3.1 能量变化与电化学（Word讲义）-【正禾一本通】2024高考化学高三二轮专题复习高效讲义（新教材，双选版）

第1讲 能量变化与电化学 必考题型一　反应机理图和能量过程图分析　►对应学生用书P56 研明高考真题 考向一　反应机理图 1．(2023·湖南高考)N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L­Ru—NH3]＋表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配体NH3失去质子能力增强 B．M中Ru的化合价为＋3 C．该过程有非极性键的形成 D．该过程的总反应式：4NH3－2e－===N2H4＋2NH 解析：选B。图像分析如下： 据图可知，Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，[L­Ru—NH3]2＋可与NH3反应生成[L­Ru—NH2]＋和NH，配体NH3失去质子能力增强，A项正确；结合图示可知，[L­Ru—NH3]2＋[L­Ru—NH2]＋失去1个H,所带电荷数减l，则Ru化合价不变，与[L-Ru—NH2]＋ 相比，M中N 由含1个孤电子对变为l个单电子,是把1个e-给了Ru,所以Ru的化合价不是+3,而是+2,B项错误；据图可知,反应过程中有N—N非极性键的形成,C项正确；结合图示可知，总反应为4NH3-2e-==N2H4＋2NH4+D项正确。 2.(2023·新课标卷)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应过程如下所示。 下列说法错误的是(　　) A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子 B.反应涉及N—H、N—O键断裂和N—N键生成 C.催化中心的Fe2＋被氧化为Fe3＋，后又被还原为Fe2＋ D.将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2 解析：选D。NH2OH中正、负电中心不重合，为极性分子，NH3为三角锥形结构，H2O为V形结构，分子中正、负电中心也不重合，均为极性分子，A正确；图示转化过程共四步，将其依次标号为①②③④，第②步中N—O键断裂，第③步中N—H键断裂，第④步中N—N键生成，B正确；由题意可知，起始时，“肼合成酶”中含有Fe2＋，第二个物质中Fe2＋失去电子被氧化成Fe3＋，第四个物质中Fe3＋得电子又生成Fe2＋，C正确；根据反应机理分析，产物肼(NH2NH2)中，一个N原子上的2个H原子来自NH2OH中“—NH2”中的2个H原子，另一个N原子上的2个H原子来自NH3中的2个H原子，所以将NH2OH替换为ND2OD，与NH3反应会生成ND2NH2，D错误。 3.(2022·山东高考)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HONO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 解析：选D。含N分子参与的反应包括将NO转化为NO2、将NO和NO2转化为HONO、将HONO转化为NO以及将NO2转化为HONO，上述反应中N的化合价均发生了改变，一定有电子转移，故A正确；由NO生成HONO的反应过程有过程①②和，共2种，故B正确；NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，故C正确；无论反应过程如何，在NO的催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8＋O22C3H6＋2H2O，当主要发生包含②的过程时，最终生成的水不变，故D错误。 4．(2022·浙江1月选考)某课题组设计一种固定CO2的方法。下列说法不正确的是(　　) A．反应原料中的原子100%转化为产物 B．该过程在化合物X和I－催化下完成 C．该过程仅涉及加成反应 D．若原料用，则产物为 解析：选C。A项，总反应为＋CO2，原子100%转化为产物，正确；B项，从整个过程可以看出X和I－没有消耗，为催化剂，正确；C项，该过程还涉及取代反应，错误；D正确。 【思维建模】　环式历程图的解题方法 “环式”反应历程如图所示： 依据反应物和生成物，利用元素守恒可写出总反应式。 考向二　能量历程图 5．(2021·湖南高考)铁的配合物离子(用[L－Fe－H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．该过程的总反应为：HCOOHCO2↑＋H2↑ B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低 C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化 D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 解析：选D。由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO－与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离子转化为氢气，所以化学方程式为HCOOHCO2↑＋H2↑，A正确；若氢离子浓度过低，则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制