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2026高考冲刺考题预测化学专题
第14讲-催化剂、活化能与反应机理
contents
目录
01
考情解码
01
02
重温经典
03
考题预测
考情解码
PART 01
01
考点统计
卷别 呈现形式 考查题号 分值 考查方式 设问方向
反应历程 催化剂 活化能 能量变化 决速步 原子利用率
全国 图文结合 12 6 选择题 √ √
北京 图文结合 10 3 选择题 √ √ √
辽吉黑内蒙 图文结合 14 3 选择题 √ √
广东 图文结合 16 4 选择题 √ √ √
湖南 图文结合 14 3 选择题 √ √ √
山东 图文结合 9 2 选择题 √ √
江苏 图文结合 10 3 选择题 √ √
河北 图文结合 12 3 选择题 √ √ √ √
河南 图文结合 10、13 6 选择题 √ √ √ √ √
四川 图文结合 11 3 选择题 √ √ √
甘肃 图文结合 17（4） 4 原理综合 √ √ √
2025年催化剂、活化能和反应历程试题考查共性
催化剂、活化能和反应历程试题的呈现形式：反应机理循环图、能量变化历程图、反应机理梯形图等，该类试题情境新，信息量大，图表新颖，综合考查学生的信息提取能力、识图读图能力、辩证思维能力等。涉及考查活化能、反应热、决速步骤、机理分析等知识。难度中等偏上。
机理循环图考查内容，主要是学生需要基于循环图内容分析，提取反应物、产物、中间体、催化剂等物质信息，部分试题涉及机理图内物质转化过程中价态变化。部分试题也有新的考查形式出现：广东卷、陕晋青宁卷将电化学与机理图相融合，考查学生对基元反应、电子守恒等内容的认知。
能量变化历程图考查内容，主要是学生基于历程图内容分析，提取基元反应、能量变化、决速步、活化能等信息，考查学生对碰撞理论、过渡态理论等内容的认知。
2025年催化剂、活化能和反应历程试题情境特点与立意
2025年此类高考题多选择有机物的合成为情境，有四个省份以合成线形有机物为载体，四个省份以环状有机物为载体，与实际生产生活结合更紧密，符合化学学科核心素养的更高追求“科学态度与社会责任”。
通过同位素标记考查学生对反应历程的理解与应用成为这类题的一个重要角度，这要求考生要清晰地分析反应历程中每一步重要元素的来源和去向，有效培养了学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
此类问题基本是围绕某种高效催化剂展开，一方面使学生了解复杂的化学反应过程，对化学反应有更深入地认识，另一方面认识到催化剂对于生产生活的重要性，树立化学改变生活的观念。
重温经典
PART 02
02
【例1】（2025北京卷10）乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意图如下。
下列说法不正确的是（ ）
A. ①中反应为4CH3COOH+O2+2Pd→2Pd(CH3COO)2+2H2O
B. ②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成
C.生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%
D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率
C
CH3COOH+ O2+ Pd→ Pd(CH3COO)2+ H2O
+4e-
-2e-
1
2
2
4
2
C-H断开和C-O、O-H生成
原子利用率是指被利用的原子数与总原子数之比。
催化剂是通过改变反应历程来降低活化能，从而提高反应速率。
【必备知识】氧化还原反应的配平、共价键的断裂与形成、原子利用率、催化剂的性质。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】大大提高了较复杂有机物的制备效率。
【例2】（2025湖南卷14）环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯
( )为原料生产环氧丙烷( )的反应机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 过程中Ⅱ是催化剂
B. 过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 过程中Ti元素的化合价发生了变化
D. 丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%
B
【必备知识】化合价的变化、共价键的断裂与形成、原子利用率、催化剂的性质。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】通过催化剂开发使生成重要有机合成中间体更易实现。
【例3】（2025四川卷11）钒催化剂对H2O2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VO2+ + H2O2 → VO2+ + ·OH + H+
B．步骤③正、逆反应的活化能关系为E正 < E逆
C．VO2+在催化循环中起氧化作用
D．步骤③生成的物质Z是H2
VO2+ + H2O2 → VO2+ + ·OH + X
+4
+5
-1
-1
-2
H+
ΔH＝E正-E逆
H2O
D
H+
H+
【必备知识】氧化还原反应配平、活化能、催化剂的性质。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】通过催化剂的开发实现了苯向苯酚的转化。
【例4】（2025浙江卷14）化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物，该反应的主要途径如图：
下列说法不正确的是（ ）
A. H+为该反应的催化剂
B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ，苯基迁移能力强于甲基
D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
B
1
2
3
4
5
6
【必备知识】同分异构体、催化剂的性质、反应历程分析、有机物的基本性质。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】通过催化剂的开发实现酚E的制备。
【例5】（2025全国卷12）研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应H2O＝H +HO·+e 。三唑水溶液微滴表面接触CO2发生反应，可能的反应机理如图所示。
根据上述反应机理，下列叙述错误的是（ ）
A. 三唑在反应循环中起催化作用
B. CO2换成C18O2, 可生成H218O2
C. 碳原子轨道的杂化存在从sp到sp2的转变
D. 总反应为2H2O+CO2＝H2O2+HCOOH
HC18O18OH
【必备知识】催化剂的性质、反应历程分析、杂化方式判断、化学方程式的书写。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】利用水微滴表面实现CO2向甲酸的转化。
B
【例6】（2025河南卷13）在MoS2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，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100%
B. 每消耗1mol O2可生成1mol CH3COOH
C. 反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化
D. 若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH
B
2CO+2CH4+ O2=2CH3COOH
CD4
CD3COOD
CD3COOD
CD4
CD3COOD CD3COO- + D+
H2O H++OH-
【必备知识】原子利用率、化学方程式的书写、反应历程的分析（化合价的变化、同位素标记）。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知
【学科价值】利用催化剂实现室温下将甲烷转化为乙酸。
【例7】（2025江苏卷10）CO2与NO3- 通过电催化反应生成CO(NH2)2，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NO3- 发生了氧化反应
C．电催化CO2与NO3－ 生成CO(NH2)2的反应方程式：
CO2＋2NO3－ ＋18H＋ CO(NH2)2＋7H2O
D．常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生产CO(NH2)2
A
N-H、C-N的生成
*NO3-→*NH2
CO2+ NO3-+ H+ + e- → CO(NH2)2
+4
+5
-3
2
1
1
16
18
＋7H2O
【必备知识】共价键的形成、氧化还原反应、电极方程式的书写。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析
【学科价值】利用催化剂实现室温下将CO2与NO3－ 转化为CO(NH2)2，更有利于生产生活，且详细描述了阴极的反应过程，使学生对电极反应的认识更深刻。
【例8】（2025广东卷16）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上（ ）
A．负极反应的催化剂是ⅰ
B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
C
O2+4H+ +4e- =2H2O
H2-2e- = 2H+
正极
负极
H+
1:2
【必备知识】电化学相关知识、活化能、催化剂。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】本题以燃料电池为载体，描述了电极上更加具体的循环过程，使学生对燃料电池认识更加深刻。
【例9】（2025陕晋青宁卷13）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是（ ）
A. 电解时，H+从右室向左室移动 B. 电解总反应：
C.以 为原料，也可得到TQ D.用18O标记电解液中的水，可得到
D
TY+H2O-4e-=TQ+4H+
阳极
阴极
H+
2H++2e-=H2
18
18
18
18
【必备知识】电化学相关知识、反应历程、催化剂。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知
【学科价值】本题以电解池为载体，描述了阳极上更加具体的循环过程，使学生详细了解电解过程，同时通过同位素标记，使学生认真分析每个原子的去向，对反应历程了解更加深刻。
催化剂、活化能与反应机理——模型构建
反应机理循环图
反应机理循环图试题信息丰富，能找到环式循环图上所表示的反应物与生成物及总反应，能判断环式循环图上的催化剂与中间产物，能判断中心原子的化合价的变化及化学键的断裂与形成。
反应机理与催化剂——模型构建
催化剂、活化能与反应机理——模型构建
【例10】（2025河北卷12）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 Ga2O3 (s)+2NH3 (g) 2GaN(s)+3H2O(g)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H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69 eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应 D.总反应的控速步包含在反应ⅱ中
D
3.07 eV
【必备知识】化学反应历程和动力学，涉及反应热、活化能、基元反应、控速步。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知
【学科价值】使学生熟悉化学反应历程分析方法，加深理解和提升应用能力。
【例11】（2025河南卷10）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g) CH3CH=CH2(g) + H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，*CH CHCH + 2*H→CH3CH=CH (g) + H (g)中部分进程已省略)。
下列说法正确的是（ ）
A．总反应是放热反应
B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D．①转化为②的进程中，决速步骤为*CH CH2CH3 → *CH3CHCH3 + *H
或 *CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H
*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H
C
【必备知识】反应热效应、平衡常数影响因素、催化剂作用、反应决速步骤等。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】使学生理解能量变化与反应进程关系，能分析催化剂作用机制，对催化剂催化机理和过渡态理论认识更加深刻。
【例12】（2025贵州卷13）用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有 CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)(主反应)
CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)(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．H2O在PdZn催化剂表面解离的速率更快
B．在PdCu催化剂表面的*CO更容易脱附
C．消耗相同质量的CH3OH，选择PdZn催化剂有利于生成更多H2
D．若原料更换为CD3OH，经历TS3后可生成*HD
D
PdCu
PdCu
*CD2O+*D+*H+H2O(g)
*CD2O+*HD+H2O(g)
【必备知识】选择性、活化能、催化剂、反应历程、同位素标记。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】能够根据反应历程选择合适的催化剂，对生产生活具有重要意义，同时实现甲醇制氢能有效提高能源利用率。
【例13】（2025甘肃卷17（4））乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应：
反应1：C2H2(g)+H2(g)＝C2H4(g) ΔH1= 175kJ·mol 1(25℃,101kPa)
反应2：C2H2(g)+2H2(g)＝C2H6(g) ΔH2= 312kJ·mol 1(25℃,101kPa)
（4）以Pd/W或Pd为催化剂，可在常温常压(25℃, 101kPa)下实现乙炔加氢，反应机理如下图所示(虚线为生成乙烷的路径)。以_______为催化剂时，乙烯的选择性更高，原因为_____________________
___________________________________。(图中“*”表示吸附态；数值为生成相应过渡态的活化能)
Pd/W
Pd/W做催化剂时，
生成乙烷的活化能大于生成乙烯的
【必备知识】选择性、活化能、催化剂。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】能够根据反应历程选择合适的催化剂，对生产生活具有重要意义。
反应机理与催化剂——模型构建
能量变化历程图
根据试题所给能量变化与反应进程图像，能判断化学反应的焓变（吸热反应或放热反应），能判断催化剂对化学反应焓变与活化能的影响，能确定活化能、基元反应、选择合适的催化剂，能分析外界条件的变化对化学反应速率与化学平衡及平衡转化率的影响。
催化剂、活化能与反应机理——模型构建
看图像
析变化
横坐标一般表示反应过程。
纵坐标表示能量的变化，不同阶段最高点与最低点之差为活化能
仔细观察变化趋势，分析每一段反应，利用纵坐标数据可求各阶段活化能，判断决速步骤等
做判断
整合各项信息，回扣题目要求，利用原理知识，作出合理判断
反应机理与催化剂——模型构建
催化剂、活化能与反应机理——模型构建
【例14】（2025云南卷10）铜催化下，由CO2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
C
【必备知识】氧化还原原理、非极性键的形成、反应历程、催化剂的性质。
【关键能力】理解与辨析、分析与推测。
【核心素养】证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
【学科价值】线形历程与电化学相结合，使学生对电化学了解更深入，同时常温实现CO2制备正丙醇，对生产生活具有重要意义。
反应机理与催化剂——模型构建
催化剂、活化能与反应机理——重点知识总结
（一）催化剂对反应速率的影响：
向反应体系中添加催化剂，反应历程中包括催化剂参与反应和催化剂再生成反应。催化剂通过参与反应通过改变反应历程、改变反应的活化能达到改变化学反应速率。
反应机理与催化剂——模型构建
催化剂、活化能与反应机理——重点知识总结
（二）催化剂的特点及常见名词理解：
（1）催化剂：作为反应物进入反应体系，使产物离开反应体系。
（2）中间体：在反应体系中产生，又在反应体系中被消耗。
（3）活性：催化剂活性是物质催化作用的能力，催化剂可能对某一反应活性很强，可能对其他反应活性就较弱或者没有活性。
注：催化剂的活性除了与自身有关，还受粒径、反应温度、压强等条件的影响。催化剂发挥作用需要维持较高的活性需要在一定温度范围内，温度过高可能会使催化剂失去活性。催化剂也会受某些物质影响使催化剂失去活性，这种现象被称为催化剂中毒。
（4）选择性：促进特定反应发生，而抑制其他副反应
（5）催化反应基本过程：
反应物扩散到催化剂表面→反应物吸附在催化剂表面→吸附的反应物转化生成产物→产物的脱附。
考题预测
PART 03
03
反应机理与催化剂——模型构建
催化剂、活化能与反应机理——重要考向
1.（2026北京朝阳质检一）一种在铜催化剂作用下合成α-CF3炔烃的过程示意图如下。
已知：C和Br的电负性分别为2.5和2.8；图中“·”表示未成对电子，Ⅰ、Ⅱ表示铜元素的价态。下列说法不正确的是（ ）
A. -CF3减弱了 中C-Br键的极性
B. 过程②中得到的M为·Br
C. 反应欲制得1mol α-CF3炔烃，投入CuILnBr的物质的量无需1 mol
D. 合成α-CF3炔烃的总反应：
B
C-2.5，Br-2.8
Br-
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【情境特点】以合成α-CF3炔烃为载体，引导青少年关注科技发展、致力于科技发展，符合高考试题立德树人、服务选才的核心思想。
2.（2026广元市二模）研究表明，Rh(I)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(I)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示[其中TS表示过渡态，Rh(I)配合物简写为TN]，关于反应历程说法正确的是（ ）
A. 反应历程中只有 作催化剂
B. 增大LiI的用量，甲醇的平衡转化率增大
C. 总反应为CH3OH + CO → CH3COOH
D. 经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4的活化能较高
C
慢
快
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【情境特点】以甲醇羰基化制乙酸为载体，采用双催化剂情境，具有一定的创新性，同时使学生认识到催化剂对现代生产的重要性，培养学生“化学改变生活”的意识。
3.（2026河南部分重点中学联考）甲酸有两种可能的分解反应，一定温度下，使用某催化剂时的反应历程如图。下列说法正确的是（ ）
A. 使用高效催化剂可降低甲酸分解反应的△H
B. 平衡时升温，反应②中甲酸转化率提高
C. 升高温度，反应①中v正增大、v逆减小
D. 该条件下甲酸中O-H键比C-H键更稳定
△H>0
△H＜0
D
【关键能力】理解与辨析、分析与推测、归纳与论证。
【情境特点】以甲酸的两个分解反应为载体，使学生更深刻地认识到平行反应发生的可能性，同时直观感受到不同化学键的强弱不同，让学生能够通过现象了解问题的本质。第14讲-催化剂、活化能与反应机理
一、考情解码
1.考点统计
卷别 呈现形式 考查题号 分值 考查方式 设问方向
反应历程 催化剂 活化能 能量变化 决速步 原子利用率
全国 图文结合 12 6 选择题 √ √
北京 图文结合 10 3 选择题 √ √ √
辽吉黑内蒙 图文结合 14 3 选择题 √ √
广东 图文结合 16 4 选择题 √ √ √
湖南 图文结合 14 3 选择题 √ √ √
山东 图文结合 9 2 选择题 √ √
江苏 图文结合 10 3 选择题 √ √
河北 图文结合 12 3 选择题 √ √ √ √
河南 图文结合 10、13 6 选择题 √ √ √ √ √
四川 图文结合 11 3 选择题 √ √ √
甘肃 图文结合 17（4） 4 原理综合 √ √ √
2.考查共性
催化剂、活化能和反应历程试题的呈现形式：反应机理循环图、能量变化历程图、反应机理梯形图等，该类试题情境新，信息量大，图表新颖，综合考查学生的信息提取能力、识图读图能力、辩证思维能力等。涉及考查活化能、反应热、决速步骤、机理分析等知识。难度中等偏上。
机理循环图考查内容，主要是学生需要基于循环图内容分析，提取反应物、产物、中间体、催化剂等物质信息，部分试题涉及机理图内物质转化过程中价态变化。部分试题也有新的考查形式出现：广东卷、陕晋青宁卷将电化学与机理图相融合，考查学生对基元反应、电子守恒等内容的认知。
能量变化历程图考查内容，主要是学生基于历程图内容分析，提取基元反应、能量变化、决速步、活化能等信息，考查学生对碰撞理论、过渡态理论等内容的认知。
3.情境特点与立意
2025年此类高考题多选择有机物的合成为情境，有四个省份以合成线形有机物为载体，四个省份以环状有机物为载体，与实际生产生活结合更紧密，符合化学学科核心素养的更高追求“科学态度与社会责任”。
通过同位素标记考查学生对反应历程的理解与应用成为这类题的一个重要角度，这要求考生要清晰分析反应历程中每一步重要元素的来源和去向，有效培养了学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
此类问题基本都是围绕某种高效催化剂展开，一方面使学生了解复杂的化学反应过程，对化学反应有更深入的认识，另一方面认识到催化剂对于生产生活的重要性，树立化学改变生活的观念。
二、重温经典
【例1】（2025北京10）乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.①中反应为4CH3COOH+O2+2Pd→2Pd(CH3COO)2+2H2O
B.②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成
C.生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%
D.Pd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：4CH3COOH+O2+2Pd→2Pd(CH3COO)2+2H2O，故A正确；
B.②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中，有C-H断开和C-O的生成，存在σ键断裂与形成，故B正确；
C.生成CH2=CHOOCCH3总反应中有H2O生成，原子利用率不是100%，故C错误；
D.Pd是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，故D正确。
【解法点拨】准确掌握氧化还原反应的配平、共价键的断裂与形成、原子利用率、催化剂的性质等基础知识，能够精准找到反应物、生成物和催化剂。
【例2】（2025湖南卷14）环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.过程中Ⅱ是催化剂
B.过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C.过程中Ti元素的化合价发生了变化
D.丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%
【答案】B
【解析】A.由流程图可知，I为催化剂，II、III、IV为中间产物，故A错误；
B.该流程中涉及两个反应：2H2O2=2H2O+O2，+H2O2=+H2O，有极性键和非极性键的断裂和形成，故B正确；
C.I、II、III和IV中，Ti元素均为+4价，Ti元素的化合价未发生变化，故C错误；
D.根据+H2O2=+H2O，反应中由H2O生成，原子利用率小于100%，故D错误。
【解法点拨】准确掌握化合价的变化、共价键的断裂与形成、原子利用率、催化剂的性质等基础知识，能够精准找到反应物、生成物和催化剂。
【例3】（2025四川卷11）钒催化剂对H2O2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VO2+ + H2O2 → VO2+ + ·OH + H+
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为E正 < E逆
C.VO2+在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是H2
【答案】D
【解析】本题主要考查化学反应机理，涉及氧化还原反应、活化能以及催化剂的作用等知识点。
A.根据反应机理图，步骤①中VO2+与H2O2反应生成VO2+、·OH和X，VO2+中V化合价从+4价升高到VO2+中+5价，H2O2中O化合价从-1价降低到-2价，根据得失电子相等，VO2+与H2O2应1：1反应，根据原子守恒和电荷守恒，X应为H+，所以步骤①反应方程式为VO2+ + H2O2 → VO2+ + ·OH + H+，故A正确；
B.步骤③为放热反应，放热反应的正反应活化能小于逆反应活化能，即E正C.在反应中，VO2+参与反应③，在反应中V化合价从+5价降到+4价，做氧化剂，在催化循环中起氧化作用，故C正确；
D.步骤③、H+和VO2+反应生成VO2+、和Z，根据原子守恒和电荷守恒，生成的物质Z应该是H2O，而不是H2，故D错误。
【解法点拨】准确掌握氧化还原反应配平、活化能、催化剂的性质等基础知识，能够熟练运用守恒关系确定X与Z。
【例4】（2025浙江卷14）化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物，该反应的主要途径如图：
下列说法不正确的是
A. H+为该反应的催化剂 B.化合物A的一溴代物有7种
C.步骤Ⅲ，苯基迁移能力强于甲基 D.化合物E可发生氧化、加成和取代反应
【答案】B
【解析】A.H+在第一个反应中作反应物、最后一个反应中作生成物，则H+为该反应的催化剂，故A正确；
B.化合物A中含有6种等效氢原子，其一溴代物有6种，故B错误；
C.步骤Ⅲ，苯基的位置发生变化、甲基的位置不变，则苯基迁移能力强于甲基，故C正确；
D.化合物E具有苯和酚的性质，酚羟基能发生氧化反应，苯环能发生加成反应和取代反应，故D正确。
【解法点拨】准确掌握同分异构体、催化剂的性质、反应历程分析、有机物的基本性质等基础知识，并能准确确定反应位点。
【例5】 （2025全国卷12）研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应H2O＝H +HO·+e 。三唑水溶液微滴表面接触CO2发生反应，可能的反应机理如图所示。
根据上述反应机理，下列叙述错误的是
A.三唑在反应循环中起催化作用
B. CO2换成C18O2, 可生成H218O2
C.碳原子轨道的杂化存在从sp到sp2的转变
D.总反应为2H2O+CO2＝H2O2+HCOOH
【答案】B
【解析】A.图中左侧第1个结构图呈现了“三唑”分子的原始状态。可以观察到，三唑分子经过一个反应循环后，又恢复到三唑分子的原始状态。这正符合催化剂的共性，故A正确；
B.依据图中的反应历程，C18O2与三唑形成的复合物只获取了源自水的电子，并没有与源自水的氧原子发生任何成键作用，即C18O2中的3个原子全都进入产物甲酸中，故生成HC18O18OH，故B错误；
C.第2个结构图中CO2中的碳原子采用sp杂化轨道类型，到第3个结构图中的羧基和产物甲酸已变为sp2杂化，故C正确；
D.在机理图中出现的中间体，不应作为反应物或产物出现在化学方程式中。所以，该机理的总反应为2H2O+CO2=H2O2+HCOOH，故D正确。
【解法点拨】准确掌握催化剂的性质、反应历程分析、杂化方式判断、化学方程式的书写等基础知识，能够根据箭头指向精准确定反应物、生成物和催化剂。
【例6】（2025河南卷13）在MoS2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，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100%
B.每消耗1mol O2可生成1mol CH3COOH
C.反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化
D.若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH
【答案】B
【解析】A.该反应为化合反应，原子利用率为100%，故A正确；
B.由分析可知，每消耗1mol O2可生成2mol CH3COOH，故B错误；
C.由反应历程可知，催化剂Rh、Fe均由四条键变为五条键，所以Rh和Fe的化合价均发生变化，故C正确；
D．若以CD4为原料，有反应历程可知，会生成CD3COOD，用H2O吸收产物时，其存在电离平衡：CD3COOD CD3COO-+D+，CD3COO-结合水电离出H+可得到CD3COOH，故D正确。
【解法点拨】准确掌握原子利用率、化学方程式的书写、反应历程的分析（化合价的变化、同位素标记）等基础知识，能够清楚分析反应历程，确定原子去向。
【例7】（2025江苏卷10）CO2与NO3－ 通过电催化反应生成CO(NH2)2，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NO3－ 发生了氧化反应
C.电催化CO2与NO3－ 生成CO(NH2)2的反应方程式：
CO2＋2NO3－ ＋18H＋CO(NH2)2＋7H2O
D.常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生产CO(NH2)2
【答案】A
【解析】A.过程II形成N—H键，过程III形成C—N键，均为极性共价键，故A正确；
B.NO3－ 中N为＋5价，NH2中N为－2价，氮元素的化合价降低，发生还原反应，故B错误；
C.方程式中电荷不守恒，故C错误；
D.CO2与NH3·H2O在常温下反应生成(NH4)2CO3或NH4HCO3，故D错误。
【解法点拨】准确掌握共价键的形成、氧化还原反应、电极方程式的书写等基础知识，能够将电极上的反应历程分析清楚，不能忽略电子的存在。
【例8】（2025广东卷16）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上
A.负极反应的催化剂是ⅰ
B.图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C.电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D.相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】C
【解析】简化催化机理图：a：O2+4e-+4H+=2H2O；c：H2-2e-=2H+。
A.由分析可知，氧气作正极，正极反应的催化剂是ⅰ，故A错误；
B.考查活化能与反应速率的关系：活化能越大，反应速率越小；所以图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，故B错误；
C.定量分析：I=Q/t，Q=N(带电粒子)×e(电荷量，-e=+e=1.6×10-19C)。由串联电路中，电流处处相等，所以外电路1mol e-定向移动产生的电流等于内电路1mol H+定向移动产生的电流。1H+ (移动)～1e- (移动)～1H+ (产生) ，所以负极产生多少H+，就有多少H+移动到正极，负极室的溶液质量保持不变，故C正确；
D.a、c共同物质e-，用e-数代表循环次数。由转移电子守恒得：电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数比为“1:2”，故D错误。
【解法点拨】准确掌握电化学相关知识、活化能、催化剂等基础知识，能够将电化学知识和反应原理知识有效综合运用。
【例9】（2025陕晋青宁卷13）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是
A.电解时，H+从右室向左室移动
B.电解总反应：
C.以为原料，也可得到TQ
D.用18O标记电解液中的水，可得到
【答案】D
【解析】A.电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，故A正确；
B.根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a中水是反应物，H2为生成物，总反应方程式为：，故B正确；
C.将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，故C正确；
D.根据右图可知，用18O标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，故D错误；
【解法点拨】准确掌握电化学相关知识、反应历程、催化剂等基础知识，能够将电化学知识和反应原理知识有效综合运用。
【例10】（2025河北卷12） 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 Ga2O3 (s)+2NH3 (g) 2GaN(s)+3H2O(g)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H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69 eV
C.反应ii i包含2个基元反应
D.总反应的控速步包含在反应ii中
【答案】D
【解析】A.反应i为：Ga2O3(s)+NH3(g) Ga2O2(s)+H2O(g)，初始能量为0 eV，终态的能量为0.05 eV，所以反应i为吸热过程，故A正确；
B.反应ii为：Ga2O2(s)+NH3(g) Ga2ON2H2(s)+H2O(g)，脱去H2O(g)步骤的始态能量为0.70 eV，终态能量为3.39 eV，活化能为(3.39 eV-0.70 eV)=2.69 eV，故B正确；
C.反应ii i为Ga2ON2H2(s) 2GaN(g)+H2O(g)，反应过程中，生成了TS6和TS7两个过渡态，则包含两个基元反应，故C正确；
D.总反应的控速步骤一定包含一个活化能最大的步骤，读图可知，始态能量为3.30 eV到6.37 eV的步骤活化能为3.07 eV，是活化能最大的步骤，存在于反应ii i中，故D错误。
【解法点拨】准确掌握化学反应历程和动力学内容，涉及反应热、活化能、基元反应、控速步等基础知识，会分析每一个基元反应的能量变化，根据能量变化，确定物质的稳定性和键的强弱。
【例11】（2025河南卷10）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g) + H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，*CH CHCH + 2*H→CH3CH=CH (g) + H (g)中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A.总反应是放热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C.和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D.①转化为②的进程中，决速步骤为*CH CH2CH3 → *CH3CHCH3 + *H
【答案】C
【解析】A.由图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，故A错误；
B.平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，故B错误；
C.由图可知，丙烷被催化剂a吸附后能量更低，得到的吸附态更稳定，故C正确；
D.活化能高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H，故D错误。
【解法点拨】准确掌握反应热效应、平衡常数影响因素、催化剂作用、反应决速步骤等基础知识，会分析每一个基元反应的能量变化，根据能量变化，确定物质的稳定性和键的强弱。
【例12】（2025贵州卷13）用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)(主反应)、CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)(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.H2O在PdZn催化剂表面解离的速率更快
B.在PdCu催化剂表面的*CO更容易脱附
C.消耗相同质量的CH3OH，选择PdZn催化剂有利于生成更多H2
D.若原料更换为CD3OH，经历TS3后可生成*HD
【答案】D
【解析】A.由主反应历程图可以看出，*H2O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，H2O在PdCu表面解离的速率更快，故A错误；
B.由副反应历程图可以看出，*CO从PdZn表面脱附形成CO所需的能量为0.21 eV；从PdCu表面脱附所需的能量为0.83 eV。*CO从PdCu表面脱附所需能量更多，因此更难脱附，故B错误；
C.由选项A和选项B的分析可知，与PdZn相比，H2O在PdCu表面解离速率更快，可以生成更多*OH。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，*CO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 CH3OH可以生成3 mol H2。因此消耗相同质量的CH3OH，选择PdCu催化剂有利于生成更多H2，故C错误；
D．结合主反应历程图可以看出，CH3OH会被吸附在催化剂表面并转化为*CH2O+*H+*H，之后经历TS3步骤转化为*CH2O+*H2。与之类似，CD3OH在催化剂表面会转化为*CD2O+*D+*H。经历TS3之后，转化为*CD2O+*HD，故D正确。
【解法点拨】准确掌握选择性、活化能、催化剂、反应历程、同位素标记等基础知识，会分析每一个基元反应的能量变化，根据能量变化，确定物质的稳定性和键的强弱，进而确定选择合适的催化剂，同时能认真分析每个原子的去向。
【例13】（2025甘肃卷17（4））乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应：
反应1：
反应2：
（4）以Pd/W或Pd为催化剂，可在常温常压(25℃, 101kPa)下实现乙炔加氢，反应机理如下图所示(虚线为生成乙烷的路径)。以_______为催化剂时，乙烯的选择性更高，原因为_______。(图中“*”表示吸附态；数值为生成相应过渡态的活化能)
【答案】①. Pd/W
②. Pd/W做催化剂时，生成乙烷的活化能大于生成乙烯的，反应速率较慢，乙烷的选择性较低，乙烯的选择性较高。
【解析】如图可知，Pd/W做催化剂时，生成乙烷的活化能大于生成乙烯的，Pd做催化剂时，生成乙烷的活化能小于生成乙烯的，故Pd/W做催化剂时，乙烯的选择性更高。
【解法点拨】准确掌握选择性、活化能、催化剂等基础知识，能够根据主、副反应活化能高低判断选择合适的催化剂。
【例14】（2025云南卷10）铜催化下，由CO2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.Ⅰ到Ⅱ是加氢的反应，属于还原反应，故A错误；
B.Ⅱ到Ⅲ的过程中形成了新的C－H键，属于极性共价键，故B错误；
C.结合III和V的结构，可知中间体IV的可表示为，故C正确；
D.催化剂可降低反应的活化能，不能改变反应的反应热，故D错误。
【解法点拨】准确掌握氧化还原原理、非极性键的形成、反应历程、催化剂的性质等基础知识，能够精准分析反应历程。
三、考题预测
1.（2026北京朝阳质检一）一种在铜催化剂作用下合成α-CF3炔烃的过程示意图如下。
已知：C和Br的电负性分别为2.5和2.8；图中“·”表示未成对电子，Ⅰ、Ⅱ表示铜元素的价态。下列说法不正确的是
A.CF3减弱了中C-Br键的极性
B.程②中得到的M为·Br
C.应欲制得1mol α-CF3炔烃，投入CuILnBr的物质的量无需1 mol
D.合成α-CF3炔烃的总反应：
【答案】B
【解析】A.已知C电负性为2.5，Br电负性为2.8；-CF3是强吸电子基团，会降低C-Br键中C原子的电子云密度，使C对键合电子的吸引能力增强，C与Br的电负性差减小，因此C-Br键的极性被减弱，故A正确；
B.根据过程②的原子守恒和价态变化分析： 过程②反应物为（Cu为+1价）和，生成物为烷基自由基：、 （Cu为+2价，进入步骤③）和M。 Cu从+1价变为+2价，失去1个电子，该电子使R-Br断裂，得到电中性的烷基自由基，剩余的Br带1个单位负电荷，因此M为Br-，不是溴自由基·Br，故B错误；
C.由流程可知，CuILnBr是催化剂，反应过程中循环使用，因此制取1mol产物，不需要投入1mol该催化剂，故C正确；
D.将所有步骤的反应加和，消去中间产物，总反应就是端炔和溴代物在铜催化下生成α-CF3炔烃和HBr，与选项D给出的总反应一致，故D正确。
2.（2026广元市二模）研究表明，Rh(I)-邻氨基苯酚催化剂能有效提高主反应的选择性。Rh(I)-邻氨基苯酚催化甲醇羰基化制乙酸的反应历程如图所示[其中TS表示过渡态，Rh(I)配合物简写为TN]，关于反应历程说法正确的是
A.反应历程中只有 作催化剂
B.增大LiI的用量，甲醇的平衡转化率增大
C.总反应为CH3OH + CO → CH3COOH
D.经定量测定，反应历程中物质TN3含量最少，可能原因是TN3→TN4的活化能较高
【答案】C
【解析】A.在反应历程中催化剂包括和LiI两种，故A错误；
B.LiI为催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡利用率，故B错误；
C.根据反应历程中箭头进入的物质和箭头指出的物质可知，总反应方程式为：CH3OH + CO → CH3COOH，故C正确；
D.若TN3含量最少，说明TN3生成的最少、消耗的最多，进一步说明生成的TN2→TN3的速率较慢，活化能较高，TN3→TN4速率较快，活化能较低，故D错误。
3.（2026河南部分重点中学联考）甲酸有两种可能的分解反应，一定温度下，使用某催化剂时的反应历程如图。下列说法正确的是
A. 使用高效催化剂可降低甲酸分解反应的△H
B. 平衡时升温，反应②中甲酸转化率提高
C. 升高温度，反应①中v正增大、v逆减小
D. 该条件下甲酸中O-H键比C-H键更稳定
【答案】D
【解析】A.使用高效催化剂，可以降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，故A错误；
B.反应①是吸热反应，反应②是放热反应，平衡时升高温度，反应①平衡正移使甲酸转化率提高，反应②平衡逆移使甲酸转化率降低，故B错误；
C.升高温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；
D.反应①中先断C-H键，反应②中先断O-H键，由于反应①的活化能小，说明C-H键更易断裂，O-H键更稳定，故D正确。

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