2022届高考化学人教版二轮专题复习训练-专题五题型专攻(四)反应历程、机理的分析应用.docxVIP

题型专攻(四)反应历程、机理的分析应用

反应历程或机理图像一般取材于实际科研成果，充分体现了化学反应的本质，高考常以此为载体考查反应原理、活化能、反应热等知识，是近年高考的命题热点，此类试题难点是从陌生图像中提取解题信息。

例1[2019·全国卷Ⅰ，28(3)改编]我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

回答下列问题

(1)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV。

(3)写出反应历程中决定该化学反应速率的化学方程式：

________________________________________________________________________。

答案(1)放热(2)2.02(3)COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)

例2利用CO2与CH4制备合成气CO、H2，可能的反应历程如图所示：

说明：C(ads)为吸附性活性炭，E表示方框中物质的总能量(单位：kJ)，TS表示过渡态。

(1)制备合成气CO、H2总反应的热化学方程式为______________________________________

________________________________________________________________________。

(2)若E4＋E1E3＋E2，则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式为__________________。

答案(1)CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝(E5－E1)kJ·mol－1

(2)CH4(g)＋CO2(g)===C(ads)＋2H2(g)＋CO2(g)

[或CH4(g)===C(ads)＋2H2(g)]

解析(1)根据ΔH＝生成物总能量－反应物总能量，ΔH＝(E5－E1)kJ·mol－1。

(2)决速步骤，指反应历程中反应速率最慢的反应；速率快慢则由反应的活化能决定，活化能越大，反应速率越慢，根据E4＋E1E3＋E2得E2－E1E4－E3，所以决速步骤的反应方程式为CH4(g)＋CO2(g)===C(ads)＋2H2(g)＋CO2(g)或CH4(g)===C(ads)＋2H2(g)。

例3“一锅法”用三氯化钌(RuCl3)催化硝基苯(PhNO2，Ph—表示苯基)与醇(RCH2OH)反应生成仲胺(RCH2NHPh)的反应过程如图所示，[Ru]表示催化剂。

下列叙述错误的是()

A．RCHO是中间体，不是产物

B．存在反应PhNH2＋RCHO―→RCH===NPh＋H2O

C．还原反应的氢均来自RCH2OH

D．反应过程中Ru的成键数目有变化

答案A

解析该反应历程图中某些产物未给出，若不能写出每步反应的化学方程式，则易错判A项。各步及总反应的化学方程式如图所示：

A项，第①步反应中生成4个RCHO，其中1个作为中间体参与反应，剩余3个作为产物，故RCHO既是中间体又是产物，错误；C项，第②、④步反应为还原反应，这两个还原反应的“H”均来自[Ru—H]，而[Ru—H]中的H来自RCH2OH，正确；D项，[Ru]―→[Ru—H]的过程中Ru的成键数目增加，正确。

1．(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

答案C

解析由反应过程可知，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；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；观察反应过程图示可知存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O，D项正确。

2．(2020·全国卷Ⅱ，11)据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是()

A．OH－参与了该催化循环

B．该反应可产生清洁燃料H2

C．该反应可消耗温室气体CO2

D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化

答案C

解析根据题图中信息可知，OH－参与了该催化循环过程，A正确；由题图中箭头方向可知有H2生成，所以该反应可以产生清洁燃料H2，B正确；由题图中箭头方向可知，在催化反应过程中释放出CO2，CO2是生成物，C错误；根据题图中信息可知