2025届高三高考化学二轮复习 微专题练习 化学反应机理分析

2025届高三高考化学二轮复习微专题练习　 化学反应机理分析 命题角度一　能量反应历程图分析 1.[2024·浙江湖州、衢州、丽水三地市质检] 甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下: 链引发:Cl2(g)2Cl·(g)　ΔH1=+242.7 kJ·mol-1 链增长:部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态为气态)…… 链终止:Cl·(g)+CH3·(g)CH3Cl(g)　ΔH2=-371 kJ·mol-1 下列说法不正确的是 (　) A.Cl2的键能为242.7 kJ·mol-1 B.链增长中反应速率较快的一步的热化学方程式为CH4(g)+Cl·(g)CH3·(g)+HCl(g)　ΔH=+7.5 kJ·mol-1 C.链增长过程中可能产生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3 D.链终止反应的过程中,还可能会生成少量的乙烷 2.金属Ni可活化C2H6放出CH4,其反应历程如图所示: 下列关于活化历程的说法错误的是 (　) A.中间体1→中间体2的过程是放热过程 B.加入催化剂可降低该反应的反应热,加快反应速率 C.Ni和C2H6的总键能小于NiCH2和CH4的总键能 D.中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤 3.[2024·辽宁部分学校模拟] 我国某科研团队开发催化剂用于光热催化CO2加氢制CH4。其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。CH4的选择性等于CH4的物质的量与CO2转化的物质的量之比。下列叙述正确的是 (　) A.在CO2→CH4历程中能垒最大为0.69 eV B.该反应历程中,CH4的选择性为100% C.催化剂表面上CH4、CO脱附都会放出能量 D.反应历程中有极性键的断裂与形成 4.[2024·河北衡水部分重点高中二模] 某研究团队提出了以氧化石墨烯(GO)为催化剂设计的简易膜反应,其反应为+NCCH2COOC2H5+H2O,反应过程中能量变化如图所示,下列说法中正确的是 (　) A.反应中(除GO外)既有极性键和非极性键的断裂,又有极性键和非极性键的形成 B.分子中的碳原子均采用sp3杂化 C.催化剂可降低反应的活化能,从而改变反应的焓变 D.氧化石墨烯的作用之一可能是吸附反应物形成更稳定的反应中间体 命题角度二　催化反应机理图分析 5.[2024·吉林调研] 固氮是将游离态的氮转变为氮的化合物,一种新型人工固氮的原理如图所示。下列叙述正确的是 (　) A.转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态 B.反应①②③均为氧化还原反应 C.Li是催化剂,只有Li3N是中间产物 D.整个过程的总反应可表示为2N2+6H2O4NH3+3O2 6.[2024·江西重点中学协作体联考] 工业上从海水中制溴的步骤为(Ⅰ)先把盐卤加热到363 K后控制pH为3.5,通入氯气把溴置换出来;(Ⅱ)再用空气把溴吹出并用碳酸钠溶液吸收;(Ⅲ)最后再用硫酸酸化,单质溴又从溶液中析出。其中,碳酸钠溶液吸收溴单质的反应可以分三步进行,其反应的机理如图所示。下列说法正确的是 (　) 第一步: 第二步: 第三步: A.由反应机理可知整个反应过程只涉及极性键的断裂和形成 B.反应产生的CO2主要是由Br2在水溶液中产生的HBr与溶液中C反应生成的 C.对比氯气与Na2CO3溶液的反应,常温下在碱性溶液的稳定性:ClO-> BrO- D.当1 mol Br2完全参与上述反应后,产生的Br-与Br的个数之比为3∶1 7.[2024·安徽淮南模拟] 以[PIMPS]H2PW12O40为催化剂,可实现苯甲硫醚高效催化氧化,其反应机理如图所示。下列说法错误的是 (　) A.当有1 mol苯甲硫醚被氧化为最终产物时共转移4 mol e- B.H2O2分子参加的反应一定有电子转移 C.苯甲硫醚最终生成, 催化氧化过程中温度不宜过高 D.催化剂中的—WO部位与H2O2作用生成活性过氧物 8.[2024·辽宁抚顺重点高中六校协作体二模] 某研究小组对CO2甲烷化的反应路径和机理进行了研究。经过研究发现ZrO2负载金属Rh催化CO2甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示。下列说法中错误的是 (　) A.机理①和机理②的不同点在于CO2的吸附、活化位置的不同 B.吸附在活性金属Rh表面的中间体CO,可能是由吸附在其表面的CO2直接解离产生的 C.同种催化剂,化学反应的途径不同,反应物的转化率也不同,反应的热效应也不同 D.反应中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂 参考答案 1.B　[解析] 根据Cl2(g)2Cl·(g)　ΔH1=+242.7 kJ·mol-1可知,Cl2的键能为242.7 kJ·mol-1,A正确;反应速率较快的一步应该是活化能较低的一步,由图可知,反应速率较快的一步的热化学方程式为CH3·(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+Cl·(g),B错误;由图可知,链增长中碳上的氢原子可能失去,故链增长过程中可能产生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3,C正确;链终止反应的过程中,两个CH3·结合在一起可以形成乙烷,D正确。 2.B　[解析] 中间体1的相对能量为-56.21,中间体2的相对能量为-154.82,中间体1→中间体2的过程是放热过程,故A正确;催化剂不能改变反应的反应热,故B错误;Ni和C2H6的相对总能量为0,NiCH2和CH4的相对总能量为-6.57,正反应放热,Ni和C2H6总键能小于NiCH2和CH4的总键能,故C正确;慢反应决定总反应速率,中间体2→中间体3的过程正反应活化能最大,反应速率最慢,所以中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤,故D正确。 3.D　[解析] 由图可知,在CO2→CH4历程中能垒最大的是HCOO的能垒,为0.77 eV,故A错误;CO2加氢生成了副产物CO、CH3OH,CH4的选择性小于100%,B项错误;由图可知,*CO→CO(g)和*CH4→CH4(g)是脱附过程,均需要吸收能量,C项错误;反应历程中*HCOO→*CO(g)过程中有极性键的断裂,*H3CO→*H3COH过程中有极性键的形成,故D正确。 4.D　[解析] 反应中没有非极性键的断裂,A项错误;分子中,—CN中的C原子采取sp杂化,—CH2—和—CH2—CH3中的C原子采取sp3杂化,中的C原子采取sp2杂化,则C原子的杂化方式有sp、sp2、sp3,B项错误;催化剂可以降低反应的活化能,但不可以改变反应的焓变,C项错误;由图中信息可知,氧化石墨烯可吸附反应物形成更稳定的反应中间体,利于反应进行,D项正确。 5.D　[解析] 根据转化关系可知:在转化过程中H始终呈+1价,A错误;反应②为Li3N+3H2ONH3↑+3LiOH,该反应过程中元素化合价不变,属于非氧化还原反应,B错误;Li是催化剂,Li3N和LiOH均是中间产物,C错误;整个过程的总反应为氮气和水生成氨气和氧气,可表示为2N2+6H2O4NH3+3O2,D正确。 6.C　[解析] Br2中存在非极性键,整个反应过程中存在非极性键的断裂和形成,A错误;第二步反应主要是溴在碱性溶液发生歧化反应生成Br-、BrO-,从而促使C向水解方向移动,生成CO2气体,B错误;BrO-在第三步可以继续发生歧化反应,而ClO-可以在碱性溶液中稳定存在,稳定性:ClO->BrO-,C正确;结合得失电子守恒,当1 mol Br2完全参与上述反应后,产生的Br-与Br的个数之比为5∶1,D错误。 7.B　[解析] 根据图示,当有1 mol苯甲硫醚被氧化为最终产物时,消耗2 mol H2O2,H2O2中O元素化合价由-1价降低为-2价,共转移4 mol e-,A正确;与H2O2反应生成和H2O,元素化合价不变,没有电子转移,B错误;过氧化氢加热易分解,所以催化氧化过程中温度不宜过高,C正确;催化剂中的—WO部位与H2O2作用生成活性过氧物,D正确。 8.C　[解析] 根据示意图中第一步反应可判断机理①和机理②的不同点在于CO2的吸附、活化位置的不同,A正确;根据机理①可判断吸附在活性金属Rh表面的中间体CO,是由吸附在其表面的CO2直接解离产生的,B正确;同种催化剂,化学反应的途径不同,反应物的平衡转化率和反应的热效应是相同的,C错误;二氧化碳中含有极性键,水中含有极性键,氢气中含有非极性键,所以反应中既有极性键的断裂和形成,又有非极性键的断裂,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$