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命题点1 反应历程、活化能与反应热
该命题点的试题是近两年高考必考的热点,主要以选择题的形式呈现,主要命题角度有:
(1)循环转化反应历程涉及的各步转化原理、催化剂、中间物质、反应物、生成物的判定及断键、成键分析等。(2)涉及“能量—反应历程”的图像分析、活化能的应用分析与能量变化分析等。
1.(2023·湖南卷,T14)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+
2.(2023·新课标卷,T12)“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),其反应历程如图所示。
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
3.(2022·山东卷,T10)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
4.(2022·浙江1月卷,T24)某课题组设计一种固定CO2的方法,原理如图。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
5.(2023·浙江1月卷,T14)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是 ( )
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)===O2(g)+Cl(g) ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1
6.(2023·广东卷,T15)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)⥫⥬P(g)。反应历程(如图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是( )
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
7.(双选)(2022·湖南卷,T12)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应历程的关系如图所示:
下列有关四种不同反应历程的说法正确的是( )
A.进程Ⅰ是放热反应
B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ
D.进程Ⅳ中,Z没有催化作用
[答题技巧]
1.(2023·烟台一模)在Fe+催化作用下,C2H6与N2O制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.X为C2H5OH,是中间产物之一
B.反应①~⑥,Fe元素的化合价均发生了变化
C.增加Fe+的量,C2H6平衡转化率不变
D.每消耗1 mol N2O,可制备0.5 mol CH3CHO
2.(2023·邢台模拟)Fe氧簇MOF催化CH4与N2O反应的机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.总反应化学方程式为CH4+N2OCH3OH+N2
B.为该反应的催化剂
C.该反应中存在极性键的断裂和非极性键的形成
D.根据N2O分子的结构推测其电子式为︰︰︰︰︰︰
3.(2023·江门模拟)偶联反应是合成芳胺的重要方法,反应机理如图(图中Ar表示芳香烃基,……→表示为副反应)。下列说法正确的是( )
A.该体系中1、3、5和8都是中间体
B.理论上1 mol 最多能消耗1 mol
C.该变化过程中涉及的有机反应类型仅限于取代反应和加成反应
D.若原料用和,则可能得到的产物为、和
4.科研人员提出CeO2催化合成DMC需经历三步反应,反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应①、②、③中均有O—H的断裂
B.生成DMC的总反应的原子利用率为100%
C.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
D.DMC与过量NaOH溶液反应可生成Na2CO3和甲醇
5.(2023·聊城二模)铜催化乙炔选择性氢化制1,3丁二烯的反应机理如图所示(吸附在铜催化剂表面上的物种用“*”标注