高考中化学反应机理的命题趋势分析

随着教育改革的不断推进和高考命题思路的不断更新，高考化学试题在化学反应机理方面的命题趋势愈发明显．这一趋势不仅要求学生掌握化学反应的基本原理和核心概念，还要求学生能够深入理解反应机理，注重实际应用，追求创新思维．本文将探讨这一命题趋势的特点，以期帮助学生更好地进行备考．

１ 强调基础知识和核心概念

高考化学作为一门考查学生化学知识综合运用能力的考试，始终将基础知识和核心概念作为命题的核心．特别是在化学反应机理的考查中，这种趋势尤为明显．这不仅体现在对基础反应机理的深入探究，还体现在将反应机理与实际应用相结合，考查学生的综合分析能力．

例１ （２０２３年６月浙江卷）一定条件下，１Ｇ苯基丙炔（Ph—C≡C—CH３）可与HCl发生催化加成，反应如图１Ｇ甲所示：

反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图１Ｇ乙所示（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HCl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

解析 由图１Ｇ甲可知，反应Ⅱ＝反应Ⅰ＋反应Ⅲ，反应Ⅰ、反应Ⅲ都是放热反应，所以反应Ⅱ也是放热反应，且反应Ⅱ的反应热比反应Ⅰ小，即存在反应焓变：反应Ⅰ＞反应Ⅱ，选项A 说法正确．反应所需的活化能越小，反应速率越快，相同时间内所占比例越大，由图可知，短时间内，产物Ⅰ的占比远远大于产物Ⅱ，说明反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ，则所需活化能：反应Ⅰ＜反应Ⅱ，选项B说法正确．由于存在产物Ⅰ与产物Ⅱ之间的可逆反应，K 与氯化氢含量无关，因此比值不会随着HCl含量的改变而改变，选项C说法错误．由图可知，相对较短的反应时间内产物Ⅰ的占比较大，所以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，选项D说法正确．

答案 C．

２ 注重实际应用

在近年高考中，实际应用类试题在化学反应机理的考查中愈发受到重视．这一转变不仅体现了化学学科与实际生活的紧密联系，更突显了高考对学生综合应用能力的全面要求．化学反应机理，作为化学学科的核心内容，其实际应用不仅关乎学生对理论知识的理解和掌握，更在于培养学生解决实际问题的能力．

例２ （２０２３年北京卷，节选）尿素[CO（NH２）２]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步．

（１）１９世纪初，用氰酸银（AgOCN）与NH４Cl在一定条件下反应制得CO（NH２）２，实现了由无机物到有机物的合成．该反应的化学方程式是________．

（２）２０世纪初，工业上以CO２ 和NH３ 为原料在一定温度和压强下合成尿素．反应分两步：

ⅰ．CO２ 和NH３ 生成NH２COONH４;

ⅱ．NH２COONH４ 分解生成尿素．

结合反应过程中能量变化示意图（如图２），下列说法正确的是________（填序号）．

a．活化能：反应ⅰ＜反应ⅱ

b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应

c．CO２（l）＋２NH３（l）＝CO（NH２）２（l）＋H２O（l）ΔH ＝E１－E４

解析 （１）AgOCN 与NH４Cl在一定条件下反应制得CO（NH２）２ 和AgCl，根据原子守恒，该反应化学方程式为AgOCN＋NH４Cl＝CO（NH２）２＋AgCl．

（２）由图可知，反应ⅰ的活化能是E１，反应ⅱ的活化能是E３，E１＜E３，故a正确．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应，故b正确．总反应的ΔH ＝E１－E２＋E３－E４，即CO２（l）＋２NH３（l）＝CO（NH２）２（l）＋H２O（l）的ΔH ＝E１－E２＋E３－E４，故c错误．答案为a、b．

３ 强调实验探究

高考试题对于化学反应机理的考查逐渐转向与实验探究相结合，这一转变不仅凸显了化学作为一门实验科学的本质，更强调了实验在理解和分析化学反应机理中的核心地位．考生不仅需要掌握理论知识，更需要通过实验来验证、探究和应用这些理论知识．

例３ （２０２４年１月浙江卷，节选）通过电化学、热化学等方法，将CO２ 转化为HCOOH 等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一．

为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在图３ 所示密闭装置中充分搅拌催化剂M 的DMSO（有机溶剂）溶液，CO２ 和H２ 在溶液中反应制备HCOOH，反应过程中保持CO２（g）和H２（g）的压强不变，总反应CO２＋H２⇌HCOOH 的反应速率为v，反应机理如下列３个基元反应，各反应的活化能E２＜E１≪E３（不考虑催化剂活性降低或丧失）．

Ⅳ：M＋CO２⇌Q E１．

Ⅴ：Q＋H２⇌L E２．

Ⅵ：L⇌M＋HCOOH E３．

（１）催化剂M 足量条件下，下列说法正确的是________（填序号）．

A．v 与CO２（g）的压强无关

B．v 与溶液中溶解H２ 的浓度无关

C．温度升高，v 不一定增大

D．在溶液中加入N（CH２CH３）３，可提高CO２ 转化率

（２）实验测得：２９８K，p（CO２）＝p（H２）＝２MPa下，v 随催化剂M 浓度c 变化如图４所示．c≤c０ 时，v随c 增大而增大;c＞c０ 时，v 不再显著增大．请解释原因： ________．

解析 （１）v 与CO２（g）的压强有关，压强越大，溶液中CO２ 的浓度越大，v 越大，选项A 错误．v与溶液中溶解H２ 的浓度有关，H２ 的浓度越大，速率越快，选项B错误．温度升高，v 不一定增大，反应Ⅳ和Ⅴ是快反应，而Ⅵ是慢反应（决速步骤），若Ⅳ和Ⅴ是放热反应且可以快速建立平衡状态，则随着温度升高L的浓度减小，若L的浓度减小对反应速率的影响大于温度升高对总反应速率的影响，则总反应速率减小，总反应的速率不一定增大，选项C正确．在溶液中加入的N（CH２CH３）３ 会与HCOOH 反应，使得３个平衡正向移动，可提高CO２ 转化率，选项D正确．

（２）因各反应的活化能E２＜E１≪E３，反应Ⅵ为决速步骤，但L的浓度取决于反应Ⅴ和Ⅳ，故v 与催化剂M 的浓度、反应物CO２ 和H２ 的浓度有关．当c≤c０时，催化剂M 活性位点数量不够，v 取决于催化剂M的浓度;当c＞c０ 时，催化剂M 活性位点数量足够，v取决于反应物CO２ 和H２ 的浓度．

总之，学生需要全面掌握理论知识，加强实验探究和实践应用，并提高分析和解决问题的能力．

（完）