專題13-新型反應(yīng)機理分析(湖南專用)(原卷版)

專題13新型反應(yīng)機理分析【母題來源】2021年高考湖南卷第14題【母題題文】鐵的配合物離子(用表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理和相對能量的變化情況如圖所示：

下列說法錯誤的是A．該過程的總反應(yīng)為B．濃度過大或者過小，均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低C．該催化循環(huán)中元素的化合價發(fā)生了變化D．該過程的總反應(yīng)速率由Ⅱ→Ⅲ步驟決定【答案】D【試題解析】A．由反應(yīng)機理可知，HCOOH電離出氫離子后，HCOO-與催化劑結(jié)合，放出二氧化碳，然后又結(jié)合氫離子轉(zhuǎn)化為氫氣，所以化學(xué)方程式為HCOOHCO2↑+H2↑，故A正確；B．若氫離子濃度過低，則反應(yīng)Ⅲ→Ⅳ的反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢，若氫離子濃度過高，則會抑制加酸的電離，使甲酸根濃度降低，反應(yīng)Ⅰ→Ⅱ速率減慢，所以氫離子濃度過高或過低，均導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢，故B正確；C．由反應(yīng)機理可知，F(xiàn)e在反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵數(shù)目發(fā)生變化，則化合價也發(fā)生變化，故C正確；D．由反應(yīng)進程可知，反應(yīng)Ⅳ→Ⅰ能壘最大，反應(yīng)速率最慢，對該過程的總反應(yīng)起決定作用，故D錯誤；故選D?！久}意圖】本題考查陌生反應(yīng)過程中的能量變化圖像分析，側(cè)重考查接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力及分析和解決化學(xué)問題的能力，注意能夠明確圖像表達的化學(xué)意義?！久}方向】近幾年高考試卷選擇題中常出現(xiàn)考查陌生的反應(yīng)機理分析類試題，該題型以陌生的反應(yīng)歷程方程式或示意圖為主要信息源，但是高起點，低落點，題目陌生度高，用詞新穎，但是考查的思維簡單。在2022年的湖南卷化學(xué)試卷中，很可能繼續(xù)出現(xiàn)此類題目，注意幾個關(guān)鍵詞：氧化還原、化學(xué)鍵、催化劑和能量?！镜梅忠c】對于該類題，由于題型陌生，轉(zhuǎn)化復(fù)雜，又涉及到圖表，使得一部分基礎(chǔ)不太好或心理素質(zhì)不好的學(xué)生感到不敢下手，無從下手。其實從這幾道高考題來看，往往都是起點高，落點低，只要認真分析圖表，看圖說話，基本都能做出該題。分析該類題型時，首先分析題目，看反應(yīng)物是什么，產(chǎn)物是什么，以及催化劑是什么，第二分析圖表，分析箭頭指向，那些是進入的，那些是出來的，進入的一般是加入的反應(yīng)物，出來的是生成物。第三，分析那些是先生成后消耗，這些往往是中間產(chǎn)物。最后一點，從歷年高考題來看，題目越嚇人，看著越難的題，設(shè)問或答案往往越簡單。1．（2021·長沙市明德中學(xué)高三三模）Ni可活化C2H6放出CH4，其反應(yīng)歷程如下圖所示：下列關(guān)于活化歷程的說法錯誤的是A．此反應(yīng)的決速步驟：中間體2→中間體3B．只涉及極性鍵的斷裂和生成C．在此反應(yīng)過程中Ni的成鍵數(shù)目發(fā)生變化D．Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g)?H=?6.57kJ·mol-12．（2021·長沙市明德中學(xué)高三三模）我國研究人員研發(fā)了一種新型納米催化劑，實現(xiàn)CO2和H2反應(yīng)得到CH4，部分微粒轉(zhuǎn)化過程如圖(吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注)。下列說法不正確的是A．過程②吸收熱量B．過程③涉及極性鍵的斷裂和形成C．結(jié)合過程③，過程④的方程式為*C+2*OH+6H→CH4+2H2OD．整個過程中制得1molCH4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol3．（2020·長沙市明德中學(xué)高三一模）據(jù)文獻報道：三核鐵氧簇金屬節(jié)點二價鐵位點能夠催化CH4與N2O的反應(yīng)機理如下。下列敘述正確的是A．為該反應(yīng)的催化劑 B．為該反應(yīng)的中間產(chǎn)物C．反應(yīng)過程中CH4被氧化 D．該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目未發(fā)生變化4．（2020·長沙市·湖南師大附中高三一模）苯乙烷與Cl2在光照條件下發(fā)生一氯取代，生成兩種一取代物的速率如圖1，反應(yīng)基本歷程如圖Ⅱ，下列說法不正確的是

A．反應(yīng)①②③的△H>0，反應(yīng)④⑤⑥的△H<0B．光照條件下，得到等物質(zhì)的量的(A)和(B)時，生成(A)時需要能量更少C．使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎?，可以使反?yīng)②的程度減小，反應(yīng)③的程度增大D．在相同條件下，由分別制備等物質(zhì)的量的和，△H相等5．（2021·湖南）在超臨界水中進行碳碳加成反應(yīng)時存在兩條不同的路徑，其反應(yīng)機理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是A．比穩(wěn)定B．反應(yīng)生成的活化能為54.0kJ?mol-1C．生成的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎锌赡芨淖儾煌窂疆a(chǎn)物的產(chǎn)量6．（2021·湖南永州市·高三其他模擬）硫酸根自由基()是具有較高氧化還原電位的自由基，可以氧化很多物質(zhì)。通常利用分解過硫酸鹽的方式產(chǎn)生硫酸根自由基。堿性條件下，過硫酸鈉(硫元素為+6價)活化Fe得到和(和為具有強氧化性的自由基)，去除水體中As(V)的機理模型如圖所示。下列有關(guān)說法中正確的是A．中氧元素顯-2價B．與As(V)共沉淀時發(fā)生了氧化還原反應(yīng)C．和Fe發(fā)生的反應(yīng)為D．強堿性條件下,溶液中的自由基主要為7．（2021·湖南衡陽市·高三二模）乙二醛(OHCCHO)與O2反應(yīng)歷程中所涉的反應(yīng)物(OHCCHO、O2)、過渡態(tài)、中間體及產(chǎn)物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相對能量如圖。下列說法錯誤的是

A．乙二醛氧化歷程中涉及極性鍵和非極性鍵的斷裂B．乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)C．乙二醛氧化歷程中，若加入催化劑，能提高乙二醛的平衡轉(zhuǎn)化率D．乙二醛與氧氣反應(yīng)生成乙二酸的控速步驟為：反應(yīng)物→TSl8．（2021·湖南高三其他模擬）Ni可活化C2H6放出CH4，其反應(yīng)歷程如下圖所示：下列關(guān)于活化歷程的說法錯誤的是A．活化能最大的步驟：中間體2→中間體3B．只涉及極性鍵的斷裂和生成C．在此反應(yīng)過程中Ni的成鍵數(shù)目發(fā)生變化D．9．（2021·湖南永州市·高三三模）工業(yè)上用CO2合成乙酸的反應(yīng)路徑如圖所示：下列說法錯誤的是A．反應(yīng)過程中碳元素的化合價始終不變B．第4步反應(yīng)的氧化劑是CH3COORh*IC．HI、LiOH、CH3I、CH3Rh*I、CH3COORh*I為反應(yīng)的中間產(chǎn)物D．催化循環(huán)的總反應(yīng)為CH3OH+CO2+H2CH3COOH+H2O10．（2021·湖南衡陽市·）已知異丁烯與HCl發(fā)生加成反應(yīng)有兩種可能，反應(yīng)歷程及能量變化如圖1、圖2所示：下列說法錯誤的是A．反應(yīng)①比反應(yīng)②速率快B．過渡態(tài)Ⅰ比過渡態(tài)Ⅱ穩(wěn)定C．異丁烯與HCl發(fā)生加成反應(yīng)的主要產(chǎn)物為(CH3)3CClD．異丁烯與HCl發(fā)生加成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故能自發(fā)進行11．（2021·湖南常德市·高三一模）消除天然氣中H2S是能源領(lǐng)域的熱點，利用CuFe2O4表面吸附H2S時，華中科技大學(xué)李鈺等研究表明有兩種機理途徑，如圖所示。下列說法錯誤的是A．該吸附過程釋放能量B．途徑1歷程中最大活化能為204.5kJ·mol-1C．H2S*=HS*+H*的速率：途徑1＞途徑2D．CuFe2O4在吸附過程中提供了O原子12．Ru(釕)與Fe在元素周期表中位于同一列。如圖是用釕基催化劑催化合成甲酸的過程。下列說法正確的是A．該反應(yīng)的催化劑是物質(zhì)Ⅰ、Ⅱ、ⅢB．H2O為參與該反應(yīng)過程的循環(huán)物質(zhì)C．Ru元素在該反應(yīng)呈現(xiàn)的化合價為+2、+3D．如果該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可以說明CO2和H2的總能量比HCOOH高13．（2021·陜西寶雞市·高三二模）2007年諾貝爾化學(xué)獎授予埃特爾以表彰其對于合成氨反應(yīng)機理的研究，氮氣和氫氣分子在催化劑表面的部分變化過程如圖所示，下列說法不正確的是A．升高溫度不能提高一段時間內(nèi)的產(chǎn)率B．圖①→②過程吸熱，圖②→③過程放熱C．在反應(yīng)過程中三鍵均發(fā)生斷裂D．反應(yīng)過程中存在、等中間產(chǎn)物14．（2021·江西撫州市·臨川一中高三其他模擬）使用NC環(huán)金屬化Ir(III)配合物催化甲酸脫氫的反應(yīng)機理如下圖。下列說法中錯誤的是A．甲酸脫氫過程的總反應(yīng)為HCOOHCO2↑+H2↑B．反應(yīng)過程中，Ir(III)配合物B為催化劑，Ir(III)配合物A為中間產(chǎn)物C．由D→E的過程，是甲酸協(xié)助轉(zhuǎn)運H的過程D．反應(yīng)過程中，HCOOH中的C=O鍵發(fā)生斷裂15．（2021·廣西南寧市·南寧三中高三三模）為應(yīng)對全球氣候問題，中國政府承諾“2030年碳達峰”、“2060年碳中和”?？茖W(xué)家使用絡(luò)合物作催化劑，用多聚物來捕獲二氧化碳，反應(yīng)可能的過程如圖所示。下列敘述錯誤的是A．該反應(yīng)若得以推廣將有利于碳中和B．反應(yīng)過程中只有極性鍵的斷裂和形成C．總反應(yīng)方程式為CO2+3H2CH3OH+H2OD．開發(fā)太陽能、風(fēng)能等再生能源可降低CO2、CH4溫室氣體的碳排放16．（2021·河南新鄉(xiāng)市·新鄉(xiāng)縣一中高三其他模擬）CH3-CH=CH-COOCH3有兩種立體異構(gòu)體和，由CH3CHO和Ph3P=CHCOOCH3反應(yīng)制取這兩種異構(gòu)體的歷程中能量變化如圖已知：在立體結(jié)構(gòu)中，實線表示該鍵在紙平面上，實楔形線表示該鍵在紙前方，虛線表示該鍵在紙后方。下列說法正確的是A．比穩(wěn)定B．溫度升高，CH3CHO的轉(zhuǎn)化率減小C．生成的過程中，速率最快的是由生成的反應(yīng)D．兩個反應(yīng)歷程中，中間產(chǎn)物相同17．（2021·天津高三一模）CO與N2O在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示，兩步為①N2O+Fe+=N2+FeO+(慢)、②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。下列說法正確的是

A．分子構(gòu)型：CO2為直線型，N2O為V形(已知N2O中每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu))B．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②大C．反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成N2體積為11.2LD．兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定18．（2021·天津北辰區(qū)·高三一模）如圖是CH4與Cl2生成CH3Cl的部分反應(yīng)過程中各物質(zhì)物質(zhì)的能量變化關(guān)系圖(Ea表示活化能)，下列說法錯誤的是A．增大Cl2的濃度，可提高反應(yīng)速率，但不影響ΔH的大小B．第一步反應(yīng)的速率小于第二步反應(yīng)C．總反應(yīng)為放熱反應(yīng)D．升高溫度，Ea1、Ea2均增大，反應(yīng)速率加快19．（2021·濟南市·山東師范大學(xué)附中高三其他模擬）銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘述錯誤的是A．CH3I、CH3COI都是反應(yīng)中間體B．甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH＋CO=CH3CO2HC．CH3OH＋HI=CH3I＋H2O為取代反應(yīng)D．[Rh(CO)2I2]－降低了甲醇羰基化反應(yīng)的活化能和焓變20．（2021·天津）與在鐵催化劑表面進行如下兩步反應(yīng)，其相對能量與反應(yīng)歷程如圖所示。第一步：第二步：下列敘述錯誤的是A．使反應(yīng)的活化能減小 B．兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)C．總反應(yīng)為 D．第一步反應(yīng)比第二步反應(yīng)快21．（2021·哈爾濱市·黑龍江實驗中學(xué)高三其他模擬）活潑自由基與氧氣反應(yīng)一直是研究人員關(guān)注的焦點。理論研究表明，HNO自由基與O2反應(yīng)歷程的能量變化如圖所示。