题型15 反应机理 历程 能垒图-【金版教程】2026年高考化学大二轮大考试题精选重组全书word

大考试题精选重组　化学 题型15　反应机理/历程　能垒图 1．(2025·山东卷，9)用肼(N2H4)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CuSO4，反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．N2是还原反应的产物 B．还原性：N2H4<Fe2＋ C．处理后溶液的pH增大 D．图示反应过程中起催化作用的是Cu2＋ 答案：C 解析：由图中信息可知，N2H4和Cu2＋反应生成的[Cu(N2H4)2]2＋是N2H4和Fe3O4反应的催化剂，[Cu(N2H4)2]＋是中间产物，该反应的离子方程式为N2H4＋2Fe3O4＋12H＋N2↑＋6Fe2＋＋8H2O，N2H4是还原剂，Fe3O4是氧化剂，Fe2＋是还原产物，N2是氧化产物。由分析可知，A、D不正确；在同一个氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，因此还原性：N2H4>Fe2＋，B不正确；由反应的离子方程式可知，该反应消耗H＋生成水，处理后溶液的pH增大，C正确。 2．(2025·江苏卷，10)CO2与NO通过电催化反应生成CO(NH2)2，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NO发生了氧化反应 C．电催化CO2与NO生成CO(NH2)2的反应方程式：CO2＋2NO＋18H＋CO(NH2)2＋7H2O D．常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生成CO(NH2)2 答案：A 解析：过程Ⅱ为*CO2和*NO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，B错误；所给离子方程式的电荷不守恒，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＋18H＋＋16e－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．(2025·河南卷，10)在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g)CH3CH===CH2(g)＋H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，*CH3CHCH2＋2*H―→CH3CH===CH2(g)＋H2(g)中部分进程已省略)。下列说法正确的是(　　) A．总反应是放热反应 B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同 C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定 D．①转化为②的进程中，决速步骤为*CH3CH2CH3―→*CH3CHCH3＋*H 答案：C 解析：由题图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，A错误；平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，B错误；由题图可知，丙烷被催化剂a吸附后能量更低，则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定，C正确；活化能高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为*CH3CHCH3―→*CH3CHCH2＋*H，D错误。 4．(2025·河北卷，12)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：整个反应历程中，活化能最高的步骤是总反应的速控步，反应ⅲ中的TS7对应的基元反应的活化能最大，为3.07 eV，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误。 5．(2025·云南卷，10)铜催化下，由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 答案：C 解析：由图可知，Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子，属于还原反应，A错误；Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一个C—H键，即有极性键生成，B错误；催化剂可改变活化能，加快反应速率，但不能改变反应热，D错误。 6．(2024·甘肃卷，10)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 答案：C 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。 7．(2024·北京卷，13)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 答案：C 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。 8．(2024·安徽卷，10)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(　　) 答案：B 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。 9．(2023·新课标卷，12)“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 答案：D 解析：由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢原子来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误。 10．(2023·广东卷，15)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其他条件相同时，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 解析：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。 11．(2023·浙江1月选考，14)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 答案：C 解析： 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。 1．(2025·辽宁省五校高三质量检测)据文献报道，我国学者提出O2氧化HBr生成Br2的反应历程如图所示。下列有关该历程的说法错误的是(　　) A．基态Br原子最高能级原子轨道的形状为哑铃形 B．中间体HOBr的电子式为 C．步骤②中，既有极性键断裂又有非极性键断裂 D．步骤③中，每生成1 mol Br2转移2 mol电子 答案：D 解析：基态Br原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，其最高能级为4p，原子轨道的形状为哑铃形，A正确；类比HClO，中间体HOBr的电子式为，B正确；步骤②发生反应HBr＋HOOBr===2HOBr，存在H—Br极性键断裂和HOOBr中氧氧非极性键断裂，C正确；步骤③发生反应HOBr＋HBr===Br2＋H2O，该反应为归中反应，故每生成1 mol Br2转移1 mol电子，D错误。 2．(2025·浙江桐乡三模)卤代烃(以三甲基溴丁烷为例)在碱性条件下的水解机理如下(已知：①带正电荷的碳原子所连烷基越多，其碳正离子越稳定；②水解过程中形成的碳正离子越稳定，反应越容易)，下列说法正确的是(　　) A．(CH3)3CBr在碱性条件下的水解速率由第Ⅱ步决定 B．水解过程中碳原子的杂化方式不变 C．稳定性：(CH3)3C…OH<(CH3)3C…Br D．水解速率：(CH3)2CHCH2Br<(CH3)3CBr 答案：D 解析：活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，总反应速率由慢反应决定，则(CH3)3CBr在碱性条件下的水解速率由第Ⅰ步决定，A错误；(CH3)3CBr中和溴相连的C为sp3杂化，(CH3)3C＋中C＋为sp2杂化，水解过程中碳原子的杂化方式发生改变，B错误；物质能量越低越稳定，则稳定性：(CH3)3C…OH>(CH3)3C…Br，C错误。 3．(2025·长沙市新高考适应性考试)C2H6与N2O在Fe＋催化下制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．X为C2H5OH，是中间产物之一 B．过程②和过程⑥中，Fe元素的化合价均发生了变化 C．每生成1 mol CH3CHO，至少需要1 mol Fe＋ D．每消耗1 mol N2O，制备的CH3CHO理论上小于0.5 mol 答案：D 解析：根据反应机理图示可知，X为C2H5OH，且只生成没有消耗，故X是生成物，A错误；过程②中Fe元素的化合价均为＋3，没有发生变化，B错误；Fe＋是反应的催化剂，反应前后质量不变，C错误；根据C2H6＋2N2O===2N2＋H2O＋CH3CHO可知，每生成1 mol CH3CHO，需要2 mol N2O，但过程中存在副反应生成X(乙醇)，因此每消耗1 mol N2O，制备的CH3CHO理论上小于0.5 mol，D正确。 4．(2025·甘肃省高三高考诊断)CO2合成尿素的一种反应为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(g)＋H2O(g)　ΔH，具体反应机理及能量变化(单位：kJ·mol－1)如图所示，TS为过渡态，表示在催化剂表面的反应。下列说法错误的是(　　) A．为HN===C===O B．第3个基元反应的焓变ΔH＝E1－E2 C．反应前后碳元素、氮元素化合价发生了改变 D．最大能垒(活化能)的反应是决速步 答案：C 解析：由分析可知反应前后碳元素、氮元素化合价不变，碳元素为＋4价，氮元素为－3价，C错误。 5．(2025·北京市西城区高三期末)乙烯水合制乙醇的反应机理如图1所示，反应进程与能量的关系示意图如图2所示。 下列说法不正确的是(　　) A．①的ΔH>0，②和③的ΔH<0 B．该反应中H＋起催化剂的作用 C．该反应速率大小主要由①决定 D．总反应的ΔH＝E1－E2 答案：D 解析：E1－E2为①的正反应活化能与③的逆反应活化能之差，不是总反应的ΔH，D错误。 6．(2025·山东省淄博市三模)已知C2H5Br在NaOH醇溶液中发生的取代反应和消去反应相互竞争，二者反应历程中的相对能量变化如图所示。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：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，D错误。 11 学科网（北京）股份有限公司 $