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1、专题六 反应机理考情分析考情分析（1）该专题3年2考，属于新兴选考点。（2）试题以有机反应过程的分析，尤其是共价键的极性与反应机理的关系，有机反应过程中化学键的断裂与形成，有机反应过程中反应物、生成物、中间体以及催化剂之间的变化关系为素材（背景）。（3）主要考查化学语言与概念，物质结构与性质，物质的转化与应用，物质变化过程的分析，反应速率、转化率、物质的量变化等的分析和判断；反应过程中能量的分析包括反应热、物质稳定性等。（4）预测2023年该专题的考查形式和知识点大概率延续以往的特点，但要注意处理好已学知识与题目中提供的新信息之间的关系、学科内各知识块的综合分析及两个或多个闭合循环图示的识别。
2、突破 核心整合1.基元反应大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都称为基元反应。如反应H2O2+2Br+2H+ Br2+2H2O ，通过大量实验得出反应的微观过程如下：（1）H+H2O2H3O2+ 快反应（2）H3O2+Br H2O+HOBr 快反应（3）HOBr+H+Br H2O+Br2 慢反应总反应的化学反应速率由慢反应决定。2.过渡状态理论（1）过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。（2）过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。
3、如CH3Br 与NaOH 溶液反应的过程可以表示为：CH3Br+OH反应物BrCH3OH过渡态Br+CH3OH产物 反应过程中的能量变化如图：高考 经典再研典例 2020课标，10，6分铑的配合物离子Rh(CO)2I2 可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是( C )A. CH3COI 是反应中间体B. 甲醇羰基化反应为CH3OH+CO CH3CO2H C. 反应过程中Rh 的成键数目保持不变D. 存在反应CH3OH+HI CH3I+H2O 解析A项，由和CH3CO2H+HI 可知CH3COI 为反应中间体，正确。B项，根据图示，找出箭头和箭尾，从反应物CH3OH 开始，中间引入
4、CO ，最后生成CH3CO2H ，正确。C项，根据图示可以看出与CH3I 反应转化为，Rh 成键数目发生了变化，错误。D项，由题图中的物质转化关系可知该过程中存在反应CH3OH+HI CH3I+H2O ，正确。情境素材铑的配合物离子催化甲醇羰基化考查角度从图示中提取有关信息,围绕化学键和反应中间体等基本概念进行辨析;根据图示中的信息判断化学键的变化,根据物质的变化过程推测反应方程式和物质的作用素养立意宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知变式. 2020课标，11，6分据文献报道：Fe(CO)5 催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是( C )A. OH 参与了该催化循环B. 该
5、反应可产生清洁燃料H2 C. 该反应可消耗温室气体CO2 D. 该催化循环中Fe 的成键数目发生变化解析由题给反应机理图可知，Fe(CO)5 和OH 为催化剂，参与了该催化循环，A项正确；该过程的总反应方程式为CO+H2O 催化剂 CO2+H2 ，B项正确，C项错误；由题图中含铁物质的结构可知Fe 的成键数目发生了变化，D项正确。模拟 对点演习1. 2021湖南，14改编铁的配合物离子 用LFeH + 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( D )A. 该过程的总反应为HCOOH 催化剂 CO2+H2 B. H+ 浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C.
6、 该催化循环中Fe 元素的化合价未发生变化D. 该过程的总反应速率由步骤决定解析进入循环体系的是反应物，离开循环体系的是生成物，A项正确；HCOOHHCOO+H+ ，H+ 浓度过大时抑制HCOOH 电离，HCOO 的浓度减小，反应速率降低，H+ 是反应的反应物，H+ 浓度过小时，反应速率降低，B项正确；在整个催化循环中发生化合价变化的是氢元素和碳元素，铁元素的化合价没有变化，C项正确；总反应速率主要取决于慢反应，活化能越大，反应越慢，则该过程的总反应速率由步骤决定，D项错误。2. 2022湖南，9，3分科学家发现某些生物酶体系可以促进H+ 和e 的转移（如a 、b 和c ），能将海洋中的NO2
7、 转化为N2 进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是( D )A. 过程中NO2 发生氧化反应B. a 和b 中转移的e 数目相等C. 过程中参与反应的n(NO):n(NH4+)=1:4 D. 过程的总反应为NO2+NH4+ N2+2H2O 解析根据图示写出过程、的反应式如下：.NO2+2H+e NO+H2O .NO+NH4+2H+3e N2H4+H2O .N2H4 N2+4H+4e 过程中NO2 得电子发生还原反应，A错误。根据过程、的反应式可知a 和b 转移的e 数目之比为1:3 ，B错误。过程参与反应的n(NO):n(NH4+)=1:1 ,C错误。将三个反应式相加可知D正确。3.
8、 2021安徽合肥三模钒元素用途广泛，如图是一种钒的化合物催化某反应的反应机理。下列叙述错误的是( D )A. H2O 参与了该催化反应B. 过程中反应的原子利用率为100% C. 该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成D. 每次循环的净反应为H2O2+2Cl 2HOCl+2e 解析过程说明H2O 参与了该催化反应，故A正确；过程中的反应物全部变为生成物，说明反应的原子利用率为100% ，故B正确；过程中有氢氧键的形成，过程中有氢氧键的断裂，故C正确；根据整个反应体系得到每次循环的净反应为H+H2O2+Cl HClO+H2O ，故D错误。4. 2021河南洛阳模拟据文献报道，Ti3+L3 表面催
9、化氮气固定的机理如下图所示，下列叙述错误的是( A )A. 催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的H B. 该催化固氮总反应为3H2+N2 催化剂 2NH3 C. 是反应中间体D. 整个催化过程中存在NTi 键的断裂和形成解析催化剂可以降低反应的活化能，提高固氮速率，但不能改变该反应的H ，故A错误；由题图可知，反应物为氮气和氢气，生成物为氨气，总反应方程式为3H2+N2 催化剂 2NH3 ，故B正确；由题图可知，是反应中间体，故C正确；整个过程存在NTi 键的断裂和NTi 键的形成，故D正确。5. 2022辽宁锦州质检一硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题，甲酸(HCOOH) 在纳米级
10、磁性Fe3O4Pd （钯）表面分解为活性H2 和CO2 ，再经下列历程实现NO3 的催化还原，进而减少污染。已知Fe （）、Fe （）表示Fe3O4 中二价铁和三价铁。下列说法错误的是( C )A. 生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解的速率B. HCOOH 分解时，只有极性共价键发生了断裂C. 在整个历程中，1 mol H2 可完全还原1 mol NO3 D. 反应历程中生成的H+ 可调节体系pH ，有增强NO3 氧化性的作用解析生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大甲酸与催化剂的接触面积，加快分解速率，A项正确；HCOOH 分解生成CO2 和H2 ，会发生氢氧键和碳氢键的断裂，只有极
11、性共价键发生了断裂，B项正确；整个过程中，1 mol H2 失电子形成2 mol H+ ，转移2 mol 电子，1 mol NO3 得电子形成N2 ，转移5 mol 电子，故1 mol H2 可完全还原0.4 mol NO3 ，C项错误；酸性条件下，NO3 具有强氧化性，NO3 的氧化性比NO2 的氧化性强，故反应历程中生成的H+ 可调节体系pH ，有增强NO3 氧化性的作用，D项正确。6. 2022辽宁辽南协作体二模硫酸盐（含SO42 、HSO4 ）气溶胶是PM2.5 的成分之一，近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的三个阶段的转化机理，其主要过程如图所示，下列说法错误的是（设NA 为阿
12、伏加德罗常数的值）( C )A. 第阶段的反应为SO32+NO2 NO2+SO3 B. 整个过程中有H2O 参加反应C. 1 mol SO3 在第、两个阶段共失去电子数目为2NA D. NO2 是生成硫酸盐的氧化剂解析根据图示可知在第阶段，NO2 与SO32 发生反应产生NO2 、SO3 ，反应为NO2+SO32 NO2+SO3 ，A正确；由反应流程图可知，在整个过程中有H2O 参加反应，B正确；1 mol SO3 在第、阶段失去1 mol 电子生成HSO4 ，共失去电子数目为NA ，C错误；图示的转化过程中NO2 转化为HNO2 ，N 元素的化合价由+4 价变为+3 价，化合价降低，得电子被
13、还原，NO2 做氧化剂，SO32 失去电子被氧化为HSO4 ，因此NO2 是生成硫酸盐的氧化剂，D正确。专题突破练1. 2022安徽师大附中综合检测3Ni 可活化C2H6 放出CH4 ，其反应历程如图所示：下列关于活化历程的说法错误的是( A )A. 涉及非极性键的断裂和生成B. NiH 键的形成有利于氢原子的迁移C. 总反应为Ni+C2H6NiCH2+CH4 D. 决速步骤：中间体2 中间体3解析根据反应历程可知，涉及到CC 键的断裂和CH 键形成，没有涉及非极性键的形成，故A说法错误；Ni 可活化C2H6 放出CH4 ，结合过渡态2可知，NiH 键的形成使H 原子的转移更容易，故B说法正确
14、；通过历程可知，始态是Ni 和C2H6 ，终态为NiCH2 和CH4 ，即总反应为Ni+C2H6NiCH2+CH4 ，故C说法正确；由历程可知，中间体2 中间体3的活化能最大，故此为决速步骤，D 说法正确。2. 2022湖北武汉三联N 异丙基丙烯酰胺（图1）可形成一种高分子膜，在一定温度范围内有温敏特性（如图2所示），其结构中具有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基。下列有关说法不正确的是( B )A. 可通过加聚反应合成高分子膜B. 升温时高分子膜中有OH 键的形成C. 高分子膜在低温时以亲水作用为主D. 高分子膜在高温时会发生体积收缩解析N 异丙基丙烯酰胺含有碳碳双键，可通过加聚反应合成高分子膜
15、，故A正确；由题图2知高温时，破坏了与水分子形成的氢键，形成分子内氢键，没有OH 键的形成，故B错误；高分子膜在低温时与H2O 分子形成大量氢键，以亲水作用为主，故C正确；高分子膜在高温时形成分子内氢键，会发生体积收缩，故D正确。3. 2021河北石家庄模拟393 K 下，氯化钯可以催化乙烯制备乙醛，反应过程如图:下列叙述错误的是( D )A. CuCl 被氧化的反应为2CuCl+2HCl+12O2 2CuCl2+H2O B. 催化剂PdCl2 再生的反应为2CuCl2+Pd PdCl2+2CuCl C. 制备乙醛的总反应为CH2=CH2+12O2PdCl2,CuCl2393 KCH3CHO
16、D. 如果原料为丙烯，则主要产物是丙醛解析A项，根据反应过程图知，CuCl 被O2 氧化成CuCl2 ，正确；B项，根据题图可知，Cu2+ 和Cl 参与了反应，PdCl2 再生的化学方程式为2CuCl2+Pd PdCl2+2CuCl ，正确；C项，根据题图可知PdCl2 和CuCl2 在反应中起到催化剂的作用，实质是氧气氧化乙烯生成乙醛，正确；D项，如果原料为CH3CH=CH2 ，若主要中间产物为，则主要产物为，错误。4. 2022陕西西安长安质检五某构建碳骨架的反应历程如图所示。下列关于该反应的说法错误的是( B )A. 总反应的原子利用率为100% B. 过程中钴原子形成的化学键数目保持不
17、变C. 过程涉及了极性键的断裂和形成D. 反应过程中HCo(CO)3 降低了反应的活化能解析由题干中反应机理图示可知总反应为CH3CH CH2+CO+CH3OH HCo(CO)3 (CH3)2CHCOOCH3 ，故该转化的原子利用率为100% ，A正确；过程中钴原子形成的化学键数目分别有4 、5 、6 ，转化过程发生了变化，B错误；过程断裂了OH 键、CoC 键等极性键，形成了CH 键等极性键，C正确；反应过程中HCo(CO)3 是整个反应的催化剂，故HCo(CO)3 能降低反应的活化能，D正确。5. 2022广东佛山质检Pd/C 催化某清洁反应是获得甲苯的常用途径，反应机理如图所示。下列说法
18、错误的是( B )A. 若R 为C2H5 ，则X 为乙醇B. Pd 是催化剂、还原剂C. 反应过程存在CO 键的断裂D. 活性炭可以负载高分散的Pd ，提高催化剂活性解析由反应机理可知，反应物为氢气、，生成物为X 和甲苯，若R 为C2H5 ，则在反应中X 为乙醇，A正确；在整个反应历程中Pd 作催化剂，不是还原剂，B错误；反应过程存在CO 键的断裂，C正确；活性炭可以负载高分散的Pd ，增大与反应物的接触面积，提高催化剂活性，D正确。6. 2021安徽安庆模拟最新文献报道，有机小分子可催化多氟芳香族化合物的取代反应，机理如下图所示。下列说法错误的是( D )A. 2 是催化剂B. 4 和7都是
19、反应中间体C. 5 为时，1是D. 2 向4的转化过程中有非极性键与极性键的断裂与形成解析由题干反应历程图可知，进入体系的物质为3和5，离开体系的物质为1和6，故2是催化剂，A正确；4和7都是反应中间体，B正确；5为时，将历程图1中的X 换成OOCCH3 ，故生成物1是，C正确；2向4的转化过程中断裂了CF 极性键，形成了CN 极性键，无非极性键的断裂与形成，D错误。7. 2022山东济宁一模已知甲酸的分解反应为HCOOH(g)CO(g)+H2O(g)H 。在H+ 催化作用下反应历程为：根据过渡态理论，其反应过程中的能量变化如图所示（E1 、E2 、E3 均大于0）。下列说法错误的是( C )
20、A. E2 为正反应的最高活化能B. 该反应为放热反应，H=E3 C. 图像中第一个峰（过渡态）对应的物质结构为过渡态，第二个峰（过渡态）对应的物质结构为过渡态D. 使用催化剂后，正、逆反应速率同等程度改变，平衡不移动解析从题图像可看出，E2 是正反应的活化能，A正确；从题图像可看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，H=E3 ，B正确；由题图像可知，过渡态为第三个峰所对应的物质，C错误；催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，使用催化剂，平衡不移动，D正确。8. 2022山东泰安二模CH3CH CHCOOCH3 有两种立体异构体:和，由CH3CHO 和Ph3P CHCOOCH
21、3 反应制取这两种异构体的历程中能量变化如图。下列说法正确的是( C )A. 比稳定B. 温度升高，CH3CHO 的平衡转化率减小C. 生成的过程中，速率最快的是由生成的反应D. 两个反应历程的中间产物完全相同解析由题图知比能量高，更稳定，A错误；由题图知由CH3CHO 和Ph3P CHCOOCH3 反应制取和的反应都是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CH3CHO 的平衡转化率增大，B错误；生成的过程中，由生成的反应活化能最小，反应速率最快，C正确；两个反应历程的中间产物不同，D错误。9. 2021湖南永州三模工业上合成乙酸的一种反应路径如图所示：下列说法错误的是( A )A. 反应过程中碳
22、元素的化合价始终不变B. 第4步反应的氧化剂是CH3COORhI C. HI 、LiOH 、CH3I 、CH3RhI 、CH3COORhI 为反应的中间产物D. 催化循环的总反应为CH3OH+CO2+H2 LiI、Rh CH3COOH+H2O 解析A项，碳元素在CH3OH 中显2 价，在CH3COOH 中显0价，错误；B项，第4步反应为CH3COORhI+H2 CH3COOH+Rh+HI ，氧化剂是CH3COORhI ，正确；C项，根据每一步的反应可知，HI 、LiOH 、CH3I 、CH3RhI 、CH3COORhI 都是中间产物，正确；D项，根据题图，CH3OH 、CO2 和H2 在LiI
23、 、Rh 催化作用下生成CH3COOH 和H2O ，所以催化循环的总反应为CH3OH+CO2+H2 LiI、Rh CH3COOH+H2O ，正确。10. 2021湖北襄阳模拟甲酸(HCOOH) 是一种可再生的储氢物质，其产生、储存和应用H2 的循环示意图如图1所示；在催化剂作用下，HCOOH 分解生成CO2 和H2 的反应机理如图2所示。图1图2下列叙述不正确的是( B )A. 氢能属于二次能源B. 图1中，涉及的能量转化方式只有3种C. 光催化H2 O 分解生成1 mol H2 与在催化剂作用下甲酸分解生成1 mol H2 转移电子的物质的量相等D. 图2所示反应机理中，有极性键的断裂和形成
24、解析氢能属于二次能源，故A不符合题意。光催化分解水，光能转化为化学能；燃料电池提供电能使灯泡发光，化学能转化为电能、电能转化为光能和热能，涉及的能量转化方式超过3种，故B符合题意。2 H2 O 光照催化剂 2 H2+O2 ，光催化H2 O 分解生成1 mol H2 转移电子的物质的量为2 mol ；HCOOH 催化剂 H2+CO2 ，甲酸分解生成1 mol H2 ，转移电子的物质的量为2 mol ，转移电子的物质的量相等，故C不符合题意。由图2可知，有OH 键的断裂，有C O 键的形成，故D不符合题意。11. 2022山东淄博一模研究CH3I 与氯自由基（用Cl 表示）的反应有助于保护臭氧层。
25、已知：Cl 与CH3I 反应有4条反应路径（TS 表示过渡态，IM 表示中间产物， 标注的为自由基）如图所示，下列说法错误的是( B )A. 路径的H0 B. 路径是基元反应C. 路径的反应速率最大D. 逆反应的活化能路径的最大解析路径中，生成物的总能量大于反应物的总能量，则H0 ，A项正确；基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，路径中存在中间产物，路径不属于基元反应，B项错误；路径的活化能最小，反应速率最大，C项正确；由题图可知，逆反应的活化能路径的最大，D项正确。12. 2021山东滨州一模BASF 高压法制备醋酸，采用的钴碘催化循环过程如图所示。下列说法错误的是( A )A. HCo(CO)4 、CH3I 均为该反应的催化剂B. H2O 、CH3Co(CO)4 均为该反应的中间产物C. CH3Co(CO)4 与CH3COCo(CO)3(H2O) 中Co 的配位数相同D. 总反应的化学方程式为CH3OH+CO 催化剂 CH3COOH 解析根据题图可知，HCo(CO)4 为催化剂，而CH3I 为中间产物，故A错误；根据题图可知，H2O 、CH3Co(CO)4 为该反应的中间产物，故B正确；CH3Co(CO)4 与CH3COCo(CO)3(H2O) 中Co 的配位数都为4，故C正确；根据题图可知该循环的总反应为CO+CH3OH 催化剂 CH3COOH ，故D正确。