第六单元 高考题型专项突破 化学反应机理、历程与能垒题-2025年高考化学一轮复习方案课件

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高考题型专项突破　化学反应机理、历程与能垒题
本类题在高考卷中主要以陌生能量－历程图或反应机理图形式出现，主要考查催化剂、反应物、生成物及中间体的判断、历程中发生的化学反应方程式、物质成键与断键的判断、能量变化、化学反应速率及平衡等知识。
在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，由于N≡N的键能比H—H键的大很多，因此，在题述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)
一、化学反应机理/历程类试题解题模板
二、催化剂反应机理题解题方法1．通览全图，找准一“剂”三“物”
2.逐项分析得答案根据题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。三、突破能量变化能垒图
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。
1．(2022·湖南高考改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示：下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　)A．进程Ⅰ是吸热反应B．平衡时P的产率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>ⅡD．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
解析　进程Ⅰ中反应物的能量高于产物的能量，应为放热反应，A不正确；进程Ⅱ中使用了催化剂X，催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时P的产率相同，B不正确；进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ，C不正确。
2．(2021·湖南高考)铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
专项作业［建议用时：40分钟］
3．(2023·广东省汕头市高三一模)下图是用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应示意图，当反应生成46 g液态HCOOH时放出31.2 Kj的热量。下列说法错误的是(　　)A．反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成B．图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂，物质Ⅱ、Ⅲ为中间产物C．使用催化剂可以降低反应的活化能，但无法改变反应的焓变D．由题意知：HCOOH(l)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋31.2 kJ·ml－1
解析　由反应示意图可知，反应过程中不存在非极性键的形成，A错误。
5．北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作，合成了Y、Sc(Y1/NC，Sc1/NC)单原子催化剂，用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(*表示稀土单原子催化剂)。下列说法正确的是(　　)A．Y1/NC比Sc1/NC更有利于吸附氮气B．实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氨气的平衡转化率C．使用Sc1/NC单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表示为*N2＋H―→*NNHD．升高温度一定可以提高氨气单位时间内的产率
6．乙二醛(OHCCHO)与O2反应历程中所涉及的反应物(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是(　　)A．乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂B．乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应C．乙二醛氧化历程中，若加入催化剂，能提高乙二醛的平衡转化率D．乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1
7．甲酸在一定条件下可分解生成CO和H2O，在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)A．途径1的活化能为Ea1，其大小与ΔH1有关B．途径1使用了催化剂，途径2没有使用催化剂，但ΔH1＝ΔH2C．途径2要经过三步才完成，而途径1只要一步就完成，所以途径1反应速率更快D．途径2中第二步反应的速率比第三步反应要慢
9．1，2­丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．由过程①②知，在催化剂MO3作用下1，2­丙二醇中羟基上的O—H键断裂B．该过程中催化剂MO3通过降低反应的焓变提高化学反应速率C．过程③中有碳氧双键生成D．过程①～④中反应产物有4种
10．Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如图所示：下列关于活化历程的说法正确的是(　　)A．决速步骤：中间体1→中间体2B．总反应为Ni＋C2H6―→NiCH2＋CH4C．Ni—H键的形成对氢原子的迁移是不利的D．涉及非极性键的断裂和生成
11．化学研究中，可结合实验与计算机模拟结果，探究物质反应的历程。回答下列各题：(1)我国科学家实现了使用铜催化剂将N，N­二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，简称DMF]转化为三甲胺。单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图1所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
①该反应历程中的最大能垒(活化能)＝________eV，该步骤的化学方程式为________________________________________________。②该反应的ΔH____(填“<”“>”或“＝”)0，制备三甲胺的化学方程式为__________________________________________________。
(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g)
(2)分别研究TiO2、ZnO催化剂表面上光催化甲烷氧化反应的反应历程，结果如图2所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。催化剂催化效果较好的是________，甲醛从催化剂表面脱附过程的ΔE________(填“<”“>”或“＝”)0。