0第一部分小題各個擊破題型十六

化學反應機理/歷程能壘圖分析題型分析01題型專練02目錄CONTENTS題型分析【題型分析】本題型以陌生復雜的反應機理圖為載體，主要考查反應物、生成物及催化劑的判斷，反應中成鍵、斷鍵情況分析，反應歷程中活化能大小分析、速率及決速步驟的判斷等知識，綜合性較強，出現頻率較高。例1

(2024·河北卷)閱讀以下材料，完成問題。我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO2電池，以Mg(TFSI)2為電解質，電解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕獲CO2，使放電時CO2還原產物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時改善了Mg2＋的溶劑化環境，提高了電池充放電循環性能。對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究，電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。解析由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應速率更快，反應體系更快達到平衡，C錯誤。例3

(2023·湖南卷)N2H4是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L-Ru-NH3]＋表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4，其反應機理如圖所示。化學反應歷程類試題解題模板一、催化劑反應機理題解題方法1．通覽全圖，找準一“劑”三“物”一“劑”指催化劑催化劑在機理圖中多數是以完整的循環出現的，以催化劑粒子為主體的多個物種一定在機理圖中的主線上三“物”指反應物、生成物和中間體反應物通過一個箭頭進入整個歷程的物質是反應物生成物通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質一般多是生成物中間體通過一個箭頭脫離整個歷程，但又生成生成物的是中間體，通過兩個箭頭參與整個歷程的中間物質也是中間體，中間體有時在反應歷程中用“[

]”標出2.逐項分析得答案根據題給情境信息，找出催化劑、反應物、生成物、中間體，再結合每一選項設計的問題逐項分析判斷，選出正確答案。二、突破能量變化能壘圖[注]

(1)能壘越大，反應速率越小，即多步反應中能壘最大的反應為決速反應。(2)用不同催化劑催化化學反應，催化劑使能壘降低幅度越大，說明催化效果越好。(3)相同反應物同時發生多個競爭反應，其中能壘越小的反應，反應速率越大，產物占比越高。1．(2024·河北保定一模)某酮和甲胺的反應機理及能量圖像如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．該歷程中H＋為催化劑，故H＋濃度越大，反應速率越快B．該歷程中發生了加成反應和消去反應C．反應過程中有極性鍵的斷裂和生成D．該歷程中制約反應速率的反應為反應②3．(2024·貴陽市普通高中高三年級質量監測)N2O是溫室氣體之一。CO和N2O在Fe＋作用下轉化為N2和CO2，反應的能量變化及反應歷程如圖所示，兩步基元反應為①Fe＋＋N2O===N2＋FeO＋

K1，②FeO＋＋CO===Fe＋＋CO2

K2。下列說法正確的是(

)A．該反應ΔH>0B．升高溫度，將降低N2O的平衡轉化率C．兩步反應中，決定總反應速率的是反應②D．Fe＋既改變反應歷程，也改變了反應的ΔH解析：由圖示可知，反應物總能量高于生成物總能量，反應為放熱反應，即ΔH<0，A錯誤；該反應為放熱反應，升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，即平衡向逆反應方向移動，N2O的平衡轉化率降低，B正確；由圖示可知，反應①的活化能較高，反應速率較慢，總反應速率由最慢的一步反應決定，因此決定總反應速率的是反應①，C錯誤；由反應①和反應②可知，Fe＋為該反應的催化劑，催化劑可以改變反應歷程，加快化學反應速率，但不能改變反應的ΔH，D錯誤。4．(2024·邯鄲市高三上學期第一次調研)電催化氧化處理廢水技術能將廢水中的有機污染物氧化成更穩定的產物，如CO2、H2O等，從而達到凈化水的效果。在某金屬氧化物電極上，有機物電化學氧化機理如圖所示，下列說法錯誤的是(

)A．該金屬氧化物電極為陽極B．吸附在陽極上的有機物在·OH的作用下發生氧化反應C．處理有機污染物的過程中陽極區的pH減小D．MOx＋1屬于催化劑解析：由題干反應歷程圖可知，MOx＋1不屬于催化劑，而是中間產物，D錯誤。題型專練1．(2024·北京卷)苯在濃HNO3和濃H2SO4作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是(

)A．從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物ⅡB．X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物C．由苯得到M時，苯中的大π鍵沒有變化D．對于生成Y的反應，濃H2SO4作催化劑解析：生成產物Ⅱ的反應的活化能更低，反應速率更快，且產物Ⅱ的能量更低即產物Ⅱ更穩定，以上2個角度均有利于產物Ⅱ，A正確；根據前后結構對照，X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物，B正確；M的六元環中與—NO2相連的C為sp3雜化，苯中大π鍵發生改變，C錯誤；苯的硝化反應中濃H2SO4作催化劑，D正確。取代基RCH3ClCH2Cl2CH水解相對速率129072003．(2023·浙江6月選考)一定條件下，1-苯基丙炔(Ph—C≡C—CH3)可與HCl發生催化加成，反應如下：反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應Ⅰ、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是(

)A．反應焓變：反應Ⅰ>反應ⅡB．反應活化能：反應Ⅰ<反應ⅡC．增加HCl濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物Ⅰ的比例D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ4．(2023·新課標卷)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉化為肼(NH2NH2)，其反應歷程如下所示。下列說法錯誤的是(

)A．NH2OH、NH3和H2O均為極性分子B．反應涉及N—H、N—O鍵斷裂和N—N鍵生成C．催化中心的Fe2＋被氧化為Fe3＋，后又被還原為Fe2＋D．將NH2OH替換為ND2OD，反應可得ND2ND2解析：由反應歷程可知，反應過程中，生成的NH2NH2有兩個氫來源于NH3，所以將NH2OH替換為ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D錯誤。6．(2022·遼寧高考)利用有機分子模擬生物體內“醛縮酶”催化Diels-Alder反應取得重要進展，榮獲2021年諾貝爾化學獎。某Diels-Alder反應催化機理如下，下列說法錯誤的是(

)A．總反應為加成反應

B．Ⅰ和Ⅴ互為同系物C．Ⅵ是反應的催化劑

D．化合物X為H2O7．(2022·山東高考)在NO催化下，丙烷與氧氣反應制備丙烯的部分反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．含N分子參與的反應一定有電子轉移B．由NO生成HONO的反應歷程有2種C．增大NO的量，C3H8的平衡轉化率不變D．當主要發生包含②的歷程時，最終生成的水減少1．(2024·廣東六校高三第二次聯考)反應物(X)轉化為產物(Y)時的能量變化與反應進程的關系如圖曲線①所示，使用催化劑M后能量變化與反應進程的關系如圖曲線②所示。下列說法正確的是(

)A．穩定性：X>YB．使用催化劑降低了該反應的焓變C．使用催化劑后，反應歷程分3步進行D．使用催化劑后，反應歷程中的決速步為X＋M===X·M解析：X的能量比Y高，根據能量越低物質越穩定，知穩定性：X<Y，A錯誤；使用催化劑可以降低活化能，但不改變焓變，B錯誤；由圖可知，使用催化劑后，反應歷程中X·M===Y·M的活化能最大，為決速步，D錯誤。3．(2024·石家莊市普通高中高三教學質檢)為了應對日益加劇的能源需求和氣候變化，科學家開發了一種利用過渡金屬大環配合物(虛線圈表示大環配體)電催化CO2生成CO的方法，該方法中同時存在競爭性的析氫反應，反應過程如圖所示。下列說法正確的是(

)A．物質2為反應的催化劑B．反應體系中存在極性鍵和非極性鍵的斷裂與形成C．圖中生成CO的總反應式為CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2OD．反應體系中轉移4mole－時，會生成56gCO解析：由反應機理圖可知，物質1為反應的催化劑，A錯誤；反應體系中只有碳氧鍵斷裂，即只有極性鍵斷裂，沒有非極性鍵斷裂，有氫氧鍵、氫氫鍵生成，既有極性鍵生成，又有非極性鍵生成，B錯誤；反應體系中除CO2得電子生成CO外，還有H＋得電子生成H2，故反應體系中轉移4mole－時，生成的CO少于56g，D錯誤。5．(2024·福州市高三第一次質量檢測)某種含二價銅微粒[CuⅡ(OH)(NH3)]＋的催化劑可用于汽車尾氣脫硝，催化機理如圖所示，下列說法錯誤的是(

)A．[CuⅡ(OH)(NH3)3]＋屬于中間產物B．狀態②到狀態③的過程中N元素部分被氧化C．狀態③到狀態④的過程中有O—H鍵的形成D．該脫硝過程的總反應方程式為4NH3＋2NO＋2O2===6H2O＋3N26．(2024·鞍山市高三第一次質量監測)最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：下列說法中正確的是(