小题专攻1 催化机理循环图、物质能量或能垒图像分析
1.（2024·广东汕头一模）三甲胺[N（CH3）3]是重要的化工原料。我国科学家利用（CH3）2NCHO（简称DMF）在铜催化作用下转化得到N（CH3）3，如图是计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程图（*表示物质吸附在铜催化剂上），下列说法错误的是（ ）
A.该反应为放热反应，降温可提高DMF的平衡转化率
B.该历程最大能垒（活化能）为1.19 eV
C.设法提高N（CH3＋OH*＋H*N（CH3）3（g）＋H2O（g）的速率可以提高总反应速率
D.若1 mol DMF完全转化为三甲胺，则会吸收1.02NA eV的能量
2.（2025·河北保定一模）羰基化反应是在有机化合物分子中引入羰基的反应，是制备醛、酮等羰基化合物的重要方法，一种羰基化偶联反应机理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.该历程的中间体有3种
B.LnPd改变反应途径，提高了化学反应速率
C.上述过程中断开和形成的共价键一定只有极性键
D.总反应为R2—Cl＋CO＋R1—Sn（alkyl）3Cl—Sn（alkyl）3＋
3.（2025·浙江金华十校模拟）化合物X在H＋催化下可转化为M和少量其他烯烃副产物。下列说法不正确的是（ ）
A.灼热CuO粉末投入过量X，黑色粉末变红 B.中间体W中所有碳原子可能共面
C.化合物X不能使酸性KMnO4溶液褪色 D.中间体Z转化为中间体W能自发进行，说明W比Z更稳定
4.（2025·江西新余二模）H2O2是一种重要的工业原料，利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示，下列说法中不正确的是（ ）
A.和中的Pd的化合价相同
B.降低了反应的活化能，加快了反应速率
C.直接法合成过氧化氢的总反应，原子利用率理论上为100％
D.步骤2中，若有1 mol O2参与反应，转移电子数目为4NA
5.（2025·四川雅安二诊）碳酸二甲酯
DMC（CH3OCOOCH3）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。（能垒：反应物与过渡态之间的能量差）
下列说法正确的是（ ）
A.第2步的基元反应方程式为CH3O·*＋CCH3OCOO·*
B.使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C.反应进程中决速步骤的能垒为125.7 eV
D.升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向逆反应方向移动
6.（2024·安徽皖江名校联盟二模）制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.化合物4是反应的催化剂 B.化合物4转化为化合物6符合“原子经济性”
C.若将丙烯替换为乙烯，则反应可制得乙酸甲酯 D.反应过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成
7.（2024·福建福州三模）实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理如图（已知RO－极易结合H＋转化为ROH）。下列说法正确的是（ ）
A.该反应的催化剂为苯甲醇，能降低反应的焓变
B.久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸，能加快该历程反应速率
C.合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为2＋H2O
D.与酯化反应相比，该反应的原子利用率高
8.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HONO的反应历程有2种
C.增大NO的量，C3H8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
9.（2024·江西宜春模拟）一定条件下，丙烯与HCl反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的反应历程如图所示[已知Arrhenius经验公式为Rlnk＝－＋C（Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数）]，下列说法正确的是（ ）
A.反应CH3CHCH2＋HCl→CH3—CH2—CH2Cl的ΔH为－（ΔE3＋ΔE4）kJ· mol－1
B.丙烯与HCl的加成反应为放热反应，所以该反应一定能自发进行
C.其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物CH3CHClCH3的比例
D.根据该反应推测，丙烯与HBr加成的主要产物为2-溴丙烷
小题专攻1 催化机理循环图、物质能量或能垒图像分析
1.D 由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，DMF的平衡转化率增大，A正确；由图可知，该历程最大能垒（活化能）为1.19 eV，B正确；反应的活化能越大，反应速率越慢，总反应的速率取决于慢反应，由图可知，最大能垒（活化能）的反应的方程式为N（CH3＋OH*＋H*N（CH3）3（g）＋H2O（g），C正确；由反应物和生成物的相对能量可知，1 mol DMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02NA eV的能量，D错误。
2.C 由图可知，R2—Cl、CO、R1—Sn（alkyl）3是反应物，R2COR1、Cl—Sn（alkyl）3为生成物，LnPd为催化剂，其余为中间体。该历程的中间体有3种，A正确；LnPd为催化剂，可以改变反应途径，降低活化能，提高化学反应速率，B正确；反应过程中涉及C—C键的形成，该共价键属于非极性共价键，C错误；总反应为R2—Cl＋CO＋R1—Sn（alkyl）3Cl—Sn（alkyl）3＋，D正确。
3.C X中与羟基相连的碳上有2个H原子，可被CuO氧化生成醛，CuO被还原为Cu，则黑色粉末变红，A正确；中间体W中碳正离子为sp2杂化且3个碳原子可确定1个平面，则所有碳原子可能共面，B正确；X中与羟基相连的碳上有2个H原子，则能使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化反应，C错误；中间体Z转化为中间体W能自发进行，可知W的能量更低，则W比Z更稳定，D正确。
4.D 中Cl化合价为－1价，中Cl化合价为－1价、O化合价为－1价，则Pd元素都为＋2价，A正确；由反应历程可知，为催化剂，催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，B正确；总反应为H2＋O2H2O2，故原子利用率理论上为100％，C正确；步骤2为Pd＋O2＋2Cl－，若有1 mol O2参与反应，转移电子数目为2NA，D错误。
5.A 根据图中反应历程可知，第2步基元反应为CH3O·*＋CCH3OCOO·*，A正确；使用催化剂可以提高反应速率，但是反应热不会变化，B错误；反应进程中经过渡态Ⅰ的反应能垒最大，是决速步骤，其能垒为[103.1－（－22.6）]×102 eV＝1.257×104 eV，C错误；由图可以看出，产物总能量高于反应物总能量，即2CH3OH＋CO2CH3OCOOCH3＋H2O ΔH＞0，所以升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向正反应方向移动，D错误。
6.C 由反应机理图可知，化合物4是反应的催化剂，A正确；化合物4转化为化合物6发生加成反应，符合“原子经济性”，B正确；若将丙烯替换为乙烯，则反应可制得丙酸甲酯，C错误；反应Ⅳ有极性键的断裂，反应Ⅴ有极性键的形成，D正确。
7.D 该反应的催化剂为苯甲醇钠，不改变反应的焓变，A错误；苯甲酸会使苯甲醇钠转化为苯甲醇，导致催化剂失效，故久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸，会减慢该历程反应速率，B错误；合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为2，没有水生成，C错误；该反应没有副产物，只有目标产物，原子利用率为100％，与酯化反应相比，该反应的原子利用率高，D正确。
8.D 根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO＋·OOHNO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O2HONO、NO2＋·C3H7C3H6＋HONO、HONONO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为＋2价、＋4价、＋3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8＋O22C3H6＋2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误。
9.D 根据图示，不能求得反应CH3CHCH2＋HCl→CH3—CH2—CH2Cl的ΔH，A错误；由图可知，丙烯与HCl加成生成CH3CHClCH3或CH3CH2CH2Cl的反应都是放热反应，ΔH＜0，反应的ΔS＜0，根据ΔH－TΔS＜0时自发进行，反应在低温下能自发进行，B错误；由图可知：CH3CHClCH3CH3CH2CH2Cl ΔH＞0，升高温度，平衡右移，故其他条件不变，适当升高温度CH3CHClCH3的比例减小，C错误；由图中可以看出生成CH3CHClCH3的活化能较低，反应的主要产物为CH3CHClCH3，类似的丙烯与HBr加成的主要产物为2-溴丙烷，D正确。
3 / 3小题专攻1 催化机理循环图、物质能量或能垒图像分析
【例1】 （2025·湖南高考14题）环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯（）为原料生产环氧丙烷（）的反应机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.过程中Ⅱ是催化剂
B.过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C.过程中Ti元素的化合价发生了变化
D.丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100％
答案：B
【流程分析】
过程中Ⅰ先消耗后生成，故Ⅰ为催化剂，A项错误；过程中有H2O2中O—O非极性键、O—H极性键的断裂，有环氧丙烷中C—O极性键、O2中氧氧非极性键的形成，B项正确；过程中Ti形成4个键或5个键，其中形成的第5个键为配位键，Ti的化合价没有发生变化，C项错误；该过程中还生成O2与H2O，原子利用率小于100％，D项错误。
【模型构建】
【例2】 （2024·甘肃高考10题）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.E2＝1.41 eV
B.步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C.步骤1的反应比步骤2快
D.该过程实现了甲烷的氧化
答案：C
【流程分析】
【模型构建】
1.（2025·浙江1月选考14题）化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物，该反应的主要途径如下：
下列说法不正确的是（ ）
A.H＋为该反应的催化剂 B.化合物A的一溴代物有7种
C.步骤Ⅲ，苯基迁移能力强于甲基 D.化合物E可发生氧化、加成和取代反应
2.（2025·河南高考13题）在MoS2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，其可能的反应机理如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A.该反应的原子利用率为100％ B.每消耗1 mol O2可生成1 mol CH3COOH
C.反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化 D.若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH
3.（2025·北京高考10题）乙烯、醋酸和氧气在钯（Pd）催化下高效合成醋酸乙烯酯（CH2CHOOCCH3）的过程示意图如下。
下列说法不正确的是（ ）
A.①中反应为4CH3COOH＋O2＋2Pd2Pd（CH3COO）2＋2H2O
B.②中生成CH2CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成
C.生成CH2CHOOCCH3总反应的原子利用率为100％
D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率
4.（2025·河北高考12题）氮化镓（GaN）是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应Ga2O3（s）＋2NH3（g）2GaN（s）＋3H2O（g）制备。反应历程（TS代表过渡态）如下：
下列说法错误的是（ ）
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中H2O（g）脱去步骤的活化能为2.69 eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
1.（2025·山东名校联考）NO治理是环境保护的重要课题。Cu基催化剂掺杂CeO2可抑制杂质SO2对催化剂的影响（含Ce化合物的比例系数均未标定，a≠b），作用机理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.NO可以造成臭氧空洞
B.总反应中被氧化的非金属元素只有N
C.Ce的硫酸盐中Ce元素的化合价为＋4价
D.x＝2，y＝3
2.（2025·云南高考10题）铜催化下，由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是（ ）
A.Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应
B.Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C.Ⅳ的示意图为
D.催化剂Cu可降低反应热
3.（2025·江苏高考10题）CO2与N通过电催化反应生成CO（NH2）2，可能的反应机理如图所示（图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注）。下列说法正确的是（ ）
A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B.过程Ⅱ中N发生了氧化反应
C.电催化CO2与N生成CO（NH2）2的反应方程式：CO2＋2N＋18H＋CO（NH2）2＋7H2O
D.常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生成CO（NH2）2
4.（2025·河南高考10题）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3（g）CH3CHCH2（g）＋H2（g），反应进程中的相对能量变化如图所示[*表示吸附态，*CH3CHCH2＋2*HCH3CHCH2（g）＋H2（g）中部分进程已省略]。
下列说法正确的是（ ）
A.总反应是放热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C.和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D.①转化为②的进程中，决速步骤为*CH3CH2CH3*CH3CHCH3＋*H
小题专攻1 催化机理循环图、物质能量或能垒图像分析
【真题研做·明确考向】
1.B
由反应机理图可知，H＋先消耗，最后又生成，故H＋为该反应的催化剂，A项正确；由化合物A的结构可知，其存在6种不同化学环境的氢原子，故其一溴代物有6种，B项错误；由图可知，C转化为D时，苯基重排，而甲基仍位于原来的碳原子上，故步骤Ⅲ中苯基迁移能力强于甲基，C项正确；化合物E含酚羟基，能发生氧化反应和取代反应，含有苯环，能发生加成反应，D项正确。
2.B 分析题图可知，该过程的总反应为2CO＋O2＋2CH42CH3COOH，故原子利用率为100％，A正确；根据总反应方程式知，每消耗1 mol O2会生成2 mol CH3COOH，B错误；分析题图知，催化剂原子上可连接O原子、—OH、—CO、—COCH3，且反应过程中成键个数均发生变化，所以Rh和Fe的化合价发生改变，C正确；以CD4为原料，按照总反应方程式，应当生成CD3COOD，其在水溶液中存在电离平衡：CD3COODCD3COO－＋D＋，CD3COO－会与H2O电离出的H＋结合生成CD3COOH，D正确。
3.C A项，①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O和Pd（CH3COO）2，方程式为4CH3COOH＋O2＋2Pd2Pd（CH3COO）2＋2H2O，正确；B项，②中生成CH2CHOOCCH3的过程中，有C—H断开和C—O的生成，存在σ键断裂与形成，正确；C项，生成CH2CHOOCCH3总反应中有H2O生成，原子利用率不是100％，错误；D项，Pd是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，正确。
4.D 由题图可知，反应ⅰ反应后相对能量增加0.05 eV，体系能量升高，故反应ⅰ为吸热反应，A正确；由题图可知，反应ⅱ中H2O（g）脱去的步骤即反应ⅱ的最后一步的活化能为3.39 eV－0.70 eV＝2.69 eV，B正确；反应ⅲ历程中存在两个过渡态，故包含2个基元反应，C正确；由题图可知，整个反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的步骤，其活化能为6.37 eV－3.30 eV＝3.07 eV，D错误。
【对点演练·能力培养】
1.C NO可以做臭氧转化为氧气时的催化剂，可以造成臭氧空洞，A正确；总反应的方程式为4NH3＋2NO＋2O23N2＋6H2O，被氧化的元素为N元素，B正确；反应①中，SO2中＋4价的S被氧化为＋6价，SO2和O2反应比为3∶1，故根据电子得失守恒，化学方程式为2CeO2＋3SO2＋O2Ce2（SO4）3，C错误；反应①中，Ce的化合价变为＋3价，反应②不是氧化还原反应，Ce的化合价不变，Ce元素在反应③中被氧化为＋4价，则x＝2，y＝3，D正确。
2.C A项，由图可知，Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子，属于还原反应，错误；B项，Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了C—H键，如图，有极性键生成，不是非极性键，错误；C项，Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了C—H键，由Ⅲ结合氢离子和电子可知，Ⅲ到Ⅳ也生成了C—H键，Ⅳ到Ⅴ才结合CO，可知Ⅳ的示意图为，正确；D项，催化剂可改变活化能，加快反应速率，不能改变反应热，错误。
3.A 过程Ⅱ中生成C≡O、N—H极性共价键，过程Ⅲ中生成C—N极性共价键，A正确；过程Ⅱ中*N转化为*NH2，N的化合价降低，发生还原反应，B错误；题中反应电荷不守恒，正确的反应方程式为CO2＋2N＋18H＋＋16e－CO（NH2）2＋7H2O，C错误；常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应生成（NH4）2CO3或NH4HCO3，不能得到CO（NH2）2，D错误。
4.C
化学平衡常数只与温度有关，而与其他条件无关，因此两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数相同，B错误；反应的决速步骤为活化能最大的步骤，即反应进行最慢的步骤，由图像可以看出，在①转化为②的进程中，*CH3CHCH3＋*H*CH3CHCH2＋2*H的活化能最大，因此①转化为②的进程中，决速步骤为*CH3CHCH3＋*H*CH3CHCH2＋2*H（或写为*CH3CHCH3*CH3CHCH2＋*H），D错误。
6 / 6(共54张PPT)
小题专攻1
催化机理循环图、物质能量或能垒图像分析
02
真题研做
01
典例分析
模型构建
明确考向
03
对点演练
能力培养
04
课后作业
巩固提升
目 录
contents
典例分析 模型构建
【例1】 （2025·湖南高考14题）环氧化合物是重要的有机合成中间体。
以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯（ ）为原料生产环氧丙烷（ ）的
反应机理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 过程中Ⅱ是催化剂
B. 过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 过程中Ti元素的化合价发生了变化
D. 丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100％
√
【流程分析】
过程中Ⅰ先消耗后生成，故Ⅰ为催化剂，A项错误；过程中有H2O2中O—O非
极性键、O—H极性键的断裂，有环氧丙烷中C—O极性键、O2中氧氧非极
性键的形成，B项正确；过程中Ti形成4个键或5个键，其中形成的第5个键
为配位键，Ti的化合价没有发生变化，C项错误；该过程中还生成O2与
H2O，原子利用率小于100％，D项错误。
【模型构建】
【例2】 （2024·甘肃高考10题）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的
能量变化如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. E2＝1.41 eV
B. 步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C. 步骤1的反应比步骤2快
D. 该过程实现了甲烷的氧化
√
【流程分析】
【模型构建】
真题研做 明确考向
1. （2025·浙江1月选考14题）化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副
产物，该反应的主要途径如下：
下列说法不正确的是（ ）
A. H＋为该反应的催化剂
B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ，苯基迁移能力强于甲基
D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
√
解析：
由反应机理图可知，H＋先消耗，最后又生成，故H＋为该反应的催化剂，
A项正确；由化合物A的结构可知，其存在6种不同化学环境的氢原子，故
其一溴代物有6种，B项错误；由图可知，C转化为D时，苯基重排，而甲
基仍位于原来的碳原子上，故步骤Ⅲ中苯基迁移能力强于甲基，C项正
确；化合物E含酚羟基，能发生氧化反应和取代反应，含有苯环，能发生
加成反应，D项正确。
2. （2025·河南高考13题）在MoS2负载的Rh-Fe催化剂作用下，CH4可在室
温下高效转化为CH3COOH，其可能的反应机理如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. 该反应的原子利用率为100％
B. 每消耗1 mol O2可生成1 mol CH3COOH
C. 反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化
D. 若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH
√
解析：分析题图可知，该过程的总反应为2CO＋O2＋2CH4 2CH3COOH，故原子利用率为100％，A正确；根据总反应方程式知，每消耗1 mol O2会生成2 mol CH3COOH，B错误；分析题图知，催化剂原子上可连接O原子、—OH、—CO、—COCH3，且反应过程中成键个数均发生变化，所以Rh和Fe的化合价发生改变，C正确；以CD4为原料，按照总反应方程式，应当生成CD3COOD，其在水溶液中存在电离平衡：CD3COOD CD3COO－＋D＋，CD3COO－会与H2O电离出的H＋结合生成CD3COOH，D正确。
3. （2025·北京高考10题）乙烯、醋酸和氧气在钯（Pd）催化下高效合成
醋酸乙烯酯（CH2 CHOOCCH3）的过程示意图如下。
下列说法不正确的是（ ）
A. ①中反应为4CH3COOH＋O2＋2Pd 2Pd（CH3COO）2＋2H2O
B. ②中生成CH2 CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成
C. 生成CH2 CHOOCCH3总反应的原子利用率为100％
D. Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率
√
解析： A项，①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O和Pd
（CH3COO）2，方程式为4CH3COOH＋O2＋2Pd 2Pd（CH3COO）2＋
2H2O，正确；B项，②中生成CH2 CHOOCCH3的过程中，有C—H断开
和C—O的生成，存在σ键断裂与形成，正确；C项，生成CH2
CHOOCCH3总反应中有H2O生成，原子利用率不是100％，错误；D项，Pd
是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，正确。
4. （2025·河北高考12题）氮化镓（GaN）是一种重要的半导体材料，广
泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应Ga2O3（s）＋2NH3（g）
2GaN（s）＋3H2O（g）制备。反应历程（TS代表过渡态）如下：
A. 反应ⅰ是吸热过程
B. 反应ⅱ中H2O（g）脱去步骤的活化能为2.69 eV
C. 反应ⅲ包含2个基元反应
D. 总反应的速控步包含在反应ⅱ中
下列说法错误的是（ ）
√
解析：由题图可知，反应ⅰ反应后相对能量增加0.05 eV，体系能量升高，故反应ⅰ为吸热反应，A正确；由题图可知，反应ⅱ中H2O（g）脱去的步骤即反应ⅱ的最后一步的活化能为3.39 eV－0.70 eV＝2.69 eV，B正确；反应ⅲ历程中存在两个过渡态，故包含2个基元反应，C正确；由题图可知，整个反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的步骤，其活化能为6.37 eV－3.30 eV＝3.07 eV，D错误。
对点演练 能力培养
1. （2025·山东名校联考）NO治理是环境保护的重要课题。Cu基催化剂掺
杂CeO2可抑制杂质SO2对催化剂的影响（含Ce化合物的比例系数均未标
定，a≠b），作用机理如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. NO可以造成臭氧空洞
B. 总反应中被氧化的非金属元素只有N
C. Ce的硫酸盐中Ce元素的化合价为＋4价
D. x＝2，y＝3
√
解析：NO可以做臭氧转化为氧气时的催化剂，可以造成臭氧空洞，A正确；总反应的方程式为4NH3＋2NO＋2O2 3N2＋6H2O，被氧化的元素为N元素，B正确；反应①中，SO2中＋4价的S被氧化为＋6价，SO2和O2反应比为3∶1，故根据电子得失守恒，化学方程式为2CeO2＋3SO2＋O2 Ce2（SO4）3，C错误；反应①中，Ce的化合价变为＋3价，反应②不是氧化还原反应，Ce的化合价不变，Ce元素在反应③中被氧化为＋4价，则x＝2，y＝3，D正确。
2. （2025·云南高考10题）铜催化下，由CO2电合成正丙醇的关键步骤如
图。下列说法正确的是（ ）
A. Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应
B. Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C. Ⅳ的示意图为
D. 催化剂Cu可降低反应热
√
解析： A项，由图可知，Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子，属于还原
反应，错误；B项，Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了C—H键，如图 ，有极性键
生成，不是非极性键，错误；C项，Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了C—H键，由Ⅲ
结合氢离子和电子可知，Ⅲ到Ⅳ也生成了C—H键，Ⅳ到Ⅴ才结合CO，可
知Ⅳ的示意图为 ，正确；D项，催化剂可改变活化能，加快反应速
率，不能改变反应热，错误。
3. （2025·江苏高考10题）CO2与N 通过电催化反应生成CO（NH2）2，
可能的反应机理如图所示（图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标
注）。下列说法正确的是（ ）
A. 过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B. 过程Ⅱ中N 发生了氧化反应
C. 电催化CO2与N 生成CO（NH2）2的反应方程式：CO2＋2N ＋18H＋ CO（NH2）2＋7H2O
D. 常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3·H2O反应可生成CO（NH2）2
√
解析： 过程Ⅱ中生成C≡O、N—H极性共价键，过程Ⅲ中生成C—N极性
共价键，A正确；过程Ⅱ中*N 转化为*NH2，N的化合价降低，发生还原
反应，B错误；题中反应电荷不守恒，正确的反应方程式为CO2＋2N ＋
18H＋＋16e－ CO（NH2）2＋7H2O，C错误；常温常压、无催化剂条
件下，CO2与NH3·H2O反应生成（NH4）2CO3或NH4HCO3，不能得到CO
（NH2）2，D错误。
4. （2025·河南高考10题）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反
应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3（g） CH3CH CH2
（g）＋H2（g），反应进程中的相对能量变化如图所示[*表示吸附态，
*CH3CHCH2＋2*H CH3CH CH2（g）＋H2（g）中部分进程已省略]。
下列说法正确的是（ ）
A. 总反应是放热反应
B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C. 和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D. ①转化为②的进程中，决速步骤为*CH3CH2CH3*CH3CHCH3＋*H
√
解析：
化学平衡常数只与温度有关，而与其他条件无关，因此两种不同催化剂作
用下总反应的化学平衡常数相同，B错误；反应的决速步骤为活化能最大
的步骤，即反应进行最慢的步骤，由图像可以看出，在①转化为②的进程
中，*CH3CHCH3＋*H*CH3CHCH2＋2*H的活化能最大，因此①转化为
②的进程中，决速步骤为*CH3CHCH3＋*H*CH3CHCH2＋2*H（或写为
*CH3CHCH3*CH3CHCH2＋*H），D错误。
课后作业 巩固提升
1. （2024·广东汕头一模）三甲胺[N（CH3）3]是重要的化工原料。我国科
学家利用（CH3）2NCHO（简称DMF）在铜催化作用下转化得到N
（CH3）3，如图是计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程图
（*表示物质吸附在铜催化剂上），下列说法错误的是（ ）
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A. 该反应为放热反应，降温可提高DMF的平衡转化率
B. 该历程最大能垒（活化能）为1.19 eV
C. 设法提高N（CH3 ＋OH*＋H* N（CH3）3（g）＋H2O（g）的速
率可以提高总反应速率
D. 若1 mol DMF完全转化为三甲胺，则会吸收1.02NA eV的能量
√
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解析：由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，DMF的平衡转化率增大，A正确；由图可知，该历程最大能垒（活化能）为1.19 eV，B正确；反应的活化能越大，反应速率越慢，总反应的速率取决于慢反应，由图可知，最大能垒（活化能）的反应的方程式为N（CH3 ＋OH*＋H* N（CH3）3（g）＋H2O（g），C正确；由反应物和生成物的相对能量可知，1 mol DMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02NA eV的能量，D错误。
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2. （2025·河北保定一模）羰基化反应是在有机化合物分子中引入羰基的
反应，是制备醛、酮等羰基化合物的重要方法，
一种羰基化偶联反应机理如图所示。下列说法
错误的是（ ）
A. 该历程的中间体有3种
B. LnPd改变反应途径，提高了化学反应速率
C. 上述过程中断开和形成的共价键一定只有极性键
D. 总反应为R2—Cl＋CO＋R1—Sn（alkyl）3 Cl—Sn（alkyl）3
＋
√
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解析：由图可知，R2—Cl、CO、R1—Sn（alkyl）3是反应物，R2COR1、Cl—Sn（alkyl）3为生成物，LnPd为催化剂，其余为中间体。该历程的中间体有3种，A正确；LnPd为催化剂，可以改变反应途径，降低活化能，提高化学反应速率，B正确；反应过程中涉及C—C键的形成，该共价键属于非极性共价键，C错误；总反应为R2—Cl＋CO＋R1—Sn（alkyl）3 Cl—Sn（alkyl）3＋ ，D正确。
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3. （2025·浙江金华十校模拟）化合物X在H＋催化下可转化为M和少量其
他烯烃副产物。下列说法不正确的是（ ）
A. 灼热CuO粉末投入过量X，黑色粉末变红
B. 中间体W中所有碳原子可能共面
C. 化合物X不能使酸性KMnO4溶液褪色
D. 中间体Z转化为中间体W能自发进行，说明W比Z更稳定
√
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解析：X中与羟基相连的碳上有2个H原子，可被CuO氧化生成醛，CuO被还原为Cu，则黑色粉末变红，A正确；中间体W中碳正离子为sp2杂化且3个碳原子可确定1个平面，则所有碳原子可能共面，B正确；X中与羟基相连的碳上有2个H原子，则能使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化反应，C错误；中间体Z转化为中间体W能自发进行，可知W的能量更低，则W比Z更稳定，D正确。
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4. （2025·江西新余二模）H2O2是一种重要的工业原料，利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示，下列说法中不正确的是（ ）
A. 和 中的Pd的化合价相同
B. 降低了反应的活化能，加快了反应速率
C. 直接法合成过氧化氢的总反应，原子利用率理论上为100％
D. 步骤2中，若有1 mol O2参与反应，转移电子数目为4NA
√
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解析： 中Cl化合价为－1价， 中Cl化合价为－1
价、O化合价为－1价，则Pd元素都为＋2价，A正确；由反应历程可
知， 为催化剂，催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，
B正确；总反应为H2＋O2 H2O2，故原子利用率理论上为100％，C
正确；步骤2为Pd＋O2＋2Cl－ ，若有1 mol O2参与反应，转
移电子数目为2NA，D错误。
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5. （2025·四川雅安二诊）碳酸二甲酯
DMC（CH3OCOOCH3）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。（能垒：反应物与过渡态之间的能量差）
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A. 第2步的基元反应方程式为CH3O·*＋C CH3OCOO·*
B. 使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C. 反应进程中决速步骤的能垒为125.7 eV
D. 升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向逆反应方向移动
下列说法正确的是（ ）
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解析： 根据图中反应历程可知，第2步基元反应为CH3O·*＋C
CH3OCOO·*，A正确；使用催化剂可以提高反应速率，但是反应热不会变
化，B错误；反应进程中经过渡态Ⅰ的反应能垒最大，是决速步骤，其能垒
为[103.1－（－22.6）]×102 eV＝1.257×104 eV，C错误；由图可以看
出，产物总能量高于反应物总能量，即2CH3OH＋CO2 CH3OCOOCH3
＋H2O ΔH＞0，所以升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向
正反应方向移动，D错误。
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6. （2024·安徽皖江名校联盟二模）制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图
所示，下列说法错误的是（ ）
A. 化合物4是反应的催化剂
B. 化合物4转化为化合物6符合“原子经济性”
C. 若将丙烯替换为乙烯，则反应可制得乙酸甲酯
D. 反应过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成
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解析：由反应机理图可知，化合物4是反应的催化剂，A正确；化合物4转化为化合物6发生加成反应，符合“原子经济性”，B正确；若将丙烯替
换为乙烯，则反应可制得丙酸甲酯，C错误；反应Ⅳ有极性键的断裂，反
应Ⅴ有极性键的形成，D正确。
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7. （2024·福建福州三模）实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反
应机理如图（已知RO－极易结合H＋转化为ROH）。下列说法正确的是
（ ）
A. 该反应的催化剂为苯甲醇，能降低反应的焓变
B. 久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸，能加快该历程反应速率
C. 合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为
2 ＋H2O
D. 与酯化反应相比，该反应的原子利用率高
√
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解析： 该反应的催化剂为苯甲醇钠，不改变反应的焓变，A错误；苯甲
酸会使苯甲醇钠转化为苯甲醇，导致催化剂失效，故久置的苯甲醛中含有
少量苯甲酸，会减慢该历程反应速率，B错误；合成苯甲酸苯甲酯总反应
方程式为2 ，没有水生成，C错误；该
反应没有副产物，只有目标产物，原子利用率为100％，与酯化反应相
比，该反应的原子利用率高，D正确。
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8. 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HONO的反应历程有2种
C. 增大NO的量，C3H8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
√
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解析： 根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO＋·OOH
NO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O 2HONO、NO2＋·C3H7 C3H6＋
HONO、HONO NO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化
合价依次为＋2价、＋4价、＋3价，上述反应中均有元素化合价的升降，
都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；根据图示，由NO生成
HONO的反应历程有2种，B项正确；NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的
平衡转化率不变，C项正确；无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反
应制备丙烯的总反应都为2C3H8＋O2 2C3H6＋2H2O，当主要发生包含②
的历程时，最终生成的水不变，D项错误。
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9. （2024·江西宜春模拟）一定条件下，丙烯与HCl反应生成CH3CHClCH3
和CH3CH2CH2Cl的反应历程如图所示[已知Arrhenius经验公式为Rlnk＝－
＋C（Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数）]，下列说法正确的
是（ ）
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A. 反应CH3CH CH2＋HCl CH3—CH2—CH2Cl的ΔH为－（ΔE3＋
ΔE4）kJ· mol－1
B. 丙烯与HCl的加成反应为放热反应，所以该反应一定能自发进行
C. 其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物CH3CHClCH3的比例
D. 根据该反应推测，丙烯与HBr加成的主要产物为2-溴丙烷
√
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解析：根据图示，不能求得反应CH3CH CH2＋HCl CH3—CH2—CH2Cl的ΔH，A错误；由图可知，丙烯与HCl加成生成CH3CHClCH3或CH3CH2CH2Cl的反应都是放热反应，ΔH＜0，反应的ΔS＜0，根据ΔH
－TΔS＜0时自发进行，反应在低温下能自发进行，B错误；由图可知：
CH3CHClCH3 CH3CH2CH2Cl ΔH＞0，升高温度，平衡右移，故其他条件不变，适当升高温度CH3CHClCH3的比例减小，C错误；由图中可以看出生成CH3CHClCH3的活化能较低，反应的主要产物为CH3CHClCH3，类似的丙烯与HBr加成的主要产物为2-溴丙烷，D正确。
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演示完毕 感谢观看
