专题4 选择题专攻 2.催化机理循环图 （课件）-【步步高】2024年高考化学大二轮专题复习与增分策略（新高考，浙江专用）

选择题专攻 2.催化机理循环图 核心精讲 01 1.基元反应与非基元反应 催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。 中间产物：在连续反应中为某一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续又消耗多少。 在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为 H2O2＋I－―→H2O＋IO－　慢 H2O2＋IO－―→O2＋I－＋H2O　快 3 在该反应中I－为催化剂，IO－为中间产物。 而在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)，与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图所示： 4 真题演练 02 1 2 3 1.(2023·浙江6月选考，14)一定条件下，1-苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可与HCl发生催化加成，反应如下： 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是 4 A.反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ B.反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ C.增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例 D.选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ 1 2 3 √ 4 1 2 3 反应Ⅱ＝反应Ⅰ＋反应Ⅲ，反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，ΔH都小于0，所以反应Ⅱ的ΔH<0，因此反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ，故A正确； 4 1 2 3 短时间里反应Ⅰ得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ，故B正确； 4 1 2 3 增加HCl浓度，平衡正向移动，但平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例可能降低，故C错误； 根据图中信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ，故D正确。 4 1 2 3 2.(2021·浙江6月选考，24)制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph—代表苯基)。下列说法不正确的是 A.可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯 　甲酸甲酯 B.反应过程涉及氧化反应 C.化合物3和4互为同分异构体 D.化合物1直接催化反应的进行 √ 4 1 2 3 由图中信息可知，苯甲醛和甲醇分子在化合物2的催化作用下，参与催化循环，最后得到产物苯甲酸甲酯，发生的是酯化反应，故A项正确； 由图中信息可知，化合物4在H2O2的 作用下转化为化合物5，即醇转化为酮，该过程是失氢的氧化反应，故B项正确； 化合物3和化合物4所含原子种类及数目均相同，结构不同，两者互为同分异构体，故C项正确； 4 1 2 3 由图中信息可知，化合物1在NaH的作用下形成化合物2，化合物2再参与催化循环，所以直接催化反应进行的是化合物2，化合物1间接催化反应的进行，故D项错误。 4 1 2 3 3.(2023·湖南，14)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[L-Ru—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＋ √ 4 1 2 3 结合图示可知，[L-Ru—NH3]2＋→ [L-Ru—NH2]＋失去1个H，所带电荷数减1，则Ru化合价不变，与[L-Ru—NH2]＋相比，M中N原子含有1个单电子，所以Ru的化合价不是＋3，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。 据图可知，Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，[L-Ru—NH3]2＋可与NH3反应生成[L-Ru—NH2]＋和　　，配体NH3失去质子能力增强，A项正确； 4 1 2 3 4.(2020·全国卷Ⅰ，10)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。 下列叙述错误的是 A.CH3COI是反应中间体 B.甲醇羰基化反应为CH3OH＋CO=== 　CH3CO2H C.反应过程中Rh的成键数目保持不变 D.存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O √ 4 1 2 3 观察反应过程图示可看出Rh的成键数目有4、5、6，C项错误； 由反应过程可知，CH3COI在反应过程中生成，后又参与后续反应而消耗，属于反应中间体，A项正确； 观察反应过程图示可得甲醇羰基化反应的化学方程式为CH3OH＋CO===CH3CO2H，B项正确； 4 1 2 3 观察反应过程图示可知存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O，D项正确。 4 考向预测 03 1 2 3 1.(2023·绍兴市高三诊断性考试)某课题组在研究钒生物化学时有循环过程如图所示，下列说法不正确的是 A.在循环过程涉及氢氧键的断裂和形成 B.在该循环中，催化剂为化合物1 C.循环过程中反应①②③④均属于氧化 　还原反应 D.在循环过程中，无机物发生的反应为 　H2O2＋Cl－＋H＋===H2O＋HOCl 4 5 √ 1 2 3 过程①中H2O2转化为—H和—OOH有氢氧键断裂和形成，过程②中存在氢氧键断裂，所以在循环过程涉及氢氧键的断裂和形成，故A正确； 如图，过程①为反应的开始，化合物1与H2O2反应形成一系列中间产物，最后又生成化合物1，所以化合物1为催化剂，故B正确； 4 5 1 2 3 图中过程③不属于氧化还原反应，故C错误； 如图，反应物为H2O2、Cl－、H＋，产物为H2O和HOCl，其反应为H2O2＋Cl－＋H＋===H2O＋HOCl，故D正确。 4 5 1 2 3 2.(2023·浙江省普通高校招生高三模拟)过氧硫酸氢根( 　　)参与烯烃的不对称环氧化反应的机理如图，下列说法不正确的是 A.该反应有水的生成 B.利用此反应可将乙烯氧化为环氧乙烷 C.过氧硫酸氢根是该反应的催化剂 D.通过调节环境的酸碱性，可以控制部 　分极性共价键的断裂 √ 4 5 1 2 3 由图像分析，在碱性(OH－)条件下反应这一步有H2O生成，A项正确； 4 5 利用题给机理，CH2==CH2与　　 反应得到环氧乙烷，B项正确； 1 2 3 4 5 通过分析　　　　　　　　　 这个过程可知，通过调节环境的酸碱 性，可控制有机物中的O—H极性共价键的断裂，D项正确。 1 2 3 3.(2023·金华第一中学等四校高三联考)常温常压下，甲醇在催化剂的作用下可以合成2-甲基丙酸甲酯，计算机模拟单个甲醇分子在催化剂表面的反应过程和能量变化如图所示，下列说法错误的是 4 5 A.总反应的热化学方程式为CH2==CHCH3(g)＋ 　CO(g)＋CH3OH(l)===(CH3)2CHCOOCH3(l) 　ΔH＝－1.98 eV·mol－1 B.第一步反应决定了总反应的化学反应速率 C.化合物8和化合物9互为同分异构体 D.上述反应过程中HCo(CO)3未改变反应的ΔH，降 　低了反应的活化能 √ 1 2 3 图像给出的是单个分子参与反应时的能量变化，总反应的热化学方程式为CH2==CHCH3(g)＋CO(g)＋CH3OH(l)=== (CH3)2CHCOOCH3(l)　ΔH＝－1.98NA eV·mol－1，故A错误； 第一步反应的能垒最高，所以第一步反应的化学反应速率最慢，故B正确； 化合物8和化合物9的分子式相同而结构不同，故C正确； 4 5 1 2 3 HCo(CO)3为反应的催化剂，故HCo(CO)3未改变反应的ΔH，降低了反应的活化能，故D正确。 4 5 1 2 3 4 5 4.(2023·宁波市高三模拟)　 　　　　　可利用酰胺型铱金属配合物通过 硝基芳烃还原串联N-苄基化反应制备。反应机理如图(其中Ph—代表苯基， [Ir]代表　 　　　　　　　)， 下列说法不正确的是 1 2 3 4 5 A.反应Ⅰ过程中有水生成 B.反应Ⅳ涉及加成反应和消去反应 C.该过程反应原料为硝基苯和苯甲醇 D.用CH3CH2CH2OH替代上述过程中 　的同类物质参与反应，可以合成 √ 1 2 3 结合图中反应物和产物的结构示意图可知，反应Ⅰ过程中有水生成，A正确； 反应Ⅳ中先发生加成反应得到Ph—NH—CH(OH)—Ph，再发生消去反应得到Ph—N==CH—Ph，B正确； 4 5 由示意图可知，反应Ⅲ中消耗硝基苯，反应Ⅵ中消耗苯甲醇生成目 标产物　　　　　　　，该过程反应原料为硝基苯和苯甲醇，C正确； 1 2 3 4 5 用CH3CH2CH2OH替代上述过程中的同类物质参与反应，可以合 成　 　　　　，D不正确。 5.(2023·广东汕头高三模拟)研究碳回收利用具有现实意义。某科研小组研究利用某种催化剂，实现CO2加H2制CH3OH，作用机理如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)，下列有关说法错误的是 A.CO2加H2制CH3OH的原子利用率小于100% B.*HCOO－是反应的中间产物，H2O参与了反应的催化循环 C.在催化剂的表面发生共价键的断裂与形成 D.反应②为*HCOO－＋4*H―→*H3CO－＋H2O 1 2 3 √ 4 5 1 2 3 由图可知CO2加H2生成CH3OH和H2O，故原子利用率小于100%，A正确； 由图可知，催化剂的作用是吸附 和解吸反应过程中生成的水，说明H2O参与了反应的催化循环，*HCOO－是反应过程中存在的物质，反应开始和结束都没有该物质，是中间产物，B正确； 4 5 1 2 3 由图可知，催化剂的作用是吸附和解吸反应过程中生成的水，没有发生共价键的断裂与形成，C错误； 由图可知反应②为*HCOO－＋4*H―→*H3CO－＋H2O，D正确。 4 5 2NH NH HSO 通过图像流程分析，HSO开始参与反应最终转化为SO，不是催化剂，C项错误； $$