拓展专题1 反应机理循环图 能垒图(Word教参)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

本高中化学讲义聚焦反应机理循环图与能垒图两大核心知识点，系统梳理反应机理循环图中催化剂作用、化学键断裂与形成、原子利用率分析等内容，衔接能垒图中能垒与反应速率关系、决速步骤判断、不同催化剂效果比较等知识，构建从微观反应过程到能量变化规律的学习支架。 该资料特色在于以高考题及期中题实例为载体，通过反应机理图解读培养学生证据推理与模型建构的科学思维，借助能垒图像分析提升从宏观能量变化到微观反应历程的科学探究能力。课中辅助教师直观讲解反应原理，课后学生可通过典型例题解析查漏补缺，深化对化学反应规律的理解。

拓展专题1　反应机理循环图　能垒图 一、反应机理循环图 （2025·湖南高考14题）环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯（）为原料生产环氧丙烷（）的反应机理如图所示。下列说法正确的是（　B　） A.过程中Ⅱ是催化剂 B.过程中有极性键和非极性键的断裂和形成 C.过程中Ti元素的化合价发生了变化 D.丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100％ 解析：由反应机理循环图分析 过程中Ti的化学键（Ti—O）始终是4个，配位键不会改变Ti的化合价，故Ti元素的化合价不变，C错误；反应生成了H2O，且存在H2O2的分解反应，原子利用率小于100％，D错误。 1.（2026·河南焦作期中）目前，柴油发动机中添加尿素有利于环保，其原因之一是尿素分解产生的氨气参与某催化过程，该催化过程可对汽车尾气脱硝，催化机理如图1所示（部分物质未标出），反应历程如图2所示。下列说法正确的是（　　） A.图1中①→②的反应为[CuⅡ（NH3）2]2＋＋NH3 B.的使用可以增大反应物的平衡转化率 C.升高温度，各基元反应的活化分子百分数均增加 D.图2中TS2比TS3稳定 解析：C　根据图1知，①→②的反应为＋2NH3，A错误； 参与反应，是催化剂，催化剂只能提高脱硝的速率，不能改变平衡转化率，B错误；不管是吸热反应还是放热反应，升高温度，各基元反应的活化分子百分数均增加，C正确； TS3比TS2能量低，TS3比TS2稳定，D错误。 2.（2026·广东深圳期中改编）甲酸水溶液在密封石英管中发生多种分解反应，反应机理及能量关系图如下： 关于甲酸水溶液分解体系，说法不正确的（　　） A.H＋为该反应的催化剂 B.CO＋H2O（g）CO2＋H2的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3 C.HCOOH分解生成CO2（g）比生成CO（g）容易 D.HCOOH分解生成CO（g）和H2O（g）比生成CO2（g）和H2（g）放出热量多 解析：C　由图，氢离子参与反应后又生成，为反应的催化剂，A正确；由图：反应①HCOOH（aq）CO2＋H2　ΔH1 ，反应②HCOOH（aq）＋H＋（aq）（aq）　ΔH2，反应③（aq）CO＋H2O＋H＋　ΔH3，由盖斯定律反应①－②－③得反应CO＋H2O（g）CO2＋H2　ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3，B正确；HCOOH分解生成CO2（g）的活化能比生成CO（g）的活化能大，难反应，C错误；由能量与反应历程关系图可知，HCOOH分解生成CO（g）和H2O（g）放出热量比生成CO2（g）和H2（g）多，D正确。 二、化学反应历程中的能垒图像 1.图示 2.能垒 可以简单理解为从左往右进行，包含最高能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。如图中，从HCOO*＋H*到过渡态2的能量变化就是最高能垒，而HCOO*＋H*CO2＋2H*是该历程的决速步骤。 3.注意 （1）能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 （2）用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 （3）相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 （2024·甘肃高考10题）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（　C　） 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 解析：根据能垒变化图分析 【模型构建】 1.（2025·江苏连云港月考）二氧化碳资源化利用有利于减轻温室效应，反应CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）的历程如图所示。下列说法错误的是（　　） A.合成甲醇反应的ΔH＞0 B.*OCH2CH2O活化能为2.13 eV C.生成副产物CO比CH2O容易 D.要使反应速率加快，主要降低*CO＋*OH*CO＋*H2O活化能 解析：B　由图知，反应物CO2、H2的总能量比生成物CH3OH、H2O的总能量低，属于吸热反应，该反应的ΔH＞0，A正确；由图知，*OCH2CH2O活化能为2.73 eV＋0.66 eV ＝3.39 eV，B错误；由图知，生成副产物CO需要的活化能比生成CH2O需要的活化能小，反应需要的活化能越小，反应越容易发生，故生成副产物CO比生成CH2O更容易发生，C正确；在图示多步反应中，基元反应*CO＋*OH*CO＋*H2O的活化能最大，该步反应的化学反应速率最慢，是CO2、H2发生反应制取CH3OH的决速反应，故要使反应速率加快，主要降低*CO＋*OH*CO＋*H2O活化能，D正确。 2.（2026·四川成都期中）在催化剂AuF或催化剂作用下，乙烯和氢气发生反应，总反应方程式为C2H4（g）＋H2（g）C2H6（g），反应历程中的相对能量如图所示（*表示吸附态）。下列说法正确的是（　　） A.总反应是吸热反应 B.CH2CH2（g）＋H2（g）*CH2CH3＋*H的过程中，既有化学键断裂也有化学键形成 C.在过渡态Ⅱ，催化剂AuF使反应活化能降低更多 D.使用催化剂时，反应过程中*CH2CH3所能达到的最高浓度更大 解析：B　由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，总反应是放热反应，A错误； CH2CH2（g）＋H2（g）*CH2CH3＋*H的过程中，CC中有一条键断裂，H—H断裂，C—H形成，B正确；在过渡态Ⅱ，催化剂使反应活化能降低更多，C错误；由图可知，与使用相比，使用AuF作催化剂时，生成*CH2CH3的活化能更低，而消耗*CH2CH3的活化能更高，有利于*CH2CH3的积累，因此*CH2CH3能达到的最高浓度更大，D错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $