物质转化过程中的能量变化 说明：处于能量最高点的是反应的过渡态，在多步反应中两个过渡态之间的是中间产物，中间产物很活泼，寿命很短，但是会比过渡态更稳定些。 (3)催化循环转化机理图 如图是1，2­丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理： MoO3是该反应的 ，、、为 ，反应产物除水外还有 、 、CH3CHO。 CH3CH===CH2 HCHO 3．多步反应的活化能与速率的关系 如NO在空气中存在反应：2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)　ΔH，反应分两步完成，其反应历程如图： E5－E2 (1)多步反应的活化能 一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，如该图中的TS1和TS2，达到该过渡态所需要的能量为该基元反应的活化能，分别为Ea1、Ea2。 (2)反应的能量变化 ①第1步基元反应ΔH1＝ ，为 反应，Ea1＝ 。 ②第2步基元反应ΔH2＝ ，为 反应，Ea2＝ 。 ③总反应的反应热与基元反应的活化能的大小无关，只与反应物、生成物的能量有关，ΔH＝E1－E3 <0，为放热反应。 E2－E3<0 E4－E3 E1－E2<0 (3)活化能和速率的关系 基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。 Ea1<Ea2，第2步基元反应为该反应过程的决速步骤。 演练一　总反应与基元反应的关系应用 1．(2025·镇江一模)Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH，研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下： 反应ⅰ：2CuCl2(s)⇌2CuCl(s)＋Cl2(g) 反应ⅱ：2CuCl(s)＋O2(g)⇌2CuO(s)＋Cl2(g) 反应ⅲ：…… 下列关于Deacon催化氧化法制Cl2的说法正确的是(　　) A．反应 ⅰ 增大压强，达到新平衡后Cl2浓度减小 B．反应4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH>0 C．由反应过程可知催化剂参与反应，通过改变反应路径提高平衡转化率 D．推断反应ⅲ应为CuO(s)＋2HCl(g)⇌CuCl2(s)＋H2O(g) 答案　　D 解析　温度不变，平衡常数不变，K＝c(Cl2)，因此反应ⅰ增大压强，达到新平衡后Cl2浓度不变，A错误；反应4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)是放热反应，B错误；由反应ⅰ、ⅱ、ⅲ知，催化剂CuCl2参加反应，通过改变反应历程，从而提高反应速率，但不影响平衡，改变不了平衡转化率，C错误；依据盖斯定律，用[总反应－(反应ⅰ＋反应ⅱ)]× eq \f(1,2) 得反应ⅲ：CuO(s)＋2HCl(g)⇌CuCl2(s)＋H2O(g)，D正确。 2．(2025·广东深圳二模)水煤气变换反应是获取H2的重要方式之一，在不同催化剂作用下，其反应历程如图所示(*表示吸附态)。下列说法正确的是(　　) A．使用Ⅰ、Ⅱ，反应历程均分4步进行 B．反应达平衡时，增大压强，n eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)) 增大 C．使用Ⅰ时，反应体系更快达到平衡 D．Ⅰ、Ⅱ均能降低反应的焓变 答案　　C 解析　A.吸附在催化剂上和从催化剂上脱吸附不属于基元反应，其他各步有键断裂属于基元反应，故催化剂Ⅰ有4步反应历程，催化剂Ⅱ有3步反应历程，如图， A错误；B.由始态和终态可得反应方程式为CO＋H2O⇌CO2＋H2，方程式两边气体系数和相等，反应达平衡时，增大压强，平衡不移动，n eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)) 不变，B错误；C.由图可知Ⅰ的各步反应中最大活化能小于Ⅱ的各 步反应中最大活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C正确；D.催化剂只能改变反应的活化能，不能改变焓变，故Ⅰ、Ⅱ均不能改变反应的焓变，D错误；故选C。 演练二　反应历程中的能量变化图 3．(2025·河北卷)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应Ga2O3(s)＋2NH3(g)⇌2GaN(s)＋3H2O(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是(　　) A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69 eV C．反应ⅲ包含2个基元反应 D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中 答案　　D 解析　观察历程图可知，反应ⅰ中Ga2O3(s)＋NH3(g)的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成Ga2O2NH(s)和H2O(g)，此时的相对能量为0.05 eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确；反应ⅱ中因H2O(g)脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70 eV与TS5的相对能量差，即3.39 eV－0.70 eV＝2.69 eV，B正确；反应ⅲ从Ga2ON2H2(s)生成2GaN(s)＋H2O(g)经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确；整个反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的反应步骤(活化能为3.07 eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误。 4．(2025·咸阳一模)合成氨是制备医药、炸药、化肥、染料等的基础反应。一种电催化制备NH3的两种途径反应机理如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．两种途径均发生了加成反应 B．氮氮三键的键能很大，所以能垒最高的过程应为①和④ C．选择强酸性溶液，有利于电催化合成反应的进行 D．氨气应在阴极区生成 答案　　B 解析　A．由题图可知，①和④是氮氮三键转化为氮氮双键的过程、②和⑤是氮氮双键转化为氮氮单键的过程，则两种途径均发生了加成反应，故A正确；B.反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步，由图可知，③和⑥是反应的决速步，则能垒最高的过程为③和⑥，故B错误；C.由图可知，氮气生成氨气的过程中，氢离子是反应的反应物，所以选择强酸性溶液，增大反应物的浓度，有利于电催化合成反应的进行，故C正确；D.由化合价变化可知，生成氨气的电极为电解池的阴极，酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，故D正确；故选B。 演练三　循环转化机理图中物质变化 5．(2025·浙江1月卷)化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物，该反应的主要途径如下： 下列说法不正确的是(　　) A．H＋为该反应的催化剂 B．化合物A的一溴代物有7种 C．步骤Ⅲ，苯基迁移能力强于甲基 D．化合物E可发生氧化、加成和取代反应 答案　　B 解析　由题图可知，H＋参与了反应，又重新生成，反应前后不变，因此H＋是反应的催化剂，A正确；化合物A中有6种不同化学环境的H原子，如图：，则其一溴代物有6种，B错误；由步骤Ⅲ可知C转化为D的过程中，苯基发生了迁移，甲基没有迁移，说明苯基的迁移能力强于甲基，C正确；化合物E中有酚羟基，可以发生氧化反应和取代反应，苯环可以发生加成反应和取代反应，D正确。 6．(2025·河南卷)在MoS2负载的Rh­Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，其可能的反应机理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．该反应的原子利用率为100% B．每消耗1 mol O2可生成1 mol CH3COOH C．反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化 D．若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH 答案　　B 解析　由反应历程可知，总反应为2CO＋2CH4＋O2===2CH3COOH，该反应为化合反应，原子利用率为100%，A正确；由方程式可知，每消耗1 mol O2可生成2 mol CH3COOH，B错误；由反应历程可知，催化剂Rh­Fe有连接4个S原子和2个S原子的，这两种类型的原子成键数目均会发生改变，所以Rh和Fe的化合价均发生变化，C正确；若以CD4为原料，由反应历程可知，会生成CD3COOD，用H2O吸收产物时，其存在电离平衡：CD3COOD⇌CD3COO－＋D＋，CD3COO－结合水电离出的H＋可得到CD3COOH，D正确。 $