内容正文:
第一篇 化学基本概念
微练10 物质转化“环式”历程与机理
“环式”反应历程题一般取材于真实的科研成果的情境素材,充分体现了化学反应和物质转化的本质,进行类比迁移以考查考生的学科素养。反应历程是指化学反应中的反应物转化为最终产物通过的途径,因为化学变化从根本上来说,就是旧键的破裂和新键的生成。反应的历程能够反映出物质结构和反应能力之间的关系,从而可以加深我们对于物质运动形态的认识。反应机理是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应,机理详细描述了每一步转化的过程,包括过渡态的形成,键的断裂和生成,以及各步的相对速率大小等。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。通过反应历程或机理可以帮助我们了解物质结构的知识。此类题以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应,就是把一个复杂反应分解成若干个反应,然后按照一定规律组合起来,从而达到阐述复杂反应的内在联系的目的。高考中常以此为载体考查催化剂、中间产物的判断、化学反应方程式的书写及反应过程的化学键断裂与形成情况。解答时难点在于从陌生转化图中提取有效信息,注意题干信息的理解应用,通过分析化学反应过程,明确反应过程中催化剂的作用和能量变化、化学键的变化。
【例1】(2022•山东卷)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。下列说法错误的是( )
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成的反应历程有2种
C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
【答案】D
【解析】A项,根据制备丙烯的部分反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;B项,根据图示,由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正确;C项,NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项正确;D项,无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错