热点题型 化学反应机理探究与分析-2025年西北四省高考化学复习专练解析版

热点题型04化学反应机理探究与分析

本热点在高考中主要要求学生认识化学反应的本质是有新物质生成，并伴有能量的变化，能多角度、动态

地分析热化学方程式，运用化学原理解决实际问题。反应历程或机理图像一般取材于实际科研成果，充分

体现了化学反应的本质，高考常以此为载体考查反应原理、活化能、反应热等知识，是近年高考的命题热

点，此类试题难点是需要学生能从陌生图像中提取有效信息进行解题。

考查的核心素养有：①宏观辨识与微观探析：学会分析物质化学变化和伴随发生的能量转化与物质微观结

构之间的关系；②变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能从

多角度、动态地分析热化学方程式。③科学态度与社会责任：赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持

续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。

预测2025年高考：反应历程是指化学反应中的反应物转化为最终产物通过的途径，因为化学变化从根本上

来说，就是旧键的破裂和新键的生成。反应的历程能够反映出物质结构和反应能力之间的关系，从而可以

加深我们对于物质运动形态的认识。近年新高考中主要集中考查化学反应中能量变化有关概念的理解及计

算，主要涉及能量变化的本质，以图象的形式表示能量变化过程的分析，能量历程转化常以图象形式出现

在选择题中。

一、基元反应和过渡态理论

1.基元反应

(1)大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，其中每一步反应都称为基元反应。

(2)基元反应速率方程

对于基元反应aA+bB==gG+hH,其速率方程可写为v=k-ca(A)•cb(B)(其中k称为速率常数，恒温下，

k不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计

量数为指数的募的乘积成正比。

2.反应机理

基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组

成的总反应也称复杂反应。

例如H2(g)+I2(g)===2HI(g),它的反应历程有如下两步基元反应：

①II•+1•(快)

②H?+2I•===2HI(慢)其中慢反应为整个反应的决速步骤。

3.过渡态理论

(1)化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能

的过渡态，处于过渡态的分子叫做活化络合物。活化络合物是一种高能量的不稳定的反应物原子组合体，

它能较快地分解为新的能量较低的较稳定的生成物。

(2)活化能(Ea)是处在过渡态的活化络合物分子平均能量与反应物分子平均能量的差值。

4.催化剂与反应历程

(1)催化剂对反应速率的影响

催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Eal)较小,

反应速率较大；没有催化剂参与的反应，活化能(Eal')较大，反应速率较小。

使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的AH不变。

催化剂对反应活化能的影响

(2)加入催化剂后的反应历程

如图所示：反应A+BfAB的活化能为Ea,加入催化剂K后，反应分两步进行:

反应历程

①A+K—AK活化能为Eai(慢反应)

②AK+B-AB+K活化能为Ea?(快反应)

K

总反应：A+B----->■AB活化能为E出

加入催化剂K后，两步反应的活化能Eai和Ea2均小于原反应的活化能Ea,因此反应速率加快。

由于EaDEaz,第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第

1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Eai就是在催化条件下总

反应的活化能。

常见图像的解读

图像解读

（1）在无催化剂的情况下：Ei为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；

能Ei-E?为此反应的焰变（AH）

量1有\催化/剂无工催收化八剂制

（2）有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤（也可能为多个），反应①为

反

应

生吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放

物

成

…竺一J物

一热反应

0

反应历程（3）催化剂的作用：降低L、E2,但不影响AH,反应是放热反应还是吸

热反应取决于起点（反应物）能量和终点（生成物）能量的相对大小

二、能垒图像的分析与应用

在化学反应过程中，反应前后能量会发生变化。能垒指的是由于化学反应的成功发生对于反应物到达能量

高的过渡态的过程的依赖性而产生的一个“阻碍”，只有一部分有足够能量的分子才能跨越能垒进行反应,

每一个小的分步反应的从较低能量到过渡态所吸收的能量，可以理解成AH-t图中“爬坡”的阶段，这些

阶段的吸收的能量都是能垒。

1.催化剂与化学反应

能有催化剂

量无催化剂

反

①

应生

物成

匕-物

O

反应历程

（1）在无催化剂的情况下：Ei为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；El—E2为此反应的焰变（AH）。

（2）有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤（也可能为多个，如模拟演练题1中图像所表示的），反应①为

吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。

（3）催化剂的作用：降低储、Ez,但不影响AH,反应是放热反应还是吸热反应取决于起点（反应物）能量和

终点（生成物）能量的相对大小

2.能垒与决速步骤

.84

A

0

件0.

褪0.

4

靛-0.

-0.

五-1

.8

2

反应历程

能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步

骤，也成为慢反应。

例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HC00*+H*=C()2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的

决速步骤。

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。

三、循环转化机理图像的分析与应用

1.“环式”反应过程

“入环”的物质为反应物，如图中的①④；位于“环上”的物质为催化剂或中间体，如图中的⑤⑥⑦⑧;

“出环”的物质为生成物，如图中的②③；由反应物和生成物可快速得出总反应方程式。

2.催化剂与中间产物

1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理

催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生

变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。

中间产物：在连续反应中为第一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎

并没有生成，实则是生成多少后续有消耗多少。

在机理图中，先找到确定的反应物，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

一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中

间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图中，Mo03则是该反应的催化剂，图中剩余的三个物质均为

中间产物。

［狼时提升练』

(建议用时：40分钟)

考向01化学反应机理过渡态图像的分析与应用

1.(2025•映西省•适应性)1,3-丁二烯与HBr加成的能量一反应进程如图所示。已知0℃、短时间tmin

内，amol的1,3-丁二烯与HBr完全反应得到3-澳-1-丁烯和1-澳-2-丁烯的物质的量之比为7：3。下列说

B.1,3-丁二烯与HBr反应生成3-澳-1-丁烯的反应热为AH「AHz

C.H+与烯燃结合的第一步为决速步骤，Br-进攻时活化能小的方向得到3-澳-1-丁烯

(■)7a

D.tmin内生成1-澳-2-丁烯的平均速率为二一mol-min-1

t

【答案】B

【详解】A.1-澳-2-丁烯分子结构简式为CH2BrCH=CHCH3,单键含1个◎键，双键含1个◎键和1个兀

键，因此1-漠2丁烯分子中。键和兀键的个数比为11：1,A错误；

B.该反应为放热反应，由反应进程如图，1,3-丁二烯与HBr反应生成3-漠-1-丁烯的反应热为AH/AH?,

B正确；

C.根据图示可知，第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，第一步反应的反应物为1,3-丁二烯与

HBr,故HBr与烯垃结合的第一步为决速步，而不是H+，C错误；

D.tmin内生成的1-澳2丁烯为amolx2=0.3amol,对应的平均速率为丝^moLminT,D错误；

10t

故选B。

2.(2025•陕西省商洛市•联考)已知：2IC1(g)+H2(g)=I2(g)+2HCl(g),该反应分①、②两步进行，其

能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是

0反应进程

A.反应①为吸热反应，反应②为放热反应，总反应为放热反应

B.HI是该反应催化剂，使用催化剂可提高活化分子的百分数

C.整个反应过程共有2个基元反应，决定速率的为第①步反应

D.ICl(g)+HI(g)=I2(g)+HCl(g)AH=-218kJ/mol

【答案】C

【详解】A.反应①中，反应物［2/a(g)+H2(g)］总能量高于生成物［”a(g)+m(g)+/a(g)］总能量，为

放热反应，A错误；

B.由图可知，反应①生成印，在反应②中消耗印，则印是中间产物，不是催化剂，B错误；

C.由图可知，反应①的正反应活化能比反应②的大，反应①的反应速率较慢，所以总反应的反应速率取决

于第①步反应，C正确；

D.由图可得，总反应2/a(g)+H2(g)=L(g)+2"a(g)AH=-2180.皿尸,口错误；

故选Co

3.(2025•陕西省•适应性)甲烷和二氧化氮的反应在大气污染和温室效应控制中起着重要作用。向某恒温

恒容密闭容器中按一定比例投入CH&和NOZ,在FeQ,的催化作用下发生反应，反应过程及能量变化如图所

示。下列说法正确的是

A.由图可知，该反应的AH<0,基元反应i和反应ii,都是AH<0

B.该反应的总方程式为：CH4(g)+2NO2(g).CO2(g)+N2(g)

C.其他条件不变，仅将恒温密闭容器改为绝热密闭容器，CH,和NO?的转化率减小

D.该反应过程中，既有非极性键的断裂和生成，又有极性键的断裂和生成

【答案】C

【详解】A.由能量图可知，该反应为放热反应，AH<0,基元反应i吸热，反应ii放热，故AH】>。、公凡<0,

A错误；

B.该反应反应物是CH4和NO2,生成物是CO2、N2和H2O,总方程式为：

CH4（g）+2NO2（g）.CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）,B错误；

C.该反应是放热反应，将恒温密闭容器改为绝热密闭容器，体系温度升高，平衡逆向移动，故CH”和NO。

的转化率减小，C正确；

D.该反应中存在C-H极性键的断裂；存在H-O极性键的形成，存在N三N非极性键的形成，没有非极性

键的断裂，D错误；

答案选C。

4.（2024•陕西省延安市•一模）在某温度和催化剂作用下，CO,和H?同时发生如下反应：

1

反应1（主反应）：CO（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（g）AH=-86.9kJ.mol

反应2（副反应）：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）z\H=+41.2kJ-mor'

且主反应的速率大于副反应,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是

【答案】A

【详解】反应1为放热反应,则反应物的总能量高于生成物的总能量，反应2为吸热反应，则反应物的总

能量低于生成物的总能量，B、C两项均错误；反应1的速率大于反应2的速率，说明反应1的活化能小于

反应2的活化能，A项正确，D项错误；

答案选A。

5.（2025•山西省部分学校•月考）研究表明r可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂:

3SO2（g）+2H2O（l）=2H2SO4（aq）+S（s）△”<（）；该过程一般通过如下步骤来实现:

①SC）2（g）+41（aq）+4H+（aq）=S（s）+2l2（g）+2H2O（l）△H>0（慢反应）

②l2（g）+2H2O（l）+SC）2（g）=SO；-（aq）+4H+（aq）+2r（aq）AH<0（快反应）

下列可以体现上述反应过程中能量变化的是

ABCD

【答案】D

【详解】A.总反应是放热反应，但反应①是放热反应且反应①的正反应的活化能小于反应②的，与题干信

息不符，A不符合题意；

B.虽然总反应为放热反应，反应②为放热反应，反应①为吸热反应，但反应①的正反应的活化能小于反应

②的，与题干信息不符，B不符合题意；

C.虽然总反应为放热反应，反应②为放热反应，但反应①也为放热反应，且反应①的正反应的活化能小于

反应②的，与题干信息不符，c不符合题意；

D.总反应为放热反应，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，且反应①的正反应的活化能大于反应②的，

与题干信息相符，D符合题意；

故选D。

612024•山西省晋城市•月考）已知：SC>2与。2反应生成SC>3在不同条件下反应进程的能量变化如图所示。

下列说法正确的是

A.升高温度，该反应的平衡常数增大

B.该反应低温能自发进行

C.过程b使用了催化剂，使反应的AH减小

D.恒温恒容条件下通入氢气，使单位体积内的活化分子数增大

【答案】B

【详解】A.该反应是放热反应，升高温度，该反应的平衡常数减小，故A错误；

B.该反应AH<0,AS<0,由△G=A//-7AS可知，该反应低温能自发进行，故B正确；

C.过程b使用了催化剂，但反应的AH不变，故C错误；

D.恒温恒容条件下通入氨气，原气体浓度不变，单位体积内的活化分子数不变，故D错误;

故选Bo

7.(2025•山西省部分学校•开学考)科学研究表明N2O和NO反应生成N?和NO2的能量变化如图所示。

A.该反应为放热反应

B.反应过程中每生成ImolN?,转移4moi电子

C.反应过程中每生成2molN?(g)释放278kJ热量

D.加0120恁)和ImolNO(g)的总能量比ImolN?切和ImolN?。®的总能量高

【答案】B

【详解】A.由图可知，生成物总能量低于反应物总能量，反应为放热反应，A正确；

B.反应的化学方程式为N2O+NO=N2+NO2,N2O得电子生成N2,NO失电子生成NO2,化合价从+2价升

高到+4价，故每生成1H1O1N2,有ImolNO参与反应，转移2moi电子，B错误；

C.由图可知每生成lmolN2,释放139kJ的热量，故反应过程中每生成2m01N2(g)释放278kJ热量，C正确；

D.由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，即lmolN2O(g)和ImolNO(g)的总能量比lmolN2(g)和

lmolN2O(g)的总能量高，D正确；

本题选B。

8(2024•山西省运城市•联考)尿素是第一种人工合成的有机物。以NH3、CC)2为原料合成尿素[CCXNHJ?]

反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是

A.总反应的AH=(E「EjkLmoL

B.第二步反应是合成尿素的决速步骤

C.该反应过程中N的化合价发生了变化

D.升高温度，第二步反应速率和限度均增加，有利于提高尿素的平衡产率

【答案】B

【详解】A.由分析可知，总反应的公”=（耳卫2+£3-£4）口.1110广，A错误；

B.第二步反应所需活化能大，反应速率慢，是决速步骤，B正确；

C.NH3和［CO（NH2）/中，N元素的化合价均为-3价，C错误；

D.第一步反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使生成的NH2cCON也减少，不利于提高尿素的产

率，D错误；

故选Bo

考向02化学反应机理能垒图像的分析与应用

1.（2025•山西省部分学校•月考）在Co+催化作用下，汽车废气中的CO与N?0反应转化为N?和CO?,反

应历程和相对能量变化关系如下图所示（逸出后物质状态不发生变化，图中略去）。下列说法错误的是

CO(g)逸出

(NO(g)+CO(g)

O2CoO++N(g)

U+Co+2Co+

I

.00\-127.9/15.9

P逸出

O,"220.7卷。

询Co+^x

"--184.7'.+

混CoO,Co+CO(g)

ONN2

芸/-358.6

+co(g)LOC

要£-463.6

oco

O反应历程

Co+

A.是反应的中间体B.该历程中存在非极性键的断裂与形成

O

C.催化剂Co+先吸附N?。，后吸附COD.反应过程中最大能垒（活化能）为143.8kJ-moP1

【答案】B

【详解】

Co+

A.由图可知,力c在反应历程中先生成,后消耗，因此其是反应的中间体，A项正确;

O

B.由图可知，反应历程中不存在非极性键的断裂，B项错误;

c.历程中催化剂首先吸附N2O转化为氮气，后吸附CO,C项正确;

D.反应过程中最大能垒（活化能）为15.9-（-127.9）=143.8kJ-mo『，D项正确;

故选Bo

2.（2025•山西省晋中市•月考）不同含金化合物催化乙烯加氢［C2H4（g）+HJg尸C2H6（g）AH=akJsmol1］的

反应历程如下图所示。下列说法不正确的是

((

催化剂:AuF,一催化剂：AUPF3

O一

。

EO日O

.O.-3.46

P03(

I审

)Z)-48.8

麻

H、

+螂+

髭

M129.髭0-75.1-129.6

一)

装G

)芸

-112.8寸®

X)H

工9

9要

OHOH

OO

-20L7

反应历程反应历程

A.ImolCR/g）与1molH?（g）含有的能量之和大于ImolC2H6（g）的能量

B.过渡态物质的稳定性：过渡态1＞过渡态2

C.催化剂AuF下反应的焰变AH=-129.6kJgno『

D.催化剂AuF下和催化剂AuPF；下反应的反应热相等

【答案】B

【详解】A.由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，A项正确；

B.物质的能量越高，越不稳定，过渡态1的相对能量高于过渡态2,所以过渡态1的稳定性小于过渡态2,

B项错误；

C.反应的焰变AH=（-129.6kJ-molT）-0=-129.6kJ-molT,C项正确；

D.催化剂只改变反应速率，不改变反应的热效应，两催化剂下反应的反应热AH均为-129.6kJ-moL,D项

正确；

答案选B。

3.（2025•山西省大同市•调研）氢能是一种重要的清洁能源，由HCOOH可以制得H2o在催化剂作用下,

HCOOH催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是

4O注：*表示吸附在催化剂上的微粒

2OL20

O0.96

.OO

.8O0.53/''0.58/

.64OT

O/万

2HCOO*+H*八“

O_/HCOOH*:-0.06

O

-0.32/'、'、..

.OOn

2:HCOOH(g)Tv''祗5

4O

OCO2(g)+2H*CO2(g)+^(g)

.6反应进程

.8

图1图2

A.HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成

B.HCOOD催化释放氢反应除生成C02外，还生成HD

C.在催化剂表面解离C—H键比解离O—H键难

D.HCOOH催化释放氢的热化学方程式为：HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)AW=-0.45eV

【答案】D

【详解】A.转化涉及到N—H键极性键的断裂和形成、O—H键极性键的断裂以及H—H键非极性键的形

成，A正确；

B.若用HCOOD代替HCOOH,反应为HCOOD分解，除生成CCh外，还生成HD,B正确；

C.由图可知，II-III过程中断裂O—H键，III-IV过程中断裂C—H键，111一1¥的活化能大于11-111的，

故在催化剂表面解离C-H键比解离O-H键难，C正确；

D.图2表示1分子HCOOH(g)生成CO2(g)和H2(g)时放出能量0.45eV,而热化学方程式中AH为Imol反应

的热量变化，D错误；

故答案为：D。

4.(2025•山西省太原市•月考)下图是计算机模拟的在催化剂表面上发生水煤气变化的反应历程。吸附在

催化剂表面的物种用“*”标注。下列说法正确的是

>

32

*1

髭0

玄6

奥

&过

)G3O过*O3

OHH

渡

OOH渡OO

+Z

KZK++

态SH

H态H

7++HZZ+

+O1H+2+H&

3H+I*+/

OOH®H

O①+②H③④O⑤⑥+

OOOOZ&

O+。OO)

OOO

。

。

A.①表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程

B.②和④中化学键变化相同，因此AH相同

C.由图可知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为吸热反应

D.相同条件下，反应速率④〉②

【答案】B

【详解】A.由图可知①表示从CO(g)+2H2O(g)转化为CO*+H2O*+H2O(g),已知吸附在催化剂表面的物种

用“*”标注，因此①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程，A错误；

B.由图可知②表示CO*+H2O*+H2O(g)转化为CO*+OH*+H*+H2O(g),本质是H2O*转化为OH*+H*,④表

示COOH*+H*+H2。*转化为COOH*+2H*+OH*,本质是H2O*转化为OH*+H*,②和④本质相同，因此化

学键变化相同，AH也相同，B正确；

C.由图可知，始态为CO(g)+2H2O(g),终态为CO2(g)+H2(g)+H2O(g),则总反应为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),

始态的相对能量为0,终态相对能量为。72,故总反应为能量降低的反应，即放热反应，C错误；

D.由题干反应历程图信息可知，过程②需要的活化能L59eV-(-0.32)eV=1.91eV低于反应④的活化能

1.86eV-(0.16)eV=2.02eV,相同条件下，活化能越大，反应速率越慢，故反应速率④<②，D错误；

答案选B。

5.(2025•陕西省渭南市•质检)我国科研人员提出了由CO?和CH,转化为高附加值产品CH3coOH的催化

反应历程如图所示。已知：CH4(g),CH3coOH⑴的燃烧热(AH)分别为-893kJ-mo「、一870kJ-mo「。下

列叙述错误的是

A.上述反应的原子利用率为100%

B.①转化为②过程中放出能量

C.该反应中断裂和形成了极性键

D.CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(l)AH=-46kJ-moL

【答案】D

【详解】A.该反应总反应为CH4+CO2TCH3coOH,该反应为化合反应，原子利用率为100%,A正确;

B.①转化为②过程中，反应物的总能量高于生成物的总能量，该过程放出能量，B正确；

C.由图可知，该反应中断裂了C-H极性键，形成了O-H极性键，C正确；

D.已知：CH4(g),CH3coOH⑴的燃烧热(AH)分别为-893kJ-mo「、-870kJ-mo「，则可以得到热化学

方程式：①CH4(g)+2C)2(g)fCC)2(g)+2H2O(l)AH1=-893kJ-mo『；②

CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)4应=-870kJ-mo「；由盖斯定律可知，①-②可得

11

CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(l)AH=-893kJ-moP+870kJ-moP=-23kJ-mori,D错误；

故选D。

6.(2025•陕西省榆林市•月考)HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应机理、反应历程与能量的关系如图所

示，下列说法正确的是

IIIIIIIVV

62.9

反应历程

A.i-n过程中吸收的热量大于放出的热量

B.在Pd催化剂表面离解0—H键比C—H键的活化能低

C.在历程I~V中，均为放热过程

D.用HCOOD代替HCOOH,得到的产物为HD和CO?

【答案】D

【详解】A.i-n为放热过程，i-n过程中吸收的热量小于放出的热量，A错误；

B.由图可知，在Pd催化剂表面离解O—H键的活化能较高，解离C—H键的活化能低，B错误；

C.在历程I~V中，W-V的均大于0,为吸热过程，C错误；

D.由图可知，HCOOH脱氢是生成H?和C。?，所以用HCOOD代替HCOOH,得到的产物为HD和COZ,

D正确；

故选D。

7.(2025•陕西省安康市•摸底)CHQH(g)在催化剂Pd/MgO(100)表面的催化反应部分历程如图所示(吸附

在催化剂表面的物种用“*”表示，TS表示过渡态)。

下列说法正确的是

A.催化剂的使用降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数

B.催化剂的使用可以改变反应的选择性，提高反应的平衡转化率

C.该过程决速步骤的反应方程式为*CHO=*CO+*H

D.CH30H(g)在催化齐IJPd/MgO(100)表面断裂O—H键比断裂C—H键更容易

【答案】A

【详解】A.催化剂可降低反应的活化能，提高活化分子的百分数，A正确；

B.催化剂的使用可以改变反应的选择性，但不影响平衡，故不能改变反应的平衡转化率，B错误；

C.活化能最大的步骤为决速步骤，步骤1、2、3、4的活化能依次为0.89ev、1.13ev、0.53ev、0.34ev,则

步骤2为决速步，该过程决速步骤的反应方程式为*CH3O=*CH2O+H,C错误;

D.图中断裂部分C—H键所需能量比断裂O—H键小，故不能说明断裂O—H键比断裂C—H键更容

易，D错误；

故选Ao

8.（2025•映西省渭南高级中学•联考）我国科学家已经成功催化氢化CO?获得甲酸，利用化合物1催化氢

化CC>2的反应过程如图甲所示，其中化合物2与水反应生成化合物3与HCOCT过程中的能量变化如图乙所

示（TS表示过渡态，I表示中间体），下列说法错误的是

TS2(16.87)

相对能量/(kcal・mo「)；一\

TS3(11.53)

\®厂

\⑤/\

③/

I

12(5.31)\@

TS1(2.34)

_/''②

2+H20(0.00)\

11(-1.99)3+HCOOX-2.38)

反应历程》

4

甲乙

A.化合物1为该反应的催化剂，可加快CO2的转化速率

B.图乙中形成中间体12的反应为图甲中“化合物2+H2O—化合物3+HCOCT”的决速步骤

C.化合物1-化合物2的过程中存在碳氧键的断裂和碳氢键的形成

D.从平衡移动的角度看，升高温度可促进化合物2与水反应生成化合物3与HCOCT

【答案】D

【详解】A.根据题意和图甲可知，化合物1为反应的催化剂，可加快CO?的转化速率故A正确；

B.图乙中形成中间体I2的反应活化能最大为图甲中“化合物2+1^0-化合物3+HCOO”的决速步骤,

故B正确；

C.化合物1到化合物2的过程中二氧化碳中的碳氧键断裂，生成碳氢键，故C正确；

D.从图乙可以看出，化合物2与水反应生成化合物3与HCOO-是放热反应，因此降低温度可以促进该反

应的正向移动，故D错误；

故选D。

考向03化学反应机理循环转化机理图像的分析与应用

1.(2025•陕西省榆林市•一模)用钉基催化剂催化CO。®和H2(g)的反应过程如图所示。

当反应生成92g液态HCOOH时放出62.4kJ的热量。下列说法正确的是

A.该反应的热化学方程式为CC)2(g)+H2(g)=HCOOH(l)AH=-31.2kJ/mol

B.图示中物质n为该反应的催化剂，物质iii为中间产物

C.使用催化剂可以降低反应的活化能，同时可以改变反应的婚变

D.反应历程中既有非极性键的断裂又有非极性键的形成

【答案】A

【详解】A.该图为钉(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应示意图，反应生成92g液态HCOOH时放出

62.4kJ的热量，2mol82(g)和2molHz(g)时反应生成92g(2mol)液态HCOOH放出62.4kJ的热量，则热化学

方程式为CO2(g)+H2(g)=HCOOH(1)A//=-3L2kJ/mol",A正确；

B.物质I为反应起点存在的物质，且在整个过程中量未发生改变，物质I为催化剂，物质II、III为中间过

程出现的物质，为中间产物，B错误；

C.催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应的焰变，C错误；

D.由反应示意图可知反应过程中不存在非极性键的形成，D错误；

故选A„

2.(2024•山西省平遥县•预测押题)科学家研究发现铁的配合物在常温下可以催化甲酸的还原反应，其反

应机理如图所示。下列说法不正确的是

催化剂

A.该反应的总化学方程式为HCOOH+2H2^=0^011+凡0

B.1,2,3三种物质中Fe的配位数相同

C.反应中存在非极性键的断裂和形成

D.可以用新制的CU（OH）2悬浊液鉴别HCOOH和CH,OH

【答案】C

【详解】A.由图可知，该反应的反应物为HCOOH、H2,生成物为CH3OH、H20,总反应化学方程式为

催化齐

HCOOH+2H2CH30H+H2O,选项A正确；

B.1,2,3三种物质中Fe的配位数相同，均为6,选项B正确；

C.反应中存在非极性键H-H的断裂，但没有非极性键的形成，选项C不正确；

D.HCOOH中存在醛基而CH30H没有，可以用新制的Cu（OH）2悬浊液鉴别HCOOH和CHQH,选项D正

确；

答案选C。

3.（2024•山西省部分学校•联考）^0和CO为环境污染物，可在PtQ+表面转化为无害气体，反应机理

如图所示。下列说法正确的是

20、—九0+、+co,

A.PtQ；是该反应的催化剂

B.Pt。*可使该反应的熔变减小

催化齐IJ

C.总反应方程式为Nq+CO^=CO^+N?

D.反应过程中Pt元素的化合价不发生变化

【答案】C

【详解】A.Pt?。；是中间产物，PtQ+是催化剂，故A错误；

B.催化剂Pt2。+可降低反应的活化能，但不影响焰变，故B错误；

催化剂

c.和co是反应物，C0?和N?是生成物，所以总反应方程式为N2O+CO^=CC）2+N2,故C正确

D.反应过程中Pt。；（Pt为+2.5价）与PtQ+（Pt为+1.5价）相互转化，Pt元素的化合价发生了变化，

故D错误;

故答案选c。

4(2024•山西省平遥县•联考)为早日实现“碳中和碳达峰”目标，科学家提出用钉(Ru)基催化剂催化CO?®

和H2(g)反应生成HCOOH.反应机理如图所示，已知当生成46g液态HCOOH时放出3L2kJ的热量。下

列说法正确的是

2HCOOH2H2°

A.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成

B.物质I为该反应的催化剂，物质n、iii为中间产物

C.催化剂能降低活化能，加快反应速率，改变反应热，从而提高转化率

D.通过CO?(g)和H2(g)反应制备液态HCOOH,每转移Imolel放出31.2kJ的热量

【答案】B

【详解】A.由反应示意图可知反应过程中存在碳氧等极性键断裂、氢氢非极性键断裂，碳氢等极性键生成，

但不存在非极性键的形成，A错误；

B.物质I为反应起点存在的物质，且在整个过程中量未发生改变，物质I为催化剂，物质II、III为中间过

程出现的物质，为中间产物，B正确；

C.催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应的焰变，C错误；

D.该图为钉(Ru)基催化剂催化82(g)和H2(g)的反应示意图，反应生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的

热量，反应中氢化合价由0变为+1,电子转移关系为HCOOH~H2~2e;则每转移Imolel放出15.6kJ的热

量，D错误；

故选Bo

5.(2024•黑龙江省齐齐哈尔市•一模)Ojima教授研究了铭(Rh)配合物催化醛酮氢化反应，提出的反应机

理如图所示，1、2、3、4四种反应的反应热分别为AH|、AH2,AH3,AH4,下列说法错误的是

A.LnRh在氢化反应中作催化剂

B.该机理的总反应的反应热AH-AH,+AH2+AH3+AH4

C.若步骤②为决速步骤，则其活化能最大

与SiH,发生上述反应可生成OSiH3

【详解】A.LnRh在步骤1中参加反应，在步骤4中又生成，故L“Rh为反应的催化剂，A正确;

oR2

B.总反应为R3SiH+^总反应的反应热△/■^△旦+公通+公通出正确；

R1R2'R[

C.决速步骤为最慢的反应，其活化能最大，C正确；

OSiH3

D.根据反应机理，可知产物应为,D错误；

故选D。

6（2024•陕西省安康市•三模）氨硼烷（NH3BH3）因具有较高的含氢量成为受人关注的潜在储氢材料之一。

钺螯合复合物催化氨硼烷脱氢反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示[已知-Bu表示

下列说法错误的是

-C（CH3）3]O

错应的

D反误