适用于新高考新教材2024版高考化学二轮复习热点提速练5反应机理及其分析（附解析）

热点提速练5　反应机理及其分析命题角度1　“能量-过程”机理及分析1.(2023·天津七校联考)我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的过程如图(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注)。下列说法正确的是(　　)A.反应过程中第一步化学反应为决速步骤B.催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变(ΔH)C.过渡态物质的稳定性:过渡态2小于过渡态1D.吸附过程为吸热过程2.(2023·湖北大学附中二模)“萨巴蒂尔反应”原理为CO2+4H2CH4+2H2O　ΔH,部分反应过程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“*”标注,TS表示过渡态。下列说法正确的是(　　)A.ΔH=-2.05eV·mol-1B.该部分反应过程的决速步骤为*CO2+*H*HOCOC.物质从吸附在催化剂表面到过渡态均放出能量D.过程中存在极性键与非极性键的断裂与形成3.(2023·广东东莞二模)我国科学家合成了一种新型Au15/MoC材料,实现了低温催化水煤气变换。反应过程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,TS指过渡态。下列有关说法不正确的是(　　)A.温度一定时,加压无法提高平衡转化率B.分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的 C.反应过程中活化能最大的一步为CO*+2H2O*CO*+H2O*+OH*+H*D.该过程有极性键的断裂和生成4.(2023·福建莆田二模)活泼自由基与氧气的反应一直是研究人员关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示,已知升高温度,活化能越大的反应速率增大的程度越大。下列说法正确的是(　　)A.P1比P2稳定B.升高温度,生成P1的反应速率增大的程度更大C.该过程中最小正反应的活化能为4.52kJ·mol-1D.改变催化剂可以改变生成P2的反应焓变5.(2023·广东湛江二模)吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步脱氢产物及其相对能量如图,下列说法错误的是(　　)A.甲醇脱氢生成CO的过程中有极性键的断裂B.b→c的反应式为(—CH2OH)topCH2O+HC.a→i与a→j的过程中均有π键的形成D.b→c与b→d的过程均断裂了氢氧键命题角度2　“物质-循环”转化及分析6.(2023·湖北高中名校联盟联考)科学家最近发现了一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学新机制。如图所示,电子传递可以促进HS中O—H的解离,进而形成中间体S,处于纳米液滴中的S或HS可以通过“水分子桥”将电子快速转移给周围的气相NO2分子。下列叙述错误的是(　　) A.观察图可知“水分子桥”与氢键形成有关B.转化过程中没有生成硫氧键C.HS与NO2间发生的总反应的离子方程式为HS+2NO2+H2O2HNO2+HSD.在标准状况下,5.6L气相NO2分子在图示的转化过程中得到0.25mol电子7.(2023·湖南怀化二模)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法正确的是(　　)A.反应②的方程式为2NO+H2O2HONOB.反应①中有氧氧键的断裂和氮氧键的形成C.增大NO的量,可增大C3H8的平衡转化率D.当主要发生包含①的历程时,最终生成的水减少8.(2023·河北名校联盟4月联考)烯烃化合物与CO2和H2的三组分氢羧化反应得到脂肪族羧酸化合物被称为“梦幻反应”。光催化CO2和H2的苯乙烯类氢发生羧化反应的过程如图所示(—Me为甲基,—Ar代表芳香烃类基团)。下列叙述错误的是(　　)A.该转化中,物质1与CO2、H2发生加成反应生成物质2B.物质D为催化剂,物质E和F为中间产物C.该转化中,断裂和形成了3个π键、3个σ键D.Rh与氧原子间形成了配位键9.(2023·湖南衡阳3月质检)据文献报道,某反应的反应过程如图所示: 下列有关该过程的说法正确的是(　　)A.Ti4+…NH3是催化剂B.Ti4+…NH2—NO是中间产物C.总反应化学方程式为4NH3+3O22N2+6H2OD.分解反应Ti4+…NH2—NOTi4++N2+H2O的反应过程中有氮氮键断裂10.(2023·安徽安庆示范高中4月联考)任何有机化合物的分子都是由特定碳骨架构成的,构建碳骨架是合成有机化合物的重要任务。某构建碳骨架的反应过程如图所示,下列关于该反应的说法错误的是(　　)A.反应过程中Co的成键数目发生改变B.图中所示物质间的转化有非极性键的断裂和形成C.CH3OH分子中采用sp3杂化的仅有C原子D.该构建碳骨架的总反应为CH3CHCH2+CO+CH3OH(CH3)2CHCOOCH3,原子利用率为100%热点提速练5　反应机理及其分析1.A　化学反应的决速步骤是慢反应,而活化能越大,反应的速率越慢,由题图可知能垒(活化能)最大的是C3到过渡态1的能量,故第一步化学反应为决速步骤,A正确;催化剂不能改变反应的焓变(ΔH),B错误;物质具有的能量越低越稳定,故过渡态2更稳定,C错误;由题图可知,吸附过程为放热过程,D错误。 2.B　*CO2+H2(g)CO+H2O(g)的ΔH=-2.05eV·mol-1,该过程为部分反应过程的能量变化,A错误;慢反应决定总反应速率,该部分反应过程中*CO2+*HHOCO的活化能最大,反应速率最慢,故决速步骤为*CO2+*HHOCO,B正确;由题图可知,物质从吸附在催化剂表面到过渡态需要吸收能量,C错误;该部分过程中存在极性键的断裂和形成与非极性键的断裂,没有非极性键的形成,D错误。3.B　该反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),该反应为等体积反应,温度一定时加压化学平衡不移动,平衡转化率不变,A正确;并不是所有分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的,如C+H2O*+2H*转化为CO2+H2O*+2H*的过程是放热的,B错误;过渡态TS1的相对能量最大,此时的活化能最大,因此反应过程中活化能最大的一步为CO*+2H2O*CO*+H2O*+OH*+H*,C正确;该过程中H2O中的O—H断裂,同时也有CO2中CO的生成,D正确。4.C　P1的能量更高,故其不如P2稳定,A错误;过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即题图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,已知升高温度,活化能越大的反应速率增大的程度越大,结合图像可知,升高温度,生成P2的反应速率增大的程度更大,B错误;该过程中最小正反应的活化能为中间产物Z生成过渡态Ⅲ时的活化能,为4.52kJ·mol-1,C正确;改变催化剂可以改变反应过程,加快反应速率,但是不能改变生成P2的反应焓变,D错误。5.D　甲醇脱氢生成CO的过程中有极性键C—H的断裂,A正确。b→c的过程中(—CH2OH)top转化为CH2O,由原子守恒可知,该过程的反应式为(—CH2OH)topCH2O+H,B正确。a→i的过程中CH3OH先转化为CH2O,有碳氧双键生成,有π键的形成;a→j的过程中CH3OH最终转化成了CO,有碳氧双键生成,有π键的形成,C正确。b→c的过程中(—CH2OH)top转化为CH2O,断裂了氢氧键;b→d的过程中(—CH2OH)top转化为(—CHOH)top,断裂了碳氢键,没有断裂氢氧键,D错误。6.B　N、O原子的电负性大,与周围其他分子(或离子)中的H原子之间形成氢键,A正确;生成的硫酸盐中有硫氧键的生成,B错误;HS与NO2间发生的总反应的离子方程式为HS+2NO2+H2O2HNO2+HS,C正确;在标准状况下,5.6LNO2的物质的量为0.25mol,1molNO2转化为1molHNO2得到1mol电子,则5.6LNO2在图示的转化过程中得到电子的物质的量为0.25mol,D正确。7.B　含N分子参与的反应包括①的历程是将NO转化为NO2,②的历程是将NO和NO2转化为HONO,还包括HONO转化为NO的反应。反应②为NO+H2O+NO22HONO,A错误;反应①中·OOH转化为·OH有氧氧键的断裂,NO转化为NO2有氮氧键的形成,B正确;NO为催化剂,增大催化剂的量,平衡不移动,则C3H8的平衡转化率不变,C错误;无论反应经过①还是②,总反应都是丙烷和氧气生成丙烯和水,最终生成的水不变,D错误。8.C　该转化中,与CO2、H2反应生成,碳碳双键两端的碳原子直接与—COOH、H原子连接,反应类型为加成反应,A正确;物质D反应前后不变,物质D为催化剂,物质E和F为中间产物,B正确;该转化中,形成了1个C—H、1个O—H、1个C—C、2个C—O,C错误;根据图示,F中Rh与氧原子间形成配位键,D正确。 9.B　Ti4+在整个反应过程中参与了反应,但反应前后质量和性质未改变,Ti4+是催化剂,A错误;加入NO后生成Ti4+…NH2—NO,可知Ti4+…NH2—NO是中间产物,B正确;根据反应过程,参加反应的物质有NH3、NO、O2,总反应化学方程式为4NH3+2NO+2O23N2+6H2O,C错误;分解反应Ti4+…NH2—NOTi4++N2+H2O的反应过程中有氮氧键断裂,D错误。10.C　反应过程中钴原子的成键数目分别为4、5、6,说明成键数目发生改变,A正确;反应过程中有碳碳非极性键的断裂和形成,B正确;由结构简式可知,甲醇分子中饱和碳原子和饱和氧原子的杂化方式都为sp3杂化,C错误;该反应的反应物为丙烯、一氧化碳和甲醇,生成物为2-甲基丙酸甲酯,催化剂为HCo(CO)3,反应的化学方程式为CH3CHCH2+CO+CH3OH(CH3)2CHCOOCH3,该反应的产物唯一,原子利用率为100%,D正确。