重难04 催化机理循环图分析（重难专练）（山东专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

重难04 催化机理循环图分析 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 一、催化剂与催化机理 1.催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。 2.催化特点： ①高效性，可以大大地加快反应速率。 ②选择性，反应不同，催化剂不同。 ③同等程度地加快正、逆反应的速率。 ④不能改变反应的可能性和平衡常数。 3.催化剂的催化机理： 催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。 4.催化剂与活化能、焓变 催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变∆H的大小，不影响平衡。 5.活化能 （1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·mol－1 （2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·mol－1 （3）活化能和反应热的关系 ①放热反应：Ea正＜Ea逆 ②吸热反应：Ea正＞Ea逆 （4）活化能和反应速率的关系 ①关系：活化能越大，反应速率越慢 ②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应 ③决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率 二、循环机理图的解题思路 1．循环机理图中物质的判断 （1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂； （2）只进不出的为反应物、原料； （3）不进只出的物质为生成物、产品。 2．循环转化机理图像的解读 根据箭头的方向和序号，可判断各步反应先后、反应物、生成物、催化剂以及中间产物；根据反应过程中元素的化合价，判断是否发生氧化还原反应等(如图1、图2)。 图1 图2 3.循环机理图题的解题思路 （1）通览全图，找准一“剂”三“物” ①催化剂：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 ②反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物； ③生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物； ④中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两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：根据第一步由题给情境信息，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。 （建议用时：5分钟） 1．（2025·山东卷）用肼的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时，通常加入少量，反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．是还原反应的产物 B．还原性： C．处理后溶液的增大 D．图示反应过程中起催化作用的是 2．（2025·山东滨州·二模）均相芬顿反应是高级氧化技术的经典工艺，通过产生自由基引发系列链反应实现物质的深度氧化。在酸性条件下产生自由基的过程如图。下列说法正确的是 A．反应Ⅰ中，氧元素的化合价没有发生变化 B．相同条件下，反应Ⅰ比反应Ⅱ的活化能低 C．产生自由基的过程中，整个体系的pH不变 D．其它条件不变时，改变对反应Ⅱ的速率影响程度大于Ⅰ 3．（2025·山东聊城·一模）复旦大学某团队以1，3-环己二烯为载体，与苯胺和碘苯，通过钯与改进的Ming-Phos催化，实现了高对映、区域选择性的三组分碳胺化转化，并提出了如图所示的反应机理（部分无机产物略去）。已知：①Ph一为苯基；②动力学实验表明参加的反应为决速步骤；③反应V为副反应。下列说法正确的是 A．步骤I中存在非极性键的断裂 B．步骤II中发生加成反应 C．步骤IV中两种有机产物的质谱图完全一样 D．步骤V中钯的化合价没有发生变化 4．（2025·山东省实验中学·一模）H2O2是一种重要的工业原料，利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示，下列说法中错误的是 A．[PdCl4]2-和[PdO2Cl2]2-中Pd的化合价相同 B．[PdCl4]2-降低了反应的活化能，加快了反应速率 C．直接法合成H2O2的总反应，原子利用率理论上为100% D．步骤2中，若有1mol O2参与反应，转移4mol电子 5．（2025·山东泰安·二模）利用丙烷制备丙烯的机理如图所示，下列说法正确的是 A．M-H改变了丙烷制备丙烯的反应历程 B．升高温度不利于提高丙烷转化率 C．反应过程中碳的成键总数不变 D．反应决速步涉及的变化过程为 6．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．①中反应为 B．②中生成的过程中，有键断裂与形成 C．生成总反应的原子利用率为 D．催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率 （建议用时：8分钟） 1．（2021·山东卷）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：+OH-+CH3O-能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是 A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步 B．反应结束后，溶液中存在18OH- C．反应结束后，溶液中存在CH318OH D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变 2．（2025·山东日照·二模）在、碱性条件下，Ag作催化剂可将甲醛转化为 H2，反应的机理如图 1 所示，纳米 Ag 颗粒负载在 Al2O3表面可防止纳米Ag团聚；其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对产生氢气体积的影响如图2所示。 下列说法错误的是 A．若用DCDO代替HCHO，则得到的产物为HCOO- B．过程中的总反应为 HCHO+OH- → HCOO-+H2↑ C．时，随 NaOH 浓度增大产生 H2的体积增大的原因是催化剂表面吸附更多的，甲醛转化H2反应速率加快 D．时，随NaOH浓度增大产生H2的体积较小的原因可能是催化剂的催化效率降低 3．（2025·山东青岛·一模）非金属卤化物中心原子具有和价层空轨道时可发生亲核水解；中心原子有孤电子对时，孤电子对进攻的可发生亲电水解。亲核水解机理如图。下列说法错误的是 A．图示过程只有极性键的断裂与生成 B．图示过程中有2种杂化方式 C．和均能发生亲核水解 D．水解产物可能为和 4．（2025·山东淄博·三模）已知C2H5Br在NaOH醇溶液中发生的取代反应和消去反应互为竞争，二者反应历程中的相对能量变化如下图所示。下列说法错误的是 A．升高温度对反应历程1更有利 B．NaOH醇溶液中OH-与乙醇分子间形成了氢键 C．C2H5Br发生取代反应或消去反应时，OH-进攻的原子不同 D．NaOH醇溶液中C2H5Br发生消去反应在热力学上更有利 5．（2025·山东滨州·二模）中国科学院化学研究所韩布兴课题组，以草酸和硝酸盐为原料(和分别为氮源和碳源)，实现了电催化偶联制备甘氨酸。原理如图(OA为，GX为，GC为)。下列说法正确的是 A．反应iii是偶联制备甘氨酸的决速步 B．反应iv的原子利用率为100％ C．OA→GX的电极反应式为 D．甘氨酸在阳极和阴极的中间区域生成 6．（2025·江苏卷）与通过电催化反应生成，可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是 A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成 B．过程Ⅱ中发生了氧化反应 C．电催化与生成的反应方程式： D．常温常压、无催化剂条件下，与反应可生产 7．由簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法不正确的是 A．反应过程中有极性键的断裂和生成 B．都有可能在循环中作催化剂 C．反应过程中金属元素Rh、V的价态均不变 D．该循环的总反应为 （建议用时：10分钟） 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生成的反应历程有2种 C．增大NO的量，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 2．某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法正确的是( ) A．X为H2O，是该反应的催化剂 B．化合物I和V属于同系物且都不存在顺反异构 C．化合物Ⅲ的一氯取代物只有一种 D．该反应的总反应是一个加成反应 3．（2025·山东聊城·二模）利用CO2加氢制CH3OH的反应机理如图所示。H2首先在ZnGaO3催化剂表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程。下列说法错误的是 已知：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒，NA表示阿伏加德罗常数。 A．反应过程存在C－H、O－H的断裂和形成 B．催化剂氧空位用于捕获CO2，氧空位越多反应速率越快 C．若反应温度过高使甲醇炭化，生成的碳颗粒易使催化剂反应活性下降 D．理论上，每生成1mol CH3OH，该历程中消耗的H*的数目为6NA 4．（2025·山东青岛·二模）科学家利用机器学习快速发现某高效分子在温和条件下光催化还原体系的机理如下图所示。下列说法错误的是 A．催化过程中C原子采取的杂化方式为和 B．催化过程中参与配位的原子有C、N、O C．催化过程中钴离子（或）所处空间空隙有3种 D．总反应为 5．化合物X可以在如图途径中转化为丙酮，其中[(C3H6)Mn]+中检测出含的三元环结构。下列说法正确的是( ) A．Mn+的价层电子排布为半充满，故性质稳定，不作该转化的催化剂 B．X为丙烷，[(C3H7)Mn(OH)]+中共有三种化学环境的氢原子 C．转化②③④均为非氧化还原反应 D．途径中副反应的化学方程式为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难04 催化机理循环图分析 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 一、催化剂与催化机理 1.催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。 2.催化特点： ①高效性，可以大大地加快反应速率。 ②选择性，反应不同，催化剂不同。 ③同等程度地加快正、逆反应的速率。 ④不能改变反应的可能性和平衡常数。 3.催化剂的催化机理： 催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。 4.催化剂与活化能、焓变 催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变∆H的大小，不影响平衡。 5.活化能 （1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·mol－1 （2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·mol－1 （3）活化能和反应热的关系 ①放热反应：Ea正＜Ea逆 ②吸热反应：Ea正＞Ea逆 （4）活化能和反应速率的关系 ①关系：活化能越大，反应速率越慢 ②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应 ③决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率 二、循环机理图的解题思路 1．循环机理图中物质的判断 （1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂； （2）只进不出的为反应物、原料； （3）不进只出的物质为生成物、产品。 2．循环转化机理图像的解读 根据箭头的方向和序号，可判断各步反应先后、反应物、生成物、催化剂以及中间产物；根据反应过程中元素的化合价，判断是否发生氧化还原反应等(如图1、图2)。 图1 图2 3.循环机理图题的解题思路 （1）通览全图，找准一“剂”三“物” ①催化剂：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 ②反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物； ③生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物； ④中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两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：根据第一步由题给情境信息，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。 （建议用时：5分钟） 1．（2025·山东卷）用肼的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时，通常加入少量，反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．是还原反应的产物 B．还原性： C．处理后溶液的增大 D．图示反应过程中起催化作用的是 【答案】C 【分析】由图中信息可知，和反应生成的是和反应的催化剂，是中间产物，该反应的离子方程式为，是还原剂，是氧化剂，是还原产物。 【解析】A．该反应中，中N元素的化合价升高被氧化，因此，是氧化反应的产物，A不正确； B．在同一个氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物，因此，还原性的强弱关系为，B不正确； C．由反应的离子方程式可知，该反应消耗，处理后溶液的增大，C正确； D．根据循环图可知，图示反应过程中起催化作用的是，D不正确； 综上所述，本题选C。 2．（2025·山东滨州·二模）均相芬顿反应是高级氧化技术的经典工艺，通过产生自由基引发系列链反应实现物质的深度氧化。在酸性条件下产生自由基的过程如图。下列说法正确的是 A．反应Ⅰ中，氧元素的化合价没有发生变化 B．相同条件下，反应Ⅰ比反应Ⅱ的活化能低 C．产生自由基的过程中，整个体系的pH不变 D．其它条件不变时，改变对反应Ⅱ的速率影响程度大于Ⅰ 【答案】B 【解析】A．由过程图可知反应Ⅰ为H+ + H2O2 + Fe2+=Fe3+ +·OH + H2O，故反应I中氧元素的化合价发生了变化，A错误； B．由题干信息可知，k1＞k2，说明相同条件下，反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快，活化能越低反应速率越快，即反应Ⅰ比Ⅱ的活化能低，B正确； C．反应Ⅰ为H+ + H2O2 + Fe2+=Fe3+ +·OH + H2O，基元反应Ⅱ的化学方程式为 H2O2 + Fe3+=HO2·+Fe2++H+，而反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快，总反应不是简单的反应Ⅰ加上反应Ⅱ，则芬顿反应进行的过程中，整个体系的pH会发生变化 ，C错误； D．反应I的速率v1=k1·c(H2O2) ·c(Fe2+)，反应Ⅱ的速率v2=k2·c(H2O2) ·c(Fe3+)，其中k1远大于k2，故改变对反应Ⅰ的速率影响程度更大，D错误； 故答案选B。 3．（2025·山东聊城·一模）复旦大学某团队以1，3-环己二烯为载体，与苯胺和碘苯，通过钯与改进的Ming-Phos催化，实现了高对映、区域选择性的三组分碳胺化转化，并提出了如图所示的反应机理（部分无机产物略去）。已知：①Ph一为苯基；②动力学实验表明参加的反应为决速步骤；③反应V为副反应。下列说法正确的是 A．步骤I中存在非极性键的断裂 B．步骤II中发生加成反应 C．步骤IV中两种有机产物的质谱图完全一样 D．步骤V中钯的化合价没有发生变化 【答案】B 【解析】A．步骤I是极性键的断开和生成，不存在非极性键的断开和生成，A错误； B．步骤II是环己二烯的加成反应，B正确； C．质谱图是有机物分解产生的粒子的质荷比，步骤IV两种有机物分解的产生的粒子不完全相同，质荷比也不完全相同，C错误； D．反应V为副反应，步骤V中钯的化合价降低，发生了变化，D错误； 答案选B。 4．（2025·山东省实验中学·一模）H2O2是一种重要的工业原料，利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示，下列说法中错误的是 A．[PdCl4]2-和[PdO2Cl2]2-中Pd的化合价相同 B．[PdCl4]2-降低了反应的活化能，加快了反应速率 C．直接法合成H2O2的总反应，原子利用率理论上为100% D．步骤2中，若有1mol O2参与反应，转移4mol电子 【答案】D 【解析】A．[PdO2Cl2]2-中存在过氧键，氧化合价为-1，Pd化合价为+2，[PdCl4]2-中Pd化合价为+2，两者相同，故A正确； B．[PdCl4]2-作为催化剂起到降低了反应的活化能、加快了反应速率的作用，故B正确； C．直接法为氢气和氧气直接化合为过氧化氢，没有其他产物生成，原子利用率理论上为100%，故C正确； D．步骤2中，氧气转化为过氧键，化合价变化0→-1，1mol氧气参与反应转移2mol电子，故D错误； 故答案为D。 5．（2025·山东泰安·二模）利用丙烷制备丙烯的机理如图所示，下列说法正确的是 A．M-H改变了丙烷制备丙烯的反应历程 B．升高温度不利于提高丙烷转化率 C．反应过程中碳的成键总数不变 D．反应决速步涉及的变化过程为 【答案】A 【解析】A．由图可知M-H参与反应，且反应前后本身没有变化，是该反应的催化剂，催化剂改变了丙烷制备丙烯的反应历程，A正确； B．根据图示，由丙烷制备丙烯的反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，有利于提高丙烷转化率，B错误； C．丙烷中单键为10个，丙烯中单键为7个，双键1个，由丙烷制备丙烯过程中碳的成键总数减少，C错误： D．活化能大，反应速率慢的是决速步骤，反应决速步涉及的变化过程为，D错误； 答案选A。 6．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．①中反应为 B．②中生成的过程中，有键断裂与形成 C．生成总反应的原子利用率为 D．催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率 【答案】C 【解析】A．①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O和Pd(CH3COO)2，方程式为：，A正确； B．②中生成的过程中，有C-H断开和C-O的生成，存在键断裂与形成，B正确； C．生成总反应中有H2O生成，原子利用率不是，C错误； D．是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，D正确； 答案选C。 （建议用时：8分钟） 1．（2021·山东卷）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：+OH-+CH3O-能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是 A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步 B．反应结束后，溶液中存在18OH- C．反应结束后，溶液中存在CH318OH D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变 【答案】B 【解析】 A．一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应I和反应IV的活化能较高，因此反应的决速步为反应I、IV，故A错误； B．反应I为加成反应，而与为快速平衡，反应II的成键和断键方式为或，后者能生成18OH-，因此反应结束后，溶液中存在18OH-，故B正确； C．反应III的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318H，故C错误； D．该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误； 综上所述，正确的是B项，故答案为B。 2．（2025·山东日照·二模）在、碱性条件下，Ag作催化剂可将甲醛转化为 H2，反应的机理如图 1 所示，纳米 Ag 颗粒负载在 Al2O3表面可防止纳米Ag团聚；其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对产生氢气体积的影响如图2所示。 下列说法错误的是 A．若用DCDO代替HCHO，则得到的产物为HCOO- B．过程中的总反应为 HCHO+OH- → HCOO-+H2↑ C．时，随 NaOH 浓度增大产生 H2的体积增大的原因是催化剂表面吸附更多的，甲醛转化H2反应速率加快 D．时，随NaOH浓度增大产生H2的体积较小的原因可能是催化剂的催化效率降低 【答案】A 【解析】A．根据反应机理图，得到的中的氢来源于，则用代替后，得到的产物应该为，A错误； B．根据反应机理图，整个转化过程是在催化剂作用下，甲醛和作用最终得到和，故总反应为：，B正确； C．当时，催化剂表面空隙较多，能吸附更多的，使甲醛转化为反应速率加快，随 浓度增大产生 的体积增大，C正确； D．当时，过高浓度的NaOH会与催化剂的载体反应使纳米Ag颗粒发生团聚，催化活性下降，导致随NaOH浓度的增大产生氢气的速率减缓，D正确； 故答案为：A。 3．（2025·山东青岛·一模）非金属卤化物中心原子具有和价层空轨道时可发生亲核水解；中心原子有孤电子对时，孤电子对进攻的可发生亲电水解。亲核水解机理如图。下列说法错误的是 A．图示过程只有极性键的断裂与生成 B．图示过程中有2种杂化方式 C．和均能发生亲核水解 D．水解产物可能为和 【答案】C 【解析】A．图示中有H-O、Si-Cl极性键断开，有Si-O、H-Cl极性键生成，A正确； B．SiCl4的Si杂化方式为sp3，与水分子中的O原子成键后，周围有5个共价键，杂化方式为sp3d，B正确； C．C的最外层为L层，没有d轨道接受水中的孤电子对，的中心原子P上有孤电子对，发生亲电水解，二者均不能发生亲核水解，C错误； D．中心原子N上有孤电子对，孤电子对进攻的可发生亲电水解，得到NH3和HClO，D正确； 答案选C。 4．（2025·山东淄博·三模）已知C2H5Br在NaOH醇溶液中发生的取代反应和消去反应互为竞争，二者反应历程中的相对能量变化如下图所示。下列说法错误的是 A．升高温度对反应历程1更有利 B．NaOH醇溶液中OH-与乙醇分子间形成了氢键 C．C2H5Br发生取代反应或消去反应时，OH-进攻的原子不同 D．NaOH醇溶液中C2H5Br发生消去反应在热力学上更有利 【答案】D 【解析】A．由图可知，反应历程1的活化能（88.7 kJ/mol）低于反应历程2的活化能（79.9 kJ/mol），根据化学反应速率理论，活化能越低，反应越容易进行，升高温度会使更多的反应物分子具有足够的能量来克服活化能垒，从而加快反应速率，所以升高温度对反应历程1更有利，A正确； B．从反应历程图能看到，中的氧与乙醇分子中的氢存在相互作用，符合氢键形成特征，所以NaOH醇溶液中与乙醇分子间形成了氢键，B正确； C．取代反应里，进攻与Br原子相连的碳原子；消去反应时，进攻与Br原子相连碳原子的邻位碳原子上的氢原子，进攻原子不同，C正确； D．由图可知，取代反应产物能量比消去反应产物能量低，能量越低越稳定，说明在NaOH醇溶液中C2H5Br发生取代反应在热力学上更有利，并非消去反应，D错误； 故选D。 5．（2025·山东滨州·二模）中国科学院化学研究所韩布兴课题组，以草酸和硝酸盐为原料(和分别为氮源和碳源)，实现了电催化偶联制备甘氨酸。原理如图(OA为，GX为，GC为)。下列说法正确的是 A．反应iii是偶联制备甘氨酸的决速步 B．反应iv的原子利用率为100％ C．OA→GX的电极反应式为 D．甘氨酸在阳极和阴极的中间区域生成 【答案】C 【分析】⑴碳源相关反应机理。反应（i）中快速转化为OA，在合适的电极电势和催化剂作用下，分子得到电子并发生重排等过程生成。反应（ii）中OA（）得到2个电子和2个转化为GX（），此为还原反应。从结构上看，是羧基被还原为醛基，在电催化体系中，电极提供电子，酸性环境提供质子，降低了反应活化能，促使反应进行。反应（iii）中GX进一步得2个电子和2个转化为GC（），同样是还原反应 ，醛基被进一步还原为羟基，持续在电催化作用下，借助电极和电解质溶液环境实现电子和质子转移。 ⑵氮源相关反应机理。反应（1）中转化为，这是一个氧化过程。在电催化条件下，可能是在阳极区域，分子在电极表面被氧化，结合溶液中的氧原子等逐步形成。得到电子和质子，先发生反应（2）转化为，再经反应（3）得到，这是连续的还原过程，每一步都在特定的电极电势和催化剂作用下，通过控制电子和质子的供给实现氮元素化合价的逐步降低。 ⑶偶联反应机理。反应（iv）中GX（）与发生反应，醛基与发生亲核加成反应，在电催化体系提供的微环境下，促进反应中间体的形成和转化，最终生成，实现了键的初步构建。反应（v）中得到4个电子和4个，发生还原反应，最终生成甘氨酸（），完成偶联制备甘氨酸的全过程。整个过程中电催化作用通过调控电极反应，为反应提供合适的电子和质子转移路径，促进各步反应的进行。 【解析】A．由图可知反应ⅲ是副反应，不是偶联制备甘氨酸的决速步，A错误； B． 观察反应的过程，除了生成目标产物外，可能还有其他副产物生成（从图中反应关系看，原子并非全部转化到甘氨酸中），所以原子利用率不是，B错误； C．从图中可知（）转化为（）的过程中，碳元素化合价降低，发生还原反应，结合电极反应式书写规则，其电极反应式为，C正确； D．从图中反应历程来看，甘氨酸（）是在一系列反应后生成的，其生成过程涉及到阴极产生的物质（如等） ，不是在阳极和阴极的中间区域生成，D错误； 综上，答案是C。 6．（2025·江苏卷）与通过电催化反应生成，可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是 A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成 B．过程Ⅱ中发生了氧化反应 C．电催化与生成的反应方程式： D．常温常压、无催化剂条件下，与反应可生产 【答案】A 【解析】A．过程Ⅱ为：和在酸性条件下被还原为和的反应，生成了N—H等极性共价键；过程Ⅲ为与生成的反应，生成了C—N极性共价键，A正确； B．过程Ⅱ是得电子的还原反应，N元素的化合价由降为，C元素的化合价由降为，B错误； C．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，C错误； D．常温常压、无催化剂条件下，与反应生成或，D错误； 故选A。 7．由簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法不正确的是 A．反应过程中有极性键的断裂和生成 B．都有可能在循环中作催化剂 C．反应过程中金属元素Rh、V的价态均不变 D．该循环的总反应为 【答案】C 【解析】A．根据题图可知反应过程涉及反应物CH4中C-H键极性键的断裂、生成物CO中碳氧极性键的生成，A正确； B．循环的起点不同，催化剂不同，由催化循环Ⅰ、Ⅱ中进入的反应物和催化剂性质可知、、都可能作催化剂，B正确； C．、、中V的化合价不可能均不变，C错误； D．进入循环的反应物为CH4和H2O，出循环的生成物是H2和CO，题给总反应正确，D正确； 故选C。 （建议用时：10分钟） 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生成的反应历程有2种 C．增大NO的量，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 【答案】D 【解析】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+O22C3H6+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； 答案选D。 2．某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法正确的是( ) A．X为H2O，是该反应的催化剂 B．化合物I和V属于同系物且都不存在顺反异构 C．化合物Ⅲ的一氯取代物只有一种 D．该反应的总反应是一个加成反应 【答案】D 【解析】A项，根据反应催化机理图，X为H2O，化合物Ⅵ为催化剂，H2O、化合物Ⅱ、Ⅳ为中间产物，A项错误；B项，化合物I为链状烯醛，而化合物V为环状烯醛，二者不属于同系物，且化合物V存在顺反异构，B项错误；C项，化合物Ⅲ的一氯取代物有3种，C项错误；D项，总反应为化合物I与化合物Ⅲ发生加成反应生成化合物V，D项正确；故选D。 3．（2025·山东聊城·二模）利用CO2加氢制CH3OH的反应机理如图所示。H2首先在ZnGaO3催化剂表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程。下列说法错误的是 已知：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒，NA表示阿伏加德罗常数。 A．反应过程存在C－H、O－H的断裂和形成 B．催化剂氧空位用于捕获CO2，氧空位越多反应速率越快 C．若反应温度过高使甲醇炭化，生成的碳颗粒易使催化剂反应活性下降 D．理论上，每生成1mol CH3OH，该历程中消耗的H*的数目为6NA 【答案】A 【解析】A．反应过程存在O－H生成，但无O－H键的断裂，故A错误； B．H2首先在ZnGaO3催化剂表面解离成2个H*，2个H*与催化剂反应形成氧空位，催化剂氧空位再与CO2结合，所以催化剂氧空位用于捕获CO2，氧空位越多反应速率越快，故B正确； C．反应温度过高使甲醇炭化，碳覆盖在催化剂的表面，使催化剂反应活性下降，故C正确； D．H2首先在面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程，根据图中信息可知，CH3OH∼6H*，所以理论上，每生成1molCH3OH，该历程中消耗的H*的数目为6NA，故D正确； 故答案选A。 4．（2025·山东青岛·二模）科学家利用机器学习快速发现某高效分子在温和条件下光催化还原体系的机理如下图所示。下列说法错误的是 A．催化过程中C原子采取的杂化方式为和 B．催化过程中参与配位的原子有C、N、O C．催化过程中钴离子（或）所处空间空隙有3种 D．总反应为 【答案】A 【解析】A．该反应过程中参与反应的有机物中含有含氮六元杂环和甲基，C原子采取的杂化方式为sp2和sp3，CO2中C原子的杂化方式为sp，A错误； B．配位原子是指提供孤对电子与中心原子（钴离子）形成配位键的原子，由图可知，催化过程中参与配位的原子有C、N、O，B正确； C．中Co2+的配位数为7，中Co+的配位数为6，中Co2+的配位数为5，配位数不同，钴离子（或）所处空间空隙不同，则催化过程中钴离子（或）所处空间空隙有3种，C正确； D．由图可知，该过程中反应物为CO2和H+，生成物为CO和H2O，则总反应为，D正确； 故选A。 5．化合物X可以在如图途径中转化为丙酮，其中[(C3H6)Mn]+中检测出含的三元环结构。下列说法正确的是( ) A．Mn+的价层电子排布为半充满，故性质稳定，不作该转化的催化剂 B．X为丙烷，[(C3H7)Mn(OH)]+中共有三种化学环境的氢原子 C．转化②③④均为非氧化还原反应 D．途径中副反应的化学方程式为 【答案】B 【解析】A项，由图可知，Mn+是反应的催化剂，A错误；B项，反应②中根据原子守恒，X为丙烷，从副反应来看，[(C3H7)Mn(OH)]+中共有三种化学环境的氢原子，B正确；C项，转化④N的化合价变化，为氧化还原反应，C错误；D项，Mn+为催化剂，途径中副反应的化学方程式为，D错误；故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $