内容正文:
[热点题型(九)] 反应历程分析
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选择题(每题5分,共4题,共20分)
1.(2023·山东济南一模)研究表明,用V2O5作催化剂促进水分解时存在两种不同的路径,分解过程中的部分反应历程如图所示(物质中原子之间的距离单位为)。下列说法错误的是( )
A.水的分解反应为吸热反应
B.反应历程中,钒原子的杂化方式发生改变
C.IM2中,距离为“2.174 ”和“2.390 ”的原子之间作用力是氢键
D.适当升高温度,IM2→FS3的正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度
解析:选C。水的分解需要从外界获取能量,故其为吸热反应,A正确;观察反应历程可以看出,反应历程中,由于分子结构发生改变,钒原子的杂化方式一定会改变,B正确;距离为“2.174 ”的原子为钒原子和氧原子,它们之间不是氢键,C错误; IM2→FS3是放热反应,升温之后平衡逆向移动,故IM2→FS3的正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度,D正确。
2.(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1,则Ru化合价不变,与[LRu—NH2]+相比,M中N由含1个孤电子对变为1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+2NH,D项正确。
3.(2023·河南郑州质检)在亚纳米金属钯(Pd)团簇作用下,过氧化氢可以直接将苯高效催化转化为苯酚,催化剂中掺杂碱金属离子可改变催化能力,反应历程如图(*表示吸附态,TS表示过渡态),下列说法错误的是( )
A. 苯与H2O2反应生成苯酚是放热反应
B. 反应历程中,存在反应
C. 使用PdNa+催化剂后,每一步的产物均比使用Pd催化剂更稳定
D. 其他条件相同时,使用掺杂Na+的催化剂,单位时间内可得更多苯酚产品,
解析:选C。由反应历程可知,苯酚和水的总能量低于H2O2和苯的总能量,苯与H2O2反应生成苯酚是放热反应,A正确;反应历程中存在
B正确;第一步和第二步中使用PdNa+催化剂产物能量更高,不稳定,C错误;使用PdNa+催化剂后,每一步的活化能均比使用催化剂Pd低,反应速率加快,单位时间内可生成更多苯酚,D正确。
4.(2023·浙江杭州模拟)已知1,3丁二烯与HBr加成的能量反应进程图如图所示(图中ΔH1、ΔH2、ΔH3表示各步正向反应的焓变)。下列说法正确的是( ),
A.反应时间越长,1,3丁二烯与HBr反应得到3溴1丁烯的比例越大,
B.0 ℃、短时间t min内,a mol·L-1的1,3丁二烯与HBr完全反应得到两种产物的比例为7∶3(设反应前后体积不变),则生成1溴2丁烯的平均速率为\f(0.7a),\s\do5(t) mol·L-1·min-1,
C.1,3丁二烯与HBr反应,生成3溴1丁烯的反应热为ΔH1-ΔH2、生成1溴2丁烯的反应热为ΔH1-ΔH3,
D. H+与烯烃结合的一步为决速步,Br-进攻时活化能小的反应得到3溴1丁烯,
解析:选D。根据图示可知,1溴2丁烯的能量低,更稳定,因此反应时间越长,得到1溴2丁烯的比例越大,A错误;根据图示可知,生成3溴1丁烯的第二步反应的活化能低,因此短时间内,生成3溴1丁烯的比例大,故生成1溴2丁烯的平均速率为\f(0.3a,t) mol·L-1·min-1,B错误;根据盖斯定律,生成3溴1丁烯的反应热为ΔH1+ΔH2,生成1溴2丁烯的反应热为ΔH1+ΔH3,C错误;根据图示可知,第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,故第一步即 H+与烯烃结合的一步为决速步,第二步反应中生成3溴1丁烯的活化能小,即 Br-进攻时活化能小的反应得到3溴1丁烯,D正确。
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