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素养卷01 反应机理与过渡态图像
难度：★★★☆☆ 建议用时： 25 分钟 正确率 ： /30
1．（2023·全国·统考高考真题）“肼合成酶”以其中的
配合物为催化中心，可将
与
转化
为肼(
)，其反应历程如下所示。
下列说法错误的是
A．
、
和
均为极性分子
B．反应涉及
、
键断裂和
键生成
C．催化中心的
被氧化为
，后又被还原为
D．将
替换为
，反应可得
2．（2023·北京·统考高考真题）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中
代表
或
中的一种。下列说法正确的是
A．a、c 分别是
1
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B．
既可以是
，也可以是
C．已知
为副产物，则通入水蒸气可减少
的产生
D．等压条件下，反应①、②的反应热之和，小于氯化铵直接分解的反应热
3．（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：
4．（2023·浙江·统考高考真题）一定条件下，
苯基丙炔(
)可与
发生催化加成，反应如
下：
2
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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
5．（2023·湖南·统考高考真题）
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
(
)
Ⅱ催化剂(用
表示)能高效电催化氧化
合成
，其反应机理如
图所示。
下列说法错误的是
A．
(
)
Ⅱ被氧化至
(
)
Ⅲ后，配体
失去质子能力增强
B．M 中
的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
3
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6．（2023·重庆·统考高考真题）
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
7．（2023 上·江西·高三校联考）用含金属Ir 的催化剂制备常见有机试剂DMF 的反应机理如下图所示，其
中L 表示配体。下列说法错误的是
A．化合物C 中Ir 的配位数为4
B．生成DMF 的反应类型为取代反应
C．该过程中有极性共价键与非极性共价键的断裂与形成
D．总反应方程式为
8．（2024·陕西咸阳·统考一模）合成氨是制备医药、炸药、化肥、染料等的基础反应。一种电催化制备
的两种途径反应机理如图所示，下列说法不正确的是
4
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A．两种途径均发生了加成反应
B．氮氮三键的键能很大，所以能垒最高的过程应为①和④
C．选择强酸性溶液，有利于电催化合成反应的进行
D．氨气应在阴极区生成
9．（2024 上·河北秦皇岛·高三昌黎一中段考）铁的配合物离子(用
表示)催化某反应的一种反应
机理和相对能量的变化情况如图所示：
下列说法错误的是
A．该过程的总反应为
B．该过程的总反应速率由II→III 步骤决定
C．
是该反应的催化剂
D．
浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
10．（2023 上·江苏南通·高三江苏省如东高级中学校联考学业考试）在催化剂作用下，HCOOH 分解生成
CO2和H2可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是
5
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A．该反应的ΔS>0
B．第一步转化N 与H 间形成配位键
C．若用HCOOD 催化释氢，反应除生成CO2外，还生成D2
D．若用HCOOK 溶液代替HCOOH 最终所得气体中H2的纯度会提高
11．（2024 上·安徽合肥·高三合肥一六八中学段考）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，其中
的反应机理和能量变化如图所示。已知
中的碳氢键和碳碳键的键能分别为
和
，
键能为
。下列说法正确的是
6
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A．上述历程中涉及的中间体中的C 原子的杂化方式均为
B．图中基元反应均为吸热反应，步骤②为整个反应的决速步骤
C．反应
的
D．增大压强既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成
的反应速率
12．（2024 上·黑龙江牡丹江·高三牡丹江市第二高级中学期末）在“点击化学和生物正交化学”领域中，
点击化学经典反应之一是一价铜［Cu］催化的叠氮化物-端炔烃环加成反应，反应机理示意如图：
下列说法正确的是
A．反应③过程，不涉及极性键的断裂和形成
B．转化过程中N 的杂化方式发生改变
C．反应过程中，共有3 种中间产物
D．该反应的总反应是消去反应
13．（2024 上·广东惠州·高三校联考）我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的H2S 脱除，部分反应
机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是
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A．H2S 脱除率小于100%
B．H2S 既被氧化又被还原
C．SO2能与H2S 反应生成S
D．催化剂表面发生了非极性共价键的断裂
14．（2023·河北邢台·宁晋中学校考模拟预测）科学家发现了一种催化条件下烷烃氧化脱氢的方法，其反
应机理如图所示。下列说法错误的是
A．
为该反应的催化剂
B．反应过程中涉及极性键和非极性键的断裂和形成
C．碳纳米材料属于单质碳的一种同位素
D．该过程涉及反应：
15．（2023 上·辽宁沈阳·高三沈阳市第一二〇中学段考）近期，我国研究人员报道了温和条件下实现固氮
的一类三元
催化剂，图为其电催化固氮的机理示意图。关于该电催化过程叙述错误的是
A．反应在酸性条件下进行
B．反应过程涉及了
的电化学氧化
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C．反应机理的每一步均有
键形成
D．每当产生
，共转移
16．（2023 上·湖南长沙·高三雅礼中学段考）在铁双聚体催化作用下，制备物质Y 的一种反应机理如图所
示。下列说法不正确的是
A．该反应的总反应为
B．物质Y 可以使酸性
溶液褪色
C．铁双聚体可降低该反应的活化能和焓变
D．反应过程中有非极性键的断裂
17．（2024 上·辽宁朝阳·高三统考期末）零价铁活化过硫酸钠(
，S 为+6 价)去除废水中的正五价砷[
]，其反应机理如图所示。下列叙述错误的是
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A．零价铁被
最终氧化为
B．
中氧元素的化合价均为-2
C．在碱性条件下硫酸根自由基发生的反应为
D．
在反应过程中化合价没变，主要通过与
、
共沉淀而除去
18．（2023 上·全国·高三校联考期末）利用铜-铈氧化物(
是活泼金属)催化氧化除去
中
少量
，总反应为
，反应机理如下图所示。下列说法正确的是
A．该总反应的平衡常数
B．步骤(i)中有两种元素化合价发生变化
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C．步骤(i)、(iii)生成
的机理相同
D．步骤(iii)中存在共价键的断裂和共价键的生成
19．（2024 上·江苏扬州·高三扬州中学段考）一种合金M 催化BH3NH3水解释氢的反应机理如图所示。下列
说法不正确的是
A．总反应△S>O
B．加入NaOH 可制得更纯的H2
C．若反应中生成2g H2，转移电子2mol
D．若将H2O 换成D2O 则可释放出HD
20．（2024 上·山东济宁·高三统考期末）
与
反应机理如图所示，用箭头(
)表示电子对
的转移。下列说法错误的是：
A．反应历程包含
的电离、过氧化物中间体产生的过程
B．若用
代替
，反应过程中有
生成
C．第③步到第④步过程中S 杂化方式发生改变
D．
的酸性强于
，与非羟基氧原子的吸电子效应有关
21．（2024 上·河南周口·高三统考）含钒催化剂中钒氧四面体物种(
)催化某反应的反应机理
和相对能量的变化如图所示：
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下列说法错误的是
A．该过程的总反应为
B．该过程中有非极性键的断裂与形成
C．该催化循环中V 元素的化合价不变
D．该过程的总反应速率由反应Ⅲ决定
22．乙炔在Pd 表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd 表面上的物种用*标注。
下列有关说法正确的是
A．吸附反应为吸热反应
B．Pd 为固体催化剂，其表面积大小对催化效果无影响
C．该正反应历程中最大能垒(活化能)为85kJ·mol-1
D．C2H +H*→C2H 只有化学键的形成过程
23．（2023 上·湖南·高三湖南师大附中联考）湖南大学段阿冰副教授领导的课题组提出了手性磷酸(CPA)催
化的环酮和1，4-苯醌的
氧化反应合理的反应路径模型(如图1 所示)和相应的吉布斯自由能曲线图(如图
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2 所示，Ts 表示过渡态，RC 表示反应过程中的中间产物)。下列说法正确的是
A．从能量的角度看，化合物Ⅰ比Ⅳ更稳定
B．总历程的决速步骤为INT1 生成INT2 的反应
C．化合物Ⅰ变为Ⅱ过程中存在极性键的断裂与形成
D．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，改变反应热，从而提高转化率
24．（2023 上·广东·高三广州市联考）重整工艺可使
转化为理想
比例合成气。
载氧体
可替代氧气用于
重整工艺，反应过程
表面会逐渐形成氧空位，该工艺部分氧化反应机理如图
所示，下列说法不正确的是
A．上述反应中涉及极性键的断裂与形成B．
载氧体是催化剂
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C．
脱氢反应是
逐步脱氢过程的决速步骤
D．产品合成气
和
的体积比为
25．碳酸二甲酯DMC(
)是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方
案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．HO·提高了反应的活化能
B．过程CH3OH*+HO·*=CH3O·*+H2O*是该反应的决速步骤
C．过程中既有H－O 键的断裂，又有H－O 键的形成
D．吸附和脱附过程中共吸收1.126×104 eV 的能量
26．（2023 上·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期中）催化剂GaN 催化CO2直接加氢制甲醚的反应机理如
图甲，在CaN(110)界面上的反应历程如图乙，其反应为CO2(g)+H2(g)→HCOO*+H*，在CaN(100)界面上发生
的反应为CO2(g)+4H2(g)→
+H*+2H2O(g)，下列说法不正确的是
A．HCOO*中含有σ 键和π 键
B．CO2→
过程放热
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C．图乙表示的反应历程中，决速步骤为
→2H*
D．该反应的总反应式为2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)
27．（2023 上·安徽·高三联考）从海水中提取铀，
作催化剂，其反应机理、能量与反应历程
的关系如图所示。
下列说法正确的是
A．该反应机理中Fe 元素化合价未发生改变
B．
浓度过大或过小均导致反应速率降低
C．总反应速率的决速步骤为④→⑤
D．升高温度，可以增大反应速率和平衡转化率
28．（2023 上·河北衡水·高三河北衡水中学段考）C2H6氧化脱氢制CH4的反应为放热反应，某科研团队结合
实验与计算机模拟结果，研究了在Ni 催化作用下C2H6氧化脱氢制CH4的反应机理，其部分反应历程如图所
示。
下列说法正确的是
A．选用高效催化剂，可以降低反应的△H
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B．决速步骤的反应为
C．在反应过程中NiCH2是催化剂
D．降低温度会降低乙烷的平衡转化率
29．（2023 上·山东德州·高三德州市第一中学段考）北京化工大学研究了过渡金属Pd8簇催化乙炔氢化的反
应机理，Pd8簇上的反应中间体亚乙烯基吸附物R，多步连续加氢反应路径的能量变化示意图如下(TS 为过
渡态，M 为中间体)。下列说法错误的是
A．乙炔与氢气生成乙烷的反应为加成反应
B．图示反应历程中，最大能垒的反应过程为IM1 到TS2
C．生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可提高乙炔的平衡转化率
D．乙炔氢化历程中涉及非极性键的断裂
30．（2023 上·湖南长沙·高三湖南师大附中段考）工业上从海水中制溴的步骤为：(I)先把盐卤加热到
363K，后控制pH 为3.5，通入氯气把溴置换出来；(II)再用空气把溴吹出并用碳酸钠溶液吸收；(III)最后再
用硫酸酸化，单质溴又从溶液中析出。其中第(II)步中碳酸钠溶液吸收溴单质的反应可以分三步进行，其反
应的机理如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
第一步：
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第二步：
第三步：
A．1molH－OΘ中含有的电子数为10NA
B．第二步中，反应1molBr2时转移的电子数为2NA
C．第三步的反应方程式为3BrO-=BrO +2Br-
D．该反应机理说明BrO-的稳定性较差
17
