新高考中反应机理题型的归纳-《中学生数理化》高考理化2026年6月刊

阳视识墙鹅军西骨中学生款理化 新高考中反应机理题型的归纳 ■湖南省长沙市第一中学 桂侠夏 化学原理一直是高考考查的难点和重 其反应机理如下所示。下列说法错误的 点，其比例居高不下。原理题形式多样，考查 是( ）。 全面，其中反应机理题是近几年高考新兴的 2[L-Ru-NH3]+ 题型，是考查重点中的热点。普通高中化学 2 课程标准(2017版)中增加了“知道化学反应 2NH 是有历程的，认识基元反应的活化能对化学 H2N-Ru 2[L-Ru-NH3]2+ 反应速率的影响”这句话，基于此，此类题型 -NH 2NH 应运而生，其主要考查方向有：化学反应历 2NH 程，催化剂与化学反应历程的关系，催化剂与 2[L-Ru-NH2]+ 2[L-Ru-NH2 ] (M) 活化能的关系，中间产物的判断和反应的选 A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配体 择性等。考查的知识点渗透到化学学科各项 NH?失去质子能力增强 核心素养，考查方式上既有选择题又有填空 B.M中Ru的化合价为+3 题，考查形式多样化。下面就此类题出现的 C.该过程有非极性键的形成 题型进行归纳。 D.该过程的总反应式：4NH一2e 一、思维建模 N,H.+2NH 此类试题以陌生的反应历程或方程式、 解析：Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后， 示意图等为信息源，高起点，低落点，需要考 [L一Ru一NHg]+中的Ru带有更多的正电 生能够在阅读信息的同时，从中提炼有效信 荷，其与N原于成键后，Ru吸引电于的能力 息，用已学过的化学原理解题，考查难度和深 比Ru(Ⅱ)强，这种作用使得配体NH中的 度适中。那么，如何处理此类试题呢？需要 N一H键极性变强且更易断裂，因此其失去 有个基本的思维模型： 质于(H+)的能力增强，A项正确。Ru(Ⅱ) 分析题目， 分析 分析反 中Ru的化合价为十2，当其变为Ru(Ⅲ)后， 挖掘信息 图表 应过程 Ru的化合价变为十3，Ru(Ⅲ)失去2个质于 首先，应该阅读题目中的信息，分析反应 后，N原于产生了1个孤电于对，Ru的 物、生成物、催化剂是什么；其次，根据图表和 化合价不变；M为CL一Ru一NH,]+,当 箭头，分析哪些物质是进入的，哪些物质是出 [L一Ru一NH]变为M时，N原于的孤电 来的，如果是包含能量的图示，平台的高低代 于对拆为2个电于并转移给Ru1个电于，其 表能量的相对大小，分析出焓变和活化能：最 中Ru的化合价变为+2，B项错误。该过程 后根据已知信息和已学知识解决问题。 M变为[L一Ru一NH2一NH2一Ru一L] 二、题型归纳 时，有N一N键形成，N一N是非极性键，C 1.循环图类。 项正确。从整个过程来看，4个NH失去了 例1N,H是一种强还原性的高能物 2个电于后生成了1个N2H:和2个NH, 质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学 Ru(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式 家合成的某Ru(I)催化剂（用[L.一Ru一NH,] 为4NH-2e一N2H,十2NH,D项正确。 表示)能高效电催化氧化NH,合成NH, 答案：B 3 中学生数理化 知识篇知识结构与拓展 高中理化2026年6月 变式1 在NO催化下，丙烷与氧气反 D.将NH,)H替换为ND(OD,反应可 应制备丙烯的部分反应机理如下所示。下列 得ND,ND 说法错误的是( )。 解析：NHOH、NH、H,O的电荷分布 都不均匀、不对称，都为极性分于，A项正确。 ① OH HO 由反应历程可知，有N一H、N一O键断裂，还 CH 02 NO- ② NO, 有N一H键的生成，B项正确。反应过程中， HO H,O ·C,H2 C.H, Fe+先失去电于发生氧化反应生成Fe3,后 、.OH4 HONO￥ C,H。 面又得到电于生成Fe+,C项正确。反应过 A,含N分于参与的反应一定有电于转移 程中，生成的NH,NH2有两个H来源于 B.由NO生成HONO的反应历程有2种 NHg,所以将NHOH替换为ND,OD,得到 C.增大NO的量，CHg的平衡转化率不变 的是ND,NH,和HDO,不可能得到 D.当主要发生包含②的历程时，最终生 ND,ND2,D项错误。 成的水减少 答案：D 解析：根据该反应机理可知，含N分于 变式2NCl,和SiCl,均可发生水解反 发生的反应有NO+·OOH一一NO:+ 应，其中NC1,的水解机理如下所示。 OH,NONO:+H2O--2HONO, NO2+·CH,一C3H6+HONO, C1--0 HONO-NO+·OH,含N分于NO、 H NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2、 下列说法正确的是( )。 十4、十3，上述反应中均有元素化合价的升 A.NCl和SiCl,均为极性分于 降，都为氧化还原反应，一定有电于转移，A B.NCL,和NH中的N均为sp°杂化 项正确。根据反应机理，由NO生成HONO C.NCL,和SiC1,的水解反应机理相同 的反应历程有2种，B项正确。NO是催化 D.NHCl,和NH均能与H,)形成氢键 剂，增大NO的量，C,Hg的平衡转化率不变， 解析：NCl,的中心原于N的价层电于对 C项正确。无论反应历程如何，在NO催化 数为3+2(5-3×10=4，含1个孤电于对， 下丙烷与O。反应制备丙烯的总反应都为 空间构型为三角锥形，其分于中正、负电荷中 2C,H。+0,N02CH十2H0,当主要发生包含 心不重合，为极性分于；SiCl:的中心原于S ②的历程时，最终生成的水不变，D项错误。 2.直线图类。 的价层电于对数为4+2(4一4×1)=4，不 例2“肼合成酶”以其中的Fe+配合 含孤电于对，是正四面体形结构，为非极性分 物为催化中心，可将NH,OH与NH转化为 于，A项错误。NCl和NH的中心原于N 肼(NH,NH,),其反应历程如下所示。 的价层电于对数均为3+2(5一3×1)=4， 故NCL和NHg中的N均为sp3杂化，B项 错误。由反应历程可知，NCL,水解时首先 HO中的H原于与NCI,上的孤电于对结 下列说法错误的是( 合，O与Cl结合形成HC1O,而SiCl,上无孤 A.NHOH、NH?和HO均为极性分于 电于对，故SCL的水解反应机理与之不相 B.反应涉及N一H、N一O键断裂和 同，C项错误。NHCl,和NH分于中均存在 N一N键生成 N一H键和孤电于对，故均能与H,O形成氢 C.催化中心的Fe+被氧化为Fe3+,后又 键，D项正确。 被还原为Fe+ 答案：D 如视阳城肉室栖骨中学生表理化 3.能垒图类。 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随 例3标准状态下，气态反应物和生成 时间的变化如图2所示（已知反应I、Ⅲ为放 物的相对能量与反应历程如图1所示[已知 热反应)。下列说法不正确的是( O2(g)和C1(g)的相对能量为0]。下列说法 个Ph-C=C-CH 不正确的是( )。 CL CC=C< H产物 Ph H C H CC=C 产物1 E O,+0+C1 、Ph CH, 0t0 7305 O,+0+C10 01030507090 t/min 室 20,+C1 20 图2 历程I 历程Ⅱ A.反应焓变：反应I>反应Ⅱ 图1 B.反应活化能：反应I<反应Ⅱ A.Ea一E3=Ei一E C.增加HC1浓度可增加平衡时产物Ⅱ B.可计算C1一CI键能为2(E一E)kJ·mol厂 和产物I的比例 C.相同条件下，O3的平衡转化率：历程 D.选择相对较短的反应时间，及时分离 Ⅱ>历程I 可获得高产率的产物I D.历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热 解析：反应I、Ⅲ为放热反应，相同物质 化学方程式为C1O(g)十O(g)一O,(g)+ 的量的反应物，反应I放出的热量小于反应 CI(g)△H=(E-E,)kJ·mol Ⅱ放出的热量，反应放出的热量越多，其焓变 解析：对比两个历程可知，历程Ⅱ中增加了 越小，因此反应焓变：反应>反应Ⅱ，A项 催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速 正确。短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ 率。催化剂能降低活化能，但是不能改变反应 得到的产物多，说明反应I的速率比反应Ⅱ 的焓变，因此E一E,=E一E:,A项正确。已 的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应 知C1(g)的相对能量为0，对比两个历程可知， 活化能：反应I<反应Ⅱ，B项正确。产物I C(g)的相对能量为(E,一E:)kJ·mol厂1，则 和产物Ⅱ存在可逆反应，则产物Ⅱ和产物I的比 C一Cl键能为2(E:一E)kJ·mol',B项正 值即该可逆反应的平衡常数K,由于平衡常数 确。催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此 只与温度有关，所以增加HC】浓度，平衡时产 相同条件下，历程和历程I中O,的平衡转化率 物Ⅱ和产物I的比例不变，C项错误。根据图中 相等，C项错误。活化能越低，反应速率越快，由 信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可 图像可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低， 获得高产率的产物I,D项正确。 所以速率最快的一步反应的热化学方程式为 答案：C CO(g)+O(g)—O2(g)+CI(g)△H=(E, 4.基元反应类。 E:)kJ·moll,D项正确 例4CO与N,O在铁催化剂表面进 答案：C 行如下两步反应： 变式3 一定条件下，1苯基丙快 第一步：Fe"+N,O一FeO"十N,(慢) (Ph一C=C一CH,)可与HCI发生催化加成， 第二步：FeO十CO一Fe"十CO,(快) 反应如下： 其相对能量与反应历程如下页图3所 C H C=C 产物1 示。下列说法错误的是()。 反应Ph CH, Ph-C=C-CH,+HCI 反应 A.在整个反应历程中，有极性键的断裂 反应C、 和生成 CC=C CH,产物 Ph H B.总反应的反应速率由第一步反应决定 5 中学生数理化 知识篇知识结构与拓展 高中理化2026年6月 能量 大，B项正确。I的最高活化能小于Ⅱ的最 N2O+CO Q o 高活化能，所以使用I时反应速率更快，反应 ● N2+CO2 体系更快达到平衡，C项错误。在前两个历 ● 0●0-0●0Oo 程中，使用I时，活化能较低，反应速率较快， Fe*+N2O-FeO*+N2 FeO*+CO=Fe++CO2 后两个历程中，使用工活化能较高，反应速率 反应历程 图3 较慢，所以使用I时，反应过程中M所能达 到的最高浓度更大，D项正确。 C.两步反应均为放热反应 答案：C D.FeO'和Fe均为反应的催化剂 变式4反应物(S)转化为产物(P或 解析：在第二步反应中，反应物C)有 P·Z)的能量与反应进程的关系如图5所示。 C一C极性键的断裂，生成物CO,有C一O 下列有关四种不同反应进程的说法正确的 极性键的形成，A项正确。根据反应历程图， 是( )。 第一步反应的活化能大于第二步反应的活化 能，活化能越大，反应速率越慢，则总反应速 率主要由第一步反应决定，B项正确。根据 反应历程图，可知两步反应的生成物的总能 量均低于对应反应反应物的总能量，则两步 反应进 反应均为放热反应，C项正确。由两步反应 图5 原理可知，FeO'在第一步生成，在第二步消 A.进程I是吸热反应 耗，则FeO'是反应的中间产物，D项错误。 B.平衡时P的产率：Ⅱ>I 答案：D C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ 5.图表类。 D.进程Ⅳ中，Z没有催化作用 例5催化剂1和Ⅱ均能催化反应 解析：由图中信息可知，进程I中S的总能 R(g)一P(g)。反应历程（如图4）中，M为 量大于产物P的总能量，因此进程I是放热反 中间产物。其他条件相同时，下列说法不正 应，A项错误。进程中使用了催化剂X,但是 确的是( 催化剂不能改变平衡产率，因此在I、Ⅱ两个进 催化剂1 程中，平衡时P的产率相同，B项错误。进程 催化剂Ⅱ Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程 Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两 步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成 P的速率为Ⅲ<Ⅱ，C项错误。进程W中S与Z 反应过程 生成S·Z,然后S·Z转化为产物P·Z,由于 图4 P·Z没有转化为P+Z,因此Z是该过程的反 A.使用I和Ⅱ，反应历程都分4步进行 应物，没有表现出催化作用，D项正确。 B.反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 答案：D C.使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 点评：纵观历年高考化学试题，反应机理 D.使用I时，反应过程中M所能达到的 题主要考查题目信息采集处理能力，如能量、 最高浓度更大 速率、平衡、结构、反应等关键考点。其基本 解析：由图可知两种催化剂均出现四个 模型和知识点来源于教材，建议同学们在复 波峰，所以使用I和Ⅱ，反应历程都分4步进 习时，回归教材，研究教材，这样才能做到科 行，A项正确。该反应是放热反应，所以达平 学备考、学以致用。 衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增 (责任编辑谢启刚)