化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)歷程（解析版）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義（新教材新高考）

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)【一輪?考點(diǎn)精講精練】復(fù)習(xí)講義

考點(diǎn)45化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)歷程

疆本講?講義概要

一、基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論

知識精講

二、常見反應(yīng)歷程（或機(jī)理）圖像分析

選擇題：20題建議時長：60分鐘

課后精練

實(shí)際時長：________分鐘

非選擇題：5題

%夯基?知識精講________________________________________________________

一、基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論

1.基元反應(yīng)和有效碰撞理論

（1）基元反應(yīng)：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)歷多個反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)，其中每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。

反應(yīng)歷程：基元反應(yīng)反映了化學(xué)反應(yīng)的歷程，反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理。

如：2Hl=⑸+12實(shí)際上經(jīng)過下列兩步反應(yīng)完成：①2Hl一叢+21

②21T2

（2）許多化學(xué)反應(yīng)都不是基元反應(yīng)，而是由兩個或多個基元步驟完成的。假設(shè)反應(yīng)：Az+B=AzB是分兩

個基元步驟完成的：

第一步2A（慢反應(yīng)）

第二步2A+B-A2B（快反應(yīng)）

對于總反應(yīng)來說，決定反應(yīng)速率的肯定是第一個基元步驟，即這種前一步的產(chǎn)物作為后一步的反應(yīng)物

的連串反應(yīng)的。決定速率的步驟是最慢的一個基元步驟。

+

如：過氧化氫H2O2在水溶液中把澳化氫HBr氧化為澳Br2的反應(yīng)：H2O2+2H+2B「-Br2+2H2O,

反應(yīng)機(jī)理為：

+

H2O2+H+Br-—*HBrO+H2O（慢反應(yīng)）

+

HBrO+Br+H^Br2+H2O（快反應(yīng)）

決定速率的就是第一個反應(yīng)，且這個反應(yīng)中HBrO不是最終產(chǎn)物，稱為反應(yīng)的中間產(chǎn)物或中間體。

（3）有效碰撞

①基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞。

②反應(yīng)物分子的每一次碰撞并不是都能發(fā)生反應(yīng)，能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫作有效碰撞。發(fā)生有效

碰撞的兩個條件是反應(yīng)物分子能量足夠和取向合適。

2.過渡態(tài)理論

（1）如圖所示是兩步完成的化學(xué)反應(yīng)，分析并回答下列問題。

①該反應(yīng)的反應(yīng)物為A、B,中間體為C,生成物為D。

能量第一過渡態(tài)

第二過渡態(tài)②由A、B生成C的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，由C生成D的反

JE[W

應(yīng)為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

“BV

③第一步為慢反應(yīng)，第二步為快反應(yīng)，決定總反應(yīng)快慢的

D是第一步反應(yīng)。

0反應(yīng)過程

（2）基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過程中要經(jīng)歷一個中間狀態(tài)，這個狀

態(tài)稱為過渡態(tài)。

AB+C^-A.B..C]一A+BC

反應(yīng)物過渡態(tài)產(chǎn)物

（3）過渡態(tài)是處在反應(yīng)過程中具有最高能量的一種分子構(gòu)型，過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)

于活化能。

如：一澳甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的歷程可以表示為:CH3Br+OH——?[Br...CH3...OH]——+CH30H

反應(yīng)物過渡態(tài)產(chǎn)物

一浪甲烷與NaOH溶液反應(yīng)歷程示意圖

二、常見反應(yīng)歷程（或機(jī)理）圖像分析

1、常見反應(yīng)歷程（或機(jī)理）圖像分析

圖像解讀

催化劑與化學(xué)反應(yīng)：

（1）在無催化劑的情況下：Ei為正反應(yīng)的活化能；

萬2為逆反應(yīng)的活化能；田一為為此反應(yīng)的焰變

（A/7）o

（2）有催化劑時，總反應(yīng)分成了兩個反應(yīng)步驟（也可

能為多個，如模擬演練題1中圖像所表示的），反

應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反

應(yīng)②為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

（3）催化劑的作用：降低田、E2,但不影響△〃，

反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于起點(diǎn)（反應(yīng)

物）能量和終點(diǎn)（生成物）能量的相對大小

“環(huán)式”反應(yīng):

對于“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像，位于“環(huán)上”的物質(zhì)一

般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入

環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物，如①和④，“出環(huán)”的物質(zhì)為

生成物，如②和③

催化劑與中間產(chǎn)物:

催化劑：在連續(xù)反應(yīng)中從一開始就參與了反應(yīng)，

在最后又再次生成，所以僅從結(jié)果上來看似乎并

沒有發(fā)生變化，實(shí)則是消耗多少后續(xù)又生成了多

少。

中間產(chǎn)物：在連續(xù)反應(yīng)中為第一步的產(chǎn)物，在后

續(xù)反應(yīng)中又作為反應(yīng)物被消耗，所以僅從結(jié)果上

來看似乎并沒有生成，實(shí)則是生成多少后續(xù)有消

耗多少。

例1：在含少量r的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為:

H2O2+rtH2O+10-慢

H2O2+IO-^O2+I-+H2O快

1,2-丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機(jī)理在該反應(yīng)中r為催化劑，io為中間產(chǎn)物。

例2：而在機(jī)理圖中，先找到確定的反應(yīng)物，反應(yīng)

物一般是通過一個箭頭進(jìn)入整個歷程的物質(zhì)，（產(chǎn)

物一般多是通過一個箭頭最終脫離這個歷程的物

質(zhì)）與之同時反應(yīng)的就是催化劑，并且經(jīng)過一個完

整循環(huán)之后又會生成；中間產(chǎn)物則是這個循環(huán)中

的任何一個環(huán)節(jié)。如下圖中，MoC>3則是該反應(yīng)的

催化劑，圖中剩余的三個物質(zhì)均為中間產(chǎn)物。

能壘與決速步驟:

能壘：簡單可以理解為從左往右進(jìn)行中，向上爬

坡最高的為能壘，而包含此能壘的反應(yīng)我們稱之

為決速步驟，也成為慢反應(yīng)。

例如圖中，從第一個中間態(tài)到過渡態(tài)2的能量就

是能壘，而HCOO*+H*=CC）2+2H*是在Rh做催化

劑時該歷程的決速步驟。

注意：

①能壘越大，反應(yīng)速率越小，即多步反應(yīng)中能壘

最大的反應(yīng)為決速反應(yīng)。

②用不同催化劑催化化學(xué)反應(yīng)，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(yīng)物同時發(fā)生多個競爭反應(yīng)，其中能壘

越小的反應(yīng)，反應(yīng)速率越大，產(chǎn)物占比越高。

2.催化反應(yīng)機(jī)理題的解題思路

（1）通覽全圖，找準(zhǔn)一“劑”三“物”

一“劑”指催化催化劑在機(jī)理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的，以催化劑粒子為主題的多個物種一定

劑在機(jī)理圖中的主線上.

反應(yīng)物通過一個箭頭進(jìn)入整個歷程的物質(zhì)是反應(yīng)物；

三“物”指反應(yīng)

物、生成物、中生成物通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質(zhì)一般多是產(chǎn)物；

間物種（或中間

通過一個箭頭脫離整個歷程，但又生成生成物的是中間體，通過二個箭頭進(jìn)

體）中間體

入整個歷程的中間物質(zhì)也是中間體，中間體有時在反應(yīng)歷程中用“［『標(biāo)出；

（2）逐項(xiàng)分析得答案：根據(jù)第一步由題給情境信息，找出催化劑、反應(yīng)物、生成物、中間體，再結(jié)合每一

選項(xiàng)設(shè)計(jì)的問題逐項(xiàng)分析判斷，選出正確答案。

提能?課后精練

1.化合物K發(fā)生Fries重排機(jī)理如下:

K中間體I中間體II中間體IIIL

/=\/CH3

中間體IIf中間體ni時，因反應(yīng)位點(diǎn)的不同，還會生成（M）O其中L的沸點(diǎn)為218OC,M

的沸點(diǎn)為324。（2。下列說法錯誤的是

A.中間體n中Al原子的雜化方式為sp3

B.分離L和M的操作為蒸儲

C.ImolK和ImolL均能與4moi凡發(fā)生加成反應(yīng)

CH3COO

…排的產(chǎn)…J、

D.

0

CH3

【答案】c

【詳解】A.中間體n中A1原子的價層電子對數(shù)為4,雜化方式為sp3,A正確；

B.L的沸點(diǎn)為218。。M的沸點(diǎn)為324。。兩者沸點(diǎn)相差較大，可以用蒸儲的方法分離L和M,B正確；

C.K中只有苯環(huán)能與H2反應(yīng)，酯基不與H2反應(yīng)，貝IlmolK與3m0舊2反應(yīng)，ImolL與4m01%發(fā)生加成反

應(yīng)，C錯誤；

CH3COOOH

D.由Fries重排機(jī)理可知，(Tj發(fā)生Fries重排的產(chǎn)物之一為,D正

CH3O

確；

故選C。

2.我國科研人員研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化劑上CO2加氫制甲醇過程中水的作用機(jī)理，其主反應(yīng)歷程如圖

所示(H2-*H+*H)。下列說法錯誤的是

A.催化劑不能提高二氧化碳加氫制甲醇的過程中原子利用率

B.該反應(yīng)過程中，涉及了極性共價鍵的斷裂和生成

C.第③步的反應(yīng)式為*H3co+H2OTCH3OF+HO

D.向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的產(chǎn)率

【答案】C

【詳解】A.催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動，故不能提高二氧化碳加氫制甲醇的過程

中原子利用率，A正確；

B.從題干圖示可知，該反應(yīng)過程中，涉及了H2、CO?、H2O中極性共價鍵的斷裂和甲醇、H2O中極性鍵的

生成，B正確；

C.從題干圖示可知，第③步中*H3c0、H2O生成CH30H和*HO,反應(yīng)方程式為

*H3CO+H2O^CH3OH+*HO,C錯誤；

D.反應(yīng)歷程第③步需要水，所以向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的產(chǎn)率，D正確；

故答案為：Co

3.在納米多孔BiVO”光電極上將甘油氧化的過程中C—C鍵斷裂與C—C鍵形成機(jī)理如圖所示。

HHH

III

H-C-OHH-C-OHH-C-OH

H-C-OHH-C-OHH-C=O

H-C-OHH-C-OH

5ddH-C=O

>HC-CAC-C>

s（電）藕AsH-C-OH

H斷裂I

ffiH

IH-ODOH

H-C-OH

H-C-OHH-C-OHH-C=O

H-C-OHH-C-OHH-C-OH

l?I

HHH

甲乙丙

下列敘述正確的是

A.有機(jī)物甲極易溶于水且與丙互為同系物B.上述轉(zhuǎn)化過程只包含。鍵的斷裂和形成

C.丙能發(fā)生取代、加成、還原和氧化反應(yīng)D.每個甲分子中含有3個手性碳原子

【答案】c

【詳解】A.甲含較多羥基，極易溶于水，但是丙含羥基、醛基，與甲不互為同系物，A項(xiàng)錯誤

B.上述轉(zhuǎn)化中，斷裂碳碳單鍵（b鍵），形成了碳碳單鍵和碳氧雙鍵（含b、）鍵），B項(xiàng)錯誤;

C.丙含醛基，能發(fā)生加成、氧化、還原反應(yīng)，還含羥基，能發(fā)生取代反應(yīng)(酯化反應(yīng))，C項(xiàng)正確;

D.甲分子不存在手性碳原子，D項(xiàng)錯誤；

答案選C。

4.消除天然氣中H2s是能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)，利用CuFe?。4表面吸附H2s時，研究表明有兩種機(jī)理途徑，如圖

所示。

85.6

----途徑］

0-135/?J

70-

0——途徑2

白-21.1

*表示催化劑吸附物種

士

山

盤

-342.3-362,6

女卜於03：9/=^

箕'/一347%_513.。）--

X

-443.5\----\-580.5-586.3

—56711

H2sH,S*過渡態(tài)H*+HS*過渡態(tài)5H*，S*過渡態(tài)H*+OH*+S*H2O*+S*

吸附歷程

下列說法錯誤的是

A.途徑1歷程中最大能壘為204.5k?mo『

B.使用催化劑該吸附過程釋放能量減少

C.H2S*=HS*+H*的速率：途徑1〈途徑2

D.CuFe?。,在吸附過程中提供了。原子

【答案】B

【詳解】A.由圖示可知，途徑1歷程中最大能壘為(-362.6kJ/mol)-(-567.1kJ/mol)=204.5kJ-moL,故A正

確；

B.催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能影響吸附過程中釋放的能量，故B錯誤；

C.活化能越大、反應(yīng)速率越小，則H2s*=1?*+11*的速率：途徑1〈途徑2,故C正確；

D.吸附過程中有氧原子參加，而H2s中不含氧原子，所以CuFe?。,在吸附過程中提供了。原子，故D正

確；

故答案為：Bo

5.Wolff-Kishner-黃鳴龍還原反應(yīng)機(jī)理如下（R、R均代表烽基），下列有關(guān)說法錯誤的是

A.朋的沸點(diǎn)高于氨氣，原因是分子間氫鍵數(shù)目更多，且相對分子質(zhì)量更大

B.過程①發(fā)生加成反應(yīng)，過程②、③均發(fā)生消去反應(yīng)

R—CH—R'R'

+0H-

C.過程④的反應(yīng)歷程可表示為^=NHR_iH+N2T+H2O

一

D.應(yīng)用該機(jī)理，（J可以在堿性條件下轉(zhuǎn)變?yōu)镮,

CH

3CH3

【答案】B

【詳解】A.朋和氨氣都是分子晶體，腫分子中含有兩個氨基，相對分子質(zhì)量大于氨氣，分子間形成的氫鍵

數(shù)目多于氨氣，所以腫分子的分子間作用力強(qiáng)于氨氣，沸點(diǎn)高于氨氣，A正確；

R—CH—RQH-R—CH—R'

B.過程③發(fā)生的反應(yīng)為||——>|,反應(yīng)中分子的不飽和度不變，不可能屬于消

NNH2N=NH

去反應(yīng)，B錯誤;

c.過程④的反應(yīng)物是和OH-,生成物是R_&r用和HO

2其反應(yīng)為

R-CH—R'R'

I+OH—?I+N22T1+H7OC正確?

N=NHR-CH2，止明，

一

D.由圖可知，該反應(yīng)的總反應(yīng)為堿性條件下?與肺反應(yīng)生成R-CH：TV、氮?dú)夂退?，則堿性條件

R—C—R'

與腫反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為,D正確;

故答案為：Bo

6.二甲醛魏基化在分子篩催化劑上的反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。下列說法錯誤的是

CH3COOCH3

OSi

II/

HC—c—qSi

3\

HC—oAlHOCH/°

3\/3

HO一為

Si/

/

SiSi

A.反應(yīng)涉及0—H鍵斷裂和C—0鍵、C—C鍵生成

B.根據(jù)以上機(jī)理，反應(yīng)的主產(chǎn)物為甲酸乙酯

C.甲醇經(jīng)脫水反應(yīng)可生成原料二甲醛

D.CH30cH3和CO均為極性分子

【答案】B

【詳解】A.由圖可知，反應(yīng)涉及O—H鍵斷裂和C—O鍵、C—C鍵生成，故A正確;

B.根據(jù)以上機(jī)理，反應(yīng)的主產(chǎn)物為乙酸甲酯，故B錯誤；

C.甲醇經(jīng)分子間脫水反應(yīng)可生成二甲醛，故C正確；

D.CH3OCH3和CO正負(fù)電荷中心均不能重合，屬于極性分子，故D正確；

故選：B?

7.SiCl’的水解機(jī)理如下圖所示（“口”代表Si的3d軌道）。下列說法錯誤的是

H

A.上述過程涉及極性鍵的斷裂和形成B.水解過程中Si的雜化方式有變化

C.NCL的水解機(jī)理與SiCL相同D.相同條件下，SiCL比CC1,易水解

【答案】c

【詳解】A.上述過程涉及Si-Cl極性鍵的斷裂和Si-O極性鍵的形成，A正確；

B.水解過程的第一步中Si原子的成鍵數(shù)目由4增大為5,Si的雜化方式有變化,從最初的sp3雜化變?yōu)閟p3d

雜化，B正確；

C.NCh水解時H2O中的H原子與NCL上的孤電子對結(jié)合，O與C1結(jié)合形成HC1O,而SiCl,上無孤電子

對，故NCh的水解機(jī)理與SiCl,不相同，C錯誤；

D.C為第二周期元素，只有2s、2P軌道可以成鍵，最大配位數(shù)為4,無空軌道可以接受水的配位，因此不

易水解。所以相同條件下，SiCL比CC1,易水解，D正確；

答案選C。

8.一種催化還原NO的機(jī)理如圖所示，下列說法正確的是

2+

中間體X為［(NH3)2CU-O-O-CU(NH3)2］

中間體Y為［(^3)2儀小尸巡3)2產(chǎn)

中間體Z為［踴3)2(：1Ju(NH3)2產(chǎn)

A.中間體X和Z中0和Cu的化合價均不變

B.使用催化劑［CU(NH3)4「，可以提高NO的反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率

C.過程①中既有極性鍵的斷裂，也有極性鍵的形成

催化劑

D.該催化還原過程的總反應(yīng)方程式為2NO+2NH3^=2N2+3H2O

【答案】C

【詳解】A.中間體X中，Cu化合價為+2價，O化合價為-1價，Z中Cu化合價為+3價，O化合價為

-2價，故A錯誤；

B.使用催化劑，可以提高NO的反應(yīng)速率，但不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，故B錯誤；

C.由圖可知，轉(zhuǎn)化①中既有氮氧極性鍵的斷裂，也有氫氧極性共價鍵的形成，故c正確;

催化劑

D.總反應(yīng)方程式為4NO+4NH3+O24N2+6H2O,故D錯誤;

故選C。

9.利用反應(yīng)C6H$-CH2cH3(g)+CC)2(g)-‘C6H5-CH=CH2(g)+CO(g)+H2(Xg)制取苯乙烯的機(jī)理如下圖，

下列說法正確的是

A.圖示機(jī)理中有非極性鍵的斷裂與形成

B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=Cc(("C6HH：5-CCHH2=CCHH)2)I(cC(COO2))

c.過程n中，H+與B2位點(diǎn)上cc>2中帶部分負(fù)電荷的O作用生成H°、［夕。

D.該反應(yīng)中每消耗ImolCO?,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為4x6.02x1023

【答案】c

【詳解】A.由圖可知，圖示機(jī)理中有碳碳非極性鍵的形成，沒有碳碳非極性鍵的斷裂，故A錯誤；

C(C6HS-CH=CH?)c(CO)c(H?O)

B.由方程式可矢n,反應(yīng)的平衡常數(shù)7靛四5；1皿，2)，故B錯誤；

C.由圖可知，過程II中，乙苯產(chǎn)生的氫離子與B2位點(diǎn)上二氧化碳中帶部分負(fù)電荷的氧原子作用生成

HO、#0,故C正確；

D.由方程式可知，反應(yīng)中消耗Imol二氧化碳，反應(yīng)轉(zhuǎn)移2moi電子，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為

2x6.02x10%故D錯誤；

故選C。

10.我國科研人員研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化劑上CO2加氫制甲醇過程中水的作用機(jī)理，其主反應(yīng)歷程如

圖所示下列說法錯誤的是

A.二氧化碳加氫制甲醇的過程中原子利用率達(dá)100%

B.帶火標(biāo)記的物質(zhì)是該反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物

C.向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的產(chǎn)率

D.第③步的反應(yīng)式為*H3CO+H2O-CH3OH+*HO

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)圖知，二氧化碳和氫氣反應(yīng)生成甲醇和水，該反應(yīng)中除了生成甲醇外還生成水，所以二氧

化碳加氫制甲醇的過程中原子利用率不是100%,A項(xiàng)錯誤；

B.根據(jù)圖知，帶*標(biāo)記的物質(zhì)在反應(yīng)過程中最終被消耗，所以帶*標(biāo)記的物質(zhì)是該反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物，

B項(xiàng)正確；

C.反應(yīng)歷程第③步需要水，所以向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的收率，C項(xiàng)正確；

D.第③步中*H3c0、H2O生成CH30H和*HO,反應(yīng)方程式為*H3co+1^0-CH3OH+*HO,D項(xiàng)正確;

答案選A。

11.已知TiC)2在光照下可以激發(fā)產(chǎn)生空穴(h+)和光電子(e-)。某課題組研究TiOz光催化降解室內(nèi)污染物甲醛

的機(jī)理如下圖所示，下列說法錯誤的是

能量

A.TiC)2每吸收32eV太陽能理論上可以產(chǎn)生10個h+

B.④反應(yīng)的方程式為：HCHO+4-OH=CO2+3H2O

*nq

C.該過程總反應(yīng)為：HCHO+O2CO2+H,O

光照

D.TiO2在光照下同樣可以催化CaCC>3分解反應(yīng)

【答案】D

【詳解】A.由圖可知，二氧化鈦吸收3.2eV的能量，產(chǎn)生1個空穴，則吸收32eV太陽能理論上可以產(chǎn)生

10個空穴，故A正確；

B.由圖可知，反應(yīng)④的反應(yīng)物為HCHO、QH,生成物為CO2、H2O,反應(yīng)的方程式為

HCHO+4-OH=CO2+3H2O,故B正確，

T1Q

C.由圖可知，總反應(yīng)的反應(yīng)物為HCHO、。2，生成物為CO2、H2O,反應(yīng)的方程式為HCHO+C)2^

光照

CO2+H2O,故C正確，

D.催化劑具有專一性，二氧化鈦不能催化碳酸鈣分解反應(yīng)，故D錯誤；

故選D。

12.我國科學(xué)家研究化合物M(s)催化CO?氫化生成甲酸的機(jī)理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)過程

的機(jī)理和相對能量曲線如下圖所示。TSI、TS2均為過渡態(tài)。下列說法正確的是

相對能量/eV

TS2(11.28)

TS1(6.05)/'\

」.、/、

z'、一/\

一/P(2.08)

M+C02(0.00)\

N(-fT^3),

-反應(yīng)過短

A.過渡態(tài)TSI比化合物P更穩(wěn)定

B.過程M—P為化合物M生成化合物N的決速步驟

C.化合物M催化CO2氫化生成甲酸的反應(yīng)過程中一定有Fe-O鍵的生成和斷裂

D.由M(s)生成N(s)的熱化學(xué)方程式：M(s)+CO2(g)=N(s)AH=-0.5IkJ.mof

【答案】C

【詳解】A.由圖可知，過渡態(tài)TS1比P能量高，則P更穩(wěn)定，選項(xiàng)A錯誤；

B.由圖可知，過程P-TS2為兩步反應(yīng)中活化能較大的反應(yīng)，為慢反應(yīng)，即為化合物M生成化合物N的

決速步驟，選項(xiàng)B錯誤；

C.化合物M為催化劑，反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不會改變，比較M、N的結(jié)構(gòu)可知，當(dāng)Fe-O鍵的斷裂重新連接氫原

子生成M,所以一定有Fe-O鍵的生成和斷裂，選項(xiàng)C正確；

D.圖示為一個二氧化碳分子反應(yīng)過程，能量變化為-11.63eV,所以當(dāng)有Imol二氧化碳反應(yīng)能量變化為

19236

-11.63eVx1.6x10-J/eVx6.02x10=1.12x10J=l120kJ,則該過程的熱化學(xué)方程式為：M(s)+CO2(g)=N

(s)AH=-U20kJ-mol1,選項(xiàng)D錯誤；

答案選C。

13.Scripps研究所近期在溫和條件下實(shí)現(xiàn)了苯乙酸的鄰位羥基化反應(yīng)，如圖為其反應(yīng)機(jī)理，下列說法錯誤

的是

A.過程③中HQ?作為氧化劑B.機(jī)理中存在非極性鍵的斷裂

C.機(jī)理中所涉及物質(zhì)N原子雜化方式均為sp?D.在轉(zhuǎn)化過程中PdX2為催化劑

【答案】C

【詳解】A.Pd由Pdn變?yōu)镻#的同時,凡。2降價,作為氧化劑，A正確;

B.Pd由Pdn變?yōu)镻d”的同時，HQ2斷鍵為0-0,存在非極性鍵的斷裂，B正確;

C.機(jī)理中所涉及物質(zhì)N原子雜化方式為sp2、sp3,C錯誤;

D.PdCb在反應(yīng)物苯乙酸前參與反應(yīng)，后生成，為催化劑，D正確。

故選Co

14.一種利用Al/Cu/Pd三元金屬顆粒復(fù)合材料去除水體中硝酸鹽的技術(shù)機(jī)理如圖所示。下列說法中錯誤的

是

NO^(aq)N()；(叫)

[4二一'/，、"、(&)

］叫)

NONO；iads>[―一

NHjaq)H,(g)，’<H**e"?Huds)\

f-7/\\

I,\,\Pd

H?、一—-H(ads?\

Hl；ids>*H+c"

NOjads)NH^ads)\Cu//

*X.

AI-*A|*"+3c'

Al

說明：-?ds"也東"坡催化劑較聚”

A.隨水體pH增大，硝酸鹽去除率降低

B.H(ads)可以促進(jìn)NO：的脫氧，從而產(chǎn)生N?

C.該機(jī)理中三種金屬均給出電子，體現(xiàn)還原性

D.金屬鋁表面的反應(yīng)過程可表示為：2Al+NO[(ads)+7H+=2A13++NH3(ads)+2H2O

【答案】C

【詳解】A.隨水體pH增大，則溶液堿性增強(qiáng)，導(dǎo)致鋁催化劑和堿反應(yīng)，催化效率降低，硝酸鹽去除率降

低，A正確；

B.由圖可知，H(ads)可以和NONads)反應(yīng)生成氮?dú)?，故可促進(jìn)NO：的脫氧，從而產(chǎn)生N2,B正確；

C.由圖可知，該機(jī)理中是鋁離子給出電子體現(xiàn)還原性，而Cu、Pd沒有失去電子，C錯誤；

D.金屬鋁表面的反應(yīng)為在酸性條件下，NO[(ads)和鋁在鋁表面生成鋁離子、NH3(ads),根據(jù)質(zhì)量守恒可

知，還會生成H2O,可表示為：2Al+NC)2(ads)+7H+=2A13++NH3(ads)+2H2O,D正確；

故選C。

15.硫酸鹽還原菌SRB是一類獨(dú)特的原核生理群組，是一類具有各種形態(tài)特征，能通過異化作用將硫酸鹽

作為有機(jī)物的電子受體進(jìn)行硫酸鹽還原的嚴(yán)格厭氧菌。在地球上分布很廣泛，通過多種相互作用發(fā)揮諸多

潛力。但在水體中，會促使許多金屬及合金發(fā)生腐蝕。某種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機(jī)理

如圖所示。

sotS2-

對于該反應(yīng)機(jī)理相關(guān)信息分析正確的是

①若引入新的菌種，一定可以加速對金屬的腐蝕

②硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕作用是在無氧環(huán)境下進(jìn)行的

③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，F(xiàn)e腐蝕后最終會生成Fe2O3-xH2O

④SO：在SRB的作用下發(fā)生反應(yīng)：$0:+8-+8可=$2一+41120(正極電極反應(yīng)式)

⑤當(dāng)ImolSOj在SRB的作用下轉(zhuǎn)化為S2-時，理論上正極反應(yīng)會消耗4mol水

⑥若溶液中的S2一會完全轉(zhuǎn)化為FeS,則Fe腐蝕后生成Fe(OH)2和FeS的物質(zhì)的量之比為3：1

A.①②③B.①②⑤⑥C.②④⑥D(zhuǎn).②③⑤

【答案】C

【詳解】①若引入新的菌種，不一定能參與電極反應(yīng)，故不一定會加速金屬的腐蝕，①錯誤；

②根據(jù)示意圖可判斷硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕作用是在無氧環(huán)境下進(jìn)行的，②正確；

③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，F(xiàn)e腐蝕后最終會生成FeS,③錯誤；

+2

④由圖可知，正極上S0＞得到電子結(jié)合氫離子生成硫離子，電極反應(yīng)式為：SO^-+8e-+8H=S-+4H2O,

④正確；

⑤根據(jù)④的分析可知，當(dāng)ImolSO『在SRB的作用下轉(zhuǎn)化為硫離子時需要8moiH+,Imol水能產(chǎn)生Imol

H+,所以理論上正極反應(yīng)會消耗8moi水，⑤錯誤；

⑥根據(jù)腐蝕原理，F(xiàn)e失去電子變?yōu)镕e2+,負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e=Fe2+,SO1得到電子變?yōu)镾”，正極

+22+2

電極反應(yīng)式為：SOt+8e+8H=S+4H2O,產(chǎn)生的離子進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)：Fe+S-=FeS；,

2+

Fe+2OH=Fe(OH)2；,根據(jù)反應(yīng)過程中電子守恒可知：每有1molSOj參加反應(yīng)，產(chǎn)生的S?-會形成1mol

FeS,轉(zhuǎn)移8mol電子，則Fe腐蝕產(chǎn)生的4molFe?+中有1mol轉(zhuǎn)化為FeS沉淀，同時產(chǎn)生3molFe(OH)2生

成，故Fe腐蝕后生成Fe(0H)2和FeS的物質(zhì)的量之比為3moi：1mol=3：l,⑥正確;

正確的是：②④⑥；

故選C。

16.甲烷與氧氣直接選擇性轉(zhuǎn)化為甲醇是當(dāng)今催化領(lǐng)域的“夢想反應(yīng)”，科學(xué)家用TiO?負(fù)載雙組份催化劑(納

米金和CoO*納米簇)在室溫和光照下完成了上述反應(yīng)，選擇性高達(dá)95%。機(jī)理如圖A所示，下列說法不正

確的是

+

A.Au表面反應(yīng)為：O2+2e+H=HOO

B.圖A中含碳微粒只存在2種雜化方式

C.有無催化劑CoO*納米簇對合成甲醇的產(chǎn)量無影響

D.圖B是通過"Oz+TV'。和I'Oz+Hj。同位素示蹤分析氧化甲烷過程中的產(chǎn)品質(zhì)譜測試圖，由圖可

知體系中產(chǎn)品C02中氧主要來源于H2O

【答案】D

【分析】由圖A可知，氧氣和氫離子在金表面得到電子生成HCOCT,甲烷在二氧化鈦表面轉(zhuǎn)化為?CH3，

HCOO?與,CH3結(jié)合為CH3OOH,CH3OOH轉(zhuǎn)化為CH3OH,水在CoOx表面轉(zhuǎn)化為PH,PH與甲醇反應(yīng)

生成甲醛和二氧化碳；由圖B可知，反應(yīng)生成的二氧化碳含有16。和180,說明二氧化碳的氧原子來源于氧

氣和水。

【詳解】A.由分析可知，氧氣和氫離子在金表面得到電子生成HC001反應(yīng)方程式為

+

O2+2e-+H=HOO,故A正確；

B.由圖可知，A中雙鍵氧原子的雜化方式為sp2雜化、單鍵氧原子的雜化方式為sp3雜化，共有2種雜化方

式，故B正確;

C.催化劑能改變反應(yīng)的途徑，降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，但化學(xué)平衡不移動，甲醇的產(chǎn)量不變，則

有無催化劑CoO,納米簇對合成甲醇的產(chǎn)量無影響，故C正確；

D.由分析可知，反應(yīng)生成的二氧化碳含有16。和180,說明二氧化碳的氧原子來源于氧氣和水，故D錯誤;

故選D。

17.AgCN與CH3cHzBr可發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)過程中CN-的C原子和N原子均可進(jìn)攻CH3cH?Br,分別生

成睛(CH3cH?CN)和異睛(CH3cH?NC)兩種產(chǎn)物。通過量子化學(xué)計(jì)算得到的反應(yīng)歷程及能量變化如圖(TS為

過渡態(tài)，I、II為后續(xù)物)。

CH3

I產(chǎn)丁小尸

CH

V\2Ni

C--CH2

IIIBr/

異睛C、A”，\Ag-----Br

AgCN+CHCHBr\

CH3cHzNC+AgBr/32

—、、II/I\月青

|\CH3CH2CN+AgBr

CH3CH2N=C—Ag—Brl\x_

\CH3cH2c=N--Ag--Br

反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程

由圖示信息，下列說法錯誤的是

A.從CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)

B.過渡態(tài)TS1是由CN-的C原子進(jìn)攻CH3CH2Br的a-C而形成的

C.I中“N-Ag”之間的作用力比n中“c-Ag”之間的作用力弱

D.生成CH3cH?CN放熱更多，低溫時CH3cH?CN是主要產(chǎn)物

【答案】D

【詳解】A.由反應(yīng)歷程及能量變化圖可知，兩種路徑生成的產(chǎn)物的總能量均低于反應(yīng)物，故從CH3cH?Br

生成CH3cH?CN和CH3CH2NC的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確；

B.與Br原子相連的C原子為a-C,由反應(yīng)歷程及能量變化圖可知，過渡態(tài)TS1是由CN的C原子進(jìn)攻

CH^CHzBr的a-C,形成碳碳鍵，B項(xiàng)正確；

C.由反應(yīng)歷程及能量變化圖可知，后續(xù)物I、n轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，分別斷開的是N-Ag和C-Ag,且后者吸收更

多的能量，故I中“N--Ag”之間的作用力比n中“c-Ag”之間的作用力弱，C項(xiàng)正確；

D.由于生成CH3cH?CN所需要的活化能高，反應(yīng)速率慢，故低溫時更容易生成CH3cH?NC,為主要產(chǎn)物,

D項(xiàng)錯誤；

故選D。

18.由疊氮有機(jī)物和快燃合成雜環(huán)化合物是“點(diǎn)擊化學(xué)”的核心反應(yīng)，在生物化學(xué)、超分子化學(xué)和材料化學(xué)研

究領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。使用一價銅