专题09 反应热、化学反应速率、化学平衡与反应机理（培优专练）2026年高考化学二轮复习高效培优系列

专题09 反应热、化学反应速率、化学平衡与反应机理 情境突破练 压轴提速练 1．新考法【结合新技术考查有机反应机理的分析判断】（2025·贵州毕节·一模）利用金属—有机框架材料可在温和条件下催化与转化为，其反应机理如图所示。下列说法错误的是 A．该过程中物质①是催化剂 B．该过程中有极性共价键的断裂和形成 C．物质③到④过程中，Fe元素的化合价未改变 D．与反应生成的原子利用率为100% 2．新情境【结合技术的反应路径考查过渡态能垒图的分析判断】（2026·河北·一模）在铜催化作用下甲醇无氧脱氢生产甲醛有两种可能路径，反应机理如下图所示(*表示吸附在催化剂表面，TS表示过渡态)。下列说法正确的是 A．路径1决速步骤为 B．路径2是甲醇脱氢制甲醛的主要路径 C．甲醇中的O-H键比C-H键易断裂 D．H-H键的键能为 3．新角度【结合技碳-碳键的构筑考查过渡态能垒图的分析判断】（2026·四川宜宾·一模）碳-碳键的构筑始终是有机化学研究的核心。在无水催化下，与苯反应生成叔丁基苯，反应历程的能量变化如下图(反应物的相对能量均为0，TS代表过渡态，IM代表中间体)。 下列说法错误的是 A．由C—Cl键键能和键键能可计算生成的 B．IM2中与苯环中大键电子云产生了相互作用 C．活化能： D．TS2到生成物过程放热，主要原因是苯环中形成了稳定的大π键 建议用时：75min 1．（2026·河北·一模）已知和CO在作用下发生的反应分两步进行，反应过程的能量变化如图。下列说法正确的是 A．决定总反应速率的是第二步 B．达到平衡后升高温度，的体积分数增大 C．改变了反应历程，也改变了反应的 D．第二步反应中有极性共价键的断裂和形成 2．新机理（2025·广东汕尾·一模）甲酸催化分解的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示。下列说法错误的是 A．X为 B．为反应的催化剂 C．该过程的决速步为Ⅱ→Ⅲ D．该过程的总反应为 3．（25-26高三上·河北承德·期中）碳酸亚乙烯酯是一种新型、理想的多功能合成子，广泛应用于丰富多样的有机合成转化中。N-芳基二氮杂萘酮(物质A)与碳酸亚乙烯酯(物质C)的环化反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A．是催化剂，HOAc是中间产物 B．反应过程中，各物质中涉及的 Rh的化合价有变化 C．反应过程中，存在极性键和非极性键的断裂与形成 D．物质F→G要经过加成反应和消去反应两步完成 4．新考法（25-26高三上·山东日照·期中）甲烷与H2O2转化制甲酸等物质的反应历程和能垒变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲烷制甲酸的反应是吸热反应 B．微粒ii和iii是反应的中间体 C．该过程的决速步是CH4→·CH3 D．该反应存在极性键、非极性键的断裂与形成 5．新背景（2025·四川泸州·一模）我国科学家用电催化还原法制甲酸，实现减排。反应过程中相对能量的变化如图所示(“*”表示催化剂，“”表示W的催化剂吸附状态)。下列说法错误的是 A．制甲酸的反应为吸热反应 B．制甲酸的决速步骤为② C．反应的活化能： D．制甲酸可表示为： 6．新考法（2025·浙江·一模）在光热催化剂Ti-CNO作用下合成有机物的机理如图所示(Ph代表苯基，·代表自由基)：下列叙述错误的是 A．TBAB是该反应的催化剂之一 B．用示踪原子标记的代替应得到 C．该反应涉及极性键的形成和断裂 D．理论上该反应的原子利用率为100% 7．新考法（2025·贵州六盘水·一模）丙烯是重要的化工原料，可用丙烷在催化剂a或b作用下发生脱氢反应制备，总反应方程式为，反应进程中相对能量变化如图所示[表示吸附态，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．其他条件相同时，催化剂a或b对丙烯的平衡产率无影响 C．与催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态较不稳定 D．①转化为②的进程中，决速步骤为变化 8．（2025·贵州贵阳·模拟预测）有机物M()是一种重要的电子化学品，可作电池的优良介质。将甲基环氧乙烷()转化为有机物M的催化机理如图所示，下列说法正确的是 A．只有共价键的断裂与形成 B．i与ii的手性碳原子个数不同 C．AcOH为中间体、KI为催化剂 D．总反应的原子利用率为100% 9．（2025·浙江·一模）三唑(平面结构)水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。根据上述反应机理，下列叙述不正确的是 A．三唑在反应循环中起催化作用 B．反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成 C．微粒和中碳原子和氮原子的杂化方式均为 D．换成，总反应为： 10．新催化剂（25-26高三上·福建龙岩·期中）CO2在催化剂—O—Ga—O—Zn—作用下加氢制甲醇，再通过催化剂SAPO-34制乙烯，反应历程如图所示（□表示氧原子空位，*表示微粒吸附在催化剂表面），下列说法正确的是 A．催化剂—O—Ga—O—Zn—降低CO2加氢制甲醇的，加快反应速率 B．CO2催化加氢制甲醇的总反应方程式： C．理论上，每产生1 mol乙烯，需消耗3 mol氢气 D．历程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成 11．（25-26高三上·江苏盐城·期中）以催化的反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．反应过程中有非极性共价键断裂和形成 B．反应过程中的化合价没有改变 C．催化剂参加了反应并降低了反应焓变 D．反应的化学方程式： 12．（2025·四川资阳·一模）推动CO2综合利用、实现碳中和是党中央的重大战略决策。CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是 A．步骤②反应的 B．物质从催化剂表面脱附的过程会释放能量 C．步骤③反应比步骤①快 D．步骤③的反应方程式为 13．（25-26高三上·四川广安·月考）碳酸氢钠催化氢化制备甲酸盐是现代储氢的新研究方向，可能的一种反应历程如图所示。 下列说法错误的是 A．物质L 和 R-NH2均为反应的催化剂 B．该反应每生成 1molHCOO-，转移的电子数为 2NA C．用 D2代替 H2，反应可得 DCOO- D．反应过程中只发生了极性键的断裂和形成，不存在非极性键的断裂和形成 14．（2025·广东清远·一模）丙烷催化氧化是制备丙烯的常见方法，采用羰基催化剂催化氧化丙烷的机理如图所示。下列说法正确的是 A．③中有C-C键的断裂 B．若参与反应，生成的水中含有的 C．丙烯存在顺反异构 D．总反应为 15．新考法——机理+过渡态（2025·河北·一模）我国科技工作者研发了通过稀土催化亚甲基环丙烷的选择性开环硅氢化串联反应得到硅杂环戊烷，反应机理和反应历程能量变化如图(其中R和R'均代表芳基)。下列说法错误的是 A．总反应为放热过程 B．该过程的总反应为 C．图示反应历程包含5个基元反应 D．该过程的总反应速率由循环2中A→D步骤决定 16．新考法——竞争反应（25-26高三上·四川绵阳·期中）在银的催化作用下，乙烯和氧气可以直接氧化生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)，反应过程如图所示。ads代表吸附态，下列说法错误的是 A．该反应中，乙烯的吸附过程要释放能量 B．中间体转化为EO(ads)的活化能为83kJ/mol C．生成两种产物的过程均有π键断裂和σ键生成 D．反应达平衡时，升高温度，乙烯的转化率增大 17．（25-26高三上·重庆·月考）在催化剂表面，和合成的反应历程和能量变化如图所示，催化剂表面上的物种用“*”标注。 已知：。下列说法正确的是 A．该反应决速步的反应方程式为： B．和合成的热化学方程式为：   C．若催化剂表面由平整表面改为粗糙表面，则制备的速率会加快 D．该历程中存在非极性键的断裂和形成 18．（2025·四川德阳·模拟预测）在钌(Ru)基催化剂条件下，用CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应过程如图所示，已知当生成4.6 g HCOOH(g)时放出热量3.12 kJ。 下列说法正确的是 A．物质I→Ⅱ的过程中存在非极性键的断裂与形成 B．物质Ⅱ为总反应的催化剂 C．物质Ⅲ中Ru的化合价为+3 D．合成HCOOH(g)的热化学方程式为： 19．（2025·云南文山·模拟预测）利用分子筛负载锰基催化剂可实现还原生成和，该过程的反应机理如下图所示，下列说法错误的是 A．IM2→IM3为该反应的决速步骤 B．IM3→IM4过程中参与反应 C．将替换为，反应可得 D．比稳定 20．新考法——无机+有机（2025·陕西安康·模拟预测）甲酸(HCOOH)是一种储氢容量较高且可再生的化学制氢材料，研究人员提出了在含钌化合物催化作用下利用甲酸和二氧化碳在低温条件循环可逆储氢，其储放氢的历程如图所示(“→”代表放氢过程，“⇢”代表储氢过程)。下列说法正确的是 A．放氢过程中环境酸性越强放氢速率越快 B．可通过调节CO2的分压来实现储放氢的循环 C．储放氢的过程中钌(Ru)的成键数目没有发生变化 D．含钌化合物提高了储氢过程的活化能，降低了放氢的过程的活化能 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 / 20 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 反应热、化学反应速率、化学平衡与反应机理 情境突破练 压轴提速练 1．新考法【结合新技术考查有机反应机理的分析判断】（2025·贵州毕节·一模）利用金属—有机框架材料可在温和条件下催化与转化为，其反应机理如图所示。下列说法错误的是 A．该过程中物质①是催化剂 B．该过程中有极性共价键的断裂和形成 C．物质③到④过程中，Fe元素的化合价未改变 D．与反应生成的原子利用率为100% 【答案】C 【解析】A．由机理图可知物质①从最开始参与反应，最后又生成物质①，故物质①是催化剂，A正确；B．如该过程中有C-H极性共价键的断裂，也有C-O极性共价键的形成，B正确；C．物质③到④过程中，物质③与CH4反应生成甲基自由基和物质④，CH4中C元素化合价升高（-4升为-3），物质③到物质④结构中，Fe的成键数发生改变，结合C元素化合价变化可知，Fe的价态降低，C错误；D．由机理图可知，该催化反应的总方程式为，原子利用率为100%，D正确；故答案选C。 2．新情境【结合技术的反应路径考查过渡态能垒图的分析判断】（2026·河北·一模）在铜催化作用下甲醇无氧脱氢生产甲醛有两种可能路径，反应机理如下图所示(*表示吸附在催化剂表面，TS表示过渡态)。下列说法正确的是 A．路径1决速步骤为 B．路径2是甲醇脱氢制甲醛的主要路径 C．甲醇中的O-H键比C-H键易断裂 D．H-H键的键能为 【答案】C 【解析】A．路径1的最大能垒是73.33 kJ·mol-1-(-37.63) kJ·mol-1=110.96 kJ·mol-1，决速步骤为CH3OH*=CH3O*+H*，A错误；B．路径1的最大能垒是110.96 kJ·mol-1，路径2的最大能垒是106.1 kJ·mol-1-(-37.63) kJ·mol-1=143.73 kJ·mol-1，所以路径1更容易进行，路径1是甲醇脱氢制甲醛的主要路径，B错误；C．过渡态1路径1断裂O－H键，路径2断裂C－H键，路径1比路径2能垒低，更容易进行，O－H键比C－H键易断裂，C正确；D．最后一步除了H－H键的形成还有分子的脱附能量的变化，所以H－H键的键能不是22.25 kJ·mol-1，D错误；故答案为：C。 3．新角度【结合技碳-碳键的构筑考查过渡态能垒图的分析判断】（2026·四川宜宾·一模）碳-碳键的构筑始终是有机化学研究的核心。在无水催化下，与苯反应生成叔丁基苯，反应历程的能量变化如下图(反应物的相对能量均为0，TS代表过渡态，IM代表中间体)。 下列说法错误的是 A．由C—Cl键键能和键键能可计算生成的 B．IM2中与苯环中大键电子云产生了相互作用 C．活化能： D．TS2到生成物过程放热，主要原因是苯环中形成了稳定的大π键 【答案】A 【分析】该反应是无水催化下与苯的傅 - 克烷基化反应，核心路径为：（生成IM1）；与苯作用，与苯环大键相互作用生成IM2；经过渡态TS1、TS2，最终消除生成叔丁基苯。整个过程中，键的断裂与形成、大键的相互作用主导能量变化，最终因苯环大键的稳定存在使反应完成，据此分析。 【解析】A．生成IM1的反应是与反应生成，该过程不仅涉及键断裂和键形成，还存在与的相互作用，不能仅通过键能和键能计算，A符合题意；B．IM2中带正电，苯环含大键（电子云较丰富），二者会产生静电吸引等相互作用，B不符合题意；C．活化能是过渡态与反应物（或对应中间物）的能量差，TS1对应的能量差为，TS2对应的能量差为，则，C不符合题意；D．TS2到生成物过程中，能量从3.8降至2.5，属于放热；生成物中苯环保持稳定的大键，体系能量降低，是放热的主要原因，D不符合题意；故选A。 建议用时：75min 1．（2026·河北·一模）已知和CO在作用下发生的反应分两步进行，反应过程的能量变化如图。下列说法正确的是 A．决定总反应速率的是第二步 B．达到平衡后升高温度，的体积分数增大 C．改变了反应历程，也改变了反应的 D．第二步反应中有极性共价键的断裂和形成 【答案】D 【解析】A．决定总反应速率的是反应历程中活化能最大的步骤，由图可知第一步反应的活化能在反应历程中最大，所以决定总反应速率的是第一步，A错误；B．由图可知总反应的反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，CO2的体积分数减小，B错误；C．Fe+是催化剂，改变了反应历程，降低了反应的活化能，但不改变反应的ΔH，C错误；D．第二步反应为，FeO+中极性共价键断裂，生成CO2时形成新的极性共价键，所以有极性共价键的断裂和形成，D正确；故答案选D。 2．新机理（2025·广东汕尾·一模）甲酸催化分解的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示。下列说法错误的是 A．X为 B．为反应的催化剂 C．该过程的决速步为Ⅱ→Ⅲ D．该过程的总反应为 【答案】C 【解析】A．对比Ⅲ和Ⅳ结构可知X为，A正确；B．反应前后没有变化，为反应的催化剂，B正确；C．活化能最大的反应为反应的决速步。结合图中信息，ⅣⅠ这一步反应活化能最大，所以该过程的决速步为ⅣⅠ，C错误；D．由图可知，该反应的反应物为HCOOH，生成物为和，所以该过程的总反应为，D正确；故答案选C。 3．（25-26高三上·河北承德·期中）碳酸亚乙烯酯是一种新型、理想的多功能合成子，广泛应用于丰富多样的有机合成转化中。N-芳基二氮杂萘酮(物质A)与碳酸亚乙烯酯(物质C)的环化反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A．是催化剂，HOAc是中间产物 B．反应过程中，各物质中涉及的 Rh的化合价有变化 C．反应过程中，存在极性键和非极性键的断裂与形成 D．物质F→G要经过加成反应和消去反应两步完成 【答案】B 【解析】A．催化剂在反应前后不变，图中[Rh(ⅠII)Cp*(OAc)2参与反应又生成，属于催化剂；HOAc是反应过程中生成又参与后续反应的物质，属于中间产物，故A正确；B．反应过程中Rh的化合价始终为+3价，比如[Rh(Ⅲ)Cp*(OAc)2]、物质B、D中连接3个原子，Rh在物质E中连接4个原子，而E中与O之间是配位键，不影响Rh的化合价，Rh的化合价未发生变化，故B错误；C．物质A→B中存在N-H、C-H等极性键的断裂，物质D→E中存在C-O极性键的断裂与形成，物质 C→D中存在碳碳双键变为碳碳单键，是非极性键的断裂，物质F→G中存在碳碳单键变为碳碳双键，是非极性键的形成，故C正确；D．物质F→G先通过加成反应构建结构，再通过消去反应脱去相关基团完成转化，故D正确；故选：B。 4．新考法（25-26高三上·山东日照·期中）甲烷与H2O2转化制甲酸等物质的反应历程和能垒变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲烷制甲酸的反应是吸热反应 B．微粒ii和iii是反应的中间体 C．该过程的决速步是CH4→·CH3 D．该反应存在极性键、非极性键的断裂与形成 【答案】C 【解析】A．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，即反应过程放热，则甲烷制甲酸的反应是放热反应，A错误；B．中间体是指反应过程中生成后又被消耗的物质。由反应历程图可知，微粒ii(CH3OOH)和iii(HOCH2OOH)生成后没有再被消耗，则不是反应的中间体，B错误；C．由左图可知，的活化能最高，活化能越高，反应速率越慢，属于该过程的决速步，C正确；D．反应中存在极性键(如C-H键等)的断裂与形成，也存在非极性键(O-O键)的断裂，但没有非极性键的形成，D错误；故选C。 5．新背景（2025·四川泸州·一模）我国科学家用电催化还原法制甲酸，实现减排。反应过程中相对能量的变化如图所示(“*”表示催化剂，“”表示W的催化剂吸附状态)。下列说法错误的是 A．制甲酸的反应为吸热反应 B．制甲酸的决速步骤为② C．反应的活化能： D．制甲酸可表示为： 【答案】C 【解析】A．由图可知，制甲酸的反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，A正确；B．一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，制甲酸的步骤中步骤②的活化能较高，反应速率最慢，因此决速步骤为步骤②，B正确；C．该催化反应的副反应为上面的一条曲线，活化能是活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，由图可知反应的活化能：，C错误；D．由图可知，制甲酸的反应中CO2和H2O是反应物，HCOOH是生成物，制甲酸可表示为：，D正确；故选C。 6．新考法（2025·浙江·一模）在光热催化剂Ti-CNO作用下合成有机物的机理如图所示(Ph代表苯基，·代表自由基)：下列叙述错误的是 A．TBAB是该反应的催化剂之一 B．用示踪原子标记的代替应得到 C．该反应涉及极性键的形成和断裂 D．理论上该反应的原子利用率为100% 【答案】B 【解析】A．TBAB在反应中参与反应(如步骤ii→iii提供Br⁻)，最终又重新生成(步骤v)，是该反应的催化剂之一，故A正确；B．反应物为，其18O原子在反应中通过开环、结合等过程得到产物，故B错误；C．反应中环氧丙烷的C-O极性键断裂，中间体形成C-Br极性键(后断裂)，最终产物形成C-O极性键，涉及极性键的形成和断裂，故C正确；D．反应物为Ph-环氧丙烷和二氧化碳，产物仅为目标有机物，催化剂Ti-CNO和TBAB循环使用，无副产物生成，所有原子均转化为产物，原子利用率100%，故D正确；故选：B。 7．新考法（2025·贵州六盘水·一模）丙烯是重要的化工原料，可用丙烷在催化剂a或b作用下发生脱氢反应制备，总反应方程式为，反应进程中相对能量变化如图所示[表示吸附态，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．其他条件相同时，催化剂a或b对丙烯的平衡产率无影响 C．与催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态较不稳定 D．①转化为②的进程中，决速步骤为变化 【答案】B 【解析】A．总反应中，反应物CH3CH2CH3(g)相对能量小于产物CH3CH=CH2(g)+H2(g)相对能量，为吸热反应，A错误；B．催化剂不影响平衡，故对丙烯的平衡产率无影响，B正确；C．由图可知，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错误；D．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或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H，D错误；故选B。 8．（2025·贵州贵阳·模拟预测）有机物M()是一种重要的电子化学品，可作电池的优良介质。将甲基环氧乙烷()转化为有机物M的催化机理如图所示，下列说法正确的是 A．只有共价键的断裂与形成 B．i与ii的手性碳原子个数不同 C．AcOH为中间体、KI为催化剂 D．总反应的原子利用率为100% 【答案】D 【解析】A．反应中KI的K+与I-间离子键断裂与形成，A错误；B．分子中所连的四个基团不同的饱和碳原子是手性碳原子，化合物i含一个手性碳原子，中*所示，化合物ⅱ含一个手性碳原子，中*所示，B错误；C．催化剂是反应前后不变，先参加后生成的物质，由图可知，催化剂有AcOH和KI，C错误；D．总反应是甲基环氧乙烷与CO2反应生成有机物 M，反应式为：，总反应的原子利用率为100%，D正确；故选D。 9．（2025·浙江·一模）三唑(平面结构)水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。根据上述反应机理，下列叙述不正确的是 A．三唑在反应循环中起催化作用 B．反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成 C．微粒和中碳原子和氮原子的杂化方式均为 D．换成，总反应为： 【答案】D 【解析】A．由机理图可知，在反应循环中，三唑作催化剂，A正确；B．反应过程中有中碳氧键的断裂和甲酸中的形成，故有极性键的断裂和形成，有N-N键断裂和中过氧键的形成，故有非极性键的断裂和形成，B正确；C．三唑是平面结构，也是平面结构，故其碳原子和氮原子均为杂化，中碳原子为杂化，C正确。 D．换成，生成，总反应为：，D错误；故选D。 10．新催化剂（25-26高三上·福建龙岩·期中）CO2在催化剂—O—Ga—O—Zn—作用下加氢制甲醇，再通过催化剂SAPO-34制乙烯，反应历程如图所示（□表示氧原子空位，*表示微粒吸附在催化剂表面），下列说法正确的是 A．催化剂—O—Ga—O—Zn—降低CO2加氢制甲醇的，加快反应速率 B．CO2催化加氢制甲醇的总反应方程式： C．理论上，每产生1 mol乙烯，需消耗3 mol氢气 D．历程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成 【答案】D 【解析】A．催化剂降低了反应的活化能，从而加快反应速率，但不能改变反应的，A错误；B．CO2催化加氢制甲醇的总反应方程式：，B错误；C．甲醇在催化剂SAPO-34作用下制乙烯的方程式为，结合两步反应可得关系式，故理论上，每产生1 mol乙烯，需消耗6 mol氢气，C错误；D．由图可知，反应历程中涉及极性键和非极性键的断裂，有极性键和非极性键的形成，D正确；故答案选D。 11．（25-26高三上·江苏盐城·期中）以催化的反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．反应过程中有非极性共价键断裂和形成 B．反应过程中的化合价没有改变 C．催化剂参加了反应并降低了反应焓变 D．反应的化学方程式： 【答案】A 【解析】A．反应中有氧气参与反应，且生成了氮气，所以反应过程中有非极性共价键断裂和形成，A正确；B．在题给的反应历程中，的成键数发生了改变，即的化合价发生了变化，B错误；C．催化剂只能改变化学反应速率，不能影响焓变，C错误；D．流程中有氧气的参与，反应的化学方程式：，D错误；故答案选A。 12．（2025·四川资阳·一模）推动CO2综合利用、实现碳中和是党中央的重大战略决策。CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是 A．步骤②反应的 B．物质从催化剂表面脱附的过程会释放能量 C．步骤③反应比步骤①快 D．步骤③的反应方程式为 【答案】B 【解析】A．由图可知，步骤②反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，反应的焓变小于0，Ａ正确；B．物质从催化剂表面脱附的过程会吸收能量，Ｂ错误；C．由图可知，步骤③反应的活化能小于步骤①反应，反应的活化能越大，反应速率越慢，所以步骤③反应比步骤①快，Ｃ正确；D．由图可知，步骤③反应的方程式为：，Ｄ正确；故选Ｂ。 13．（25-26高三上·四川广安·月考）碳酸氢钠催化氢化制备甲酸盐是现代储氢的新研究方向，可能的一种反应历程如图所示。 下列说法错误的是 A．物质L 和 R-NH2均为反应的催化剂 B．该反应每生成 1molHCOO-，转移的电子数为 2NA C．用 D2代替 H2，反应可得 DCOO- D．反应过程中只发生了极性键的断裂和形成，不存在非极性键的断裂和形成 【答案】D 【解析】A．催化剂在反应前后质量和化学性质不变，参与反应过程，由历程图可知，L在步骤①中被消耗，步骤④中再生；R-NH2在步骤②中被消耗，步骤③中再生，二者均符合催化剂定义，故A正确；B．中C为+4价，中C为+2价，生成1mol HCOO-时C元素得2 mol电子，转移电子数为2NA，故B正确；C．H2中的H原子参与中间产物生成，最终进入HCOO-，用D2代替H2时，D原子替代H原子，生成DCOO-，故C正确；D．反应中H2参与反应，H2分子内的H-H键为非极性键，反应时H-H键断裂，存在非极性键的断裂，故D错误；故选D。 14．（2025·广东清远·一模）丙烷催化氧化是制备丙烯的常见方法，采用羰基催化剂催化氧化丙烷的机理如图所示。下列说法正确的是 A．③中有C-C键的断裂 B．若参与反应，生成的水中含有的 C．丙烯存在顺反异构 D．总反应为 【答案】B 【解析】A．步骤③是中间产物转化为丙烯并分离，丙烷生成丙烯为脱氢反应，断裂的是C-H键形成C=C键，C-C键未断裂，A错误；B．O2参与步骤④生成含羟基的中间产物，步骤⑤中羟基结合生成H2O，故18O2中的18O会进入H2O，B正确；C．丙烯结构为CH2=CH-CH3，双键一端碳原子连接两个H原子，不满足顺反异构“双键两端碳各连不同基团”的条件，C错误；D．总反应方程式需配平，左侧O2含2个O，右侧H2O仅1个O，O原子不守恒，正确应为2C3H8+O2=2C3H6+2H2O，D错误；故选B。 15．新考法——机理+过渡态（2025·河北·一模）我国科技工作者研发了通过稀土催化亚甲基环丙烷的选择性开环硅氢化串联反应得到硅杂环戊烷，反应机理和反应历程能量变化如图(其中R和R'均代表芳基)。下列说法错误的是 A．总反应为放热过程 B．该过程的总反应为 C．图示反应历程包含5个基元反应 D．该过程的总反应速率由循环2中A→D步骤决定 【答案】B 【解析】A．根据整个反应历程可知最终生成物的相对能量比起始反应物相对能量低，则该总反应为放热过程，A正确；B．根据题干中的转化关系图，入环为反应物，出环为生成物，起始参与反应最后又生成的为催化剂其余为中间产物，结合反应机理图可知该过程的总反应为：，B错误；C．根据整个反应历程出现5次物质转化过程，由图知该反应历程包含5个基元反应，C正确；D．根据反应历程图可知，经历TS4的步骤活化能最大，反应速率最慢，所以总反应速率由循环2中A→D步骤决定，D正确；故答案为：B。 16．新考法——竞争反应（25-26高三上·四川绵阳·期中）在银的催化作用下，乙烯和氧气可以直接氧化生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)，反应过程如图所示。ads代表吸附态，下列说法错误的是 A．该反应中，乙烯的吸附过程要释放能量 B．中间体转化为EO(ads)的活化能为83kJ/mol C．生成两种产物的过程均有π键断裂和σ键生成 D．反应达平衡时，升高温度，乙烯的转化率增大 【答案】D 【解析】A．由图可知，反应物总能量低于产物总能量，乙烯的吸附过程为放热反应，需要释放能量，故A正确；B．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(-93 kJ·mol-1) -(-176 kJ·mol -1)=83 kJ·mol-1，故B正确；C．乙烯中有碳碳双键，与氧气反应，π键发生断裂，生成的乙醛和环氧乙烷中均有单键，形成新的σ键，故C正确；D．根据勒夏特列原理，升高温度会促使吸热反应方向进行。由于反应是放热的，升高温度会使平衡逆向移动，降低乙烯的转化率。因此，故D错误；故选D。 17．（25-26高三上·重庆·月考）在催化剂表面，和合成的反应历程和能量变化如图所示，催化剂表面上的物种用“*”标注。 已知：。下列说法正确的是 A．该反应决速步的反应方程式为： B．和合成的热化学方程式为：   C．若催化剂表面由平整表面改为粗糙表面，则制备的速率会加快 D．该历程中存在非极性键的断裂和形成 【答案】C 【解析】A．通常判定决速步需比较各步活化能最大者，图示中第一步（CO 吸附）虽然存在一定能垒，但并不是能垒最大的反应，所以不是决速步，故A 错误；B．由能量图可知，反应从 CO(g)+2H2(g) 的能量基准记为 0 eV，最终生成 CH3OH(g) 的相对能量约为 −1 eV，说明该总反应放热约 1 eV·mol-1=。因此和合成的热化学方程式为：  ，故B错误；C．催化剂表面由平整改为粗糙时，有效接触面积增大、活性中心增多，一般能提高反应速率，故C 正确；D．合成过程中需断裂 H–H（非极性键）,并形成C-O，O-H等极性共价键，没有非极性键的形成，故D 错误；故答案为C。 18．（2025·四川德阳·模拟预测）在钌(Ru)基催化剂条件下，用CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应过程如图所示，已知当生成4.6 g HCOOH(g)时放出热量3.12 kJ。 下列说法正确的是 A．物质I→Ⅱ的过程中存在非极性键的断裂与形成 B．物质Ⅱ为总反应的催化剂 C．物质Ⅲ中Ru的化合价为+3 D．合成HCOOH(g)的热化学方程式为： 【答案】D 【解析】A．物质I→Ⅱ的过程中，H₂参与反应，断裂H-H非极性键，但生成的Ru-H键为极性键（Ru为金属，H为非金属），且无新的非极性键形成，故不存在非极性键的形成，A错误；B．催化剂在反应前后质量和化学性质不变，物质Ⅱ是反应过程中生成的中间产物，后续与CO₂反应生成Ⅲ，但是不能确定其在反应前后质量和化学性质是否不变，B错误；C．物质Ⅲ中Ru与O原子成键，O通常显-2价，假设Ⅲ为电中性，设Ru化合价为x，若含2个O原子，则x + 2×(-2)=0，x=+4（或考虑HCOO⁻配体，每个-1价，2个配体为-2，x=+2），均非+3，C错误；D．4.6g HCOOH的物质的量为，放出3.12kJ热量，则1mol HCOOH生成时放热，热化学方程式正确，D正确；故答案选D。 19．（2025·云南文山·模拟预测）利用分子筛负载锰基催化剂可实现还原生成和，该过程的反应机理如下图所示，下列说法错误的是 A．IM2→IM3为该反应的决速步骤 B．IM3→IM4过程中参与反应 C．将替换为，反应可得 D．比稳定 【答案】C 【解析】A．决速步骤为反应历程中活化能最高的步骤，即过渡态（TS）能量最高的步骤。IM2→IM3对应的过渡态（TS1）能量变化最大，其活化能最大，则为决速步骤，A正确；B．由图中得，IM3→IM4的过程NO参与了反应，构建了新的中间体，B正确；C．H2O中的O来自反应物NOx，催化剂Z2-[MnO]2+中的O不参与产物H2O的形成；将MnO替换为Mn18O后，18O仍留在催化剂中，产物H2O不含18O，C错误；D．中间体能量越低越稳定，由图得Z2-[MnOH-NHNOH]2+（IM5）的能量低于Z2-[MnOH-NH2NO]2+（IM4），则前者更稳定，D正确；答案选C。 20．新考法——无机+有机（2025·陕西安康·模拟预测）甲酸(HCOOH)是一种储氢容量较高且可再生的化学制氢材料，研究人员提出了在含钌化合物催化作用下利用甲酸和二氧化碳在低温条件循环可逆储氢，其储放氢的历程如图所示(“→”代表放氢过程，“⇢”代表储氢过程)。下列说法正确的是 A．放氢过程中环境酸性越强放氢速率越快 B．可通过调节CO2的分压来实现储放氢的循环 C．储放氢的过程中钌(Ru)的成键数目没有发生变化 D．含钌化合物提高了储氢过程的活化能，降低了放氢的过程的活化能 【答案】B 【解析】A．放氢过程涉及HCOO-参与，酸性越强，H+浓度高会使HCOO-与H+结合生成HCOOH，导致反应物HCOO-浓度降低，反而抑制放氢速率，A错误；B．储氢过程需要CO2参与，放氢过程释放CO2，增大CO2分压可促进储氢，降低CO2分压可促进放氢，通过调节CO2分压能实现储放氢循环，B正确；C．由图可知，储放氢过程中，Ru的配位数变化，导致成键数目改变，C错误；D．催化剂降低所有反应的活化能，含钌化合物作为催化剂，会同时降低储氢和放氢过程的活化能，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！ 7 / 20 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $