破解陌生反应机理图试题-《中学生数理化》高考理化2026年6月刊

知视识墙鹅军西骨中学生款理化 破 解 陌生反位机理图试题 ■河南省鄢陵县第一高级中学 高小艳 陌生反应机理图试题在近几年高考中频 为吸热反应，△H>0;基元反应②为放热反 繁出现。陌生反应机理图像一般取材于实际 应，△H<0,A项正确。基元反应③活化能 科研成果，充分体现了化学反应的本质，高考 较大，反应速率较慢，所以基元反应③相对于 常以此为载体考查反应原理、活化能、反应 基元反应②为慢反应，B项正确。同一条件 热、催化剂等知识。题目主要以图示的形式 下，反应Ⅱ得到的产物比反应I得到的产物 来描述某一化学变化所经历的全部反应，把 能量更低，更稳定，故反应Ⅱ的倾向性比反应 一个复杂反应分解成若干个反应，然后按照 I的倾向性大，C项正确。根据反应机理图 一定规律组合起来，从而达到阐述复杂反应 可知，1,2-加成反应活化能较小，升高温度， 的内在联系的目的。陌生反应机理图试题是 对于1,2加成反应产率影响较小，D项错误。 近年高考的命题热点，由于陌生度高，思维转 答案：D 化大，且命题视角在不断地创新和发展，成为 【解题必备】 多数考生的失分点，这类试题难点是需要考 1.基元反应。 生能从陌生图像中提取有效信息进行解题。 大多数的化学反应不能一步完成，在微观 题型一：判断基元反应及反应机理分析 上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基 的正误 元反应。如反应HO,十2Br十2H+一Br2十 例11,3-丁二烯与HBr发生加成反 2H,),通过大量实验提出它们微观过程 应的机理如图1所示。反应1和反应Ⅱ都经 如下： 过同一中间体，进一步发生基元反应②和基 ①H++HO2=HO 元反应③得到两种不同的加成产物。下列说 ②HO+Br一HO+HOBr 法错误的是( )。 ③HOBr+H++Br-H,O+Brg 能量 2.反应历程。 ③ CH2BrCH2-CH=CH2 由基元反应构成的反应序列，又称反应 H 1,2-加成产物 反应】 机理。如总反应为2NO十2H一N+十 CH2-CH-CH-CH2 反应Ⅱ 2H,O的反应历程如下： HBr CH2Br-CH-CH-CH, 1,4-加成产物 ①2NO+H一NO+HO(慢) 反应进程 ②2N2O一2N2+O,(快) 图1 ③2H2+O,一2HO(更快) (1)决速反应：在反应历程中，反应速率 A.基元反应①的△H>0,基元反应②的 最慢的基元反应。 △H<0 (2)决速浓度：最慢反应中反应物的浓度 B.基元反应③相对于基元反应②为慢 反应 决定总反应的反应速率。 (3)特点： C.同一条件下，反应Ⅱ的倾向性比反应 I的倾向性大 a.不同的化学反应，反应历程不同。 D.反应过程中，升高温度，1,2-加成产物 b.同一反应在不同条件下的反应历程也 的产率明显增加 可能不同。 解析：根据反应机理图可知，基元反应① c.反应历程的差别造成了化学反应速率 的快慢差异。 知识篇知识结构与拓展 中学生数理化高中理化202年6月 d.对于由多个基元反应组成的化学反 ①高效性，可以大大地加快反应速率 应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应 ②选择性，反应不同，催化剂不同。 决定。 ③同等程度地加快正、逆反应的速率。 题型二：判断能垒、催化剂及反应机理分 ④不能改变反应的可能性和平衡常数。 析的正误 3.催化剂的催化机理。 例2碳酸二甲酯DMC(CH,OCOOCH,) 催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中 是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科 的一种反应物先发生反应，生成过渡物，再跟 学家提出了新的合成方案（吸附在固体催化 另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重 剂表面上的物种用标注)，反应机理如图2 新生成。这就是改变了其反应历程。催化剂 所示。 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。 160 157.2 120 103.1 过渡 过液态七H,oC00CH,+H,0+H0 16.1 112.6 即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中 80 态知 2CH;OH 过 .H 态1 50.5 62.5 41.9 22sQH0c0-GHoHHoo0o0cl0*B0 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 40-2CH,0H*+H0*+C0 CH:OCOO*+CH OH*+H2O* 常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活 化能。 图2 下列说法正确的是( 4.催化剂与活化能、焓变。 )o A.反应过程中除固体催化剂外，还使用 催化剂能降低反应所需活化能，化学反 了HO·做催化剂 应速率加快，但不影响焓变△H的大小，不影 B.反应进程中决速步骤的能垒为125.7eV 响平衡。 C第3步的基元反应方程式为 题型三：判断过渡态、活化能及反应机理 CH OCOO·+CHOH'→CH OCOOCH+ 分析的正误 HO· 例3基于非金属原于嵌入石墨烯三 D.升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率 嗪基C山中，用于催化一氧化碳加氢生成 增加，平衡向逆反应方向移动 甲醇的反应历程如图3所示，其中吸附在催 解析：HO·先参与反应被消耗，后又生 化剂表面上的物种用“”标注，下列说法中 成，作催化剂，A项正确。反应进程中经过渡 错误的是( )。 态I的反应能垒最大，是决速步骤，其能垒为 0.59 0.45 [103.1-(-22.6)]×102eV=1.257× 1s034/Ts务 0.35 0.24 HCO_H+H, l0eV,B项错误。第3步的基元反应方程式为 TS66 0 1s7 CH,OCOO.+CH OH-CH OCOOCH," CO+H,+H, -0.48 -0.60 0.37 H.CO+HH.CO+H, H,CO_H =0.8 十HO·”,C项错误。由图可以看出，对于 CH,OH* 反应历程 2CH;OH+CO:-CH;OCOOCH;+H:O 图3 △H>0,升高温度，合成碳酸二甲酯反应速 率增加，平衡向正反应方向移动，D项错误。 A.整个反应历程中有极性键的断裂和 答案：A 生成 【解题必备】 B.过渡态相对能量：TS55>TS44> 1.催化剂。 TS77 存在少量就能显著改变反应速率，反应 C.物种吸附在催化剂表面的过程为吸热 结束时，其自身的质量，组成和化学性质基本 过程 不变的物质。 D.反应决速步的活化能为0.95eV 2.催化特点。 解析：由图可知，一氧化碳催化加氢生成 8 阳视阳结肉室杨骨中学生表理化 甲醇的反应中有极性键的断裂和生成，A项 A.用“O标记醇羟基，可以分析叔丁醇 正确。由图可知，过渡态相对能量的大小顺 与乙醇在酯化反应中的断键情况 序为TS55>TS44>TS77,B项正确。由图 B.两个历程中H均起到催化剂的作用 可知，吸附在催化剂表面的物质能量更低，故 C.两个历程中均有碳原于的杂化轨道类 吸附在催化剂表面的过程为放热过程，C项 型发生改变 错误。反应的活化能越大，反应速率越慢，反 D.两种酯化反应的机理均为羧基中的 应决速步为慢反应，反应HCO”十H 羟基与醇羟基的氢原于结合成水 HCO十H的活化能最大，反应速率最慢，则 解析：结合图，叔醇羟基中的O进入水 反应决速步的活化能为0.5eV一 中，而伯醇羟基中的)进入酯中，所以可以 (一0.60eV)=0.95eV,D项正确。 用“O标记醇羟基，分析叔丁醇与乙醇在酯化 答案：C 反应中的断键情况，A项正确。根据两个历 【解题必备】 程可以分析出H+均先被消耗、后生成，均起 1.多步反应的活化能。 到催化剂的作用，B项正确。伯醇酯化过程 一个化学反应由几个基元反应完成，每 中乙酸羰基碳和叔酸酯化过程中醇羟基所连 一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该 的碳，杂化类型均发生了变化，C项正确。两 过渡态所需要的活化能（如图4中E1、E,), 种酯化反应的机理，前者是羧基中的羟基与 而该复合反应的活化能只是由实验测算的表 醇羟基的氢原于结合成水，后者是醇中羟基 观值，没有实际物理意义。 与酸中羟基上的氢结合成水，两种酯化反应 割过波态1 的机理不同，D项错误。 过渡态Ⅱ 答案：D 【解题必备】 A+B △H 中间产物 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。 反应过程 (2)只进不出的为反应物、原料。 图4 (3)不进只出的物质为生成物、产品。 2.活化能和速率的关系。 2.循环转化机理图像的解读（如图6）。 基元反应的活化能越大，反应物到达过 ① 渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。 ,⑤ ⑥ 一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基 元反应。 ③ 题型四：判断循环反应机理图像分析的 正误 图6 例4伯醇（记为RCH:OH)和叔醇 对于“循环”反应过程图像，位于“环上”的 (记为R,C()H)发生酯化反应的机理如图5 物质一般是催化剂或中间体，如⑤⑥⑦和⑧， 所示。下列说法不正确的是( )。 “入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的 物质为生成物，如②和③。在机理图中，先找 CHC-OH 到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头 进入整个历程的物质（产物一般多是通过一个 -oCH-E CH OH COH H0. -HOCH:R CHC-OCR 箭头最终脱离这个历程的物质)，与之同时反 OH 应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后 CH.C-OH -RC HOCH.R O=CCH, 又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一 个环节。 (责任编辑谢启刚) 图5 9