专题14 化学反应中的能量变化及反应机理(3年汇编)(全国通用)2024-2026年高考化学真题分类汇编
2026-09-05
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摘要:
**基本信息**
高考化学3年真题汇编,聚焦化学反应能量变化及反应机理,涵盖2024-2026年多省份高考题,精选真实情境与核心素养融合的典型试题。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|多题|焓变计算、键能分析、能量图解读、活化能比较、催化剂作用机理|以氢燃料发动机、催化制氢等科技前沿为情境,融合热化学与平衡移动综合判断,结合机理图与实验数据考查证据推理能力|
内容正文:
专题14 化学反应中的能量变化及反应机理
3年真题
考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考点1 化学反应中的能量变化
2026广东(2题)、2025江西(1题)、2025浙江6月(1题)、2025四川(1题)、2025重庆(1题)、2025湖北(1题)、2025北京(1题)、2024天津(1题)、2024广东(2题)
· 情境覆盖燃料利用、物质转化、溶解过程、实验探究及新能源等真实问题。
· 重点考查焓变、键能、能量图、自发性、热效应及平衡移动的综合判断。
· 趋向强化热化学与化学平衡、实验现象及定量计算的融合,突出能量观念应用。
考点2 反应历程、机理图分析
2026广西(1题)、2026全国卷(1题)、2026陕晋青宁(1题)、2025贵州(1题)、2025广西(1题)、2025海南(1题)、2025云南(1题)、2025北京(1题)、2025江苏(1题)、2025河北(1题)、2025河南(1题)、2024广西(1题)、2024北京(1题)、2024甘肃(1题)
· 情境联系催化制氢、合成、污染治理及电催化等前沿科技,呈现多步反应历程。
· 重点考查活化能、反应速率、催化剂作用、基元反应及中间体变化。
· 趋向结合能量图、结构图和实验数据综合判断,突出机理分析与证据推理。
考点1 化学反应中的能量变化
1.(2026·广东·高考真题)中国科技多方位成就世界之最。下列说法正确的是
A. “氢”装上阵:兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机研制成功。燃烧属于放热反应
B. “黑色黄金”:T1200级超高强度碳纤维实现百吨级量产。碳纤维是天然高分子
C. “会飞的电站”:高空风力发电捕风伞使用氦气球升空。和中子数相同
D. “镁铈”成双:嫦娥五号月壤中发现含镁、含铈两种新矿物。镁和铈位于同周期
2.(2026·广东·高考真题)物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下,测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b,则
A. 时,体系中物质的质量: B. 图b中数据满足关系:
C. 体系中,反应先达到平衡 D. 体系平衡后,升高温度,B的体积分数增加
3.(2025·浙江6月·高考真题)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
4.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A. 步骤①反应为
B. 步骤③正、逆反应的活化能关系为
C. 在催化循环中起氧化作用
D. 步骤③生成的物质Z是
5.(2025·重庆·高考真题)肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
6.(2025·湖北·高考真题)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A. 在C的水溶液中加入少量固体A,溶液升高 B. D为可溶于水的有毒物质
C. F溶于雨水可形成酸雨 D. 常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
7.(2025·北京·高考真题)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 固体溶解是吸热过程
B. 根据盖斯定律可知:
C. 根据各微粒的状态,可判断,
D. 溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
8.(2025·江西·高考真题)由下列实验事实得出的结论正确的是
实验事实
结论
A
和空气的混合气体通过热的,持续红热
该反应
B
向溶液中滴入硝酸酸化的溶液,生成白色沉淀
是离子化合物
C
向与水反应后的溶液中滴入酚酞溶液,先变红后褪色
有漂白性
D
向溶液中通入,无明显现象,再通入生成白色沉淀
A. A B. B C. C D. D
9.(2024·天津·高考真题)白磷()在高温下可分解为,即。已知中的键能为,中的键能为。下列说法错误的是
A. 晶体为分子晶体
B. 分子中含有键和键
C. 与互为同素异形体
D. 根据键能估算上述反应的
10.(2024·广东·高考真题)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A. 烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
B. 试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
C. 滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
D. 实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
11.(2024·广东·高考真题)对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A.
B.
C.
D.
考点2 反应历程、机理图分析
1.(2026·广西·高考真题)甲烷制乙烯能缓解石油危机。甲烷在催化剂表面生成乙烯的两种反应历程如图。下列说法错误的是
A. Ⅰ的反应速率大于Ⅱ
B. Ⅰ、Ⅱ均可生成
C. 依次断开中的键所需能量不同
D. 步骤①逆过程的,故步骤①吸热
2.(2026·全国卷·高考真题)一种含钴(Ⅱ)的多酸阴离子(以表示)能催化和的反应,制备,其反应历程如图所示。
下列叙述正确的是
A. 和均含有极性键,都是极性分子
B. 反应过程中Co的化合价保持不变
C. 该制备反应的原子利用率为100%
D. 用替换,反应生成
3.(2026·陕晋青宁·高考真题)羟基自由基()具有强氧化性,可用于处理有机废水。某科研团队开发了一种催化剂,将高效转化为,机理如图。下列说法错误的是
A. 总反应为 B. 部分中的来自于
C. 步骤①中与之间形成氢键 D. 步骤③发生了氧化还原反应
4.(2025·海南·高考真题)恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率。下列说法正确的是
A. 反应的活化能①>②>③
B. 提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C. 加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D. 总反应速率
5.(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
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
6.(2025·云南·高考真题)铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A. Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B. Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C. Ⅳ的示意图为 D. 催化剂Cu可降低反应热
7.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. ①中反应为
B. ②中生成的过程中,有键断裂与形成
C. 生成总反应的原子利用率为
D. 催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
8.(2025·江苏·高考真题)与通过电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A. 过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B. 过程Ⅱ中发生了氧化反应
C. 电催化与生成的反应方程式:
D. 常温常压、无催化剂条件下,与反应可生产
9.(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:
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
10.(2025·河南·高考真题)在负载的催化剂作用下,可在室温下高效转化为,其可能的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 该反应的原子利用率为
B. 每消耗可生成
C. 反应过程中,和的化合价均发生变化
D. 若以为原料,用吸收产物可得到
11.(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)。
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
12.(2024·广西·高考真题)烯烃进行加成反应的一种机理如下:
此外,已知实验测得与进行加成反应的活化能依次减小。下列说法错误的是
A. 乙烯与HCl反应的中间体为
B. 乙烯与氯水反应无生成
C. 卤化氢与乙烯反应的活性:
D. 烯烃双键碳上连接的甲基越多,与的反应越容易
13.(2024·北京·高考真题)苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C. 由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D. 对于生成Y的反应,浓作催化剂
14.(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
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
试卷第1页,共3页
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专题14化学反应中的能量变化及反应机理
3年真题·精准练
通级d
考点1化学反应中的能量变化
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】C
4【答案】D
5.【答案】B
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】D
10.【答案】B
11.【答案】A
考点2反应历程、机理图分析
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】B
4【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】c
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】D
10.【答案】B
11.【答案】D
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12.【答案】B
13.【答案】C
14.【答案】C
212
专题14 化学反应中的能量变化及反应机理
3年真题
考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考点1 化学反应中的能量变化
2026广东(2题)、2025江西(1题)、2025浙江6月(1题)、2025四川(1题)、2025重庆(1题)、2025湖北(1题)、2025北京(1题)、2024天津(1题)、2024广东(2题)
· 情境覆盖燃料利用、物质转化、溶解过程、实验探究及新能源等真实问题。
· 重点考查焓变、键能、能量图、自发性、热效应及平衡移动的综合判断。
· 趋向强化热化学与化学平衡、实验现象及定量计算的融合,突出能量观念应用。
考点2 反应历程、机理图分析
2026广西(1题)、2026全国卷(1题)、2026陕晋青宁(1题)、2025贵州(1题)、2025广西(1题)、2025海南(1题)、2025云南(1题)、2025北京(1题)、2025江苏(1题)、2025河北(1题)、2025河南(1题)、2024广西(1题)、2024北京(1题)、2024甘肃(1题)
· 情境联系催化制氢、合成、污染治理及电催化等前沿科技,呈现多步反应历程。
· 重点考查活化能、反应速率、催化剂作用、基元反应及中间体变化。
· 趋向结合能量图、结构图和实验数据综合判断,突出机理分析与证据推理。
考点1 化学反应中的能量变化
1.(2026·广东·高考真题)中国科技多方位成就世界之最。下列说法正确的是
A. “氢”装上阵:兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机研制成功。燃烧属于放热反应
B. “黑色黄金”:T1200级超高强度碳纤维实现百吨级量产。碳纤维是天然高分子
C. “会飞的电站”:高空风力发电捕风伞使用氦气球升空。和中子数相同
D. “镁铈”成双:嫦娥五号月壤中发现含镁、含铈两种新矿物。镁和铈位于同周期
【答案】A
【解析】A.所有燃烧反应均为放热反应,燃烧释放热量,属于放热反应,A正确;
B.碳纤维主要成分为碳单质,是人工合成的高性能材料,不属于天然高分子,B错误;
C.中子数=质量数-质子数,中子数为,中子数为,二者中子数不相同,C错误;
D.镁元素位于第三周期,铈为镧系元素,位于第六周期,二者不位于同周期,D错误;
故选A。
2.(2026·广东·高考真题)物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下,测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b,则
A. 时,体系中物质的质量: B. 图b中数据满足关系:
C. 体系中,反应先达到平衡 D. 体系平衡后,升高温度,B的体积分数增加
【答案】B
【解析】由题图a可知,生成C的活化能小,则反应速率快;相同质量B具有的能量比C低,B相对稳定,则反应足够时间,生成B的量增多,故在题图b中浓度逐渐减小的为A,开始生成速率快的为C,最终生成较多的为B。
【解析】
A.设初始加入A的质量为,浓度为,A、B、C互为同分异构体,则摩尔质量相同,等质量时物质的量相等,由题图b可知,时,B、C的浓度相等,则,恒容容器,则气体体积不变,故可得,时,A的转化率未知,无法确定与的关系,A错误;
B.根据A项分析可知,时,,根据原子守恒有,时,A、B的浓度相等,则,设此时C的浓度为,即,可得,由题图b可知时C的浓度大于时C的浓度,即,,则,B正确;
C.A生成B的反应和A生成C的反应是平行反应,应同时达到平衡,C错误;
D.根据题图a可知的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,B的物质的量减小,而总的物质的量不变,故B的体积分数减小,D错误;
故选B。
3.(2025·浙江6月·高考真题)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将五个方程式依次编号为① 、② 、③ 、④ 、⑤ 。
【解析】
A.酸碱中和反应为放热反应,难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应①,
②,则反应① 放出的热量小于反应② ,即,故,A正确;
B.已知反应②,
③,
利用盖斯定律将反应③-反应② 得到,该反应为放热反应,则该反应的,即,B正确;
C.已知反应⑤(化合反应)为放热反应,即,利用盖斯定律,将反应④-反应③ 得到反应⑤ ,即,,C错误;
D.已知反应③为放热反应,,结合C项解析知:,则,D正确;
故选C。
4.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A. 步骤①反应为
B. 步骤③正、逆反应的活化能关系为
C. 在催化循环中起氧化作用
D. 步骤③生成的物质Z是
【答案】D
【解析】结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,和苯生成,和、反应生成、和水,据此解答。
【解析】
A.结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,故A正确;
B.步骤③为放热反应,,即正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B正确;
C.在催化循环中V的化合价由+5降低到+4,所以起氧化作用,故C正确;
D.根据分析,步骤③生成的物质Z是,故D错误;
答案选D。
5.(2025·重庆·高考真题)肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③ )变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【解析】
A.选项A的表达式为,但根据推导结果,ΔH应为,与A不符,A错误;
B.推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应② ×3,得到总ΔH为,再除以4得,与选项B一致,B正确;
C.选项C未除以4,直接取,不符合目标反应的系数比例,C错误;
D.选项D的表达式为,符号和系数均与推导结果不符,D错误;
故选B。
6.(2025·湖北·高考真题)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A. 在C的水溶液中加入少量固体A,溶液升高 B. D为可溶于水的有毒物质
C. F溶于雨水可形成酸雨 D. 常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
【答案】A
【解析】固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则C为NH3,G是强酸,则E是NO,F是NO2,G是HNO3;H是白色固体,常用作钡餐,H是BaSO4,D是BaCl2,A和B反应是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应,C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl,则A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O。
【解析】
A.在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl),铵根浓度增大,抑制了NH3·H2O的电离,OH-浓度减小,溶液pH减小,A错误;
B.D(BaCl2)易溶于水,溶于水电离出Ba2+,钡是重金属,有毒,B正确;
C.F(NO2)与水反应生成强酸硝酸,故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正确;
D.G是HNO3,常温下浓HNO3将Fe钝化,故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸,D正确;
答案选A。
7.(2025·北京·高考真题)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 固体溶解是吸热过程
B. 根据盖斯定律可知:
C. 根据各微粒的状态,可判断,
D. 溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
【答案】C
【解析】由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程。
【解析】
A.由图可知,固体溶解过程的焓变为,为吸热过程,A正确;
B.由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知,即,B正确;
C.由分析可知,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程,b<0,C错误;
D.由分析可知,溶解过程的能量变化,取决于固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关,即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关,D正确;
故选C。
8.(2025·江西·高考真题)由下列实验事实得出的结论正确的是
实验事实
结论
A
和空气的混合气体通过热的,持续红热
该反应
B
向溶液中滴入硝酸酸化的溶液,生成白色沉淀
是离子化合物
C
向与水反应后的溶液中滴入酚酞溶液,先变红后褪色
有漂白性
D
向溶液中通入,无明显现象,再通入生成白色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】A.NH3和空气的混合气体通过热的Cr2O3,Cr2O3持续红热,说明反应放热,ΔH<0,A正确;
B.向NCCl溶液中加入硝酸酸化的AgNO3生成AgCl白色沉淀,说明溶液含Cl-,但Cl-可能来自NCCl水解,而非其直接电离,无法证明NCCl是离子化合物,B错误;
C.Na2O与水反应生成NaOH,溶液呈强碱性使酚酞变红,酚酞的变色范围为8-10,褪色可能是Na2O和水反应生成的溶液碱性过大,而非Na2O本身具有漂白性,C错误;
D.向溶液中通入,无沉淀产生,再通NH3生成CaCO3沉淀,是因为通NH3后营造了碱性环境,使CaCO3能够存在,该现象不能证明,D错误;
故选A。
9.(2024·天津·高考真题)白磷()在高温下可分解为,即。已知中的键能为,中的键能为。下列说法错误的是
A. 晶体为分子晶体
B. 分子中含有键和键
C. 与互为同素异形体
D. 根据键能估算上述反应的
【答案】D
【解析】A.白磷由白磷分子构成,则P4晶体为分子晶体,A正确;
B.P中含有键,三键中含有1个键和2个键,B正确;
C.与是磷元素的两种单质,二者互为同素异形体,C正确;
D.反应的ΔH=反应物总键能-生成物总键能= 209kJ/mol× 6 - 523kJ/mol ×2 = +208kJ/mol,D错误;
故选D。
10.(2024·广东·高考真题)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A. 烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
B. 试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
C. 滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
D. 实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
【答案】B
【解析】A.烧瓶壁变冷说明八水氢氧化钡与氯化铵的反应是焓变大于0的吸热反应,故A错误;
B.试纸会变蓝,说明八水氢氧化钡与氯化铵反应时有氨气生成,该反应是熵增的反应,故B正确;
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生是因为浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,与氯化铵的升华无关,故C错误;
D.八水氢氧化钡与氯化铵生成氯化钡和一水合氨的反应是焓变大于0的吸热反应,烧瓶中温度降低、气体压强会减小会导致气球变小,后因为一水合氨分解生成氨气导致气体压强增大,气球会变大,滴入盐酸后,浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,导致气体压强变小,则实验过程中,气球先变小、后增大,加入盐酸后又变小,故D错误;
故选B。
11.(2024·广东·高考真题)对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】提高反应温度,增大,说明反应的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确,
故选A。
考点2 反应历程、机理图分析
1.(2026·广西·高考真题)甲烷制乙烯能缓解石油危机。甲烷在催化剂表面生成乙烯的两种反应历程如图。下列说法错误的是
A. Ⅰ的反应速率大于Ⅱ
B. Ⅰ、Ⅱ均可生成
C. 依次断开中的键所需能量不同
D. 步骤①逆过程的,故步骤①吸热
【答案】D
【解析】A.多步反应的总速率由活化能最大的慢步骤决定;历程Ⅰ的各步活化能最大值为67.6 kJ/mol,历程Ⅱ的各步活化能最大值为75.2 kJ/mol,历程Ⅰ的决速步活化能更小,因此反应速率Ⅰ大于Ⅱ,A正确;
B.历程Ⅱ的步骤④ 生成了两个,结合即可得到;历程Ⅰ中存在和中间体,二者和1个氢原子结合同样可以生成;因此两个历程均可生成,B正确;
C.断开第一个键后,剩余键受已断键的电子效应影响,键能发生改变,故依次断开键所需能量不同,C正确;
D.反应焓变,步骤① 为放热反应,D错误;
故选D。
2.(2026·全国卷·高考真题)一种含钴(Ⅱ)的多酸阴离子(以表示)能催化和的反应,制备,其反应历程如图所示。
下列叙述正确的是
A. 和均含有极性键,都是极性分子
B. 反应过程中Co的化合价保持不变
C. 该制备反应的原子利用率为100%
D. 用替换,反应生成
【答案】C
【解析】A.二氧化碳的分子结构为结构对称的直线形,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A错误;
B.由图可知,反应历程中存在电子转移,钴元素在反应过程中存在电子的得失,化合价会发生变化,B错误;
C.由图可知,该反应为环氧乙烷和二氧化碳的加成反应生成,所以制备反应的原子利用率为100%,C正确;
D.由图可知,与二氧化碳发生加成反应生成,D错误;
故选C。
3.(2026·陕晋青宁·高考真题)羟基自由基()具有强氧化性,可用于处理有机废水。某科研团队开发了一种催化剂,将高效转化为,机理如图。下列说法错误的是
A. 总反应为 B. 部分中的来自于
C. 步骤①中与之间形成氢键 D. 步骤③发生了氧化还原反应
【答案】B
【解析】A.将反应机理各步的反应物和生成物抵消中间产物后,总反应为,A正确;
B.由机理图可知,中的H元素全部来自反应物,中的O原子全部来源于,B错误;
C.步骤① 中的O原子和的H原子之间的虚线代表氢键,C正确;
D.步骤③ 中参与反应,生成了,中的1个O原子形成了,O元素的化合价发生了变化,发生了氧化还原反应,D正确;
故选B。
4.(2025·海南·高考真题)恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率。下列说法正确的是
A. 反应的活化能①>②>③
B. 提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C. 加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D. 总反应速率
【答案】D
【解析】A.基元反应的反应速率与活化能成反比(活化能越低,速率越快),已知,则活化能应为①<②<③,A错误;
B.升高温度会使所有反应的活化分子百分数均提高,并非“仅提高反应②”,B错误;
C.催化剂降低反应③的活化能,会加快反应③的速率,使D的生成速率增大,会提高D的产量,但不提高D的产率,C错误;
D.三个反应为平行反应,共同消耗反应物A和Q,总反应速率(反应物消耗速率)等于各反应速率之和,即,D正确;
故答案选D。
5.(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
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。
6.(2025·云南·高考真题)铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A. Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B. Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C. Ⅳ的示意图为 D. 催化剂Cu可降低反应热
【答案】C
【解析】A.由图可知,Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子,属于还原反应,A错误;
B.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,如图,有极性键生成,不是非极性键,B错误;
C.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,由Ⅲ结合氢离子和电子可知,Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键,Ⅳ到Ⅴ才结合CO,可知Ⅳ的示意图为,C正确;
D.催化剂可改变活化能,加快反应速率,不能改变反应热,D错误;
故选C。
7.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. ①中反应为
B. ②中生成的过程中,有键断裂与形成
C. 生成总反应的原子利用率为
D. 催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
【答案】C
【解析】A.①中反应物为CH3COOH、O2、Pd,生成物为H2O和Pd(CH3COO)2,方程式为:,A正确;
B.②中生成的过程中,有C-H断开和C-O的生成,存在键断裂与形成,B正确;
C.生成总反应中有H2O生成,原子利用率不是,C错误;
D.是反应的催化剂,改变了反应的历程,提高了反应速率,D正确;
答案选C。
8.(2025·江苏·高考真题)与通过电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A. 过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B. 过程Ⅱ中发生了氧化反应
C. 电催化与生成的反应方程式:
D. 常温常压、无催化剂条件下,与反应可生产
【答案】A
【解析】A.过程Ⅱ为:和在酸性条件下被还原为和的反应,生成了N—H等极性共价键;过程Ⅲ为与生成的反应,生成了C—N极性共价键,A正确;
B.过程Ⅱ是得电子的还原反应,N元素的化合价由降为,C元素的化合价由降为,B错误;
C.所给离子方程式电荷不守恒,根据反应机理图可知,过程Ⅱ需要外界提供电子,则正确的反应方程式为 ,C错误;
D.常温常压、无催化剂条件下,与反应生成或,D错误;
故选A。
9.(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:
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。
10.(2025·河南·高考真题)在负载的催化剂作用下,可在室温下高效转化为,其可能的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. 该反应的原子利用率为
B. 每消耗可生成
C. 反应过程中,和的化合价均发生变化
D. 若以为原料,用吸收产物可得到
【答案】B
【解析】由反应历程可知,总反应为,据此解答。
【解析】
A.该反应为化合反应,原子利用率为100%,A正确;
B.由分析可知,每消耗可生成,B错误;
C.由反应历程可知,催化剂有连接4个S原子和2个S原子的,这两种类型的原子成键数目均会发生改变,所以和的化合价均发生变化,C正确;
D.若以为原料,有反应历程可知,会生成,用吸收产物时,其存在电离平衡:,结合水电离出的可得到,D正确;
故选B。
11.(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)。
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。
12.(2024·广西·高考真题)烯烃进行加成反应的一种机理如下:
此外,已知实验测得与进行加成反应的活化能依次减小。下列说法错误的是
A. 乙烯与HCl反应的中间体为
B. 乙烯与氯水反应无生成
C. 卤化氢与乙烯反应的活性:
D. 烯烃双键碳上连接的甲基越多,与的反应越容易
【答案】B
【解析】A.HCl中氢带正电荷、氯带负电荷,结合机理可知,乙烯与HCl反应的中间体为氢和乙烯形成正离子:,A正确;
B.氯水中存在HClO,其结构为H-O-Cl,其中Cl带正电荷、OH带负电荷,结合机理可知,乙烯与氯水反应可能会有生成,B错误;
C.由机理,第一步反应为慢反应,决定反应的速率,溴原子半径大于氯,HBr中氢溴键键能更小,更容易断裂,反应更快,则卤化氢与乙烯反应的活性:,C正确;
D.已知实验测得与进行加成反应的活化能依次减小;则烯烃双键碳上连接的甲基越多,与的反应越容易,D正确;
故选B。
13.(2024·北京·高考真题)苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C. 由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D. 对于生成Y的反应,浓作催化剂
【答案】C
【解析】A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确;
B.根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,故B正确;
C.M的六元环中与相连的C为杂化,苯中大键发生改变,故C错误;
D.苯的硝化反应中浓作催化剂,故D正确;
故选C。
14.(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
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。
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