热点培优专练8　化学反应机理及分析--2026全国版高考化学突破练(含答案)

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2026全国版高考化学突破练
热点培优专练8　化学反应机理及分析
选择题每小题3分,共24分。
基础·满分练
命题角度1　“能量—反应历程”机理及分析
1.(2026·广东八校联盟联考)利用丙烷制备丙烯的机理如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.M—H改变了丙烷制备丙烯的反应历程
B.升高温度不利于提高丙烷转化率
C.该反应是一个最理想的“原子经济性反应”
D.反应决速步涉及的变化过程为M—H+C3H8CH3CH2CH2MH2
2.(2025·四川雅安二模)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·*+CO*2CH3OCOO·*
B.使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C.反应历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
命题角度2　“物质—循环利用”机理及分析
3.(2026·湖南长沙实验中学联考)水微滴的气液界面处存在强电场,能使水分子发生均裂产生羟基自由基(·OH)和氢自由基(·H)。利用水微滴的这种性质,某研究小组提出了一种在常温下由氨分解制氢方法,可能的反应机理如下图所示。根据上述反应机理,下列叙述正确的是(　　)
A.反应中存在非极性共价键的断裂和形成
B.每一步反应中氮元素的化合价均升高
C.NH3与N2H4中的氮原子杂化方式相同
D.·H在反应③和⑤中均体现还原性
4.(2025·安徽合肥六校联考)在催化剂HCo(CO)3配合物的作用下,醛、酮的氢化反应可在常温常压下进行。其反应机理如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.基态钴原子的价电子排布式为3d74s2
B.中间产物b中π电子与钴形成了配位键
C.中间产物d与H2反应过程中被还原
D.HCo(CO)3降低了该反应的活化能,使反应可在常温下进行
能力·高分练
5.(2026·山西大学附中等校联考)铋基催化剂对CO2电化学还原制取甲酸(HCOOH)具有高效的选择性。其反应历程与相对能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
CO2CHCOO-HCOOH
下列说法正确的是(　　)
A.使用Bi催化剂更有利于CO2的吸附,该吸附过程的熵变ΔS>0
B.反应CO2+HC+2e-+H+HCOOH+C的ΔH>0
C.使用Bi2O3催化剂时,最大能垒(活化能)是-0.32 eV
D.反应*C+HC+e-C+*HCOO-中涉及极性键的形成
6.(2026·贵州铜仁摸底测试)一定温度和压强下,利用Cu/ZnO/ZrO2催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。
下列说法正确的是(　　)
A.反应中既有非极性键的断裂,也有非极性键的形成
B.增大压强和降低温度均有利于提高CO2的平衡转化率
C.反应历程中决速步的反应为CO*2+H*HCOO*
D.反应过程中原子利用率达100%
7.(2025·山东淄博三模)已知C2H5Br在NaOH醇溶液中发生的取代反应和消去反应相互竞争,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.升高温度对反应历程1更有利
B.NaOH醇溶液中OH-与乙醇分子间形成了氢键
C.C2H5Br发生取代反应或消去反应时,OH-进攻的原子不同
D.NaOH醇溶液中C2H5Br发生消去反应在热力学上更有利
8.(2025·河南新乡三模)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。CO2和CH3OH在催化剂作用下可以合成高附加值的碳酸二甲酯,其可能的反应机理如图所示(□代表氧空位)。
下列有关说法错误的是(　　)
A.x=1
B.反应过程中涉及C—O的断裂和形成
C.用同位素标记C18O2,可以得到O
D.总反应的化学方程式为CO2+2CH3OH+H2O
参考答案
高考热点培优专练8
1.A　M—H参与反应并在反应结束后复原,属于催化剂,催化剂能改变反应历程,A项正确。由能量图可知,产物总能量高于反应物,正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,丙烷转化率提高,B项错误。原子经济性反应要求反应物原子全部转化为目标产物,该反应生成丙烯(C3H6)和H2,存在副产物H2,不符合原子经济性,C项错误。决速步为活化能最大的步骤。步骤Ⅰ活化能为38.2 kJ,步骤Ⅱ活化能=(49.0-3.2) kJ=45.8 kJ,步骤Ⅲ活化能为(44.7-9.3) kJ=35.4 kJ,步骤Ⅱ活化能最大,为决速步,而非步骤Ⅰ,D项错误。
2.A　根据图中反应历程可知,第2步基元反应为CH3O·*+CO*2CH3OCOO·*,A项正确。使用催化剂可以提高反应速率,但是反应热不会变化,B项错误。反应历程中过渡态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项错误。由图可以看出,产物总能量高于反应物总能量,故升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向正反应方向移动,D项错误。
3.C　反应中形成的非极性共价键有H—H(如H2)和N—N(如N2H4中的N—N),但断裂的共价键均为极性键(如N—H、O—H),不存在非极性共价键的断裂,A项错误。反应②中,·NH2(N为-2价)转化为N2H4(N为-2价),氮元素化合价不变,并非每一步均升高,B项错误。NH3中N原子价层电子对数=3(成键)+1(孤对)=4,为sp3杂化;N2H4中每个N原子形成3个σ键(2个N—H、1个N—N),且有1对孤电子对,价层电子对数=4,也为sp3杂化,二者氮原子杂化方式相同,C项正确。·H中H为0价,反应③和⑤中·H最终转化为H2(H仍为0价),化合价未升高,未体现还原性,D项错误。
4.B　钴为27号元素,基态钴原子电子排布式为[Ar]3d74s2,价电子排布式为3d74s2,A项正确。RCHO与HCo(CO)3形成配位化合物时,醛基中CO的O原子有孤电子对,O的孤电子对与Co形成配位键,B项错误。中间产物d与H2反应,氢气中氢元素化合价升高,C元素化合价降低,d发生还原反应,d在反应中被还原,C项正确。HCO(CO)3作为催化剂,催化剂通过降低反应活化能加快反应速率,使反应在常温下进行,D项正确。
5.D　CO2的吸附过程是气体分子在催化剂表面被束缚,分子混乱度降低,熵变ΔS<0,A项错误。由反应历程图可知,反应物相对能量高于生成物,总反应为放热反应,ΔH<0,B项错误。由图可知,使用Bi2O3催化剂时,对应的最大能垒(活化能)是-2.54 eV-(-2.86) eV=0.32 eV,C项错误。反应*C+HC+e-C+*HCOO-中涉及碳氧极性键的形成,D项正确。
6.B　反应中有H2的H—H非极性键断裂,但产物CH3OH和H2O中均无非极性键形成,A项错误。总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),正反应气体分子数减少且放热。增大压强平衡向气体分子数减少的方向移动,降低温度平衡向放热方向移动,均使平衡右移,提高CO2平衡转化率,B项正确。决速步是活化能最大的步骤,由图可知反应HCOO*+5H*CH3O*+H2O+H*的活化能最大,C项错误。产物有CH3OH和H2O,原子未全部转化为单一目标产物,原子利用率未达100%,D项错误。
7.D　由图可知,反应历程1的活化能(88.7 kJ·mol-1)低于反应历程2的活化能(79.9 kJ·mol-1),根据化学反应速率理论,活化能越低,反应越容易进行,升高温度会使更多的反应物分子具有足够的能量来克服活化能垒,从而加快反应速率,故升高温度对反应历程1更有利,A项正确。从反应历程图能看到,OH-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NaOH醇溶液中OH-与乙醇分子间形成了氢键,B项正确。取代反应里,OH-进攻与Br原子相连的碳原子;消去反应里,OH-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,C项正确。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NaOH醇溶液中C2H5Br发生取代反应在热力学上更有利,并非消去反应,D项错误。
8.C　由图可知,x=1,A项正确。由图可知,脱去—OCH3时同时断裂和形成C—O,B项正确。根据反应历程可知:C18O2中的18O全部进入产物碳酸二甲酯中,C项错误。由反应物和生成物可知,D项正确。
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