2026年高考化学抢分专练专题09反应历程探究与催化机理(4大考点+抢分特训)(学生版+解析)

这是一份2026年高考化学抢分专练专题09反应历程探究与催化机理(4大考点+抢分特训)(学生版+解析)，共8页。

考点1 催化反应机理循环图
【典例】（2026·四川眉山·一模）烯烃在一定条件下能转化为邻二醇，其机理如图所示。下列说法错误的是
A．转化过程涉及非极性键的断裂与形成B．转化过程Os元素的化合价会发生改变
C．化合物戊是氧化剂D．化合物甲是催化剂
(1) 催化剂与中间体的区分：这是循环图最核心的考点。催化剂在反应历程中“先消耗后生成”（特征为“有→无→有”），中间体则“先生成后消耗”（特征为“无→有→无”）。从图示来看，“入环”的物质为反应物，“出环”的物质为生成物，位于环上的物质是催化剂或中间体。
(2) 多循环图的拆解：当反应机理包含多个循环时，需分别分析每个循环中的催化剂和中间体。
(3) 总反应方程式的推导：将循环图中所有反应步骤加和，消去催化剂和中间体后，得到总反应方程式。注意生成物中可能包含在循环中再生的物种（如HO·等自由基）。
(4) 原子轨道杂化变化：碳原子从CO₂中的sp杂化变为甲酸中sp²杂化，涉及化学键的重组。
(5) 化学键变化与化合价：在催化循环中注意追踪极性键（C-O、O-H等）与非极性键（O=O等）的断裂与形成，以及中心原子（如过渡金属）化合价的变化。
1．（2025·湖南长沙·一模）以H2O2和HCl为原料制备高纯度次氯酸的机理如图，V为元素钒，其最高化合价为+5价，NHis404、NHis496为氨基酸，下列说法错误的是
A．该机理中化合物A是中间产物
B．反应过程中，钒的成键数目发生了改变
C．该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成
D．制备机理的总反应的离子方程式为：H2O2+Cl−+H+=HClO+H2O
2．（2026·浙江·二模）某醇的消去反应机理如下图所示，下列说法不正确的是
A．H+是催化剂
B．该醇的消去产物只有一种
C．若用D+替代H+，方程式为：(CH3)3CCH(OH)(CH3)+D+→CH2=C(CH3)CH(CH3)2+HDO+H+
D．依据该机理，能发生消去反应
3．（2025·辽宁辽阳·一模）某研究团队证明了Se原子的引入及C单位点和C-Se双位点的协同作用，可通过调整活性点的d带中心，加速OH*的脱附，从而促进氧化还原反应的过程（机理如图，*表示吸附在催化剂上）。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．OOH*和OH-均为反应的中间产物
B．过程I发生了还原反应
C．过程Ⅲ中有非极性键的断裂和极性键的形成
D．等物质的量的H2O和OH-中含有的电子数均为NA
考点2 反应进程中的能垒图像
【典例】（2026·湖北随州·二模）人体血液内CO2排出不足会引起呼吸性酸中毒，反之会引起呼吸性碱中毒。碳酸酐酶(CA)是一种含锌金属酶，可催化人体中二氧化碳的可逆水合。碳酸酐酶催化H2O与CO2反应(途径a)、无催化下H2O与CO2反应(途径b)的机理如下图所示，His代表组氨酸。下列说法错误的是
A．His中的氮原子②比氮原子①更容易与Zn2+形成配位键
B．碳酸酐酶(CA)中H−O−H键角比H2O中H−O−H键角大
C．碳酸酐酶(CA)活性不足可能会造成呼吸性碱中毒
D．Q=49，途径a决速步的过渡态为TS1
(1)判断反应热效应：比较反应物与生成物的相对能量——生成物能量高为吸热反应（ΔH>0），生成物能量低为放热反应（ΔHTS2>TS1
C．决速步骤的反应均为NH3*=NH2*+H*
D．总反应的化学方程式为4NH3+6NO一定条件5N2+6H2O
题型
考情分析
考向预测
1.催化反应机理循环图
2025年全国新课标卷： 以“水微滴表面强电场”为情境，给出三唑催化CO₂转化生成甲酸的反应机理循环图，综合考查催化剂、中间体识别、原子轨道杂化变化及总反应方程式书写。
1. 催化剂与中间体的精准辨析：循环图中“先消耗后生成”为催化剂，“先生成后消耗”为中间体，这一判断方法是必考核心，未来将结合多循环图、串联反应等复杂情境进行考查。
2. 决速步与活化能定量分析：能垒图中最高能垒对应决速步，活化能数值影响反应速率，与速率常数、温度敏感性的关联将成为深化考查方向。
3.真实科研情境深度融合：以光电材料制备、碳捕集与转化、资源循环利用等前沿科研成果为载体的机理题将持续升温，要求学生从“解题”转向“解决真实科研问题”。
4. 模块交叉与信息整合：机理图将不再局限于单一反应历程分析，而是与电化学、配位化学、氧化还原反应等多模块深度融合，要求学生具备跨模块的信息整合与综合分析能力。
5. 有机与无机融合趋势：有机反应机理（如Diels-Alder反应、酯化反应、加成反应等）与无机催化机理的融合考查将成为新亮点，要求学生掌握有机反应中的电子转移、化学键变化及中间体结构。
6. 速率控制与选择性调控：多个平行反应或串联反应中，决速步的判断、催化剂对反应路径的选择性调控、不同产物的竞争关系将成为机理题的重要命题方向。
过渡态理论深化考查：从定性判断过渡态位置到定量计算活化能数值、分析温度对速率常数的影响（阿伦尼乌斯公式）、比较不同催化剂对活化能的降低效果等，将逐步深化。
2.反应进程中的能垒图像
2025年河南卷： 以丙烷脱氢制备丙烯为背景，给出不同催化剂作用下的反应进程相对能量变化图，综合考查吸/放热反应判断、吸附态稳定性、决速步确定及催化剂对平衡常数的影响。
3.催化剂吸附与脱附机理
2025年河北卷： 以氮化镓（GaN）半导体材料制备反应为载体，通过含过渡态（TS）的历程图考查反应历程的分步解析、吸热/放热过程判断、活化能数值及总反应速控步的归属。
4.氧化还原与催化机理结合
2025年山东卷： 以肼（N₂H₄）处理核冷却系统内壁铁氧化物为真实情境，给出反应机理图，综合考查氧化还原反应产物的判断、还原性强弱比较、溶液pH变化及催化剂的识别。
5.有机反应机理历程分析
2025年湖南卷： 以钛掺杂沸石催化丙烯与过氧化氢合成环氧丙烷的反应机理图为载体，考查催化剂与中间体的区分、化学键（极性键/非极性键）的断裂与形成、元素化合价变化及原子利用率计算。
6.多步骤串联反应机理
2025年重庆卷/四川卷： 以钒催化剂对H₂O₂氧化苯制备苯酚的反应机理为背景，结合反应历程图考查催化剂的判定方法、中间产物的识别及总反应方程式的推导。
7.过渡态理论与基元反应
2025年湖南卷/河北卷： 结合能垒图中TS（过渡态）的标注，考查基元反应的分步识别、活化能与反应热（ΔH）的数值关系、过渡态结构特征及从能垒图推导总反应方程式的能力。
取代基
(CH3)3C-
(CH3)2CH-
CH3CH2-
CH3-
相对速率
108
45
1.7
1.0