一、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理(反應(yīng)歷程)圖像及分析
1.基元反應(yīng)
基元反應(yīng)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的,其中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。對(duì)于基元反應(yīng)aA+bB===gG+hH,其速率方程可寫為v=k·ca(A)·cb(B)(其中k稱為速率常數(shù),恒溫下,k不因反應(yīng)物濃度的改變而變化),這種關(guān)系可以表述為基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。
2.過(guò)渡態(tài)理論
【特別提醒】
①該反應(yīng)的反應(yīng)物為A、B,中間體為C,生成物為D。
②由A、B生成C的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),由C生成D的反應(yīng)為放熱反應(yīng),總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
③第一步為慢反應(yīng),第二步為快反應(yīng),決定總反應(yīng)快慢的是第一步反應(yīng)。
3.催化劑與化學(xué)反應(yīng)
【特別提醒】
①在無(wú)催化劑的情況下:E1為正反應(yīng)的活化能;E2為逆反應(yīng)的活化能;E1-E2為此反應(yīng)的焓變(ΔH)。
②有催化劑時(shí),總反應(yīng)分成了兩個(gè)反應(yīng)步驟(也可能為多個(gè),如模擬演練題1中圖像所表示的),反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物,反應(yīng)②為放熱反應(yīng),總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
③催化劑的作用:降低E1、E2,但不影響ΔH,反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于起點(diǎn)(反應(yīng)物)能量和終點(diǎn)(生成物)能量的相對(duì)大小
二、反應(yīng)歷程(“環(huán)式”反應(yīng))圖像及分析
1.基元反應(yīng):大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的,其中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。對(duì)于基元反應(yīng)aA+bB===gG+hH,其速率方程可寫為v=k·ca(A)·cb(B)(其中k稱為速率常數(shù),恒溫下,k不因反應(yīng)物濃度的改變而變化),這種關(guān)系可以表述為基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。
模型:“環(huán)式”反應(yīng)
【特別提醒】對(duì)于“環(huán)式”反應(yīng)過(guò)程圖像,
①位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體,如⑤、⑥、⑦和⑧,“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物,如①和④
②“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物,如②和③
2.催化劑與中間產(chǎn)物
【特別提醒】
(1)催化劑:在連續(xù)反應(yīng)中從一開始就參與了反應(yīng),在最后又再次生成,所以僅從結(jié)果上來(lái)看似乎并沒有發(fā)生變化,實(shí)則是消耗多少后續(xù)又生成了多少。
(2)中間產(chǎn)物:在連續(xù)反應(yīng)中為第一步的產(chǎn)物,在后續(xù)反應(yīng)中又作為反應(yīng)物被消耗,所以僅從結(jié)果上來(lái)看似乎并沒有生成,實(shí)則是生成多少后續(xù)有消耗多少。
上圖中在含少量 I-的溶液中,H2O2 分解的機(jī)理為:
H2O2 + I- → H2O + IO- 慢
H2O2 + IO-→ O2 + I- +H2O 快
在該反應(yīng)中I-為催化劑, IO-為中間產(chǎn)物。
而在機(jī)理圖中,先找到確定的反應(yīng)物,反應(yīng)物一般是通過(guò)一個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的物質(zhì),(產(chǎn)物一般多是通過(guò)一個(gè)箭頭最終脫離這個(gè)歷程的物質(zhì))與之同時(shí)反應(yīng)的就是催化劑,并且經(jīng)過(guò)一個(gè)完整循環(huán)之后又會(huì)生成;中間產(chǎn)物則是這個(gè)循環(huán)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)。如下圖中,MO3則是該反應(yīng)的催化劑,圖中剩余的三個(gè)物質(zhì)均為中間產(chǎn)物。
【方法技巧】催化反應(yīng)機(jī)理題的解題思路(找準(zhǔn)一“劑”三“物”)
①一“劑”指催化劑:催化劑在機(jī)理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的,以催化劑粒子為主題的多個(gè)物種一定在機(jī)理圖中的主線上
②三“物”指反應(yīng)物、生成物、中間物種(或中間體)
反應(yīng)物:通過(guò)一個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的物質(zhì)一般是反應(yīng)物
生成物:通過(guò)一個(gè)箭頭最終脫離整個(gè)歷程的物質(zhì)多是產(chǎn)物
中間體:通過(guò)一個(gè)箭頭脫離整個(gè)歷程,但又生成的是中間體,通過(guò)兩個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的中間物質(zhì)也是中間體,中間體有時(shí)在反應(yīng)歷程中用“[ ]”標(biāo)出
3.催化劑三大特征
催化劑是通過(guò)降低反應(yīng)活化能,從而改變了反應(yīng)的途徑,此即催化劑加速化學(xué)反應(yīng)的主要原因所在??偨Y(jié)起來(lái),催化劑的特征主要表現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面:
特征1:催化劑可以改變反應(yīng)速率,但其自身在反應(yīng)前后的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。
特征2:催化劑不改變化學(xué)平衡。即催化劑既能加快正向反應(yīng)的速率,也能加快逆向反應(yīng)的速率,從而縮短化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間。
特征3:催化劑具有特殊的選擇性,不同類型的反應(yīng),需要選擇不同的催化劑。同一種反應(yīng)物,使用不同的催化劑,可以得到不同的產(chǎn)物。
三、能壘與決速步驟及分析
1.能壘:簡(jiǎn)單可以理解為從左往右進(jìn)行中,向上爬坡最高的為能壘,而包含此能壘的反應(yīng)我們稱之為決速步驟,也成為慢反應(yīng)。
如圖所示,從第一個(gè)中間態(tài)到過(guò)渡態(tài)2的能量就是能壘,而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化劑時(shí)該歷程的決速步驟。
模型:【特別提醒】
①能壘越大,反應(yīng)速率越小,即多步反應(yīng)中能壘最大的反應(yīng)為決速反應(yīng)。
②用不同催化劑催化化學(xué)反應(yīng),催化劑使能壘降低幅度越大,說(shuō)明催化效果越好。
③相同反應(yīng)物同時(shí)發(fā)生多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),其中能壘越小的反應(yīng),反應(yīng)速率越大,產(chǎn)物占比越高。
2.突破能量變化能壘圖
01 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理(反應(yīng)歷程)圖像(2024·湖南長(zhǎng)沙·一模)
1.在無(wú)水環(huán)境中,醛或酮可在催化劑的作用下與醇發(fā)生反應(yīng),其機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.總反應(yīng)的化學(xué)方程式(不考慮催化劑)為+2ROH+H2O
B.甲醛和聚乙烯醇()發(fā)生上述反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物中可能含有六元環(huán)結(jié)構(gòu)
C.加入干燥劑或增加的濃度,可提高醛或酮的平衡轉(zhuǎn)化率
D.在有機(jī)合成中,將醛轉(zhuǎn)化為縮醛可保護(hù)醛基,縮醛再與水反應(yīng)可恢復(fù)醛基
02 反應(yīng)歷程(“環(huán)式”反應(yīng))圖像及分析(2024·湖北·一模)
2.納米催化制備甲酸鈉的機(jī)理如下圖所示:
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.納米尺寸有利于加快反應(yīng)速率B.反應(yīng)過(guò)程中有極性鍵的斷裂與形成
C.反應(yīng)過(guò)程中不需要持續(xù)補(bǔ)充D.總反應(yīng)的原子利用率為100%
03 能壘與決速步驟及分析(2024·廣東汕頭·一模)
3.三甲胺是重要的化工原料。我國(guó)科學(xué)家利用(簡(jiǎn)稱DMF)在銅催化作用下轉(zhuǎn)化得到,下圖是計(jì)算機(jī)模擬單個(gè)DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示(*表示物質(zhì)吸附在銅催化劑上),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫可提高DMF的平衡轉(zhuǎn)化率
B.該歷程包含6個(gè)基元反應(yīng),最大能壘(活化能)為1.19eV
C.設(shè)法提高的速率可以提高總反應(yīng)速率
D.若1mlDMF完全轉(zhuǎn)化為三甲胺,則會(huì)吸收1.02eV·NA的能量
04 反應(yīng)機(jī)理與雜化軌道(2024·吉林·三模)
4.空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。科研人員提出了霧霾微顆粒中硫酸鹽(含SO、HSO)生成的三個(gè)階段的轉(zhuǎn)化機(jī)理,其主要過(guò)程示意圖如圖,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.SO和NO的中心原子的雜化軌道類型分別是:sp3、sp2
B.整個(gè)過(guò)程中有H2O參加反應(yīng),而且包含了硫氧鍵的斷裂與形成
C.1mlSO在第Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)階段共失去電子數(shù)目為NA
D.硫酸鹽轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)生的總反應(yīng)方程式為:SO+2NO2+H2O=HSO+NO+HNO2
05 催化劑與反應(yīng)機(jī)理(2024·湖南·二模)
5.丙烷催化氧化是制備丙烯的常見方法,如圖為采用羰基催化劑催化氧化丙烷的機(jī)理,下列說(shuō)法正確的是
A.該機(jī)理中,有非極性鍵的斷裂.無(wú)非極性鍵的形成
B.羰基催化劑的活性溫度高
C.若參與反應(yīng),最終催化劑中含有
D.理論上消耗1ml可制得2ml
(2024·湖南常德·一模)
6.近日,中國(guó)科學(xué)院報(bào)道了基于銅的巖鹽有序雙鈣鈦礦氧化物,其高效催化轉(zhuǎn)化為,副產(chǎn)物有。其部分機(jī)理如圖所示。
下列說(shuō)法正確的是
A.由圖可知,轉(zhuǎn)化為過(guò)程放出熱量0.43eV
B.由圖可知,轉(zhuǎn)化為的歷程中,最大活化能為0.77eV
C.時(shí),含碳物質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在非極性鍵的斷裂與形成
D.由圖可知,轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)速率小于轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)速率
(2024·福建龍巖·二模)
7.乙烷催化氧化為乙醛在合成化學(xué)和碳資源利用等方面均有重大意義。在催化下乙烷氧化成乙醛的機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.、中C原子雜化方式均為
B.一定不能改變乙烷氧化成乙醛的轉(zhuǎn)化率
C.根據(jù)圖示機(jī)理,可推測(cè)X、Y分別為、
D.每生成1ml ,消耗的物質(zhì)的量小于2ml
(2024·山東濰坊·二模)
8.不對(duì)稱催化羥醛縮合反應(yīng)的循環(huán)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.步驟①和②的有機(jī)產(chǎn)物可通過(guò)紅外光譜鑒別
B.只有步驟③的反應(yīng)涉及手性碳原子的生成
C.步驟⑤的產(chǎn)物L(fēng)-脯氨酸是該反應(yīng)的催化劑
D.若用苯甲醛和作為原料,也可完成上述羥醛縮合反應(yīng)
(2024·黑龍江·二模)
9.1,2-丙二醇可用作制備不飽和聚酯樹脂的原料,在化妝品、牙膏和香皂中可與甘油配合用作潤(rùn)濕劑。已知1,2-丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A.的化學(xué)式為
B.催化過(guò)程中金屬元素成鍵數(shù)發(fā)生改變
C.是該反應(yīng)的催化劑,可通過(guò)降低反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率
D.整個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(2024·福建龍巖·一模)
10.用1,3--丙二醇捕捉CO2合成碳酸丙烯酯()的反應(yīng)機(jī)理如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.機(jī)理中存在極性鍵的斷裂
B.化合物A是上述反應(yīng)的催化劑
C.催化循環(huán)中Zn的化合價(jià)發(fā)生了變化
D.若將原料替換為1,2-丙二醇,則產(chǎn)物為
(2024·四川·一模)
11.硫酸鹽還原菌()會(huì)腐蝕許多金屬及合金。模擬誘導(dǎo)腐蝕碳素鋼發(fā)生厭氧電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)碳素鋼表面覆蓋物成分是硫化物(主要含),腐蝕機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.碳素鋼厭氧腐蝕過(guò)程中做還原劑
B.溫度越高,誘導(dǎo)碳素鋼厭氧腐蝕速率越快
C.碳作負(fù)極,電極反應(yīng)為:
D.該實(shí)驗(yàn)生成的總反應(yīng):
(2024·廣東梅州·一模)
12.中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所發(fā)表了催化氫化機(jī)理。其機(jī)理中化合物化合物的過(guò)程和其相對(duì)能量變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A.選擇更優(yōu)催化劑可以提升單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率
B.該過(guò)程的總反應(yīng)速率主要由過(guò)程①?zèng)Q定
C.化合物化合物的過(guò)程包含兩個(gè)基元反應(yīng)
D.低溫有利于化合物化合物的反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
(2024·湖南邵陽(yáng)·一模)
13.水催化氧化機(jī)理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.鈷位于元素周期表中的d區(qū)
B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率
C.在轉(zhuǎn)化過(guò)程中C的化合價(jià)沒有發(fā)生變化
D.該機(jī)理總反應(yīng)式:
(2024·山西臨汾·一模)
14.2023年10月7日,《臨汾日?qǐng)?bào)》發(fā)表題為《全省首家氫能源公共自行車,落地曲沃》的報(bào)道。氫能源是清潔的二次能源,水煤氣的變換反應(yīng)是一種重要的制氫手段,金基二元合金團(tuán)簇催化水煤氣變換反應(yīng)發(fā)生的氧化還原機(jī)理有A和B兩種途徑(*表示物質(zhì)吸附在催化劑上)。
下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.不參與制氫的化學(xué)反應(yīng)
B.可提高的平衡產(chǎn)率
C.水煤氣的變換反應(yīng)歷程中同時(shí)存在極性鍵、非極性鍵的斷裂和形成
D.根據(jù)圖2,反應(yīng)途徑A更有利于水煤氣的變換反應(yīng)
(2024·廣東深圳·一模)
15.光催化氧化甲烷制甲醛的機(jī)理如圖所示。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法不正確的是
A.在光催化劑表面會(huì)發(fā)生反應(yīng)
B.CH3OOH為中間產(chǎn)物
C.上述過(guò)程中有非極性鍵的斷裂與生成
D.每生成30 g HCHO,總反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為4NA
(2024·山東聊城·一模)
16.光催化氧化甲烷制甲醛的機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A.在光催化劑表面會(huì)發(fā)生反應(yīng)
B.為中間產(chǎn)物
C.上述過(guò)程中有非極性鍵的斷裂與生成
D.含O分子參與的反應(yīng)一定有電子轉(zhuǎn)移
(2024·黑龍江齊齊哈爾·一模)
17.教授研究了銠配合物催化醛酮?dú)浠磻?yīng),提出的反應(yīng)機(jī)理如圖所示,1、2、3、4四種反應(yīng)的反應(yīng)熱分別為,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.在氫化反應(yīng)中作催化劑
B.該機(jī)理的總反應(yīng)的反應(yīng)熱
C.若步驟②為決速步驟,則其活化能最大
D.與發(fā)生上述反應(yīng)可生成
(2024·湖北·二模)
18.常溫常壓下利用Cu/ZnO/ZrO催化劑實(shí)現(xiàn)二氧化碳加氫制甲醇的反應(yīng)歷程和能量變化圖如下(其中吸附在催化劑表面上的粒子用*標(biāo)注):
下列說(shuō)法正確的是
A.轉(zhuǎn)化歷程有五個(gè)基元反應(yīng),決速步為:
B.若無(wú)Cu/ZnO/ZrO催化劑,二氧化碳加氫制甲醇不能自發(fā)進(jìn)行
C.反應(yīng)過(guò)程中斷裂與形成的共價(jià)鍵類型相同
D.尋找高效催化劑,有利于的回收利用,使該反應(yīng)原子利用率達(dá)到100%
(2024·廣東江門·一模)
19.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,反應(yīng)的歷程示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是
A.B.歷程Ⅱ中Cl是催化劑
C.歷程Ⅰ的活化能為D.相同條件下,的平衡轉(zhuǎn)化率:歷程Ⅱ>歷程Ⅰ
(2024·江西鷹潭·一模)
20.甲醇與CO催化制備乙酸的反應(yīng)歷程及每分子甲醇轉(zhuǎn)化為乙酸的能量變化關(guān)系如下圖。下列說(shuō)法正確的是
A.該過(guò)程不涉及非極性鍵的形成
B.該反應(yīng)中,為催化劑,HI為中間產(chǎn)物
C.反應(yīng)ⅲ為該歷程的決速步驟
D.總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
(2024·山東淄博·一模)
21.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程如圖所示,已知和的相對(duì)能量為0。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.
B.鍵能為
C.相同條件下,的平衡轉(zhuǎn)化率:歷程Ⅰ=歷程Ⅱ
D.歷程I和II中速率最快一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
(2024·吉林延邊·一模)
22.甲酸()可在納米級(jí)表面分解為活性和,經(jīng)下列歷程實(shí)現(xiàn)的催化還原。已知(Ⅱ)、(Ⅲ)表示中二價(jià)鐵和三價(jià)鐵。下列說(shuō)法正確的是
A.生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級(jí)顆粒對(duì)甲酸分解的速率無(wú)影響
B.在整個(gè)歷程中,每可還原
C.分解時(shí),既有極性共價(jià)鍵又有非極性共價(jià)鍵發(fā)生斷裂
D.反應(yīng)歷程中生成的可調(diào)節(jié)體系,有增強(qiáng)氧化性的作用
(2024·江西九江·二模)
23.已知反應(yīng)的勢(shì)能曲線示意圖如下(…表示吸附作用,A表示催化劑,表示過(guò)渡態(tài)分子):
下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.過(guò)程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有生成
B.若在任意溫度下均能自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.該反應(yīng)中只有兩種物質(zhì)能夠吸附分子
D.過(guò)程Ⅲ中最大勢(shì)能壘(活化能)為
(2024·重慶·模擬預(yù)測(cè))
24.已知反應(yīng)的勢(shì)能曲線示意圖如下(…表示吸附作用,A表示催化劑,TS表示過(guò)渡態(tài)分子)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.該反應(yīng)中只有兩種物質(zhì)能夠吸附N2O分子
B.過(guò)程I、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成
C.中間體A-O2可釋放O2,也可吸附N2O分子
D.過(guò)程Ⅲ中最大能壘為82.17kcal·ml-1
(2024·湖南·模擬預(yù)測(cè))
25.活潑自由基與氧氣的反應(yīng)一直是關(guān)注的熱點(diǎn)。自由基與反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示,下列說(shuō)法正確的是
A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.產(chǎn)物的穩(wěn)定性:
C.該歷程中正反應(yīng)的最大活化能
D.相同條件下,由中間產(chǎn)物Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率:
命題預(yù)測(cè)
反應(yīng)歷程是指化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物通過(guò)的途徑,反應(yīng)機(jī)理是化學(xué)中用來(lái)描述某一化學(xué)變化所經(jīng)由的全部基元反應(yīng),機(jī)理詳細(xì)描述了每一步轉(zhuǎn)化的過(guò)程,包括過(guò)渡態(tài)的形成,鍵的斷裂和生成,以及各步的相對(duì)速率大小等。完整的反應(yīng)機(jī)理需要考慮到反應(yīng)物、催化劑、反應(yīng)的立體化學(xué)、產(chǎn)物以及各物質(zhì)的用量。試題考點(diǎn)集中在題目信息采集處理、能量、速率、平衡、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)等關(guān)鍵考點(diǎn),問(wèn)題涉及到催化劑、中間產(chǎn)物的判斷、化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫及反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)鍵斷裂與形成情況。
預(yù)計(jì)2024年命題形式比較新穎,以圖像為載體,以陌生的反應(yīng)歷程方程式或示意圖為主要信息源,高起點(diǎn)(題目陌生度高,往往用詞新穎) ,低落點(diǎn)(考查的思維簡(jiǎn)單) ,從微觀視角來(lái)考查反應(yīng)機(jī)理。
高頻考法
(1)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理(反應(yīng)歷程)圖像
(2)反應(yīng)歷程(“環(huán)式”反應(yīng))圖像及分析
(3)能壘與決速步驟及分析
參考答案:
1.C
【詳解】
A.根據(jù)以上反應(yīng)機(jī)理可知,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2ROH+H2O,A正確;
B.甲醛和聚乙烯醇()發(fā)生上述反應(yīng)時(shí),聚乙烯醇鏈節(jié)含多個(gè)醇羥基,產(chǎn)物中可含有六元環(huán)結(jié)構(gòu),B正確;
C.加入干燥劑除去生成物水可提高醛或酮的平衡轉(zhuǎn)化率,H+是催化劑,增加H+的濃度,不能提高醛或酮的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)上述反應(yīng)機(jī)理,在有機(jī)合成中,將醛轉(zhuǎn)化為縮醛可保護(hù)醛基不被氧化,縮醛再與水反應(yīng)可恢復(fù)醛基,D正確;
故選:C。
2.D
【詳解】A.納米催化劑能降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率,故A正確;
B.由圖可知,反應(yīng)過(guò)程中有極性鍵的斷裂與形成,故B正確;
C.由圖可知,該反應(yīng)的總反應(yīng)為碳酸氫鈉與氫氣反應(yīng)生成甲酸鈉和水,二氧化碳是反應(yīng)的中間產(chǎn)物,所以反應(yīng)過(guò)程中不需要持續(xù)補(bǔ)充二氧化碳,故C正確;
D.由圖可知,該反應(yīng)的總反應(yīng)為碳酸氫鈉與氫氣反應(yīng)生成甲酸鈉和水,反應(yīng)所得產(chǎn)物不唯一,所以反應(yīng)中原子利用率不是100%,故D錯(cuò)誤;
故選D。
3.D
【詳解】A.由圖可知,該反應(yīng)為反應(yīng)物總能量高于生成物總能量的放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),DMF的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故A正確;
B.由圖可知,該歷程包含6個(gè)基元反應(yīng),最大能壘(活化能)為1.19eV,故B正確;
C.反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,總反應(yīng)的速率取決于慢反應(yīng),由圖可知,最大能壘(活化能)為1.19eV,反應(yīng)的方程式為,故C正確;
D.由反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量可知,反應(yīng)放熱為0eV-(-1.02eV)=1.02eV,1mlDMF完全轉(zhuǎn)化為三甲胺,則會(huì)釋放出1.02eV·NA的能量,故D錯(cuò)誤;
故選D。
4.B
【分析】由圖可知,硫酸鹽轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為二氧化氮與亞硫酸根離子和水反應(yīng)生成亞硝酸、亞硝酸根離子和硫酸氫根離子,反應(yīng)的離子方程式為SO+2NO2+H2O=HSO+NO+HNO2,反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)降低被還原,二氧化氮是反應(yīng)的氧化劑,硫元素化合價(jià)升高被氧化,亞硫酸根離子是反應(yīng)的還原劑。
【詳解】A.SO和NO的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4、=3,雜化軌道類型分別是:sp3、sp2,A正確;
B.由圖可知,整個(gè)過(guò)程中有H2O參加反應(yīng),但是沒有硫氧鍵的斷裂,B錯(cuò)誤;
C.由圖可知SO在第Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)階段被氧化生成HSO,則反應(yīng)中消耗1ml SO,共失去電子數(shù)目為1ml×(6—5)×NAml-1=NA個(gè),故C正確;
D.由分析可知,硫酸鹽轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)生的總反應(yīng)方程式為:SO+2NO2+H2O=HSO+NO+HNO2,D正確;
故選B。
5.D
【詳解】A.生成丙烯,有非極性鍵的形成,A錯(cuò)誤;
B.羰基催化劑是有機(jī)物,溫度高不穩(wěn)定,B錯(cuò)誤;
C.若參加反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)④⑤可知,18O在水中,C錯(cuò)誤;
D.總反應(yīng)為2C3H8+O2→2C3H6+2H2O,理論上消耗1mlO2可制得2mlC3H6,D正確;
故選D。
6.B
【詳解】A.圖中沒有給出的能量,則無(wú)法計(jì)算轉(zhuǎn)化為過(guò)程放出的熱量,A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,轉(zhuǎn)化為的歷程中,最大活化能時(shí)的需要的活化能,則最大活化能為0.77eV,B正確;
C.時(shí),不存在非極性鍵的斷裂,C錯(cuò)誤;
D.由圖可知,轉(zhuǎn)化為的最大活化能為0.19eV,結(jié)合選項(xiàng)B可知,轉(zhuǎn)化為的最大活化能較小,反應(yīng)速率較快,D錯(cuò)誤;
故選B。
7.C
【詳解】A.中羰基碳為sp2雜化,A錯(cuò)誤;
B.由題干反應(yīng)歷程圖可知,催化過(guò)程中存在副反應(yīng),導(dǎo)致改變了乙烷氧化成乙醛的轉(zhuǎn)化率,B錯(cuò)誤;
C.由題干反應(yīng)歷程圖可知,反應(yīng) [(C2H5)Fe(OH)]+ →[(C2H4)Fe]++X、[(C2H5)Fe(OH)]+ →Fe 2++Y,根據(jù)質(zhì)量守恒可知,X、Y分別為、,C正確;
D.由題干反應(yīng)歷程圖可知,若無(wú)副反應(yīng),則每生成1mlCH3CHO,消耗N2O的物質(zhì)的量等于2ml,但過(guò)程中存在副反應(yīng)發(fā)生,且生成的Fe+能還原N2O,故消耗N2O的物質(zhì)的量大于2ml,D錯(cuò)誤;
故選C。
8.BD
【詳解】
A.①和②的有機(jī)產(chǎn)物分別為、 ,兩者含有不同的官能團(tuán),可通過(guò)紅外光譜鑒別,A正確;
B.同一碳原子連接四個(gè)不同的原子或者原子團(tuán)的碳原子為手性碳原子,步驟③和④的生成物均有手性碳原子的生成,B錯(cuò)誤;
C.L脯氨酸在步驟①參與反應(yīng),在步驟⑤又生成,是該反應(yīng)的催化劑,C正確;
D.苯甲醛和均含有苯環(huán),不含α-氫,則不可完成上述羥醛縮合反應(yīng),D錯(cuò)誤;
故選BD。
9.D
【詳解】
A.由題干反應(yīng)歷程圖可知,反應(yīng)②為,則為,A正確;
B.由圖可知,成鍵數(shù)發(fā)生改變,正確;
C.催化劑通過(guò)降低反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率,正確;
D.整個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:+2H2O,D錯(cuò)誤;
本題選D
10.C
【詳解】A.極性鍵是共用電子對(duì)發(fā)生偏移的化學(xué)鍵,通常由不同種原子之間形成的共價(jià)鍵為極性鍵,機(jī)理中存在極性鍵的斷裂,故A正確;
B.催化劑反應(yīng)前后其質(zhì)量和性質(zhì)均不變,由圖可知,化合物A是上述反應(yīng)的催化劑,故B正確;
C.催化循環(huán)中Zn的化合價(jià)始終為+2,故C錯(cuò)誤;
D.1,3-丙二醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2(OH)CH2(OH)CH3,根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知,其反應(yīng)產(chǎn)物為,故D正確;
故選C。
11.D
【詳解】A.氫原子將+6價(jià)的硫酸根離子還原為-2價(jià)的硫離子,SRB不做還原劑,A錯(cuò)誤;
B.溫度超過(guò)一定范圍,硫酸鹽還原菌(SRB)活性下降,速率減慢,B錯(cuò)誤;
C.碳作正極,電極反應(yīng)為:H+ +e?=H,C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)示意圖可知,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為,D正確;
故選D。
12.B
【詳解】A.催化劑可以加快反應(yīng)速率,從而可以提升單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率,故A正確;
B.過(guò)程①的活化能為:(6.05-0.00)=6.05kJ·ml-1,②的活化能為:(11.28-2.08)=9.20kJ·ml-1,過(guò)程①的活化能小于過(guò)程②的活化能,過(guò)程①的反應(yīng)速率大于過(guò)程②的反應(yīng)速率,故該過(guò)程的總反應(yīng)速率主要由過(guò)程②決定,故B錯(cuò)誤;
C.化合物1經(jīng)兩步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化合物2,每步反應(yīng)均為基元反應(yīng),故C正確;
D.由能量關(guān)系圖可知化合物化合物的反應(yīng)為放熱反應(yīng),則低溫有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,故D正確;
故選:B。
13.C
【詳解】A.鈷為27號(hào)元素,價(jià)層電子排布式為3d74s2,位于元素周期表中的d區(qū),故A正確;
B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,故B正確;
C.如在過(guò)程中,H、O化合價(jià)不變,C失去電子,化合價(jià)升高,故C錯(cuò)誤;
D.由水催化氧化機(jī)理圖可知,該機(jī)理總反應(yīng)式:2H2O→O2↑+4H++4e?,故D正確;
故選:C。
14.D
【詳解】A.據(jù)題給信息,催化劑參與了制氫的化學(xué)反應(yīng),A錯(cuò)誤;
B.催化劑不影響化學(xué)平衡,不可能提高的平衡產(chǎn)率,B錯(cuò)誤;
C.水煤氣的變換反應(yīng)歷程中存在極性鍵的斷裂,極性鍵、非極性鍵的形成,無(wú)非極性鍵的斷裂,C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)圖2,反應(yīng)途徑A最高能壘比途徑B的最高能壘低,反應(yīng)速率快,更有利于水煤氣的變換反應(yīng),D正確;
故答案選:D。
15.C
【詳解】A.由圖可知:光催化劑表面水轉(zhuǎn)化為H+和·OH,其反應(yīng)為,A正確;
B.·OOH和·CH3反應(yīng)生成CH3OOH,CH3OOH進(jìn)一步反應(yīng)生成HCHO,則CH3OOH是該反應(yīng)的中間產(chǎn)物,B正確;
C.CH3OOH進(jìn)一步反應(yīng)生成HCHO,該過(guò)程中氧與氧之間的非極性鍵發(fā)生斷裂,但整個(gè)過(guò)程中沒有非極性鍵的生成,C錯(cuò)誤;
D.甲烷制甲醛的化學(xué)方程式為CH4+O2HCHO+H2O,可見:每生成30 gHCHO,其物質(zhì)的量為1 ml,則總反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為4NA,D正確;
故合理選項(xiàng)是C。
16.C
【詳解】A.根據(jù)圖中信息可知,在光催化劑表面會(huì)發(fā)生反應(yīng),A正確;
B.根據(jù)圖中信息生成甲醛之前的物質(zhì)為中間產(chǎn)物,B正確;
C.上述過(guò)程中有非極性鍵O-O的斷裂,但沒有非極性鍵的生成,C錯(cuò)誤;
D.含O分子參與的反應(yīng)為具有化合價(jià)的變化,例如O2轉(zhuǎn)化為,該過(guò)程得到電子,D正確;
故選C。
17.D
【詳解】A.在步驟1中參加反應(yīng),在步驟4中又生成,故為反應(yīng)的催化劑,A正確;
B.總反應(yīng)為R3SiH+,總反應(yīng)的反應(yīng)熱,B正確;
C.決速步驟為最慢的反應(yīng),其活化能最大,C正確;
D.根據(jù)反應(yīng)機(jī)理,可知產(chǎn)物應(yīng)為,D錯(cuò)誤;
故選D。
18.A
【詳解】A.由圖可知,轉(zhuǎn)化歷程有五個(gè)基元反應(yīng);活化能越大,反應(yīng)越慢,為決速步,決速步為,故A正確;
B.催化劑能改變反應(yīng)的速率,不能決定反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行,無(wú)Cu/ZnO/ZrO催化劑,二氧化碳加氫制甲醇依然能自發(fā)進(jìn)行,故B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)過(guò)程中斷裂與形成的共價(jià)鍵類型不相同,故C錯(cuò)誤;
D.反應(yīng)產(chǎn)物還有水生成,原子利用率不可能達(dá)到100%,故D錯(cuò)誤。
答案選A。
19.D
【詳解】A.由圖可知,Cl原子是歷程Ⅱ的催化劑,催化劑不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,則歷程Ⅰ、Ⅱ的反應(yīng)熱相等,即△H=,故A正確;
B.由圖可知,Cl原子在歷程Ⅱ中反應(yīng)前后均有,因此作為催化劑,故B正確;
C.從反應(yīng)物的起始到最高點(diǎn)的過(guò)渡態(tài)為活化能,因此歷程Ⅰ的活化能為,故C正確;
D.催化劑不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài),不能改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,即相同條件下O3的平衡轉(zhuǎn)化率:歷程Ⅱ=歷程Ⅰ,故D錯(cuò)誤;
故答案選D。
20.C
【詳解】A.由歷程可知,該過(guò)程涉及碳碳鍵(非極性鍵)的形成,A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知H2O為該反應(yīng)的中間產(chǎn)物、HI為催化劑,B錯(cuò)誤;
C.過(guò)渡態(tài)物質(zhì)的總能量與反應(yīng)物總能量的差值為活化能,活化能越小反應(yīng)越快,活化能越大反應(yīng)越慢,決定總反應(yīng)速率的是慢反應(yīng);故反應(yīng)ⅲ為該歷程的決速步驟,C正確;
D.由圖可知,每分子甲醇的轉(zhuǎn)化涉及能量為3.05eV,D錯(cuò)誤;
故選C。
21.D
【詳解】A.由圖可知,Cl原子是歷程Ⅱ的催化劑,催化劑不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱,則歷程Ⅰ、Ⅱ的反應(yīng)熱相等,即△H=E6-E3=E5-E2,故A正確;
B.Cl2(g)的相對(duì)能量為0,由圖可知Cl(g)的相對(duì)能力為(E2-E3)kJ/ml,斷裂化學(xué)鍵吸收熱量,Cl2(g)→2Cl(g)吸收能量為2(E2-E3)kJ/ml,則Cl-Cl鍵能為2(E2-E3)kJ/ml,故B正確;
C.催化劑不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài),不能改變反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,即相同條件下O3的平衡轉(zhuǎn)化率:歷程Ⅱ=歷程Ⅰ,故C正確;
D.由圖可知,歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能小于第一步反應(yīng)的活化能,反應(yīng)的活化能越低,反應(yīng)速率越快,則歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:,故D錯(cuò)誤;
答案選D。
22.D
【詳解】A.生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級(jí)顆??稍龃蠼佑|面積,增大甲酸分解的速率,故A錯(cuò)誤;
B.整個(gè)歷程中,1mlH2失電子形成2mlH+轉(zhuǎn)移2mle-,1ml最終得電子形成0.5mlN2轉(zhuǎn)移5mle-,所以1mlH2可以還原0.4ml,故B錯(cuò)誤;
C.HCOOH分解產(chǎn)生CO2和H2,所以會(huì)發(fā)生碳?xì)滏I和氫氧鍵的斷裂,只有極性共價(jià)鍵發(fā)生了斷裂,故C錯(cuò)誤;
D.與在氧化Fe2+的過(guò)程中需要消耗氫離子,pH值降低,但H2還原Fe3+過(guò)程中生成H+,所以生成的氫離子可以起到調(diào)節(jié)pH的作用,有增強(qiáng)氧化性的作用,故D正確;
故選D。
23.A
【詳解】A.從圖可看出過(guò)程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成,A正確;
B.若反應(yīng)在任意溫度下均能自發(fā)進(jìn)行,、,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)過(guò)程中,A、A-O、A-O2三種物質(zhì)都能吸附N2O,C錯(cuò)誤;
D.過(guò)程Ⅲ中最大能壘(活化能)為37.49-(-44.68)=82.17 ,D錯(cuò)誤;
故選A。
24.A
【詳解】A.反應(yīng)過(guò)程中,A、A-O、A-O2三種物質(zhì)都能吸附N2O,A錯(cuò)誤;
B.從圖可看出過(guò)程I、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成,B正確;
C.中間體A-O2在Ⅱ中釋放O2轉(zhuǎn)化為A,在Ⅲ中吸附N2O分子,C正確;
D.過(guò)程Ⅲ中最大能壘(活化能)為37.49-(-44.68)=82.17 kcal/ml,D正確;
故選A。
25.C
【詳解】A.由圖示可知,反應(yīng)物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高,即該反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;
B.產(chǎn)物P2所具有的能量比產(chǎn)物P1所具有的能量低,所以產(chǎn)物P2比產(chǎn)物P1要穩(wěn)定,B錯(cuò)誤;
C.由圖示可知中間產(chǎn)物Z到過(guò)渡態(tài)Ⅳ所需的活化能最大,E正= -18.92kJ·ml?1-(-205.11 kJ·ml?1)=186.19kJ·ml?1,C正確;
D.由圖示可知,由Z到產(chǎn)物P1所需的活化能低于由Z到產(chǎn)物P2所需的活化能,則由中間產(chǎn)物Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率:v(P1)>v(P2), D錯(cuò)誤;
答案為C。

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