第44～43天 押速率与平衡、反应机理【上好课】2026年高考化学60天冲刺

第43天 押反应机理 能垒图、决速步、中间体与催化剂的“箭头指向” （2025·广西·高考真题）某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图，表示活化能。下列说法错误的是例1 A．是反应的催化剂 B．步骤①发生了键断裂 C．反应速率：历程历程I D．反应热：历程历程I （2025·贵州·高考真题）用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有(主反应)、(副反应)，部分反应机理如图(TS表示过渡态，*表示吸附态)。例2 依据图示信息，下列说法正确的是 A．在PdZn催化剂表面解离的速率更快 B．在PdCu催化剂表面的更容易脱附 C．消耗相同质量的，选择PdZn催化剂有利于生成更多 D．若原料更换为，经历TS3后可生成 （2025·河北·高考真题）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，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下：例3 下列说法错误的是 A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV 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 （2024·贵州·高考真题）AgCN与可发生取代反应，反应过程中的C原子和N原子均可进攻，分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。例4 由图示信息，下列说法错误的是 A．从生成和的反应都是放热反应 B．过渡态TS1是由的C原子进攻的而形成的 C．Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱 D．生成放热更多，低温时是主要产物 （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，下列说法错误的是例5 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 “反应机理与历程”是高考化学中体现“微观探析”核心素养的重要题型，命题呈现“图像主导、能量标注、多步关联”的特点。试题常以催化剂参与的多步反应为背景，通过反应进程-能量图（纵坐标为相对能量，横坐标为反应进程），综合考查基元反应判断、决速步（能垒最大步骤）、活化能比较、反应热计算、催化剂作用、中间体与过渡态识别、化学键断裂与形成等。近年趋势是强化对多路径竞争反应（如生成不同产物的平行反应）的选择性分析，以及催化剂表面吸附态的微观过程理解，同时注重对“活化能与反应速率”“过渡态稳定性”等概念的深层辨析。预计2026年将继续以“陌生反应体系+能量历程图”的形式出现，要求学生从图像中提取关键能量数据，运用碰撞理论和过渡态理论进行推理。 常考的方向有： · 基元反应与总反应的判断：反应历程图中每两个能量平台之间的一个“峰”对应一个基元反应；多个基元反应加和为总反应。常见考点：历程中含4个基元反应；总反应由各步加和得到。 · 决速步（速率控制步骤）的确定：决速步是活化能（能垒）最大的基元反应，其过渡态能量最高。常见考点：某步骤活化能最大，为决速步；决速步的过渡态为TS某。 · 活化能的比较与计算：活化能 = 过渡态相对能量 - 该步反应物相对能量。活化能越大，反应速率越慢。常见考点：比较不同步骤活化能大小；计算某步骤的活化能数值。 · 反应热（ΔH）的判断与计算：总反应ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量；各基元反应ΔH = 该步产物能量 - 反应物能量。ΔH < 0为放热，ΔH > 0为吸热。常见考点：某步为吸热过程；总反应ΔH约为某值（注意单位eV与kJ/mol的换算）。 · 催化剂的作用与判断：催化剂在反应前后不变，参与反应但最终再生；催化剂降低活化能，加快反应速率，不改变平衡常数和平衡产率；选择性催化剂可改变主副反应速率比。常见考点：某物质为催化剂；催化剂不同导致决速步活化能不同。 · 中间体与过渡态的区分：中间体是反应过程中能量局部最低点（平台），可短暂稳定存在；过渡态是能量最高点（峰），无法分离。常见考点：某物种为中间体；某物种为过渡态。 · 化学键的断裂与形成：分析基元反应过程中共价键的变化（σ键、π键、极性键、非极性键）。常见考点：某步骤有σ键断裂和π键形成；有极性键断裂和形成；有非极性键断裂。 · 竞争反应与选择性：同一中间体经不同路径生成不同产物，活化能低的路径产物生成速率快（动力学控制），能量低的产物更稳定（热力学控制）。常见考点：低温下主要产物由活化能决定；高温下平衡向吸热方向移动，选择性可能变化。 · 决速步骤与浓度无关的情况：当决速步骤不涉及某一反应物时，该反应物的浓度变化不影响总反应速率。常见考点：(CH₃)₃CX在NaOH水溶液中反应速率与c(OH⁻)无关，因决速步为碳卤键离解。 · 吸附态与催化剂表面反应：催化剂表面可吸附反应物形成吸附态（用*表示），吸附态的能量通常低于自由态。常见考点：比较不同催化剂对同一物质的吸附稳定性（能量越低越稳定）。 · 能量单位换算与阿伏伽德罗常数：图中能量常以eV（电子伏特）为单位，1 eV/分子 ≈ 96.485 kJ/mol。常见考点：某步骤能垒为1.19 eV，若1 mol DMF完全转化释放能量需换算。 · 温度对反应速率和平衡的影响：升温使所有基元反应速率加快，但活化能大的步骤速率增加幅度更大；对放热反应，升温降低平衡产率。常见考点：升高温度可加快反应速率，但可能降低平衡转化率。 · 同位素示踪在机理推断中的应用：用同位素标记反应物，根据产物中同位素分布推断反应路径。常见考点：用D₂代替H₂，产物中可检测到CH₃OD和D₂O。 · 手性碳与立体化学：反应机理中若生成手性中心，需考虑产物的立体构型。常见考点：某产物分子中含4个手性碳原子。 · 氧化还原过程的判断：反应中若涉及加氧或脱氢，可判断为氧化反应。常见考点：甲烷转化为甲醇实现了甲烷的氧化。 一、有无催化剂的反应过程的能量变化比较 1．在无催化剂时，正反应的活化能为E1；逆反应的活化能为E2；此反应的焓变ΔH＝E1－E2，为放热(填“吸热”或“放热”，下同)反应。 2．在有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①的活化能为Ea1，为吸热反应，产物为总反应的中间产物；反应②的活化能为Ea2，为放热反应，总反应的焓变ΔH＝E1－E2。 3．催化剂的作用 （1）降低反应的活化能，但不影响反应热(ΔH)，加快了化学反应速率。 （2）决定总反应速率的步骤为反应①(填“反应①”或“反应②”)，判断的方法是Ea1大于Ea2。 二、反应历程能垒图 1．能垒与决速步骤 （1）能垒是指反应历程中各步变化中起始相对能量和过渡态相对能量的差值。 （2）能垒越大，反应速率越小，在多步反应中能垒最大的反应为决速步骤。 如上图中，催化剂2作用下，E(最大能垒)＝c－b。 2．竞争反应：相同反应物发生多个竞争反应时，能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 3．催化剂：催化剂1使能垒降低幅度较大，催化效果更好，但催化剂不能改变反应物和生成物的能量，催化剂的使用不能改变化学平衡，也不影响反应的ΔH。 4．反应能量变化：根据初始物质与最终产物之间的相对能量大小判断总反应的吸、放热情况，即“左高右低为放热”，ΔH<0；“左低右高为吸热”，ΔH>0。 三、“环式”催化机理图解读 1．“环式”催化机理图中微粒变化分析模型(如图) 2．催化历程中断键成键方式及化合价变化分析 【例】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 观察图示，分析该历程中断键和成键情况：有一个C—H和一个C==O断裂，形成一个C—C和一个O—H。 1．（2026·广西柳州·模拟预测）某合成尿素的总反应为  ，其反应的机理及能量变化如图所示，TS表示过渡态。下列说法错误的是 A．基元反应I为 B．基元反应Ⅱ中A为，该反应为总反应的决速步 C．若，合成尿素的总反应 D．合成尿素的总反应在高温下可自发进行 2．（2026·吉林·三模）已知甲酸发生分解反应可能有以下两种途径：①；②。一定温度下，使用某催化剂催化甲酸分解，反应历程如图。下列有关说法正确的是 A．任何条件下，反应①的选择性均优于反应② B．反应①过程中有碳氧键的断裂和形成 C．反应②为吸热反应 D．升高温度可提高CO纯度，故温度越高，CO生成效率越高 3．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）在药物合成领域，有机化学家发明了一种新的骨架编辑方法，该方法能在温和的反应条件下将邻氨基苯甲酰基直接插入惰性酰胺基中。该过程中物质的相对能量与反应历程的关系如图所示（TS表示过渡态，表示甲基，代表苯基）。下列说法正确的是 A．决速步骤的能垒为 B．反应中最稳定的过渡态是TS-1 C．步骤④中有极性键的断裂和形成 D．适当升高温度可加快速率和提高平衡产率 4．（2026·江西九江·二模）一定条件下，2，3-二甲基-1，3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行，第一步生成中间体M，第二步生成产物Z或W，表示如下。 反应进程及能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．2，3-二甲基-1，3-丁二烯含有4个电子的大键 B．低温条件下，开始发生反应的短时间内W为主要产物 C．达到平衡时，Z的含量小于W D．达到平衡后，恒温条件下加入液溴，不变 5．（2026·湖南郴州·三模）某科研团队以可再生纳米碳—羰基材料为催化剂，催化烷烃氧化脱氢反应，其基元反应和能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．该历程含4个基元反应 B．过渡态Ⅳ的氧化性大于过渡态Ⅱ C．反应历程中仅有极性键的断裂和生成 D．乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂 6．（2026·贵州毕节·二模）在NaOH水溶液中发生反应的机理如图所示。下列说法正确的是 A．取代反应是吸热反应，消去反应是放热反应 B．取代反应中羟基进攻H原子，消去反应中羟基进攻C原子 C．NaOH水溶液中发生取代反应比发生消去反应更难 D．水溶液中化学反应的选择性取代由Br原子电负性决定 7．（2026·湖南邵阳·二模）在催化剂X或催化剂Y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  ，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，中部分进程已省略)。 下列说法错误的是 A． B．①转化为②的进程中，决速步骤为 C．被催化剂X吸附得到的吸附态更稳定 D．催化剂Y作用下丙烯的产率更高 8．（2026·湖北随州·二模）人体血液内排出不足会引起呼吸性酸中毒，反之会引起呼吸性碱中毒。碳酸酐酶(CA)是一种含锌金属酶，可催化人体中二氧化碳的可逆水合。碳酸酐酶催化与反应(途径a)、无催化下与反应(途径b)的机理如下图所示，His代表组氨酸。下列说法错误的是 A．His中的氮原子②比氮原子①更容易与形成配位键 B．碳酸酐酶(CA)中键角比中键角大 C．碳酸酐酶(CA)活性不足可能会造成呼吸性碱中毒 D．，途径a决速步的过渡态为 9．（2026·河北邢台·一模）三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N，N-二甲基甲酰胺[，简称DMF]转化为三甲胺。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图示(*表示物质吸附在铜催化剂上)，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．该历程中决速步骤为 B．该历程中的最大能垒(活化能)为 C．升高温度可以加快反应速率，并提高DMF的平衡转化率 D．若1 mol DMF完全转化为三甲胺，则会释放出的能量 10．（2026·四川广元·二模）研究表明，Rh(I)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(I)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示［其中TS表示过渡态，Rh(I)配合物简写为TN］，关于反应历程说法正确的是 A．反应历程中只有做催化剂 B．增大LiI的用量，甲醇的平衡转化率增大 C．总反应为 D．经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4的活化能较高 11．（2026·山东·模拟预测）常温常压下利用铜基催化剂实现单个二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法不正确的是 A．生成是化学反应的决速步骤 B．总反应的约为 C．的过程中有极性键的形成和有非极性键的断裂 D．若用代替，最终产物中可能检测到和 12．（2026·山西吕梁·二模）实验表明，其他条件相同时，一定范围内，(CH3)3CX(X为Br或I)在NaOH水溶液中发生反应生成(CH3)3COH的速率与无关。该反应过程的能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．总反应的 B．中C的杂化方式不完全相同 C．该反应速率与无关的原因主要是不参与① D．X为Br时的和均不等于X为I时的和 13．（2026·北京顺义·一模）我国科学家制备出一种铜基催化剂用于催化甲醇水蒸气重整制氢，主要反应过程如下(和未画出)。 已知；Cu基催化剂中的和为催化活性位点；只参与上的反应。 下列说法不正确的是 A．过程Ⅱ→Ⅲ是催化甲醇水蒸气重整制氢的决速步骤 B．在位点发生的总反应为 C．位点上的反应中，参与反应的与最终生成的的物质的量之比为1：2 D．Ⅰ→Ⅶ反应过程中，有四个过程均存在键的断裂与键的形成 14．（2026·山东·模拟预测）马来酸酐与呋喃可发生反应获得或，过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．无法依据质谱区分和 B．每个和中均含4个手性碳原子 C．升高体系温度，生成速率的增加程度大 D．升高体系温度，再次平衡后选择性上升 8 / 14 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第44天 押速率与平衡 v-t图、转化率-温度图、勒夏特列“标志性”应用 （2025·广西·高考真题）常温下，浓度均为的和混合溶液体系，存在竞争反应：例1 I． II． 初始的条件下，含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图（忽略其他反应）。下列说法正确的是 A．曲线②表示的微粒为 B．内，逐渐减小 C．内， D．体系中时，反应I达到平衡状态 （2025·江西·高考真题）一定压强下，乙烯水合反应为：例2 已知： 气体均视为理想气体，下列说法正确的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向左移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， （2025·江苏·高考真题）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应：例3 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 （2025·山东·高考真题）在恒容密闭容器中，热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：温度时，完全分解；体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是例4 A．a线所示物种为固相产物 B．温度时，向容器中通入，气相产物分压仍为 C．小于温度时热解反应的平衡常数 D．温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 （2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。例5 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 “化学平衡与速率”是高考化学反应原理模块的核心内容，命题呈现“图像主导、多反应耦合、定量计算融合”的特点。试题常以多反应竞争体系（如CO₂加氢、甲烷重整、甘油重整等）为载体，通过转化率-温度图、选择性-温度图、浓度-时间图等复杂图像，综合考查反应速率比较、平衡常数计算、平衡移动方向、催化剂影响、反应热判断、投料比与产率分析等。近年趋势是强化对多反应体系中竞争与协同关系的理解，以及速率方程与平衡常数的关联，同时注重对“未达平衡时的速率判断”（如M点v正>v逆）和“实验值与平衡值的对比分析”。预计2026年将继续以“陌生反应体系+多维图像”的形式出现，要求学生在复杂信息中提取关键数据，运用勒夏特列原理、速率-平衡关系进行推理。 常考的方向有： · 反应速率的计算与比较：根据浓度-时间图像或数据，计算平均反应速率（v = Δc/Δt）。注意：同一反应不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比；速率大小受浓度、温度、催化剂影响。常见考点：0~2s内HClO的平均消耗速率；0~3h内异山梨醇的生成速率。 · 平衡常数的计算与应用：平衡常数Kc或Kp表达式及数值计算。需注意：固相不写入表达式；Kp中气体分压用物质的量分数×总压。常见考点：根据转化率数据计算K；比较不同温度下K的大小判断反应热。 · 反应热的判断（吸热/放热）：根据温度升高对平衡转化率或产物的影响，判断ΔH的正负。常见考点：升温CO₂转化率升高→吸热反应；升温CH₃OH选择性降低→放热反应。 · 多反应竞争体系的分析：同时发生多个反应时，需通过选择性（如CH₃OH选择性、CO选择性）判断主副反应，结合原子守恒、元素守恒计算各产物物质的量。常见考点：甘油重整中H₂、CO、CH₄、CO₂的物质的量曲线归属；CO₂加氢中甲醇与CO的选择性随温度变化。 · 图像中“拐点”与平衡状态的判断：转化率-温度图中，转化率先升后降的“拐点”对应恰好达到平衡；相同温度下实验值低于平衡值说明未达平衡；反应时间相同但转化率不同，可能因速率差异或已达平衡。常见考点：M点未达平衡时v正>v逆；c点所示条件下反应正向进行。 · 压强对平衡的影响：气体分子数增大的反应，加压平衡逆向移动；气体分子数减小的反应，加压正向移动；等体积反应不受压强影响。常见考点：比较不同压强下转化率大小确定压强顺序；加压对H₂物质的量的影响。 · 催化剂对速率和平衡的影响：催化剂同等降低正逆反应活化能，加快反应速率，但不改变平衡常数和平衡转化率；选择性催化剂可改变主副反应的速率比。常见考点：高效催化剂可提高未达平衡时的转化率；催化剂不改变平衡曲线重合性。 · 投料比（氢碳比等）对转化率的影响：增大一种反应物的比例，可提高另一种反应物的平衡转化率。常见考点：氢碳比越大，CO₂平衡转化率越高；曲线a、c投料比不同导致转化率差异。 · 速率常数与活化能的关系：阿伦尼乌斯公式：k = A·e^(-Ea/RT)，温度升高k增大；Ea越大，温度对k影响越显著。常见考点：正逆反应速率常数k正、k逆与平衡常数K的关系（K=k正/k逆）。 · 平衡分压与总压的计算：根据反应三段式，计算平衡时各组分物质的量，进而求分压（p_i = (n_i/n_total) × P总）。常见考点：T3K下平衡时CO₂的分压。 · 浓度-时间图像中物质的归属：反应物浓度随时间减小，生成物增大；中间产物先增后减。常见考点：X、Y、Z分别对应反应物、中间体、最终产物。 · 转化率-温度图像中曲线重合的原因：不同压强下转化率曲线在高温区接近重合，可能因为反应前后气体分子数不变（压强不影响平衡），或催化剂失活（较少见）。常见考点：CO₂加氢制甲醇中高温时以反应ii为主（气体分子数不变），故不同压强下曲线重合。 · 绝热条件下体积变化对平衡的影响：绝热条件下压缩体积，温度因反应放热或吸热而改变，需综合判断。常见考点：绝热缩小体积，反应1逆向移动（放热）使温度升高，进而影响反应2。 · 速率方程与反应级数的推断：根据v = k·c(A)^m·c(B)^n，结合实验数据推断反应级数。常见考点：某反应速率方程v正=k正·c(NO)·c(CO)。 · 产率与选择性的优化：通过控制温度、压强、投料比、催化剂、反应时间等，提高目标产物的产率。常见考点：降低温度并控制反应时间可提高中间产物Y的产率。 1．两种典型的图像 （1）转化率（或百分含量）温度图像 图1 图2 【分析关键】表示两个外界条件同时变化时，反应物的转化率变化情况，分析这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量（温度、压强）之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。例如，图1中，当压强相等（任意一条等压线）时，升高温度，的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，即正反应为吸热反应；当温度相等时，在图1中作垂线，与三条等压线交于三点，这三点自下而上压强增大，且的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应为气体体积减小的反应。 （2）转化率（或百分含量）压强图像 图3 图4 【分析关键】图3中，当温度相等（任意一条等温线）时，增大压强，的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应为气体体积减小的反应；当压强相等时，在图3中作垂线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上温度降低，且的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。 2．几种特殊的图像 （1）转化率—温度 （2）—温度 （3）对于 （4）对于化学反应：,点以前表示从反应物开始反应，；点为刚达到平衡的点；点以后为平衡受温度的影响情况，即升高温度，的百分含量增加或的百分含量减少，平衡逆向移动，故正反应的。 同类的模型如下： 3．速率、平衡图像题解答四步骤 4．结合图像分析实际生产中反应的最佳条件 条件 原则 从化学反应速率分析 非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率（或产品产率）的影响 从化学平衡移动分析 平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响 从催化剂的活性分析 注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主副反应的选择性的影响 综合分析 既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，还要考虑设备要求 1．（2026·北京·一模）催化加氢合成能实现碳的循环利用。一定压强下，与在密闭容器中发生的主要反应如下： Ⅰ： ； Ⅱ： 。 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如下图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 注：[选择性] 下列说法不正确的是 A．该测定实验体系未达到化学平衡状态 B．由图像可以分析出反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应 C．相同温度下，选择性的实验值大于平衡值，说明反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ D．260∼280℃，转化率平衡值随温度升高而增大，说明随温度升高反应Ⅰ平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度 2．（2026·天津南开·一模）在容积可变的密闭容器中，充入和发生反应：。在不同压强下，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A．压强： B．化学平衡常数： C．反应容器的体积： D．的平衡转化率： 3．（2026·四川成都·二模）恒温下，在体积恒为的密闭容器中充入一定量，发生反应：YZ。 其速率方程分别为以及，其中、为速率常数，实验测得各气体物质的量与时间关系如图。下列说法错误的是 A．曲线乙表示随时间变化的曲线 B．内平均速率 C．随减小，反应①和反应②的速率都将减小 D．欲提高的产率，可降低温度并控制反应时间 4．（2026·北京顺义·一模）CO催化还原NO生成和可以同时实现两种有害气体的有效脱除，因而成为治理烟气的最理想方案之一、将组成一定的CO与NO混合气体通入恒容密闭容器中，主要反应过程为： ⅰ．   ⅱ．   不同温度下，反应相同时间，反应体系中各气体的物质的量浓度随温度的变化如图。 已知：NO的脱除率 下列说法不正确的是 A．CO与NO反应生成与的热化学方程式为：   B．y曲线代表的物质是 C．450℃时，NO的脱除率约为60% D．450℃比350℃更有利于CO、NO的有效脱除 5．（2026·北京房山·一模）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，后异山梨醇浓度不再变化。下列说法不正确的是 A．异山梨醇在内平均反应速率为 B．加入催化剂能降低反应②的活化能 C．该温度下的平衡常数： D．反应③速率在后降为0 6．（2026·陕西西安·模拟预测）甘油（）水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达到平衡状态时，体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法错误的是 A．曲线①表示的物质的量 B．平衡时，体系中甘油已反应完全 C．其他条件不变，加压不利于增大平衡时的物质的量 D．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 7．（2026·河北保定·一模）向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol M和2 mol N，发生如图1所示的反应，不同物质的物质的量随反应时间(t)的变化如图2所示。40 min时各物质浓度保持不变。下列说法正确的是 A．反应③的活化能小于反应②的活化能 B．反应①的平衡常数大于反应②的平衡常数 C．升高温度，可提高平衡时产物中X的占比 D．平衡后，若再充入0.20 mol Y、0.40 mol Z，反应③的v正<v逆 8．（2026·湖南怀化·一模）循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ、   Ⅱ、   Ⅲ、   100 kPa下，在密闭容器中1 mol 和1 mol 发生反应。达到平衡时，反应物(、)的转化率和生成物(、)的选择性(含碳生成物的选择性)随温度变化关系如图1(反应Ⅲ在360℃以下不考虑)，图1中点M附近区域放大图如图2。下列说法不正确的是 A．曲线c表示的选择性 B．点M温度下，反应Ⅱ的 C．在550℃下达到平衡时， D．500～600℃，随温度升高平衡转化率下降的原因可能为反应Ⅱ平衡逆向移动生成的多于反应Ⅲ平衡正向移动消耗的 9．（2026·江苏苏州·模拟预测）催化加氢制甲醇发生的反应有： i．   ii．   iii．   将和按通入密闭容器中发生反应，测得不同压强下的平衡转化率以及相同压强下和CO选择性[选择性：]随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．相同压强下，从到，的平衡产率先降低后逐渐增大 B．的选择性曲线为b C．由大到小的顺序为 D．三条曲线接近重合的原因是催化剂失去活性 10．（2026·山东枣庄·二模）甲烷化反应：  ，在体积相同的多个恒容密闭容器中，分别充入1mol 和4mol 发生上述反应，在不同温度下反应相同时间，测得、、的转化率与温度关系如图所示。已知该反应的速率方程为、，其中，为速率常数，只受温度影响。下列说法正确的是 A．曲线MH代表的是 B．反应的活化能 C．c点时， D．T3K下，体系的平衡压强为p，则的平衡分压为p/5 11．（2026·山东淄博·一模）将和按不同投料比或1，以不同流速通入反应器中，分别在360℃、400℃下发生反应：  。min时，HCl流速与HCl转化率关系如图所示。较低流速下转化率可近似为平衡转化率；曲线a、b所示反应中投料比相同、温度不同，曲线a、c温度相同，投料比不同。下列说法正确的是 A．曲线a投料比 B．平衡常数： C．使用高效催化剂可提高M点HCl的转化率 D．HCl转化率P点大于N点，原因为P点温度高，反应速率快 12．（2026·重庆·模拟预测）与重整生成CO和的过程中发生的主要反应如下： 反应1：   反应2：   在恒压密闭容器中通入等体积的和，不同温度下发生反应，测得和的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是 A．升高温度反应1正向移动，反应2逆向移动 B．绝热条件下缩小体积，反应1逆向移动，反应2不移动 C．由图推知体系中可能存在反应 D．改用适当的催化剂，可以使两条曲线重合 13．（2026·四川广元·二模）T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol NO2，发生反应：2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率如图所示，下列说法错误的是 A．逆反应速率：v(a)>v(b)>v(c) B．T℃时，该反应的化学平衡常数为 C．图中c点所示条件下，v正>v逆 D．容器内的压强：p(a)：p(b)>6：7 14．（2026·湖南长沙·模拟预测）在恒容密闭容器中发生反应 。某压强下起始时按照不同氢碳比投料，测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．a点起始充入，5min后达到平衡状态，则0~5min内， C．氢碳比：①＜②＜③ D．一定温度下，容器中的分压不再改变时，该反应已达到化学平衡状态 2 / 15 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第43天 押反应机理 能垒图、决速步、中间体与催化剂的“箭头指向” （2025·广西·高考真题）某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图，表示活化能。下列说法错误的是例1 A．是反应的催化剂 B．步骤①发生了键断裂 C．反应速率：历程历程I D．反应热：历程历程I 【答案】D 【解析】A．由图可知，在反应历程中先被消耗，后又生成，是反应的催化剂，A正确；B．由图可知，步骤①中转化为，发生了键断裂，B正确；C．由图可知，历程I中活化能最大为112.8kJ/mol(决速步)，历程II中活化能最大为91.5kJ/mol(决速步)，活化能越大，反应速率越慢，则反应速率：历程历程I，C正确；D．由图可知，历程和历程I起始反应物和最终生成物相同，反应热相等，D错误；故选D。 （2025·贵州·高考真题）用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有(主反应)、(副反应)，部分反应机理如图(TS表示过渡态，*表示吸附态)。例2 依据图示信息，下列说法正确的是 A．在PdZn催化剂表面解离的速率更快 B．在PdCu催化剂表面的更容易脱附 C．消耗相同质量的，选择PdZn催化剂有利于生成更多 D．若原料更换为，经历TS3后可生成 【答案】D 【解析】A．由主反应历程图可以看出，在PdZn催化剂表面解离时，达到TS4过渡态所需活化能为1.0 eV；在PdCu催化剂表面解离时，达到TS4过渡态所需活化能为0.93 eV。反应活化能越小，反应速率越快。因此，在PdCu表面解离的速率更快，A错误；B．由副反应历程图可以看出，从PdZn表面脱附形成所需的能量为0.21 eV；从PdCu表面脱附所需的能量为0.83 eV。从PdCu表面脱附所需能量更多，因此更难脱附，B错误；C．由选项A和选项B的分析可知，与PdZn相比，在PdCu表面解离速率更快，可以生成更多。通过增大反应物的浓度促进主反应的进行。从副反应历程图可以看出，在PdCu表面更难脱附，通过增大生成物浓度抑制副反应的进行。因此PdCu对主反应的选择性更强。从题干给出的反应方程式可以看出，进行主反应时，每消耗1 mol 可以生成3 mol 。因此消耗相同质量的，选择PdCu催化剂有利于生成更多，C错误；D．结合主反应历程图可以看出，会被吸附在催化剂表面并转化为，之后经历TS3步骤转化为。与之类似，在催化剂表面会转化为。经历TS3之后，转化为，D正确；故答案选D。 （2025·河北·高考真题）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，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下：例3 下列说法错误的是 A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV 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】A．观察历程图可知，反应ⅰ中的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成和，此时的相对能量为0.05eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确；B．反应ⅱ中因脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV-0.70eV=2.69eV，B正确；C．反应ⅲ从生成经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确；D．整反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误； 故选D。 （2024·贵州·高考真题）AgCN与可发生取代反应，反应过程中的C原子和N原子均可进攻，分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。例4 由图示信息，下列说法错误的是 A．从生成和的反应都是放热反应 B．过渡态TS1是由的C原子进攻的而形成的 C．Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱 D．生成放热更多，低温时是主要产物 【答案】D 【解析】A．由反应历程及能量变化图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物，故从生成和的反应都是放热反应，A项正确；B．与Br原子相连的C原子为，由反应历程及能量变化图可知，过渡态TS1是由CN-的C原子进攻的，形成碳碳键，B项正确；C．由反应历程及能量变化图可知，后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物，分别断开的是和，且后者吸收更多的能量，故Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱，C项正确；D．由于生成所需要的活化能高，反应速率慢，故低温时更容易生成，为主要产物，D项错误；故选D。 （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，下列说法错误的是例5 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 【解析】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。 “反应机理与历程”是高考化学中体现“微观探析”核心素养的重要题型，命题呈现“图像主导、能量标注、多步关联”的特点。试题常以催化剂参与的多步反应为背景，通过反应进程-能量图（纵坐标为相对能量，横坐标为反应进程），综合考查基元反应判断、决速步（能垒最大步骤）、活化能比较、反应热计算、催化剂作用、中间体与过渡态识别、化学键断裂与形成等。近年趋势是强化对多路径竞争反应（如生成不同产物的平行反应）的选择性分析，以及催化剂表面吸附态的微观过程理解，同时注重对“活化能与反应速率”“过渡态稳定性”等概念的深层辨析。预计2026年将继续以“陌生反应体系+能量历程图”的形式出现，要求学生从图像中提取关键能量数据，运用碰撞理论和过渡态理论进行推理。 常考的方向有： · 基元反应与总反应的判断：反应历程图中每两个能量平台之间的一个“峰”对应一个基元反应；多个基元反应加和为总反应。常见考点：历程中含4个基元反应；总反应由各步加和得到。 · 决速步（速率控制步骤）的确定：决速步是活化能（能垒）最大的基元反应，其过渡态能量最高。常见考点：某步骤活化能最大，为决速步；决速步的过渡态为TS某。 · 活化能的比较与计算：活化能 = 过渡态相对能量 - 该步反应物相对能量。活化能越大，反应速率越慢。常见考点：比较不同步骤活化能大小；计算某步骤的活化能数值。 · 反应热（ΔH）的判断与计算：总反应ΔH = 生成物总能量 - 反应物总能量；各基元反应ΔH = 该步产物能量 - 反应物能量。ΔH < 0为放热，ΔH > 0为吸热。常见考点：某步为吸热过程；总反应ΔH约为某值（注意单位eV与kJ/mol的换算）。 · 催化剂的作用与判断：催化剂在反应前后不变，参与反应但最终再生；催化剂降低活化能，加快反应速率，不改变平衡常数和平衡产率；选择性催化剂可改变主副反应速率比。常见考点：某物质为催化剂；催化剂不同导致决速步活化能不同。 · 中间体与过渡态的区分：中间体是反应过程中能量局部最低点（平台），可短暂稳定存在；过渡态是能量最高点（峰），无法分离。常见考点：某物种为中间体；某物种为过渡态。 · 化学键的断裂与形成：分析基元反应过程中共价键的变化（σ键、π键、极性键、非极性键）。常见考点：某步骤有σ键断裂和π键形成；有极性键断裂和形成；有非极性键断裂。 · 竞争反应与选择性：同一中间体经不同路径生成不同产物，活化能低的路径产物生成速率快（动力学控制），能量低的产物更稳定（热力学控制）。常见考点：低温下主要产物由活化能决定；高温下平衡向吸热方向移动，选择性可能变化。 · 决速步骤与浓度无关的情况：当决速步骤不涉及某一反应物时，该反应物的浓度变化不影响总反应速率。常见考点：(CH₃)₃CX在NaOH水溶液中反应速率与c(OH⁻)无关，因决速步为碳卤键离解。 · 吸附态与催化剂表面反应：催化剂表面可吸附反应物形成吸附态（用*表示），吸附态的能量通常低于自由态。常见考点：比较不同催化剂对同一物质的吸附稳定性（能量越低越稳定）。 · 能量单位换算与阿伏伽德罗常数：图中能量常以eV（电子伏特）为单位，1 eV/分子 ≈ 96.485 kJ/mol。常见考点：某步骤能垒为1.19 eV，若1 mol DMF完全转化释放能量需换算。 · 温度对反应速率和平衡的影响：升温使所有基元反应速率加快，但活化能大的步骤速率增加幅度更大；对放热反应，升温降低平衡产率。常见考点：升高温度可加快反应速率，但可能降低平衡转化率。 · 同位素示踪在机理推断中的应用：用同位素标记反应物，根据产物中同位素分布推断反应路径。常见考点：用D₂代替H₂，产物中可检测到CH₃OD和D₂O。 · 手性碳与立体化学：反应机理中若生成手性中心，需考虑产物的立体构型。常见考点：某产物分子中含4个手性碳原子。 · 氧化还原过程的判断：反应中若涉及加氧或脱氢，可判断为氧化反应。常见考点：甲烷转化为甲醇实现了甲烷的氧化。 一、有无催化剂的反应过程的能量变化比较 1．在无催化剂时，正反应的活化能为E1；逆反应的活化能为E2；此反应的焓变ΔH＝E1－E2，为放热(填“吸热”或“放热”，下同)反应。 2．在有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①的活化能为Ea1，为吸热反应，产物为总反应的中间产物；反应②的活化能为Ea2，为放热反应，总反应的焓变ΔH＝E1－E2。 3．催化剂的作用 （1）降低反应的活化能，但不影响反应热(ΔH)，加快了化学反应速率。 （2）决定总反应速率的步骤为反应①(填“反应①”或“反应②”)，判断的方法是Ea1大于Ea2。 二、反应历程能垒图 1．能垒与决速步骤 （1）能垒是指反应历程中各步变化中起始相对能量和过渡态相对能量的差值。 （2）能垒越大，反应速率越小，在多步反应中能垒最大的反应为决速步骤。 如上图中，催化剂2作用下，E(最大能垒)＝c－b。 2．竞争反应：相同反应物发生多个竞争反应时，能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 3．催化剂：催化剂1使能垒降低幅度较大，催化效果更好，但催化剂不能改变反应物和生成物的能量，催化剂的使用不能改变化学平衡，也不影响反应的ΔH。 4．反应能量变化：根据初始物质与最终产物之间的相对能量大小判断总反应的吸、放热情况，即“左高右低为放热”，ΔH<0；“左低右高为吸热”，ΔH>0。 三、“环式”催化机理图解读 1．“环式”催化机理图中微粒变化分析模型(如图) 2．催化历程中断键成键方式及化合价变化分析 【例】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 观察图示，分析该历程中断键和成键情况：有一个C—H和一个C==O断裂，形成一个C—C和一个O—H。 1．（2026·广西柳州·模拟预测）某合成尿素的总反应为  ，其反应的机理及能量变化如图所示，TS表示过渡态。下列说法错误的是 A．基元反应I为 B．基元反应Ⅱ中A为，该反应为总反应的决速步 C．若，合成尿素的总反应 D．合成尿素的总反应在高温下可自发进行 【答案】D 【解析】A．基元反应Ⅰ为与1分子反应生成，剩余1分子未参与该步反应，符合反应机理，A正确； B．根据原子守恒，总反应生成尿素和，故A为；基元反应活化能为过渡态能量减去该步反应物能量，反应I活化能为，反应Ⅱ活化能为，反应Ⅲ活化能为，反应Ⅱ活化能最大，为总反应决速步，B正确； C．总反应焓变生成物总能量反应物总能量，反应物能量为，生成物能量为，故，C正确； D．由总反应方程式可知，该反应为气体分子数减小的反应，故ΔS< 0；结合，根据反应自发进行的复合判据ΔG=ΔH-TΔS< 0，该反应在低温下能自发进行，D错误；故选D。 2．（2026·吉林·三模）已知甲酸发生分解反应可能有以下两种途径：①；②。一定温度下，使用某催化剂催化甲酸分解，反应历程如图。下列有关说法正确的是 A．任何条件下，反应①的选择性均优于反应② B．反应①过程中有碳氧键的断裂和形成 C．反应②为吸热反应 D．升高温度可提高CO纯度，故温度越高，CO生成效率越高 【答案】B 【解析】A．从反应历程可知，反应①的活化能小于反应②的活化能，反应①速率大于反应②，则说明在该温度下催化剂对反应①的选择性优于反应②，但温度不同，催化剂的活性不同，则其他条件下，反应①的选择性不一定优于反应②，A错误；B．反应①过程的步骤：，中的碳氧键会断裂，同时生成CO时有新的碳氧键形成，所以反应①过程中有碳氧键的断裂和形成，B正确；C．从反应历程图可知，反应②的生成物总能量低于反应物总能量，则反应②是放热反应，C错误；D．反应①为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的生成量增大；反应②为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故在一定温度范围内升高温度，CO的生成量增大，可提高CO纯度，但温度过高，可能使催化剂活性降低，反应①的选择性降低，导致CO生成效率降低，D错误；故选B。 3．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）在药物合成领域，有机化学家发明了一种新的骨架编辑方法，该方法能在温和的反应条件下将邻氨基苯甲酰基直接插入惰性酰胺基中。该过程中物质的相对能量与反应历程的关系如图所示（TS表示过渡态，表示甲基，代表苯基）。下列说法正确的是 A．决速步骤的能垒为 B．反应中最稳定的过渡态是TS-1 C．步骤④中有极性键的断裂和形成 D．适当升高温度可加快速率和提高平衡产率 【答案】C 【解析】A．图中能量单位为eV（每分子），未换算为mol-1（需乘以阿伏伽德罗常数），且题干未提供换算依据，不能直接写作 eV·mol-1，A错误；B．各过渡态能量：TS-1 (15.0 eV) > TS-2 (1.5 eV) > TS-4 (-0.7 eV) > TS-3 (-16.0 eV)，故最稳定的是 TS-3，B错误；C．步骤④是中间体INT-4转化为产物的过程，该过程涉及极性键N-H和C-N的断裂，以及极性键C=O的形成，符合极性键断裂与形成的特征，C正确；D．反应总焓变ΔH=-38.2 eV<0，为放热反应。升温虽加快速率，但使平衡左移，降低平衡产率，D错误；故答案选C。 4．（2026·江西九江·二模）一定条件下，2，3-二甲基-1，3-丁二烯与溴单质发生液相加成反应分两步进行，第一步生成中间体M，第二步生成产物Z或W，表示如下。 反应进程及能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．2，3-二甲基-1，3-丁二烯含有4个电子的大键 B．低温条件下，开始发生反应的短时间内W为主要产物 C．达到平衡时，Z的含量小于W D．达到平衡后，恒温条件下加入液溴，不变 【答案】B 【解析】根据题目信息，2，3-二甲基-1，3-丁二烯与溴单质发生加成反应分两步进行，第一步生成中间体M是吸热反应，生成Z和W的总反应都是放热反应，据此分析。A．2,3-二甲基-1,3-丁二烯（）是共轭二烯烃，4个不饱和碳均为杂化，每个碳原子提供1个π电子，形成含4个π电子的离域大π键，A正确；B．由能量图可知，中间体M生成Z的活化能小于生成W的活化能，因此生成Z的反应速率更快，所以开始发生反应的短时间内速率更快的Z是主要产物，不是W，B错误；C．产物W的能量低于Z，说明W更稳定，平衡时更有利于生成能量更低的W，因此平衡时Z的含量小于W，C正确；D．设生成Z、W的平衡常数分别为、，可得：，，整理得，温度不变，平衡常数不变，因此该比值不变，D正确；故选B。   5．（2026·湖南郴州·三模）某科研团队以可再生纳米碳—羰基材料为催化剂，催化烷烃氧化脱氢反应，其基元反应和能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．该历程含4个基元反应 B．过渡态Ⅳ的氧化性大于过渡态Ⅱ C．反应历程中仅有极性键的断裂和生成 D．乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂 【答案】C 【解析】A．由反应历程可知，反应历程有4个过渡态，该历程含4个基元反应，故A正确；B．由基元反应可知，过渡态Ⅳ涉及的反应物OOH•为自由基，其氧化性强于过渡态Ⅱ涉及的物种*cat-OOH，故B正确；C．反应过程分析可知，过程中氧气参与反应生成了过氧化氢，存在非极性键的断裂和形成，故C错误；D．乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂H2O2，故D正确；故答案为C。 6．（2026·贵州毕节·二模）在NaOH水溶液中发生反应的机理如图所示。下列说法正确的是 A．取代反应是吸热反应，消去反应是放热反应 B．取代反应中羟基进攻H原子，消去反应中羟基进攻C原子 C．NaOH水溶液中发生取代反应比发生消去反应更难 D．水溶液中化学反应的选择性取代由Br原子电负性决定 【答案】D 【解析】A．取代反应产物能量为-127.6 kJ/mol，消去反应产物能量为-117.6 kJ/mol，两者均低于反应物(0 kJ/mol)，故均为放热反应，A错误；B．取代反应中，水分子中的羟基进攻与Br相连的碳原子发生取代；消去反应中，水分子中羟基进攻β-氢原子，同时Br离去，形成双键，B错误；C．取代反应活化能，消去反应活化能较高。活化能越低，反应越易进行，因此取代反应比消去反应更容易发生，C错误；D．在水溶液中，由于溴原子电负性大，使C-Br键极化，碳原子带部分正电荷，易受亲核试剂进攻，主导发生取代反应。同时，是良好离去基团，进一步促进取代路径。因此，反应选择性由Br原子电负性决定，D正确；故答案选D。 7．（2026·湖南邵阳·二模）在催化剂X或催化剂Y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  ，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，中部分进程已省略)。 下列说法错误的是 A． B．①转化为②的进程中，决速步骤为 C．被催化剂X吸附得到的吸附态更稳定 D．催化剂Y作用下丙烯的产率更高 【答案】D 【解析】A．由图可知，生成物的总相对能量高于反应物，说明正反应吸热，，A正确；B．决速步骤由活化能最大（反应速率最慢）的步骤决定，①（）转化为②（）的过程中，步骤的活化能远大于第一步，因此该步骤是决速步骤，B正确；C．能量越低物质越稳定，丙烷被催化剂X吸附后得到的吸附态相对能量低于催化剂Y吸附后的吸附态，因此X吸附得到的吸附态更稳定，C正确；D．催化剂只改变反应速率，不改变反应的始态和终态，不影响化学平衡，因此不能改变平衡产率，两种催化剂下丙烯的平衡产率相同，D错误；故选D。 8．（2026·湖北随州·二模）人体血液内排出不足会引起呼吸性酸中毒，反之会引起呼吸性碱中毒。碳酸酐酶(CA)是一种含锌金属酶，可催化人体中二氧化碳的可逆水合。碳酸酐酶催化与反应(途径a)、无催化下与反应(途径b)的机理如下图所示，His代表组氨酸。下列说法错误的是 A．His中的氮原子②比氮原子①更容易与形成配位键 B．碳酸酐酶(CA)中键角比中键角大 C．碳酸酐酶(CA)活性不足可能会造成呼吸性碱中毒 D．，途径a决速步的过渡态为 【答案】C 【解析】A．五元环中存在大键，氮原子①和氮原子②采取杂化，氮原子①的孤电子对参与形成大键，配位能力弱，氮原子②的孤电子对位于杂化轨道上，更易与金属离子配位，A正确；B．孤电子对数越多，孤电子对与成键电子对间的斥力越大，键角越小。中O原子有2对孤对电子，CA中中O的一对孤电子对与形成配位键，只有一对孤对电子，对成键电子对间的斥力小，键角大。故碳酸酐酶(CA)中H-O-H键角比中H-O-H键角大，B正确；C．碳酸酐酶(CA)活性不足，则：缺少催化剂，反应较慢，造成排出不足，会造成呼吸性酸中毒，C错误；D．催化剂改变反应路径，不改变反应热，由途径b可知，该反应，则，因此，决速步对应活化能大的过渡态，的活化能小于，因此途径a决速步的过渡态为，D正确；故选C。 9．（2026·河北邢台·一模）三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将N，N-二甲基甲酰胺[，简称DMF]转化为三甲胺。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图示(*表示物质吸附在铜催化剂上)，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．该历程中决速步骤为 B．该历程中的最大能垒(活化能)为 C．升高温度可以加快反应速率，并提高DMF的平衡转化率 D．若1 mol DMF完全转化为三甲胺，则会释放出的能量 【答案】D 【解析】A．由题图可知，最后一步的能垒最大，为，即是决定反应速率的步骤，A错误；B．该历程中的最大能垒(活化能)为1.19eV，B错误；C．升高温度可以加快反应速率；由题图可知，反应物总能量大于生成物总能量，则正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，DMF的平衡转化率降低，C错误；D．由反应物和生成物的相对能量可知，若1 mol DMF完全转化为三甲胺，则会释放出的能量，D正确；故选D。 10．（2026·四川广元·二模）研究表明，Rh(I)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(I)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示［其中TS表示过渡态，Rh(I)配合物简写为TN］，关于反应历程说法正确的是 A．反应历程中只有做催化剂 B．增大LiI的用量，甲醇的平衡转化率增大 C．总反应为 D．经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4的活化能较高 【答案】C 【解析】A．从图中可看出，LiI先与甲醇反应生成LiOH和CH3I，CH3I参与TN催化循环最终生成的CH3COI又与LiOH反应生成LiI与终产物乙酸，因此LiI也属于该反应的催化剂，A错误；B．LiI也是反应的催化剂，其用量不影响平衡移动，因此增大LiI用量不能提高甲醇的平衡转化率，B错误；C．总反应需消去中间产物，反应物为CH3OH和CO，生成物为CH3COOH，总反应方程式为，C正确；D．反应中TN3含量最少说明其生成慢（TN2→TN3反应速率慢）或消耗快（TN3→TN4反应速率快），即TN2→TN3的活化能较高或TN3→TN4活化能较低，D错误；故答案选C。 11．（2026·山东·模拟预测）常温常压下利用铜基催化剂实现单个二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法不正确的是 A．生成是化学反应的决速步骤 B．总反应的约为 C．的过程中有极性键的形成和有非极性键的断裂 D．若用代替，最终产物中可能检测到和 【答案】B 【解析】A．化学反应的决速步骤由活化能最高的步骤决定，由能量变化图可知生成的步骤能垒最大，为决速步骤，A正确；B．总反应的等于生成物总能量与反应物总能量的差值，反应物相对能量为0eV，生成物和的相对能量约为，而表示单个分子转化的能量变化，不是1 mol反应物能量变化，B错误； C．的过程中，的非极性键断裂，形成C-H极性键，C正确； D．反应中提供的H最终进入甲醇和水中，若用代替，最终产物可检测到和，D正确；答案选B。 12．（2026·山西吕梁·二模）实验表明，其他条件相同时，一定范围内，(CH3)3CX(X为Br或I)在NaOH水溶液中发生反应生成(CH3)3COH的速率与无关。该反应过程的能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．总反应的 B．中C的杂化方式不完全相同 C．该反应速率与无关的原因主要是不参与① D．X为Br时的和均不等于X为I时的和 【答案】D 【解析】A．总反应的焓变=生成物总能量-反应物总能量，即，A正确；B．甲基的碳原子是杂化，与三个甲基相连的碳原子失去了1个电子，带正电，价电子对数是3，为杂化，B正确；C．决速步骤(活化能大的步骤)为碳卤键的离解(步骤①)，不涉及，故速率与其浓度无关，C正确；D．表示断裂碳卤键吸收的能量，则Br和I的不相同，表示形成C-O键释放的能量，则Br和I的相同，D错误；故答案选D。 13．（2026·北京顺义·一模）我国科学家制备出一种铜基催化剂用于催化甲醇水蒸气重整制氢，主要反应过程如下(和未画出)。 已知；Cu基催化剂中的和为催化活性位点；只参与上的反应。 下列说法不正确的是 A．过程Ⅱ→Ⅲ是催化甲醇水蒸气重整制氢的决速步骤 B．在位点发生的总反应为 C．位点上的反应中，参与反应的与最终生成的的物质的量之比为1：2 D．Ⅰ→Ⅶ反应过程中，有四个过程均存在键的断裂与键的形成 【答案】D 【解析】A．决速步骤是反应历程中活化能（能垒）最高的步骤，根据图可知过程Ⅱ→Ⅲ的能垒变化最大（即活化能最高），因此过程Ⅱ→Ⅲ是决速步骤，故A正确；B．观察图中Cu0位点反应，可以看出Cu0位点的反应物为CH3OH，生成物为CH2O和H2，总反应为，故B正确；C．由图可知，H2O只参与Cu+上的反应，在Cu+位点上，CH2O与H2O反应生成CO2和H2，总反应为CH2O+H2O=CO2+2H2，参与反应的CH2O与最终生成H2的物质的量之比为1:2，故C正确；D．Ⅰ→Ⅶ的反应过程中，Ⅰ→Ⅱ未发生化学键断裂或形成，Ⅱ→Ⅲ发生CH3OH中C-H键（σ键）断裂，生成CH2O（含C=O双键，包含π键）和H2，此过程存在σ键断裂和π键形成，Ⅲ→Ⅳ未发生化学键变化，Ⅳ→Ⅴ未发生化学键变化，Ⅴ→Ⅵ发生H2O中O-H键（σ键）断裂，形成π键，Ⅵ→Ⅶ同时存在σ键断裂和π键形成，根据上述分析可以看出仅Ⅱ→Ⅲ、Ⅴ→Ⅵ、Ⅵ→Ⅶ共3个过程存在σ键断裂和π键形成，不存在四个符合要求的过程，故D错误； 故答案选D。 14．（2026·山东·模拟预测）马来酸酐与呋喃可发生反应获得或，过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．无法依据质谱区分和 B．每个和中均含4个手性碳原子 C．升高体系温度，生成速率的增加程度大 D．升高体系温度，再次平衡后选择性上升 【答案】C 【解析】A．由结构简式可知，X和Y的分子式相同，相对分子质量相同，所以不能用质谱法区分X和Y，A正确；B．由结构简式可知，X分子中含有如图*所示的4个手性碳原子：，Y分子中也含有如图*所示的4个手性碳原子：，B正确；C．由图可知，生成X的反应的活化能小于生成Y的反应的活化能，反应活化能越大，反应速率越慢，则生成X的反应速率大于生成Y的反应速率，所以升高体系温度，生成Y速率的增加程度大，C错误；D．由图可知，X的能量高于Y，则X转化为Y的反应是焓变小于0的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，X的浓度增大，所以升高体系温度，再次平衡后X选择性上升，D正确；故选C。 1 / 19 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第44天 押速率与平衡 v-t图、转化率-温度图、勒夏特列“标志性”应用 （2025·广西·高考真题）常温下，浓度均为的和混合溶液体系，存在竞争反应：例1 I． II． 初始的条件下，含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图（忽略其他反应）。下列说法正确的是 A．曲线②表示的微粒为 B．内，逐渐减小 C．内， D．体系中时，反应I达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．由反应I和II可知，生成物为ClO2、、Cl-，根据氯元素守恒及2s时数据，得出c(ClO2)=0.64×10-3mol/L，c(Cl-)=0.42×10-3mol/L，=0.10×10-3mol/L，故曲线②为Cl-，为曲线③，A错误；B．反应I消耗H+（0.32×10-3mol/L），反应II生成H⁺(0.10×10-3mol/L)，总H⁺变化量Δc(H⁺)= -0.22×10-3mol/L<0，即H⁺浓度逐渐减小，B正确；C．0~2s内HClO浓度变化Δc=Δc(Cl-)=0.42×10-3mol/L，v===2.1×10-4mol·L-1·s-1，C错误；D．v正(HClO)为两反应消耗HClO的总速率，v逆(ClO2)仅为反应I的逆速率，平衡时应满足反应I的v正I(HClO)：v逆(ClO2)=1:2，而非总v正(HClO)，D错误；故选B。 （2025·江西·高考真题）一定压强下，乙烯水合反应为：例2 已知： 气体均视为理想气体，下列说法正确的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向左移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 【答案】C 【解析】A．ΔH = E正 - E逆，题目中ΔH = -34585 -26.4T，为负值且随温度升高更负，说明E正 < E逆，A错误；B．恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B错误；C．由ΔG = ΔH - TΔS代入数据得ΔS = -71.59 -26.4lnT，温度T升高时lnT增大，ΔS更小，ΔS随温度升高而降低，C正确；D．该反应的ΔH<0，为放热反应，升温使放热反应的逆反应速率增加更多，Δv逆 > Δv正，D错误；故选C。 （2025·江苏·高考真题）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应：例3 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】A 【解析】550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守恒，n(C)=3mol，则其不可能是含碳微粒，故曲线①表示，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO物质的量增大，则曲线③代表CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，物质的量降低，则曲线②代表，据此解答。A．时，，，，根据C原子守恒，可得，根据O原子守恒，可得(也可利用H原子守恒计算，结果相同)，则，A正确；B．时，，，则，B错误；C．范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则的物质的量减小，C错误；D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，的物质的量减小，D错误；故选A。 （2025·山东·高考真题）在恒容密闭容器中，热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：温度时，完全分解；体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是例4 A．a线所示物种为固相产物 B．温度时，向容器中通入，气相产物分压仍为 C．小于温度时热解反应的平衡常数 D．温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 【答案】D 【解析】热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为和，其分解的化学方程式为，根据图数据分析可知，a线代表，b线代表，c线代表。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动。A．a线所示物种为，固相产物，A正确；B．温度时，向容器中通入，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移动，虽然总压变大，但是气相产物分压不变，仍为，B正确；C．根据题给图像，升高温度时物质的量增加，由于反应是在恒容密闭容器中进行，分压 不断增大，在此固气体系中，热解平衡常数 ，随温度升高增大，说明该反应为△H>0的反应。因此，尽管T2温度时，完全分解，但升温至T3过程中，热解平衡常数Kp将不断增大，则在T3时的显然小于 Kp，(Q＜K反应未达平衡)，由此即可判断出此时，的分压p3小于平衡常数 Kp，C正确；D．若b线为气相产物，加入后分压增大，逆反应速率瞬时增大，平衡左移。重新平衡时，温度不变，平衡常数不变，气相产物分压不变，逆反应速率不变，D错误；故选D。 （2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。例5 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 【答案】C 【解析】A．①的，②，②－①得到，则K=，A正确；B．由图可知，时间段，生成M和N的物质的量相同，由此可知，成M和N的平均反应速率相等，B正确；C．若加入催化剂，增大，更有利于生成M，则变大，但催化剂不影响平衡移动，不变，C错误；D．若和均为放热反应，升高温度，两个反应均逆向移动，A的物质的量分数变大，即变大，D正确；故选C。 “化学平衡与速率”是高考化学反应原理模块的核心内容，命题呈现“图像主导、多反应耦合、定量计算融合”的特点。试题常以多反应竞争体系（如CO₂加氢、甲烷重整、甘油重整等）为载体，通过转化率-温度图、选择性-温度图、浓度-时间图等复杂图像，综合考查反应速率比较、平衡常数计算、平衡移动方向、催化剂影响、反应热判断、投料比与产率分析等。近年趋势是强化对多反应体系中竞争与协同关系的理解，以及速率方程与平衡常数的关联，同时注重对“未达平衡时的速率判断”（如M点v正>v逆）和“实验值与平衡值的对比分析”。预计2026年将继续以“陌生反应体系+多维图像”的形式出现，要求学生在复杂信息中提取关键数据，运用勒夏特列原理、速率-平衡关系进行推理。 常考的方向有： · 反应速率的计算与比较：根据浓度-时间图像或数据，计算平均反应速率（v = Δc/Δt）。注意：同一反应不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比；速率大小受浓度、温度、催化剂影响。常见考点：0~2s内HClO的平均消耗速率；0~3h内异山梨醇的生成速率。 · 平衡常数的计算与应用：平衡常数Kc或Kp表达式及数值计算。需注意：固相不写入表达式；Kp中气体分压用物质的量分数×总压。常见考点：根据转化率数据计算K；比较不同温度下K的大小判断反应热。 · 反应热的判断（吸热/放热）：根据温度升高对平衡转化率或产物的影响，判断ΔH的正负。常见考点：升温CO₂转化率升高→吸热反应；升温CH₃OH选择性降低→放热反应。 · 多反应竞争体系的分析：同时发生多个反应时，需通过选择性（如CH₃OH选择性、CO选择性）判断主副反应，结合原子守恒、元素守恒计算各产物物质的量。常见考点：甘油重整中H₂、CO、CH₄、CO₂的物质的量曲线归属；CO₂加氢中甲醇与CO的选择性随温度变化。 · 图像中“拐点”与平衡状态的判断：转化率-温度图中，转化率先升后降的“拐点”对应恰好达到平衡；相同温度下实验值低于平衡值说明未达平衡；反应时间相同但转化率不同，可能因速率差异或已达平衡。常见考点：M点未达平衡时v正>v逆；c点所示条件下反应正向进行。 · 压强对平衡的影响：气体分子数增大的反应，加压平衡逆向移动；气体分子数减小的反应，加压正向移动；等体积反应不受压强影响。常见考点：比较不同压强下转化率大小确定压强顺序；加压对H₂物质的量的影响。 · 催化剂对速率和平衡的影响：催化剂同等降低正逆反应活化能，加快反应速率，但不改变平衡常数和平衡转化率；选择性催化剂可改变主副反应的速率比。常见考点：高效催化剂可提高未达平衡时的转化率；催化剂不改变平衡曲线重合性。 · 投料比（氢碳比等）对转化率的影响：增大一种反应物的比例，可提高另一种反应物的平衡转化率。常见考点：氢碳比越大，CO₂平衡转化率越高；曲线a、c投料比不同导致转化率差异。 · 速率常数与活化能的关系：阿伦尼乌斯公式：k = A·e^(-Ea/RT)，温度升高k增大；Ea越大，温度对k影响越显著。常见考点：正逆反应速率常数k正、k逆与平衡常数K的关系（K=k正/k逆）。 · 平衡分压与总压的计算：根据反应三段式，计算平衡时各组分物质的量，进而求分压（p_i = (n_i/n_total) × P总）。常见考点：T3K下平衡时CO₂的分压。 · 浓度-时间图像中物质的归属：反应物浓度随时间减小，生成物增大；中间产物先增后减。常见考点：X、Y、Z分别对应反应物、中间体、最终产物。 · 转化率-温度图像中曲线重合的原因：不同压强下转化率曲线在高温区接近重合，可能因为反应前后气体分子数不变（压强不影响平衡），或催化剂失活（较少见）。常见考点：CO₂加氢制甲醇中高温时以反应ii为主（气体分子数不变），故不同压强下曲线重合。 · 绝热条件下体积变化对平衡的影响：绝热条件下压缩体积，温度因反应放热或吸热而改变，需综合判断。常见考点：绝热缩小体积，反应1逆向移动（放热）使温度升高，进而影响反应2。 · 速率方程与反应级数的推断：根据v = k·c(A)^m·c(B)^n，结合实验数据推断反应级数。常见考点：某反应速率方程v正=k正·c(NO)·c(CO)。 · 产率与选择性的优化：通过控制温度、压强、投料比、催化剂、反应时间等，提高目标产物的产率。常见考点：降低温度并控制反应时间可提高中间产物Y的产率。 1．两种典型的图像 （1）转化率（或百分含量）温度图像 图1 图2 【分析关键】表示两个外界条件同时变化时，反应物的转化率变化情况，分析这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量（温度、压强）之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。例如，图1中，当压强相等（任意一条等压线）时，升高温度，的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，即正反应为吸热反应；当温度相等时，在图1中作垂线，与三条等压线交于三点，这三点自下而上压强增大，且的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应为气体体积减小的反应。 （2）转化率（或百分含量）压强图像 图3 图4 【分析关键】图3中，当温度相等（任意一条等温线）时，增大压强，的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应为气体体积减小的反应；当压强相等时，在图3中作垂线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上温度降低，且的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。 2．几种特殊的图像 （1）转化率—温度 （2）—温度 （3）对于 （4）对于化学反应：,点以前表示从反应物开始反应，；点为刚达到平衡的点；点以后为平衡受温度的影响情况，即升高温度，的百分含量增加或的百分含量减少，平衡逆向移动，故正反应的。 同类的模型如下： 3．速率、平衡图像题解答四步骤 4．结合图像分析实际生产中反应的最佳条件 条件 原则 从化学反应速率分析 非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率（或产品产率）的影响 从化学平衡移动分析 平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响 从催化剂的活性分析 注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主副反应的选择性的影响 综合分析 既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，还要考虑设备要求 1．（2026·北京·一模）催化加氢合成能实现碳的循环利用。一定压强下，与在密闭容器中发生的主要反应如下： Ⅰ： ； Ⅱ： 。 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如下图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 注：[选择性] 下列说法不正确的是 A．该测定实验体系未达到化学平衡状态 B．由图像可以分析出反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应 C．相同温度下，选择性的实验值大于平衡值，说明反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ D．260∼280℃，转化率平衡值随温度升高而增大，说明随温度升高反应Ⅰ平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度 【答案】D 【解析】A．由图像可知，相同温度下，CO2转化率的实验值始终小于平衡值，说明反应未达到平衡状态，A正确；B．由图像可知，CH3OH选择性平衡值随温度升高而减小，说明反应Ⅰ的平衡随温度升高而逆向移动，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡逆向移动，∆H1<0，反应Ⅰ为放热反应，升高温度会使CO2转化率降低，而图中CO2转化率平衡值随温度升高而增大，说明升高温度时，反应Ⅱ的平衡正向移动对CO2转化率的贡献大于反应Ⅰ的平衡逆向移动对CO2转化率的削弱，因此反应Ⅱ为吸热反应，∆H2>0，B正确；C．CH3OH选择性，相同温度下实验值大于平衡值，说明相同时间内生成CH3OH的比例更高，即反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率，C正确；D．260~280℃内，CO2转化率平衡值随温度升高略增大，但不明显，而CH3OH的平衡选择性降低幅度较大，CH3OH的量减少，说明反应Ⅰ正向进行程度减小，反应Ⅱ正向进行程度增大，故随温度升高，反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度，D错误；故选D。 2．（2026·天津南开·一模）在容积可变的密闭容器中，充入和发生反应：。在不同压强下，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A．压强： B．化学平衡常数： C．反应容器的体积： D．的平衡转化率： 【答案】C 【解析】由图像可知，随温度升高，NO的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，逆向为吸热反应，则正向为放热反应；相同温度下，时NO的平衡转化率小于时，该反应为气体分子数减小的反应，故，据此回答问题；A．由分析可知，压强，A 正确；B．化学平衡常数只与温度有关，由分析知该反应为放热反应，，温度升高平衡常数减小，故化学平衡常数，B 正确；C． a和c压强相同，a点NO的平衡转化率高、气体的物质的量更小，温度更低，故体积更小，故反应容器的体积，C 错误；D．充入和发生反应，且两者反应比例为，由图可知的平衡转化率：，故的平衡转化率，D 正确；故答案选C。 3．（2026·四川成都·二模）恒温下，在体积恒为的密闭容器中充入一定量，发生反应：YZ。 其速率方程分别为以及，其中、为速率常数，实验测得各气体物质的量与时间关系如图。下列说法错误的是 A．曲线乙表示随时间变化的曲线 B．内平均速率 C．随减小，反应①和反应②的速率都将减小 D．欲提高的产率，可降低温度并控制反应时间 【答案】C 【解析】根据反应YZ，初始只充入，因此：X是反应物，物质的量一直减小，对应曲线丙；Y是中间产物，物质的量先增大后减小，对应曲线乙；Z是最终产物，物质的量一直增大，对应曲线甲，据此作答。A．Y是中间产物，物质的量先增后减，对应曲线乙，A正确；B．内，，容器体积，平均速率，计算正确，B正确；C．反应①速率，随减小，一定减小；但Y作为中间产物，物质的量先增大后减小，根据，会先随增大而增大，后随减小而减小，并非一直减小，C错误；D．降低温度会减慢反应速率，若使反应②（Y转化为Z）速率降低更多，Y更易积累，同时控制反应时间在Y物质的量最大时停止反应，即可提高Y的产率，D正确；故选C。 4．（2026·北京顺义·一模）CO催化还原NO生成和可以同时实现两种有害气体的有效脱除，因而成为治理烟气的最理想方案之一、将组成一定的CO与NO混合气体通入恒容密闭容器中，主要反应过程为： ⅰ．   ⅱ．   不同温度下，反应相同时间，反应体系中各气体的物质的量浓度随温度的变化如图。 已知：NO的脱除率 下列说法不正确的是 A．CO与NO反应生成与的热化学方程式为：   B．y曲线代表的物质是 C．450℃时，NO的脱除率约为60% D．450℃比350℃更有利于CO、NO的有效脱除 【答案】C 【解析】A．根据盖斯定律，将反应ⅰ+反应ⅱ可得总反应：，A正确；B．CO、NO是反应物，浓度随温度升高（反应速率加快，消耗增多）逐渐降低，​和​是生成物，浓度随温度升高逐渐增大，总反应中​计量数为2，​计量数为1，因此相同温度下​浓度大于​，故曲线x为、曲线y为​，B正确；C．根据N原子守恒：初始NO浓度，根据B选项可知，曲线x为、曲线y为​，则曲线e为，如图可知，450℃时，、、，代入得： ，根据脱除率定义可知：，C错误；D．如图可知，450℃比350℃时CO浓度明显降低，NO浓度变化不明显，但CO和NO浓度均较低，因此450℃比350℃更有利于CO、NO的有效脱除，D正确；故选C。 5．（2026·北京房山·一模）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，后异山梨醇浓度不再变化。下列说法不正确的是 A．异山梨醇在内平均反应速率为 B．加入催化剂能降低反应②的活化能 C．该温度下的平衡常数： D．反应③速率在后降为0 【答案】C 【解析】A．由图可知，在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为，所以平均速率(异山梨醇) ，A正确；B．催化剂的作用原理是降低反应的活化能，因此加入催化剂能降低反应②的活化能，B正确；C．3h时山梨醇已完全消耗，说明反应①正向进行程度极大，15h时仍有失水山梨醇剩余，说明反应②正向进行程度小于反应①，平衡常数①>②，C错误；D．3h时山梨醇已经完全消耗，反应③的反应物不存在，5h后反应③无法进行，速率降为0，D正确；故答案选C。 6．（2026·陕西西安·模拟预测）甘油（）水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达到平衡状态时，体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法错误的是 A．曲线①表示的物质的量 B．平衡时，体系中甘油已反应完全 C．其他条件不变，加压不利于增大平衡时的物质的量 D．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 【答案】D 【解析】起始时，C3H8O3的物质的量为1mol，故体系中C原子的总量为3mol，550℃时，曲线①对应物质为5mol，若为CO或者CH4，都不符合碳原子守恒，故曲线①代表H2，反应Ⅲ属于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH4物质的量减小，故曲线②代表甲烷，曲线③对应的物质是CO，550℃时，CO、CO2和CH4的物质的量分别为0.4mol、2.2mol、0.4mol,三者所含碳原子的总量为3mol，此时体系中不再含有C3H8O3，据此分析作答。A．根据分析可知，曲线①代表H2，故A正确；B．C3H8O3的物质的量为1mol，故体系中C原子的总量为3mol，550℃时，CO、CO2和CH4的物质的量分别为0.4mol、2.2mol、0.4mol，三者所含碳原子的总量为3mol，此时体系中不再含有C3H8O3，故B正确；C．反应Ⅰ是气体分子数增大的反应，加压平衡逆向移动，不利于H2的生成；反应Ⅲ是气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，消耗H2。反应Ⅱ气体分子数不变，加压对其无影响。综合来看，加压不利于增大平衡时H2的物质的量，故C正确；D．在400~550℃范围，CH4的物质的量随温度升高而减小，说明反应Ⅲ（放热反应）逆向移动，消耗H2O。同时，CO的物质的量随温度升高而减小，说明反应Ⅱ（放热反应）正向移动，消耗H2O。因此，平衡时H2O的物质的量随温度升高而减小，故D错误； 故答案选D。 7．（2026·河北保定·一模）向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol M和2 mol N，发生如图1所示的反应，不同物质的物质的量随反应时间(t)的变化如图2所示。40 min时各物质浓度保持不变。下列说法正确的是 A．反应③的活化能小于反应②的活化能 B．反应①的平衡常数大于反应②的平衡常数 C．升高温度，可提高平衡时产物中X的占比 D．平衡后，若再充入0.20 mol Y、0.40 mol Z，反应③的v正<v逆 【答案】B 【解析】X：初始0，平衡时0.20 mol； Z：初始0，平衡时0.72 mol； Y：初始0，平衡时0.08 mol，设反应②生成的Y为n，反应③消耗的Y为2，则，n=1.52 mol。A．由图像可知，反应开始后反应②的斜率大于反应③的斜率，说明反应②的反应速率大于反应③的反应速率，反应速率越快活化能越小，因此反应②的活化能小于反应③的活化能，A错误；B．反应①：K1==，反应②：K2==，K1K2，B正确；C．题目没有给出反应热，无法判断温度对平衡的影响，因此不能确定升高温度是否能提高X的占比，C错误；D．反应③平衡常数：K3=，再充入后c(Y)=0.28 mol/L，c(Z)=1.12 mol/L，浓度商：Q=<K3，平衡正向移动，，D错误；故选B。 8．（2026·湖南怀化·一模）循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： Ⅰ、   Ⅱ、   Ⅲ、   100 kPa下，在密闭容器中1 mol 和1 mol 发生反应。达到平衡时，反应物(、)的转化率和生成物(、)的选择性(含碳生成物的选择性)随温度变化关系如图1(反应Ⅲ在360℃以下不考虑)，图1中点M附近区域放大图如图2。下列说法不正确的是 A．曲线c表示的选择性 B．点M温度下，反应Ⅱ的 C．在550℃下达到平衡时， D．500～600℃，随温度升高平衡转化率下降的原因可能为反应Ⅱ平衡逆向移动生成的多于反应Ⅲ平衡正向移动消耗的 【答案】C 【解析】A．已知反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，反应Ⅲ为吸热反应；根据图像，温度升高，反应I正向移动，反应II逆向移动，则MgCO3的转化率逐渐升高，H2的转化率逐渐下降，在360℃以下不考虑反应Ⅲ，则CO2的选择性上升，CH4的选择性下降，且CO2、CH4的选择性之和为，所以曲线表示MgCO3的转化率，曲线表示CO2的选择性，曲线表示CH4的选择性，A不符合题意；B．点温度下，从图中可以看出，MgCO3的转化率为，则剩余的MgCO3为0.51 mol，根据碳原子守恒，CH4和CO2的物质的量之和为0.49 mol，又因为此时CO2的选择性和CH4的选择性相等，则CO2和CH4的物质的量均为0.245 mol，根据氧原子守恒得出H2O的物质的量为0.49 mol，根据氢原子守恒得出H2的物质的量为0.02mol，气体总的物质的量为，，，，则反应Ⅱ的，B不符合题意；C．在下达到平衡时，MgCO3完全转化，CO2的选择性为，则生成的CO2为=1 mol×70%=0.7 mol，C符合题意；D．因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的，在，随温度升高，反应Ⅱ平衡逆向移动生成的H2多于反应Ⅲ平衡正向移动消耗的H2，故H2的平衡转化率下降，D不符合题意；故选C。 9．（2026·江苏苏州·模拟预测）催化加氢制甲醇发生的反应有： i．   ii．   iii．   将和按通入密闭容器中发生反应，测得不同压强下的平衡转化率以及相同压强下和CO选择性[选择性：]随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．相同压强下，从到，的平衡产率先降低后逐渐增大 B．的选择性曲线为b C．由大到小的顺序为 D．三条曲线接近重合的原因是催化剂失去活性 【答案】A 【解析】反应i为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的选择性减小，则表明甲醇选择性的曲线为a，则b表示一氧化碳的选择性，据此解答。A．反应i和ii均生成H2O，每消耗1 mol CO2对应生成1 mol H2O，低温时放热的反应i为主，升高温度平衡逆移，CO2转化率降低，H2O产率降低；高温时吸热的反应ii为主，升高温度平衡正移，CO2转化率升高，H2O产率增大，故H2O(g)的平衡产率先降低后逐渐增大，A正确；B．生成CH3OH的反应i、iii均为放热反应，升高温度平衡逆移，CH3OH选择性随温度升高而降低，对应曲线为a，B错误； C．反应i为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，反应ii是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，反应iii为气体体积减小的反应，则增大压强，二氧化碳的转化率增大，由图可知，条件下二氧化碳的转化率依次减小，则压强由大到小的顺序为：，C错误；D．高温时体系以反应ii为主，反应ii前后气体分子数相等，压强改变对平衡几乎无影响，故三条曲线接近重合，与催化剂失活无关，D错误；答案选A。 10．（2026·山东枣庄·二模）甲烷化反应：  ，在体积相同的多个恒容密闭容器中，分别充入1mol 和4mol 发生上述反应，在不同温度下反应相同时间，测得、、的转化率与温度关系如图所示。已知该反应的速率方程为、，其中，为速率常数，只受温度影响。下列说法正确的是 A．曲线MH代表的是 B．反应的活化能 C．c点时， D．T3K下，体系的平衡压强为p，则的平衡分压为p/5 【答案】A 【解析】反应：，横坐标为，越大，温度越低；温度越高，速率常数、都增大，故越大。 转化率曲线先升后降：低温（大）时反应速率慢，相同时间未达平衡，温度升高（减小）速率加快，转化率升高；达到平衡后，因为温度升高转化率降低，说明正反应放热，。A．平衡时，得平衡常数，正反应放热，升高温度（减小），减小，说明减小，即温度升高时，增大的幅度比大，因此高温（小）时，对应图中就是，A正确；B．，则，B错误；C．转化率曲线的拐点刚好达到平衡，点在拐点右侧，更大，温度更低，反应速率更慢，相同时间未达到平衡，反应正向进行，，C错误；D．下平衡时转化率为，列三段式： 总物质的量，的分压为，D错误；故选A。 11．（2026·山东淄博·一模）将和按不同投料比或1，以不同流速通入反应器中，分别在360℃、400℃下发生反应：  。min时，HCl流速与HCl转化率关系如图所示。较低流速下转化率可近似为平衡转化率；曲线a、b所示反应中投料比相同、温度不同，曲线a、c温度相同，投料比不同。下列说法正确的是 A．曲线a投料比 B．平衡常数： C．使用高效催化剂可提高M点HCl的转化率 D．HCl转化率P点大于N点，原因为P点温度高，反应速率快 【答案】C 【解析】A．a、c温度相同，c的HCl平衡转化率更高，说明c中更小（O2相对更多），因此a的投料比为，A错误；B．该反应，温度越高平衡常数越小；a、b投料比相同，a的平衡转化率更低，说明a温度更高，M点温度高于N点，故，B错误；C．M点HCl流速较高，反应未达到平衡，高效催化剂可加快反应速率，相同时间内消耗HCl更多，能提高HCl转化率，C正确；D．P点转化率高于N点的主要原因是P点投料比更小，O2相对含量更高，促进HCl转化，且P点因为流速更低，反应更接近平衡，并非温度高、速率快，D错误；故选C。 12．（2026·重庆·模拟预测）与重整生成CO和的过程中发生的主要反应如下： 反应1：   反应2：   在恒压密闭容器中通入等体积的和，不同温度下发生反应，测得和的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是 A．升高温度反应1正向移动，反应2逆向移动 B．绝热条件下缩小体积，反应1逆向移动，反应2不移动 C．由图推知体系中可能存在反应 D．改用适当的催化剂，可以使两条曲线重合 【答案】C 【解析】A．两个反应的均为正值，均为吸热反应，升高温度两个反应的平衡都正向移动，不是反应2逆向移动，A错误；B．反应1是气体分子数增大的反应，缩小体积增大压强，反应1平衡逆向移动；反应1逆向为放热反应，绝热条件下体系温度升高，反应2，温度升高会使反应2平衡正向移动，因此反应2平衡发生移动，B错误；C．初始通入等物质的量的和，若只发生题给两个反应：反应1按消耗二者，反应2还会额外消耗，因此的转化率应大于；但图像显示相同温度下转化率小于，说明体系存在额外生成的反应，C给出的反应符合该推论，C正确；D．催化剂只能改变反应速率，不改变平衡状态，不能改变平衡转化率，因此无法使两条转化率曲线重合，D错误；故选C。 13．（2026·四川广元·二模）T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol NO2，发生反应：2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率如图所示，下列说法错误的是 A．逆反应速率：v(a)>v(b)>v(c) B．T℃时，该反应的化学平衡常数为 C．图中c点所示条件下，v正>v逆 D．容器内的压强：p(a)：p(b)>6：7 【答案】B 【解析】A．逆反应速率与体系内生成物浓度正相关，a、b、c三点温度相同，a点容器体积最小，气体浓度最高，b点次之，c点体积最大、反应速率最慢且未达平衡，生成物浓度最低，因此逆反应速率大小关系为，A正确；B．由于a点为平衡点，此时NO2的转化率为40%，a点反应三段式为：，各物质平衡浓度为c(NO2)=、c(N2)=、c(CO2)=，T℃时，该反应的化学平衡常数，B错误；C．相同时间内，b点比a点反应慢，但转化率达到80%，c点比a点反应更慢，转化率也有40%，说明a点为平衡点，c点为未平衡点，反应仍在正向进行，即图中c点所示条件下，v(正)＞v(逆)，C正确；D．a点反应三段式为： ， b点反应三段式为： ， a点平衡时，。b点时，设转化率为，由图可知，此时。压强比，因且，故。由于，所以成立，D正确；故答案选B。 14．（2026·湖南长沙·模拟预测）在恒容密闭容器中发生反应 。某压强下起始时按照不同氢碳比投料，测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．a点起始充入，5min后达到平衡状态，则0~5min内， C．氢碳比：①＜②＜③ D．一定温度下，容器中的分压不再改变时，该反应已达到化学平衡状态 【答案】D 【解析】A．氢碳比相同时，升高温度，的平衡转化率减小，说明平衡正向移动，，A错误；B．a点起始充入，5min后达到平衡状态，则0~5min内，，B错误；C．同一条件下氢碳比越大，的平衡转化率越高，故氢碳比：①>②>③，C错误；D．根据化学平衡状态的定义，当反应达到平衡时，各组分的浓度或分压保持不变。因此，当容器中的分压不再改变时，说明该反应已达到化学平衡状态，D正确；故选D。 4 / 22 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $