重难04 催化机理图分析（重难专练）（全国通用）2026年高考化学二轮复习讲练测+答案

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一、催化剂与催化机理
1.催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。
2.催化特点：
①高效性，可以大大地加快反应速率。
②选择性，反应不同，催化剂不同。
③同等程度地加快正、逆反应的速率。
④不能改变反应的可能性和平衡常数。
3.催化剂的催化机理：
催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。
4.催化剂与活化能、焓变
催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变∆H的大小，不影响平衡。
5.活化能
（1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·ml－1
（2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·ml－1
（3）活化能和反应热的关系
①放热反应：Ea正＜Ea逆
②吸热反应：Ea正＞Ea逆
（4）活化能和反应速率的关系
①关系：活化能越大，反应速率越慢
②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应
③决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率
二、循环机理图的解题思路
1．循环机理图中物质的判断
（1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂；
（2）只进不出的为反应物、原料；
（3）不进只出的物质为生成物、产品。
2．循环转化机理图像的解读
对于“循环”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③。在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图中，MO3则是该反应的催化剂，图中剩余的三个物质均为中间产物。
3.循环机理图题的解题思路
（1）通览全图，找准一“剂”三“物”
①催化剂：催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上
②反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物；
③生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物；
④中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出。
（2）逐项分析得答案：根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。
（建议用时：15分钟）
1．（2025·河南卷）在负载的催化剂作用下，可在室温下高效转化为，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
B．每消耗可生成
C．反应过程中，和的化合价均发生变化
D．若以为原料，用吸收产物可得到
【答案】B
【分析】由反应历程可知，总反应为，据此解答。
【解析】A．该反应为化合反应，原子利用率为100%，A正确；
B．由分析可知，每消耗可生成，B错误；
C．由反应历程可知，催化剂有连接4个S原子和2个S原子的，这两种类型的原子成键数目均会发生改变，所以和的化合价均发生变化，C正确；
D．若以为原料，有反应历程可知，会生成，用吸收产物时，其存在电离平衡：，结合水电离出的可得到，D正确；
故选B。
2．（2025·云南卷）铜催化下，由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
【答案】C
【解析】A．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，A错误；
B．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键，如图，有极性键生成，不是非极性键，B错误；
C．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键，由Ⅲ结合氢离子和电子可知，Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键，Ⅳ到Ⅴ才结合CO，可知Ⅳ的示意图为，C正确；
D．催化剂可改变活化能，加快反应速率，不能改变反应热，D错误；
故选C。
3．某课题组提出，可催化与环氧化合物合成环状碳酸酯，反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A．物质Ⅰ为离子液体，沸点比较低B．物质Ⅰ与环氧化合物通过配位键形成物质Ⅱ
C．物质Ⅲ为该合成总反应的催化剂D．物质Ⅲ与反应转化为物质Ⅳ属于加成反应
【答案】D
【来源】浙江省金华市婺城区等4地2026届高三上学期一模化学试题
【解析】A．化合物Ⅰ的阳离子为有机阳离子，其体积较大，为离子液体，熔点低，但沸点较高，A错误；
B．由图可知，物质Ⅰ中的羟基H原子与环氧化合物中的O原子形成氢键，B错误；
C．该反应原理中，化合物Ⅰ先和环氧化合物反应被消耗，后又生成，化合物Ⅰ为该合成总反应的催化剂，物质Ⅲ是中间产物，C错误；
D．由图可知，物质Ⅲ与反应转化为物质Ⅳ过程中，中碳氧双键断开，属于加成反应，D正确；
故选D。
4．（2023·江苏卷）金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是
A．该反应的
B．该反应的平衡常数
C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为
【答案】C
【解析】A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5， ，A错误；
B．由方程形式知， ，B错误；
C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确；
D．由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误；
故选C。
5．中国科学院化学研究所韩布兴院士/康欣晨研究员课题组使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂，以草酸和硝酸盐或氮氧化物为原料(N2和CO2分别为氮源和碳源)，进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸。原理如图所示(OA为HOOC-COOH，GX为HOOC-CHO，GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是
A．活化能：反应ⅱ>反应ⅲ
B．在阳极区生成甘氨酸
C．OA→GX反应式为
D．反应ⅳ的原子利用率等于100%
【答案】C
【解析】A．活化能越小，反应越快，活化能：反应ⅱ