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2024 高考化学考点必杀300 题（全国新高考卷）
选择题压轴必杀45 题
专练15 反应机理题（15 题）
答案速查
题号
1
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15
答案
B
C
A
D
A
D
D
C
B
D
A
D
B
C
C
【基础题】
1．（2024·云南曲靖·一模）羟醛缩合反应是一种常用的增长碳链的方法。一种合成目标产物
的
反应机理如图所示，其中由①生成③的反应速率最慢。下列说法正确的是
A．①为该反应的中间产物
B．由③生成④的过程中有极性键的断裂和非极性键的生成
C．由①生成③的反应在各步骤中吸收的热量最多
D．合成物质⑦的总反应为
+2
【答案】B
1
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【解析】A．由图可知，①为该反应的催化剂，A 错误；B．③到④的过程中，有C—N 极性键的断裂和C—C
非极性键的生成，B 正确；C．由①生成③的反应速率最慢，说明该步骤的活化能最大，但是不确定其吸热
最多，C 错误；D．合成⑦，反应物为丙酮和CH3CHO，生成物是
，催化剂是
，总
反应为
，D 错误；故选B。
2．（2024·全国·三模）河南理工大学刘宝忠课题组以钌镍单原子合金(RuNiSAA)为催化剂研究了氨硼烷
(NH3BH3)水解产生H2的催化反应机理(如图所示)。下列说法错误的是
A．NH3BH3分子中含极性共价键、配位键
B．将NH3BH3替换为NH3BD3，得到气体HD
C．该反应机理中涉及O—H、B—H、N—H 的断裂
2
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D．该催化反应的总反应可以表示为
【答案】C
【解析】A．NH3BH3分子中含氮氢、硼氢极性共价键，氮提供孤电子对、硼提供空轨道，两者之间存在配位
键，A 正确；B．由历程可知，生成氢分子中氢分别来自BH3、水分子中，则将NH3BH3替换为NH3BD3，得到气
体HD，B 正确；C．该反应机理中涉及水分子中O—H、BH3分子中B—H 断裂，不存在N—H 的断裂，C 错误；
D．由历程可知，该催化反应的总反应为NH3BH3在催化剂下水解和水反应产生铵根离子、
、H2：表示为
，D 正确；故选C。
3．（2024·江西九江·二模）已知反应
的势能曲线示意图如下(…表示吸附作用，
A 表示催化剂，
表示过渡态分子)：
下列有关说法正确的是
A．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有
生成
B．若在任意温度下均能自发进行，则反应为吸热反应
3
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C．该反应中只有两种物质能够吸附
分子
D．过程Ⅲ中最大势能垒(活化能)为
【答案】A
【解析】A．从图可看出过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成，A 正确；B．若反应在任意温度下均能自发进行，
、
，该反应为放热反应，B 错误；C．反应过程中，A、A-O、A-O2三种物质都能吸附N2O，C 错误；
D．过程Ⅲ中最大能垒(活化能)为37.49
-(-44.68)
=82.17
，D 错误；故选
A。
4．（23-24 高三上·北京顺义·期中）多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学
者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图：
下列说法正确的是
A．反应Ⅱ的热化学方程式为：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH= + akJ/mol(a>0)
B．CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为是催化剂
C．选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，减少过程中的能耗和反应的焓变
D．1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g)的总能量小于1mol CO2(g)和3mol H2(g)的总能量
【答案】D
【解析】A．由图分析可知，反应Ⅱ是放热反应，故a＜0，A 错误；B．CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)
是反应的中间产物，B 错误；C．合适的催化剂可以降低反应的活化能，但不能减少反应的焓变，C 错误；
D．甲醇与水反应为吸热反应，故1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g)的总能量小于1mol CO2(g)和3mol H2(g)的
总能量，D 正确；故选D。
5．（23-24 高三上·重庆南岸·期中）在
的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入
4
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和
，发生反应
，反应过程及能量变化
如图所示。下列说法不正确的是
A．由图可知，该反应的
，
B．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时，该反应达到平衡状态
C．
和
分别为反应的催化剂和中间产物
D．其他条件不变，仅将恒温密闭容器改为绝热密闭容器，
和
的转化率减小
【答案】A
【解析】A．由方程式可知，该反应是气体物质的量增大的反应，故
，由右图可知该反应是放热反应，
，故A 错误；B．该反应是气体物质的量不相等的反应，混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
时，说明该反应达到平衡状态，故B 正确；C．结合题干描述和左图，可知
和
分别为反应的催化
剂和中间产物，故C 正确；D．该反应是放热反应，将恒温密闭容器改为绝热密闭容器，体系温度升高，不
利于反应进行，故
和
的转化率减小，故D 正确。答案选A。
6．（23-24 高三上·浙江舟山·期中）苯与Br2在一定条件下能发生如下反应，其中部分转化历程与能量
变化如图所示：
5
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下列说法不正确的是
A．反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ
B．在该条件下，反应Ⅲ能自发进行
C．苯与Br2主要发生取代反应，生成有机主产物Ⅱ
D．选择相对较短的反应时间能有效增加产物Ⅰ的比例
【答案】D
【解析】A．根据图中信息，反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，则反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ，故A
正确；B．反应Ⅲ是放热反应，熵增的反应，根据
，则在该条件下，反应Ⅲ能自发进
行，故B 正确；C．苯与Br2主要发生取代反应，生成有机主产物Ⅱ(溴苯)，故C 正确；D．根据图中信息反
应Ⅱ活化能较低，则反应速率较快，而反应Ⅰ活化能较大，反应速率较慢，因此选择相对较短的反应时间
能有效增加产物Ⅱ的比例，故D 错误。综上所述，答案为D。
7．（2024·河南南阳·一模）
与
在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图所示．下列说法正
确的是
6
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A．反应Ⅰ、反应Ⅱ均为放热反应
B．
分子中
键和
键数目和
相同
C．选择合适的催化剂可降低反应活化能和焓变
D．该反应机理中涉及物质中有两种非极性分子、三种极性分子
【答案】D
【解析】A．从能量变化图可知反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，A 错误；B．每个
分子中有1 个
键和2 个
键，而每个
中有2 个
键和2 个
键，B 错误；C．选择合适的催化剂可降低反应活化能，
但不能改变焓变，C 错误；D．题述反应机理中涉及物质中有两种非极性分子
，三种极性分子
，D 正确；故选D。
8．（2024·安徽安庆·二模）中科大某课题组通过自由基杂环反应直接合成各种
稠合的内酰胺，应用
于钙钛矿电池器件中。底物与Cu(Ⅰ)物种通过电子转移经历两种途径得到目标产物D。下列说法错误的是
7
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A．Cu(Ⅰ)物种是催化剂
B．底物具有氧化性
C．两种途径不同，总反应的反应热也不同
D．合成过程中
中碳碳双键断裂
【答案】C
【解析】A．Cu(Ⅰ)第一步消耗，最后一步生成,是催化剂，A 正确；Ｂ．底物将Cu(Ⅰ)氧化为Cu(Ⅱ)，具
有氧化性，B 正确；Ｃ．两种途径虽不同，但反应热相同，C 错误；Ｄ．由图可知，C60中有六元环上的碳
碳双键发生了断裂，D 正确；故答案选C。
【提升题】
9．（2024·四川遂宁·三模）中国提出二氧化碳排放在2030 年前达到峰值，2060 年前实现碳中和。这体
现了中国作为全球负责任大国的环境承诺和行动决心。二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展
绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一、常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制
甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法错误的是
8
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A．二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应
B．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，降低反应热
C．总反应为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)
D．该历程的决速步为HCOO*＋4H*=CH3O*＋H2O
【答案】B
【解析】A．由能量变化图可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，所以二氧化碳选择性加氢制甲
醇是放热反应，A 正确；B．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，不能改变反应热，B 错误；C．由反应
机理和能量变化图可知，总反应为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)，C 正确；D．由能量变化图知，HCOO*
＋4H*=CH3O*＋H2O 的活化能最大，反应速率最慢，是该历程的决速步，D 正确；故选B。
10．（2024·重庆·一模）我国科技工作者用钾离子促进电催化合成尿素
可能的反应机理如
图。与其他步骤相比，碳氮键的形成过程活化能更高。下列说法正确的是
9
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A．尿素中氮原子采取
杂化
B．步骤①和③的反应速率较其他步骤快
C．步骤⑥发生的是氧化反应
D．以上过程中涉及极性键的形成和断裂
【答案】D
【解析】A．尿素的结构简式为
，其中N 原子形成三个σ 键，另外还含有1 个孤电子对，采
取sp3杂化，故A 错误；B．与其他步骤相比，碳氮键的形成过程活化能更高，活化能越高，速率越慢，由
图可知步骤①和③的过程形成碳氮键，所以步骤①和③的反应速率较其他步骤慢，故B 错误；C．由图可知
步骤⑥过程中得电子，即发生的是还原反应，故C 错误；D．由图可知步骤①和③的过程形成碳氮键，步骤
④和⑤的过程断裂氮氧键，所以以上过程中涉及极性键的形成和断裂，故D 正确；故答案为：D。
11．（2024·云南曲靖·二模）半导体光催化是指半导体材料吸收光子，产生光生电子
和空穴
，
从而引发一系列反应的过程。一种光催化选择性氧化甲烷制备甲醇的机理如图所示，下列说法错误的是
A．转化①是吸热过程
B．
的电子式为
C．转化②发生的反应可表示为
D．光照下
可以加快该反应的速率，且不改变反应的焓变
【答案】A
10
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【解析】A．由图可知，转化①为共价键的形成过程，形成共价键的过程为放热过程，故A 错误；B．
是含有极性键和非极性键的自由基，电子式为
，故B 正确；C．由图可知，转化②发
生的反应为酸性条件下CH3OOH 得到电子发生还原反应生成甲醇和水，反应式为
，故C 正确；D．由图可知，
是反应的催化剂，所以光照
下
可以加快该反应的速率，且不改变反应的焓变，故D 正确；故选A。
12．（2024·河南·模拟预测）碳酸二甲酯(DMC)具有优良的化学反应性能。在众多研究方向中，CO2和甲
醇直接合成DMC 的方法受到了较多的关注，M2O(OH)催化该反应的一种反应机理如图所示。下列叙述正确的
是
A．H2O 是反应中间体
B．反应①②③均为取代反应
C．DMC 中共平面的原子数最多为4 个
D．DMC 的同分异构体中同时含有酯基和羟基的物质有4 种(不考虑立体异构)
【答案】D
11
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【解析】A．据图可知水为反应①的产物，且不参与后续反应，所以不是中间体，而是反应产物之一，故A
错误；B．过程②应为中间体与CO2中一个C=O 键的加成反应，故B 错误；C．碳氧双键是平面结构，根据单
键可以绕轴旋转，分子中最多有8 个原子可能共面，故C 错误；D．DMC 的同分异构体中同时含有酯基和羟
基有HCOOCH2(OH)CH3、HCOOCH2CH2OH、CH3COOCH2OH、HOCH2COOCH3，共4 种，故D 正确。答案选D。
13．（2024·安徽·一模）N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学
家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂用[L-Ru-NH3]+表示|能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其反应机理如图所示(图中L
为原子团)。下列说法错误的是
A．[L-Ru-NH3]2+中Ru 的化合价为+3
B．反应Ⅳ中有非极性键的断裂与形成
C．电催化氧化NH3合成N2H4发生在电解池阳极区
D．N2H4与NH3中 N 原子的 VSEPR 模型均为四面体形
【答案】B
【解析】A．反应I 中2 个[L-Ru-NH3]+失去2 个电子生成2 个[L-Ru-NH3]2+，[L-Ru-NH3]+中Ru 为+2 价，[L-
Ru-NH3]2+中Ru 为+3 价，A 正确；B．由图可知反应Ⅳ中只有非极性键的形成，B 错误；C．电催化氧化NH3
合成N2H4为氧化反应，失电子，发生在电解池阳极区，C 正确；D．N2H4与NH3中 N 原子价层电子对数都是
4， VSEPR 模型均为四面体形，D 正确；本题选B。
【挑战题】
14．（2024·河北·二模）硅铝酸盐沸石离子交换分子筛M-ZSM-5(M 为Fe、Co、Ni、Cu)催化N2O 氧化CH4
制甲醇的反应机理如图所示，下列说法错误的是
12
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A．反应②的原子利用率为
B．反应①、②、③、⑥、⑦中，
的化合价发生了改变
C．M-ZSM-5 能降低
氧化
制甲醇反应的活化能，改变反应的
D．总反应为
【答案】C
【解析】A．根据反应②的反应物和产物结构式，反应物中的原子全部得到产物，原子利用率为100%，A 正
确；B．反应①、②、③、⑥、⑦中，根据题中所给结构式可以判断，M 的化合价发生了改变，B 正确；C．
催化剂能降低反应活化能，增大反应速率，但是不会改变反应的ΔH，C 错误；D．根据反应机理图，总反
应正确，D 正确；本题选C。
15．（2024·河北石家庄·二模）湖南大学课题组研究钴催化腈与胺电氢化的反应机理如下图所示(其中
Ph 表示苯基，
表示
)，下列说法错误的是
13
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A．
是反应的中间产物
B．
中所有碳原子可能共平面
C．所涉及Co 的配合物中，Co 的配位数不同，N 的杂化方式不相同
D．该反应的总方程式为Ph—≡N+PhNH2+4H++4e-
+NH3
【答案】C
【分析】由图可知，CoCl2和
是反应的催化剂，
、PhNH2、H+为
反应物，
和NH3为生成物，总方程式为
+PhNH2+4H++4e-
14
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+NH3。
15
