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备战2025年高考化学【二轮·突破提升】专题复习讲义
专题20 化学反应机理与反应历程图像分析
讲义包含四部分：把握命题方向►精选高考真题►高效解题策略►各地最新模拟
近几年高考中，化学反应机理与反应历程试题频繁出现，题目主要以图示的形式来描述某一化学变化
所经由的全部反应，就是把一个复杂反应分解成若干个反应，然后按照一定规律组合起来，从而达到阐述
复杂反应内在联系的目的。
预计在2025年高考中，会以选择题的形式出现，以及在化学反应原理大题中有所涉及，其中以催化剂
的催化反应机理和能垒图像为情境载体进行命题的可能性很大。由于陌生度高，思维转化大，且命题视角
在不断地创新和发展，成为大多数考生的失分点。所以，很有必要对这两类题型的解题模型进行掌握。
1．（2024·广西·高考真题）烯烃进行加成反应的一种机理如下：
此外，已知实验测得 与 进行加成反应的活化能依次减小。下
列说法错误的是
A．乙烯与HCl反应的中间体为
B．乙烯与氯水反应无 生成
C．卤化氢与乙烯反应的活性：
D．烯烃双键碳上连接的甲基越多，与 的反应越容易
2．（2023·重庆·高考真题） 和 均可发生水解反应，其中 的水解机理示意图如下：
下列说法正确的是
A． 和 均为极性分子 B． 和 中的 均为 杂化
C． 和 的水解反应机理相同 D． 和 均能与 形成氢键3．（2024·浙江·高考真题）酯在 溶液中发生水解反应，历程如下：
已知：
①
② 水解相对速率与取代基R的关系如下表：
取代基R
水解相对速率 1 290 7200
下列说法不正确的是
A．步骤I是 与酯中 作用
B．步骤III使I和Ⅱ平衡正向移动，使酯在 溶液中发生的水解反应不可逆
C．酯的水解速率：
D． 与 反应、 与 反应，两者所得醇和羧酸盐均不同
4．（2023·浙江·高考真题）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知
和 的相对能量为0]，下列说法不正确的是
A．B．可计算 键能为
C．相同条件下， 的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：
5．（2022·山东·高考真题）在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法
错误的是
A．含N分子参与的反应一定有电子转移
B．由NO生成 的反应历程有2种
C．增大NO的量， 的平衡转化率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
6．（2024·贵州·高考真题）AgCN与 可发生取代反应，反应过程中 的C原子和N原子均可
进攻 ，分别生成腈 和异腈 两种产物。通过量子化学计算得到的反应
历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。
由图示信息，下列说法错误的是
A．从 生成 和 的反应都是放热反应
B．过渡态TS1是由 的C原子进攻 的 而形成的C．Ⅰ中“ ”之间的作用力比Ⅱ中“ ”之间的作用力弱
D．生成 放热更多，低温时 是主要产物
7．（2024·广东·高考真题）对反应 (I为中间产物)，相同条件下：
①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；
②提高反应温度， 增大， 减小。
基于以上事实，可能的反应历程示意图(——为无催化剂，------为有催化剂)为
A． B． C． D．
8．（2024·北京·高考真题）苯在浓 和浓 作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法
不正确的是
A．从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B．X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C．由苯得到M时，苯中的大 键没有变化
D．对于生成Y的反应，浓 作催化剂
9．（2023·广东·高考真题）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应 。反应历程(下图)中，M为中间产物。
其它条件相同时，下列说法不正确的是A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
10．（2023·浙江·高考真题）一定条件下， 苯基丙炔( )可与 发生催化加成，反应如下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的
是
A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ
C．增加 浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
11．（2023·西藏四川·高考真题）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(3) 分别与 反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 示
例)。(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 与 反应的能量变
化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ) 与 反应，氘代甲醇的产量 (填“＞”“＜”或“=”)。若 与
反应，生成的氘代甲醇有 种。
12．（2023·湖北·高考真题）纳米碗 是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， 可以由
分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。 的反应机理和能量
变化如下：
回答下列问题：(1)已知 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 和 ，H-H键能为
。估算 的 。
(2)图示历程包含 个基元反应，其中速率最慢的是第 个。
(3) 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为 、 。
13．（2023·重庆·高考真题）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
(1)在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题：
①中间体 生成吸附态 的活化能为 。
②由 生成 的热化学方程式为 。
14．（2023·全国·高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列
问题：
(1)根据图1数据计算反应 的 。
(2)研究表明，合成氨反应在 催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， 表示被吸附
于催化剂表面的 )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为 (填步骤前的标号)，理由是 。
一、基元反应、过渡态理论
1．基元反应和有效碰撞理论
（1）基元反应：大多数化学反应往往经历多个反应步骤才能实现，其中每一步反应都称为基元反应。
反应历程：基元反应反映了化学反应的历程，反应历程又称反应机理。
如：2HI===H ＋I 实际上经过下列两步反应完成：①2HI→H ＋2I·
2 2 2
②2I·→I
2
（2）许多化学反应都不是基元反应，而是由两个或多个基元步骤完成的。假设反应：A ＋B===AB是分
2 2
两个基元步骤完成的：
第一步 A 2A (慢反应)
2
第二步 2A+B AB (快反应)
2
对于总反应来说，决定反应速率的肯定是第一个基元步骤，即这种前一步的产物作为后一步的反应物
的连串反应的。决定速率的步骤是最慢的一个基元步骤。
如：过氧化氢 HO 在水溶液中把溴化氢 HBr 氧化为溴 Br 的反应：HO + 2H+ +2Br－ Br +
2 2 2 2 2 2
2HO，反应机理为：
2
HO＋H+＋Br－ HBrO＋HO (慢反应)
2 2 2
HBrO＋Br－＋H+ Br ＋HO (快反应)
2 2
决定速率的就是第一个反应，且这个反应中HBrO不是最终产物，称为反应的中间产物或中间体。
（3）有效碰撞
①基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
②反应物分子的每一次碰撞并不是都能发生反应，能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。发生有效
碰撞的两个条件是反应物分子能量足够和取向合适。
2．过渡态理论
（1）如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。
①该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。
②由A、B生成C的反应为吸热反应，由C生成D的反
应为放热反应，总反应为放热反应。
③第一步为慢反应，第二步为快反应，决定总反应快慢
的是第一步反应。（2）基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个
状态称为过渡态。
AB＋C [A…B…C] A＋BC
反应物 过渡态 产物
（3）过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相
当于活化能。
如：一溴甲烷与 NaOH 溶液反应的历程可以表示为：CHBr＋OH－ [Br…CH…OH] Br－＋
3 3
CHOH
3
反应物 过渡态 产物
3．回归教材中的经典图示
反应历程与活化能 催化剂对反应历程与活化能影响二、常见反应历程(或机理)图像分析
1、常见反应历程(或机理)图像分析
图像 解读
催化剂与化学反应：
(1)在无催化剂的情况下：E 为正反应的活化能；E 为逆反应
1 2
的活化能；E－E 为此反应的焓变(ΔH)。
1 2
(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多
个，如模拟演练题1中图像所表示的)，反应①为吸热反应，
产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放
热反应。
(3)催化剂的作用：降低E、E，但不影响ΔH，反应是放热
1 2
反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能
量的相对大小
“环式”反应：
对于“环式”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催
化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应
物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③
催化剂与中间产物：
催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再
次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是
消耗多少后续又生成了多少。
中间产物：在连续反应中为第一步的产物，在后续反应中又
作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，
实则是生成多少后续有消耗多少。
例1：在含少量 I-的溶液中，HO 分解的机理为：
2 2HO + I- → H O + IO- 慢
2 2 2
HO + IO-→ O + I- +H O 快
2 2 2 2
在该反应中I-为催化剂， IO-为中间产物。
1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理
例2：而在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是
通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个
箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，
并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循
环中的任何一个环节。如下图中，MoO 则是该反应的催化
3
剂，图中剩余的三个物质均为中间产物。
能垒与决速步骤：
能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为
能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢
反应。
例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而
HCOO*+H*=CO +2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步
2
骤。
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。
2．催化反应机理题的解题思路
（1）通览全图，找准一“剂”三“物”
一“剂”指催 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定
化剂 在机理图中的主线上.
反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物；
三“物”指反
生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物；
应物、生成
物、中间物种 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成生成物的是中间体，通过二个箭头
(或中间体) 中间体 进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[ ]”
标出；
（2）逐项分析得答案：根据第一步由题给情境信息，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。
（3）重新认识催化剂
①催化剂具有的三大特征
催化剂是通过降低反应活化能，从而改变了反应的途径，此即催化剂加速化学反应的主要原因所在。
总结起来，催化剂的特征主要表现在这样几个方面：
第一，催化剂可以改变反应速率，但其自身在反应前后的组成、质量和化学性质不变。
第二，催化剂不改变化学平衡。即催化剂既能加快正向反应的速率，也能加快逆向反应的速率，从而
缩短化学反应达到平衡的时间。
第三，催化剂具有特殊的选择性，不同类型的反应，需要选择不同的催化剂。同一种反应物，使用不
同的催化剂，可以得到不同的产物。
②常见催化剂的四大误区
实际上，催化剂不是不参加化学反应，而是在化学反应前后，催化剂的化
学性质基本不变。例如在铜催化乙醇生成乙醛的反应中，铜参与反应的原
理如下：
误区 催化剂不参
1 加化学反应 第一步为2Cu＋O===2CuO，
2
第二步为CuO＋CHCHOH→Cu＋CHCHO＋HO，这两步反应方程式的加
3 2 3 2
和为O＋2CHCHOH→CH CHO＋2HO。显然催化剂参与了化学反应。
2 3 2 3 2
一种反应只 实际上一个反应可以有多种催化剂，只是我们常选用催化效率高的，对环
误区
有一种催化 境污染小，成本低的催化剂，如双氧水分解的催化剂可以是二氧化锰，也
2
剂 可以是氯化铁，当然还可以硫酸铜等。
催化剂都是
误区 实际上，催化剂有正催化剂与负催化剂，正催化剂加快化学反应速率，负
加快化学反
3 催化剂是减慢化学反应速率的。
应速率
催化剂的效 实际上，催化剂参与了化学反应，是第一反应物。既然是反应物，催化剂
误区
率与催化剂 的表面积，催化剂的浓度大小必然影响化学反应速率。比如用酵母催化剂
4
的量无关 做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化剂的用量是会改变催化效率的。
1．（2024·山东青岛·二模）氯苯在液氨溶液中可以与氨基钠反应生成苯胺。某研究小组提出了三种可能的
机理。经过一系列实验，最终确定该反应按“机理3”进行。机理1：
机理2：
机理3：
三种机理中涉及到多个中间体。下列说法错误的是
A．已知“中间体1”至少有11个原子共平面，则碳负离子采用 杂化
B．“中间体2”存在 离域π键
C．“中间体3”的碳负离子有一对位于 杂化轨道的孤对电子
D．“中间体4”部分键角与正常键角有较大差距，导致“中间体4”反应活性高
2．（2024·云南大理·三模）乙醛是一种重要的二碳试剂，其某种合成机理如图所示。下列说法错误的是
A． 是该反应的催化剂
B． 是合成过程中的副产物C．该合成乙醛的反应为：
D．增大 浓度，有利于提高 的平衡转化率
3．（2024·湖北武汉·模拟预测）Scripps研究所近期在温和条件下实现了苯乙酸的邻位羟基化反应，如图为
其反应机理，下列说法错误的是
A．过程③中 作为氧化剂 B．机理中存在非极性键的断裂
C．机理中所涉及物质N原子杂化方式均为 D．在转化过程中 为催化剂
4．（2025·安徽合肥·模拟预测）一种利用Al/Cu/Pd三元金属颗粒复合材料去除水体中硝酸盐的技术机理如
图所示。下列说法中错误的是A．随水体pH增大，硝酸盐去除率降低
B．H( ads)可以促进 的脱氧，从而产生N
2
C．该机理中三种金属均给出电子，体现还原性
D．金属铝表面的反应过程可表示为：2Al+ (ads) +7H+= 2Al3+ + NH (ads) +2H O
3 2
5．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）甲烷与氧气直接选择性转化为甲醇是当今催化领域的“梦想反应”，科学
家用 负载双组份催化剂（纳米金和 纳米簇）在室温和光照下完成了上述反应，选择性高达
95%。机理如图A所示，下列说法不正确的是
A．Au表面反应为：
B．图A中含碳微粒只存在2种杂化方式
C．有无催化剂 纳米簇对合成甲醇的产量无影响
D．图B是通过 和 同位素示踪分析氧化甲烷过程中的产品质谱测试图，由图可
知体系中产品 中氧主要来源于
6．（2025·河南·模拟预测）在纳米多孔 ，光电极上将甘油氧化的过程中C—C键断裂与C—C键形
成机理如图所示。下列叙述正确的是
A．有机物甲极易溶于水且与丙互为同系物 B．上述转化过程只包含 键的断裂和形成
C．丙能发生取代、加成、还原和氧化反应 D．每个甲分子中含有3个手性碳原子
7．（2024·安徽安庆·三模）除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。卤化物的水
解机理分亲核水解和亲电水解。发生亲核水解的结构条件：中心原子具有 和有空的价轨道；发生亲电水
解的结构条件：中心原子有孤对电子，可作Lewis碱，接受HO的H+进攻。其中SiCl 的亲核水解机理如
2 4
图。下列说法错误的是
A．上述过程Si的杂化方式发生了改变 B．根据上述机理，NF 不能发生水解
3
C．预测NCl 能发生亲电水解 D．CCl 的水解机理与上述过程类似
3 4
8．（2024·湖北黄冈·二模）消除天然气中 是能源领域的热点，利用 表面吸附 时，研究表
明有两种机理途径，如图所示。
下列说法错误的是A．途径1历程中最大能垒为
B．使用催化剂该吸附过程释放能量减少
C． 的速率：途径1<途径2
D． 在吸附过程中提供了 原子
9．（2025·北京·模拟预测）烯烃可与卤素发生加成反应，涉及环正离子中间体，历程如下：
已知：①反应机理表明，此反应是分两步的加成反应，卤素离子从背面进攻。
②反应中，能否形成环正离子与卤素电负性，半径相关。
下列说法不正确的是
A．加成过程中，Br-Br键受到��电子云的作用，使键具有一定极性
B．乙烯与溴水反应，产物存在BrCHCHOH
2 2
C．烯烃与HOCl的加成也可能通过环正离子机理进行
D．此加成过程，顺式产物与反式产物含量相当
10．（2024·河北沧州·三模）苯甲酸苯甲酯可以用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂，还可以用作塑
料、涂料的增塑剂，其合成机理如下图所示，下列说法不正确的是A．总反应：
B．物质B中碳原子、氧原子的杂化类型相同
C．苯甲酸苯甲酯中除氢原子外的其他所有原子可能共平面
D．该过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成
11．（2024·黑龙江牡丹江·一模）除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。卤化
物的水解机理分亲核水解和亲电水解。发生亲核水解的结构条件：中心原子具有 δ+ 和有空的价轨道。发
生亲电水解的结构条件：中心原子有孤对电子，可作 Lewis 碱，接受 HO 的 H+ 进攻。NCl 和SiCl 均可
2 3 4
发生水解反应，其中NCl 的水解机理示意图如下：
3
下列说法正确的是
A．NCl 和SiCl 的水解反应机理相同 B．PCl 的水解产物为HPO
3 4 3 3 4
C．由上述理论可知NF 不能发生水解 D．CCl 的水解历程与SiCl 相似
3 4 4
12．（2024·广东江门·三模）利用无机物离子 和 (下图简写为 )，实现
了水在催化剂作用下制氧气。用 进行同位素标记实验，证明了产物氧气中的氧原子完全来自水。其
相关机理如下图所示：
下列说法错误的是
A． 在反应中作氧化剂
B．催化氧化水的反应为C．进行同位素标记实验前需排尽体系中的空气
D．若 参与反应，则 中存在
13．（2025·重庆九龙坡·二模）尿素 是一种高效化肥，也是一种化工原料。
(1)尿素 技术可用于汽车尾气的处理，该过程中会生成 ，反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
一定温度下，向恒容容器中投入足量 和一定量的 ，当上述反应达到平衡时，测得
、 。则 (用含p、q的代数式表示，下同)，反
应Ⅰ的平衡常数为 。
(2)工业上以 和 为原料合成尿素，图1是反应历程及能量变化，历程中的所有物质均为气态。
①该反应历程中，若 ，则 。
14．（2024·山东泰安·三模）我国高度重视双碳工作实施和目标实现，致力研发二氧化碳综合利用的措施
和途径。
已知： I．CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g) ΔH
2 2 3 2 1
II．CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) ΔH₂=+41.2kJ⋅mol-1
2 2 2
Ⅲ．相关化学键的键能数据如表所示。
化学键 C=O H—H C—H C—O O—H
键能/(kJ·mol⁻¹) 803.0 436.0 413.4 351 462.8
回答下列问题：
(1)一氧化碳与氢气合成甲醇气的热化学方程式为 。(2)研究表明，反应Ⅱ在催化剂上的反应机理如下。其中各物种吸附在催化剂表面活性位的原子用*标注，
如*CO表示CO中C原子吸附在催化剂表面。
I．CO(g)+H(g)+HO(g)= CO (g)+H(g)+HO
2 2 2 2 2 2
II．CO(g)+H(g)+HO*=*COOH+2H*+HO*；
2 2 2
III．*COOH+2H*+HO*= COOH+H*+H O*；
2
iV．*COOH+H*+H O*=*CO+HO*+H*+HO(g)；
2 2 2
V．*CO+*OH+H*+H O(g)= *CO+H O*+HO(g)；
2 2 2
Vi．*CO+HO*+HOg= CO(g)+2H O(g)。
2 2 2
①HO的作用为生成物和 。
2
②该历程中，脱附和吸附的能量很低，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为并骤 (填序号)，理由是
。
15．（2024·安徽池州·三模）甲醇是最为常见、应用场景最为广泛的基础化学品之一，甲醇与乙烯、丙烯
和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品。
(1)已知反应I： ；
反应Ⅱ： ；
则反应Ⅲ： ；
(2)常温常压下利用 催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化图如下(其中吸附
在催化剂表面上的粒子用*标注)
转化历程中决速步骤的反应方程式为 。
16．（2024·北京朝阳·二模）氢的有效储存与释放是氢能应用的关键问题之一。
Ⅰ．有机储氢材料
(1)N—乙基咔唑是具有应用前景的储氢材料，其储氢、释氢原理如图1所示。①基态N原子价层电子轨道表示式为 。
② 晶体中离子键的百分数为41%。分析 、MgO、 、 中离子键的百分数小于41%的有
。
③比较在水中的溶解性： 乙基咔唑 乙胺（ ）（填“＞”或“＜”）。
(2)HCOOH是安全方便的具有应用前景的液态储氢材料。HCOOH催化释氢的可能机理如图2所示。
①依据VSEPR模型， 中心原子上的价层电子对数是 。
②为证实上述机理，用HCOOD代替HCOOH进行实验。在图3中补充HCOOD催化释氢部分过程的相应
内容 。
17．（2024·广东湛江·二模）二氧化碳的捕集和资源化利用是缓解温室效应的重要战略方向。回答下列问
题：
(1)我国在二氧化碳催化加氢合成甲醇上取得了突破性进展，有关反应如下：
反应ⅰ。
反应ⅱ。
和 合成甲醇的热化学方程式为 。
(2)在催化剂 的作用下， 的微观反应历程和相对能量( )如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。已知： 表示 ， 表示 ， 表示 。
历程Ⅰ：
反应甲：
历程Ⅱ：
反应乙：
历程Ⅲ：
反应丙：
①历程Ⅲ中的反应丙可表示为 。
②决定 的总反应速率的是历程 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或
“Ⅲ”)。
18．（2024·广东·一模）苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，可由乙苯催化脱氢获得。
(1)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了一个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应，其历
程如图1所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)：
乙苯脱氢制苯乙烯反应的焓变 (填“>”“<”或“=”)0，为提高乙苯的平衡转化率，应选择的
反应条件为 (填标号)。A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压
(2)有研究者发现，在 气氛中乙苯催化脱氢制苯乙烯更容易进行，反应历程如图2：
①该过程的总反应的化学方程式为 。
② 属于 (填“极性”或“非极性”)分子；干冰中每个 分子周围有 个紧邻
分子。
③从资源综合利用角度分析， 氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是 。
19．（2024·全国·二模）“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化
碳催化加氢制备甲醇是一种重要的转化方法，其反应过程的机理和相对能量如下(已知 ，
吸附在催化剂表面上的物种用*标注)：
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)该反应历程中决速反应的方程式为 。
(2)反应Ⅱ的正反应活化能 (填“>”“<”或“=”)。
(3)反应 的 。
20．（2024·陕西西安·三模）2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源，不易爆炸、储运安全便捷。
甲醇的制备方法有二氧化碳加氢法、电催化法、甲烷催化氧化法等。回答下列问题：
Ⅰ.二氧化碳加氢制甲醇：
① kJ/mol
② kJ/mol
③
已知：甲醇的选择性
(1) ，该反应自发进行的条件是 。
(2)一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中 增大且加
快化学反应速率的是___________ (填字母)。
A．升高温度 B．充入 ，使体系压强增大
C．再充入1 mol D．将 从体系中分离出去
(3)恒温恒容条件下，原料气 、 以物质的量浓度之比为1∶3投料时，控制合适条件(不考虑反
应③)，甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4MPa， ，达到平衡时，
mol/L，则该过程中 的平衡转化率为 %，该条件下反应②的 (保留三位有
效数字)。
Ⅱ.电催化法
一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原 制备甲醇的装置如左下图所示。控制其他条件相同，将一定量
的 通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右下图所示。
(4)电极生成 的电极反应式为 。(5)控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为 mol。
Ⅲ.甲烷催化氧化法
主反应：
副反应：
科学家将 、 和 ( 是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如
图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)。
(6)该历程中正反应的最大活化能为 kJ·mol ，写出该步骤反应的化学方程式： 。
