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猜押09 反应历程探究与催化机理
猜押考
点
3 年真题
考情分析
押题依据
反应历
程与能
量变化
2024·北京卷·第13 题
2024·安徽卷·第10 题
2024·河北卷·第14 题
2024·广东卷·第15 题
2024·贵州卷·第14 题
2024·甘肃卷·第10 题
2023·浙江卷（1）·第14 题
2023·广东卷·第15 题
2023·湖南卷·第14 题
2022·浙江卷（1）·第18 题
2022·湖南卷·第12 题
反应历程或机理图像一般取材于实际科
研成果，充分体现了化学反应的本质，
高考常以此为载体考查反应原理、活化
能、反应热等知识，是近年高考的命题
热点。完整的反应机理需要考虑到反应
物、催化剂、反应的立体化学、产物以
及各物质的用量。此类试题以图示的形
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的内在联系的目
的，从宏观和微观相结合的视角分析与
解决实际问题。从近年考题的精况看，
可将化学反应机理考查分为3 个热点：
一是反应历程与能量变化分析的正误判
断：二是反应机理分析的正误判断；三
是反应机理及反应历程与能量变化分析
的正误判断。
化学反应历程探究与
催化机理是化学反应
原理模块中的重要组
成部分，涉及宏观瓣
识与微现探析、变化
观念与平衡思想以及
证据推理与模型认知
等多重学科素养。近
年来，在自主命题省
份的试卷中有不同粗
度的呈现，有的省份
出现的概率达到
100%，成为I 卷和Ⅱ
卷综合题考查的重
点。预计2025 年自主
命题省份仍然会在反
应历程探究与催化机
理上命题。
反应机
理
2025·浙江卷（1）·第14 题
2024·北京卷·第10 题
2024·浙江卷（1）·第14 题
2024·浙江卷（2）·第12 题
2024·辽宁卷·第12 题
2024·广西卷·第10 题
2024·贵州卷·第11 题
2023·北京卷·第13 题
2023·浙江卷（2）·第14 题
2023·重庆卷·第10 题
押题一 反应历程与能量变化
1．（2025·重庆·二模）如图为在催化剂表面合成氨的反应机理。下列说法正确的是
1
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A．该进程中既有非极性键断裂，又有非极性键形成
B．
为该反应的决速步骤
C．由图可知
和
所具有的能量高于
所具有的能量
D．该条件下，合成氨反应的热化学方程式为：
【答案】D
【解析】A．该反应历程没有非极性键形成，故A 错误；B．由图可知
为该反应的决
速步骤，故B 错误；C．
、
、
的物质的量不确定，无法判断，故C 错误；D．由图可知，该条
件下，0.5mol 氮气和1.5mol 氢气生成1mol 氨气放出46kJ 热量，所以合成氨反应的热化学方程式为：
，故D 正确；答案选D。
2．（以
制氢历程为情境）在催化剂作用下，
制氢历程如图所示(
代表过渡态，*代表物
种吸附在催化剂表面)，速率方程式为
(k 为速率常数，只与温度、催化剂有关)。下列叙述
错误的是
A．甲醇分解制氢分5 步反应进行，其中反应③和④的正反应是焓减反应
B．控速反应方程式为
C．制氢总反应为
，正反应是熵增反应
2
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D．升高温度，平衡常数
、速率常数
都会增大
【答案】B
【解析】A．由图可知，反应③和④是放热过程，正反应是焓减反应，A 正确；B．反应的活化能越大，反
应速率越慢，化学反应取决于慢反应，由图可知，反应⑤的活化能最大，控速反应方程式为
，B
错误；C．由图可知，甲醇的分解反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，
，
，正反应是熵增反应，C 正确；D．反应为吸热反应，
升高温度，平衡常数(K)增大，速率常数(k) 只与温度、催化剂有关，温度升高会增大，D 正确；故选B。
3．（2025·辽宁·二模）已知反应：
，该反应分三步进行：
①
；②
；③
。
其相对能量变化如图所示。在恒容密闭容器中充入
，发生上述反应。下列叙述正确的是
A．相同状况下，
中W 最稳定
B．其他条件不变，升高温度，总反应速率一定增大
C．选择催化剂是为了降低反应③的能垒
D．其他条件不变，平衡后再充入
平衡转化率减小
【答案】C
【解析】A．由图可知，Y 的能量最低，能量越低越稳定，则相同状况下，
中Y 最稳定，A
错误；B．其他条件不变，温度升高，催化剂的活性可能降低，总反应速率可能减小，不一定增大，B 错
误；C．由图可知，反应③的能垒最大，为该反应的决速步骤，则选择催化剂是为了降低反应③的能垒，
从而加快反应速率，C 正确；D．反应物只有一种，其他条件不变，达到平衡时再充入
浓度增
大，相当于原来平衡上增大压强，平衡正向移动，
的平衡转化率增大，D 错误；故选C。
4．（以氨的合成工艺为情境）研究氨及其合成工艺在工、农业上有着重要意义，下图为使用铁催化剂和
未使用催化剂合成氨反应历程的一部分，下列说法错误的是
3
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A．该反应历程包含6 个基元反应
B．上图反应历程中，实线表示使用了铁催化剂
C．该历程中的决速反应为：
D．该反应为放热反应，升温会减小正反应的热力学倾向
【答案】A
【解析】A．图中每个过渡态都是一个基元反应，图中共有4 个过渡态，则图中基元反应有4 个，故A 错
误；B．催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应物和生成物的总能量，所以曲线中表示使用了铁催
化剂的线是实线，故B 正确；C．控速反应是活化能最大的反应，从图中可以看出，反应历程中，第一个
过渡态发生的反应为
，其活化能最大，即决速反应为：
，故C 正
确；D．工业合成氨采用铁催化剂，其正反应为放热反应，温度低平衡逆向移动，故D 正确；故选A。
5．（2025·四川·一模）1，2-丙二醇(
)单分子解离可以得到多种不同的产物或自由基，反
应相对能量随反应历程的部分变化如图所示。解离路径包括碳碳键断裂解离和脱水过程。下列说法错误的
是
A．可用核磁共振氢谱仪鉴别TS3 和TS4 两条路径的有机产物
4
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B．1，2-丙二醇的沸点高于1，3-丙二醇的沸点
C．三种丙烯醇产物中，最稳定的是
D．1，2-丙二醇中
键的键能相差
【答案】B
【解析】A．CH3COCH3、CH3CH=CHOH 的等效氢种类不同，可用核磁共振氢谱仪鉴别TS3 和TS4 两条路
径的有机产物，故A 正确；B．1，2-丙二醇易形成分子内氢键，1，3-丙二醇易形成分子间氢键，所以1，
2-丙二醇的沸点低于1，3-丙二醇的沸点，故B 错误；C．能量越低越稳定，三种丙烯醇产物中，最稳定的
是
，故C 正确；D．根据1，2-丙二醇断裂1、2 之间的碳碳键需要的能量为83.7kJ/mol，
断裂2、3 之间的碳碳键需要的能量为85.1kJ/mol，1，2-丙二醇中C-C 键的键能相差约为85.1kJ/mol
-83.7kJ/mol =1.4kJ/mol，故D 正确；选B。
6．（以烃类的选择性氧化为情境）过渡金属氧化物离子(以
表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广
泛。
与
反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A．反应速率：步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
B．
分子中，键角：
C．若
与
反应，生成的氘代甲醇有3 种
D．
【答案】C
【解析】A．步骤Ⅰ的活化能大于步骤Ⅱ，反应速率步骤Ⅰ更小，A 正确；B．
分子中C 原子和O
原子均为sp3杂化，C 原子没有孤电子对，O 原子上有两对孤对电子，排斥力较大，键角
，B
正确；C．根据反应机理可知，若MO+与CH2D2反应，生成的氘代甲醇可能为CH2DOD 或CHD2OH，共两
种，C 错误；D．根据反应历程能量变化图所示，总反应的反应热
=
=E1-E2+E3-E4，D 正确；
故选C；
押题二 反应机理
7．（2025·北京朝阳·一模）将高炉煤气转化为价值更高的
的方法不断发展。科研人员以
为
5
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初始原料构建化学链，实现
。下列说法不正确的是
A．X 为初始原料
B．
体现了氧化性和酸性氧化物的性质
C．图中涉及的氧化还原反应均为吸热反应
D．升高温度，
的平衡常数增大
【答案】C
【分析】以
为初始原料构建化学链的原理为：先利用
将
和
转化为
和
，
还原为单质Fe，生成的
被CaO 吸收转化为
，分离后提供能量使
重新分解为
和
CaO，CaO 循环使用，
在能量作用与Fe 重新转化为
和
，
循环使用，实现
的分离提
纯转化，据此分析解答。
【解析】A．根据分析，初始原料X 为
，A 正确；B．在整个转化过程中，
既表现出氧化性，可
氧化Fe
生成Fe2O3，又体现了酸性氧化物的性质，可与碱性氧化物CaO 反应生成盐
，B 正确；
C．虽然
的
，说明此反应为吸热反应，但体系中还涉及
的
还原、Fe 的氧化等过程，并非所有氧化还原反应均为吸热反应，C 错误；D．根据反应
可知，该反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，根
据
，得到平衡常数增大，D 正确；故答案为：C。
8．（以
转化为化合物
的催化机理为情境）在非水溶剂中，将
转化为化合物
的催
化机理如图所示。下列说法正确的是
6
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A．该转化过程中催化剂只有AcOH
B．该转化过程总反应
C．该转化过程中有碳碳键的断裂与形成
D．若用
参与反应，可得到
【答案】D
【解析】A．催化剂是反应前后不变，先参加后生成的反应过程，由图可知，催化剂有AcOH 和KI，A 错
误；B．不知道反应物和生成物的总能量相对大小，且断裂化学键和形成化学键所需能量未知，不能确定
反应是吸热反应还是放热反应，B 错误；C．该转化过程有碳氧单键、碳氧双键断裂和碳氧单键形成，没
有碳碳键的断开和形成，C 错误；D．CO2分子的结构为：O=C=O，其中一个C=O 键断开，与另一反应物
中C-O 键断开，形成化合物
，其中有两个O 原子来自于CO2，若用
参与反应，可得到
，D 正确；答案选D。
9．（2025·云南·一模）H2在石墨烯负载型Pd 单原子催化剂(Pd/SVG)上还原NO 生成N2和NH3的路径机理
及正反应活化能Ea(kJ/mol)如图所示。下列说法错误的是
7
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A．H2还原NO 生成N2的决速步为反应⑥
B．Pd/SVG 上H2还原NO，更容易生成NH3
C．由图可知，H2还原NO 为N2和NH3的反应均为吸热反应
D．该过程中涉及极性键、非极性键的断裂和形成
【答案】C
【解析】A．活化能最大的基元反应为决速步，则H2还原NO 生成N2的决速步为反应⑥，A 正确；B．由
图知，Pd/SVG 上H2还原NO，经过①到⑤步即可生成NH3，经过①到⑧步才能生成N2，而决速步反应⑥
的活化能最大，发生最困难，则更容易生成NH3，B 正确；C．根据如图数据可计算正反应的活化能，不
知道逆反应的活化能，故无法计算出反应热，即无法判断反应的能量变化，C 错误；D．由图可知，反应
中有氢氢非极性键和氮氧极性键发生断裂，有氮氮非极性键和氮氢、氢氧极性键的形成，D 正确；故答案
为：C。
10．（以生成酰胺的反应历程为情境）有机物I 生成酰胺的反应历程如图所示：
已知：R、R'代表烷基。下列说法正确的是
A．
是该反应的催化剂，能降低反应的
B．物质Ⅲ→物质Ⅳ过程中有配位键的形成
C．从图中历程可知，物质Ⅴ比物质Ⅵ稳定
D．
发生上述反应生成的主要产物是
【答案】B
【解析】A．由图可知，氢离子是反应的催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，但是不能改变焓
8
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变，故A 错误；B．物质III 中碳正离子上有空轨道，O 原子提供孤电子对形成配位键，故物质III→物质
IV 有配位键的形成，故B 正确；C．由结构简式可知，
分子中羟基直接连在不饱和碳原
子上，结构不稳定，会转化为结构稳定的
，所以物质VI 比V 稳定，故C 错误；D．
由图可知，
发生上述反应生成的主要产物是
或
，不能转化为
，故D 错误；故答案为B。
11．（以CO2 在温和条件下转化为甲醇的一种反应历程为情境）CO2在温和条件下转化为甲醇的一种反应
历程如下图，In2O3为该反应的催化剂。下列说法正确的是
A．该历程中存在着极性键与非极性键的断裂与形成
B．碳原子的杂化方式未发生改变
C．In2O3降低了该反应的∆H
D．若参与反应的二氧化碳分子为C18O2，则生成物甲醇的化学式为CH3
18OH
【答案】D
【解析】A．从图中可以看出，该历程中，发生碳氧键(极性键)、氢氢键(非极性键)的断裂和碳氢键(极性
键)的形成，则存在着极性键与非极性键的断裂和极性键的形成，但不存在非极性键的形成，A 不正确；
B．在CO2分子中，中心碳原子的价层电子对数为
=2，发生sp 杂化，在CH3OH 分子中，C 的价层电子对
数为
=4，发生sp3杂化，则碳原子的杂化方式发生了改变，B 不正确；C．In2O3为该反应的催化剂，
只能降低该反应的活化能，从而加快反应速率，但不能降低该反应的∆H，C 不正确；D．从图中可以看
9
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出，生成CH3OH(g)时，CO2分子中有1 个O 原子进入甲醇分子内，若参与反应的二氧化碳分子为C18O2，
则生成物甲醇的化学式为CH3
18OH，D 正确；故选D。
12．（2025·北京延庆·一模）可采用Deacon 催化氧化法将工业副产物
制成
，实现氯资源的再利
用。反应的热化学方程式：
。下图所示为该法的一
种催化机理。
下列说法不正确的是
A．X 为反应物
，Z 为生成物
B．反应制得
，理论上放出
的热量
C．降低反应温度，
被
氧化制
的反应平衡常数增大，正反应速率减慢
D．图中转化涉及的反应中有两个非氧化还原反应
【答案】D
【分析】如图所示，反应过程中具有如下基元反应：
、
、
、
、
，则X 为
、W 为
、Y 为
、Z
为
。
【解析】A．据分析，X 为反应物
，Z 为生成物
，故A 正确；B．根据盖斯定律，生成
放
出
的热量，则生成
放出
的热量，故B 正确；C．正反应为放热反应，降低反应温度，反
应正向进行，
被
氧化制
的反应平衡常数增大，温度降低正、逆反应速率均减慢，故C 正确；
D． 据分析，基元反应中
、
、
为非
氧化还原反应，
、
为氧化还原反应，故D 错误；故答案为D。
押题三 反应机理及反应历程与能量变化
13．（以催化氢化
获得甲酸为情境）我国科学家成功催化氢化
获得甲酸。利用化合物1 催化氢化
的反应过程如图甲所示(Bu 表示丁基)，其中化合物2 与水反应生成化合物3 和
过程中的能量变
化如图乙所示。下列说法正确的是
10
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A．图甲的转化过程中元素化合价均未发生变化
B．化合物1 到化合物2 的过程中存在碳氧键的断裂和碳氢键的形成
C．化合物2 的总键能大于化合物3 的总键能
D．图乙表示的反应历程包括三步基元反应，第一步为决速步
【答案】B
【解析】A．由图甲可知，化合物4 转化为化合物1 时，氢气生成水，被氧化，因此铁元素化合价降低被
还原，化合物1 转化为化合物2 时，二氧化碳生成甲酸根离子，碳元素化合价降低，因此铁元素化合价升
高，A 项错误；B．由图甲可知，化合物1 到化合物2 的过程中二氧化碳中的碳氧键断裂，生成碳氢键，B
项正确；C．由图乙可知，化合物2 与水反应生成化合物3 和
过程是放热反应，则化合物2 的总键
能小于化合物3 的总键能，C 项错误；D．图乙中峰存在3 个过渡态，则包括三步基元反应；其中峰值越大
则活化能越大，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，第二步反应的活化能最大，故第二步
为决速步骤，D 项错误；故选B。
14．（2025·浙江·一模）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图
所示，其中最后一个基元反应的逆反应活化能为
：
11
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下列说法不正确的是
A．
反应的
B．上述图示历程中包括3 个基元反应，且第一个反应速率最快
C．根据上述反应机理，
纳米碗中含6 个五元环
D．升高温度和增大压强均既能增大生成
的反应速率，又能提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【解析】A．由题干反应历程图可知，该反应总反应为：
，A 正确；B．该反应包含3 个基元反应，分别为C40H20+H•
•C40H19+H2，•C40H19
•C40H19'、•C40H19'
C40H18+H•，其中第一个反应的活化能最小，反应速率最快，B 正确；C．由C40H20的结
构可知其中含有1 个五元环，10 个六元环，每脱两个氢形成一个五元环，则C40H10总共含有6 个五元环，
10 个六元环，C 正确；D．结合A 的分析可知，生成
的反应是气体分子数增大的吸热反应，则增大
压强，平衡逆向移动，转化率减小，D 错误；故选D。
15．（2025·宁夏·二模）研究人员使用压缩的
或空气作为雾化气体，将水微滴喷射到磁性氧化铁和
Nafion 涂覆的石墨网上，发生常温反应制备出氨。其反应历程中微粒转化关系如图甲，相对能量变化关系
如图乙，图中*表示催化剂表面的吸附位。下列说法正确的是
12
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A．
过程中断裂的化学键只有
键
B．决速步骤的产物为
C．反应过程中最稳定的含氮物质为
D．Ⅰ转化过程中可能发生副反应：
【答案】D
【解析】A．*N2→*N2H 过程N2中π 键断裂，H3O+中σ 键断裂，故A 错误；B．决速步是速率最慢的步
骤，图乙每步反应都是基元反应，并没有标出过渡态，因此活化能从图中是看不出来的，只能看某一步反
应物与生成物的能量差值，故B 错误；C．能量越低越稳定，反应过程中最稳定的含氮物质为*NH，故C
错误；D．Ⅰ为*NHNH2，转化过程中可能发生副反应：*NHNH2+H3O++e−=*N2H4+H2O，故D 正确；故选
D。
16．（以甲烷与氯气在光照条件下反应的部分机理为情境）甲烷与氯气在光照条件下反应的部分机理如下
表，异丁烷与溴自由基发生反应的能量图如图所示(各物质及粒子的状态皆为气态)。下列说法不正确的是
A．在链传递阶段会发生反应
B．异丁烷甲基上的碳氢键的键能大于叔碳(与三个碳原子直接相连的碳原子)上的碳氢键
C．若
，则
13
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D．
和
分别与异丁烷反应一段时间内，产物中
，原
因可能为前者反应历程中的
较后者大
【答案】D
【解析】A．由题给信息可知，在链传递阶段会发生反应
，故A 正确；B．
由图可知，异丁烷转化为
吸收的能量高于异丁烷转化为
吸收的能量，说明异丁烷
甲基上的碳氢键的键能大于叔碳上的碳氢键的键能，故B 正确；C．由图可知反应①
H1=(a-b)kJ/mol，由题意可知，反应②
H2=-
ckJ/mol，由盖斯定律可知，反应①+反应②=目标反应，则反应
，故C 正确；D．产物中
说明取代异丁烷2 号碳上氢原子所得产物占比少一些，由
图可知，取代异丁烷2 号碳上氢原子所得产物少，更多生成的1 号上氢原子所得产物，所以前者反应历程
中的
较后者小，故D 错误；故选D。
17．（以
催化还原NO 是重要的烟气脱硝技术为情境）
催化还原NO 是重要的烟气脱硝技术，其
反应过程与能量关系如图甲所示。有氧条件下，
催化
还原NO 的反应历程如图乙所示。下列说法
正确的是
A．图甲所示热化学方程式为
B．图甲反应中既有极性共价键的断裂和形成，又有非极性共价键的断裂和形成
C．图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为
D．图乙中总反应为
【答案】D
【解析】A．反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，图甲所示热化学方程式为
14
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，A 错误；B．图甲中存在N-H 和氮氧键的断裂，没
有非极性键的断裂，B 错误；C．反应③的氧化剂为氧气，还原剂为亚铁离子，氧化剂与还原剂物质的量
之比为
，C 错误；D．图乙中反应物有NH3、NO 和O2，生成物为N2和H2O，总反应为
，D 正确；答案选D。
18．（2025·安徽黄山·二模）已知
在
醇溶液中发生的取代反应和消去反应互为竞争，二者反
应历程中的相对能量变化如下图所示。下列说法错误的是
A．
醇溶液中
与乙醇分子间形成了氢键
B．
发生取代反应或消去反应时，
进攻的原子不同
C．溶剂不同时，
与
反应的选择性可能不同
D．
醇溶液中
发生消去反应在热力学上更有利
【答案】D
【解析】A．从反应历程图能看到，中的氧与乙醇分子中的氢存在相互作用，符合氢键形成特征，所以醇
溶液中与乙醇分子间形成了氢键，A 正确；B．取代反应里，进攻与Br 原子相连的碳原子；消去反应时，
进攻与Br 原子相连碳原子的邻位碳原子上的氢原子，进攻原子不同，B 正确；C．溶剂不同，对反应体系
中分子间作用力、反应物和过渡态稳定性等影响不同，会改变反应活化能等，进而使与反应的选择性改
变，C 正确；D．由图可知，取代反应产物能量比消去反应产物能量低，能量越低越稳定，说明在醇溶液中
发生取代反应在热力学上更有利，并非消去反应，D 错误；综上，答案是D。
15
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16
