重難點(diǎn)突破 反應(yīng)機(jī)理的圖象分析與應(yīng)用原卷版

反應(yīng)機(jī)理的圖象分析與應(yīng)用目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u22考點(diǎn)一反應(yīng)歷程中的能量變化圖像2【真題研析·規(guī)律探尋】3解題技巧三步突破能量變化能壘圖4【核心提煉·考向探究】41．題在書外，理在書中——選編教材中的經(jīng)典圖示42．變形考查——源于教材高于教材53．不斷創(chuàng)新——真情境考查真應(yīng)用6【題型特訓(xùn)·命題預(yù)測(cè)】6題型一相對(duì)能量變化圖6題型二能壘圖10題型三過渡態(tài)能量變化圖14考點(diǎn)二催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理分析17【真題研析·規(guī)律探尋】17解題技巧191．催化反應(yīng)機(jī)理的分析思維模型192．催化反應(yīng)機(jī)理題的解題思路20【核心提煉·考向探究】201．催化劑具有的三大特征202．催化劑與化學(xué)反應(yīng)203．催化劑與中間產(chǎn)物214．探究催化劑的催化機(jī)理21易錯(cuò)題型22認(rèn)識(shí)催化劑的四大誤區(qū)22【題型歸納·命題預(yù)測(cè)】23題型一無機(jī)反應(yīng)機(jī)理圖分析23題型二有機(jī)反應(yīng)機(jī)理圖分析31考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析反應(yīng)歷程中的能量變化圖像2023?浙江省1月選考14題，3分；2022?湖南選擇性考試12題，4分；2021?湖南選擇性考試14題，4分【命題規(guī)律】化學(xué)反應(yīng)機(jī)理試題以圖示的形式來描述某一化學(xué)變化所經(jīng)由的全部反應(yīng)，就是把一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)分解成若干個(gè)反應(yīng)，然后按照一定規(guī)律組合起來，從而達(dá)到闡述復(fù)雜反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系的目的。近幾年這類題型是高考熱點(diǎn)，呈現(xiàn)方式每年都有變化，意對(duì)解題模型進(jìn)行掌握?！久}預(yù)測(cè)】反應(yīng)機(jī)理在近幾年高考題中頻繁出現(xiàn)，預(yù)計(jì)在2023年高考中，會(huì)以選擇和在化學(xué)反應(yīng)原理中圖像進(jìn)行呈現(xiàn)，考查學(xué)生知識(shí)運(yùn)用與推理能力。反應(yīng)機(jī)理真實(shí)情境進(jìn)行分析，思維轉(zhuǎn)化大，考查考生的遷移運(yùn)用能力和創(chuàng)新思維，具有一定的難度。催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理分析2023?廣東卷15題，3分；2023?全國(guó)新課標(biāo)卷12題，6分；2023?浙江省6月選考14題，3分；2022湖南卷9題，3分；2022山東卷10題，2分考點(diǎn)一反應(yīng)歷程中的能量變化圖像1．(2023?浙江省1月選考，14)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對(duì)能量為0]，下列說法不正確的是()A．E6-E3=E5-E2 B．可計(jì)算Cl-Cl鍵能為2(E2-E3)kJ?mol-1 C．相同條件下，O3的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程II>歷程ID．歷程I、歷程II中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)?H=(E5-E4)kJ?mol-12．(2022?湖南選擇性考試，12)反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如下圖所示：下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進(jìn)程的說法正確的是()A．進(jìn)程Ⅰ是放熱反應(yīng) B．平衡時(shí)P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．進(jìn)程Ⅳ中，Z沒有催化作用3．(2021?湖南選擇性考試，14)鐵的配合物離子(用[L﹣Fe﹣H]+表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理和相對(duì)能量的變化情況如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是()A．該過程的總反應(yīng)為HCOOHCO2↑+H2↑ B．H+濃度過大或者過小，均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低 C．該催化循環(huán)中Fe元素的化合價(jià)發(fā)生了變化 D．該過程的總反應(yīng)速率由Ⅱ→Ⅲ步驟決定三步突破能量變化能壘圖1．題在書外，理在書中——選編教材中的經(jīng)典圖示反應(yīng)歷程與活化能催化劑對(duì)反應(yīng)歷程與活化能影響人教版新教材魯科版新教材蘇教版2．變形考查——源于教材高于教材傳統(tǒng)高考命題以知識(shí)立意為重，前幾年的高考對(duì)此知識(shí)點(diǎn)的考查大多是教材的變形考查2015·北京高考·T92015·海南高考·T162016·海南高考·T113．不斷創(chuàng)新——真情境考查真應(yīng)用核心素養(yǎng)時(shí)代，高考命題由知識(shí)立意轉(zhuǎn)向素養(yǎng)立意，高考講究真情境考查真應(yīng)用2019·全國(guó)卷Ⅰ·T282018·海南高考·T122020·天津高考·T10題型一相對(duì)能量變化圖1．(2024·河南省六市重點(diǎn)高中高三調(diào)研考試)X→Y反應(yīng)分兩步進(jìn)行，在催化劑Cat1、Cat2作用下能量變化如圖所示。下列敘述正確的是()A．Cat1作用下，第二步反應(yīng)為決速反應(yīng)B．兩種催化劑不改變總反應(yīng)能量變化C．催化劑可以改變生成物Y的平衡濃度D．升高溫度，第一步反應(yīng)加快，第二步反應(yīng)減慢2．(2023·浙江省寧波市高三下學(xué)期高考模擬)一定條件下，CH3CH=CH2與HCl發(fā)生加成反應(yīng)有①、②兩種可能，反應(yīng)進(jìn)程中能量變化如圖所示。下列說法中不正確的是()A．反應(yīng)①、②焓變不同，與產(chǎn)物穩(wěn)定性有關(guān)，與反應(yīng)的中間狀態(tài)無關(guān)B．反應(yīng)①、②均經(jīng)過兩步反應(yīng)完成，對(duì)應(yīng)的分步反應(yīng)過程中均放出能量C．其他條件不變，適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，可以提高產(chǎn)物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例D．相同條件下，CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)3．(2023·浙江省杭州地區(qū)(含周邊)重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)一定條件下，反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程示意圖如下，下列說法不正確的是()A．由歷程I可計(jì)算，SO2的總鍵能=(E1-E3)kJ·mol-lB．由歷程Ⅱ可知，相同條件下O(g)的濃度比SO2(g)的濃度對(duì)反應(yīng)速度影響更大C．相同條件下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率，歷程I歷程ⅡD．由歷程I和歷程Ⅱ可得，E5-E3=E4-E24．(2022·重慶市普通高中高三學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試)“天朗氣清，惠風(fēng)和暢?！毖芯勘砻?，利用Ir+可催化消除大氣污染物N2O和CO，簡(jiǎn)化中間反應(yīng)進(jìn)程后，相對(duì)能量變化如圖所示。已知CO(g)的燃燒熱?H=-283kJ·mol-1，則2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的反應(yīng)熱?H(kJ·mol-1)為()A．-152 B．-76 C．+76 D．+1525．(2023·重慶一中高三質(zhì)檢)一定溫度圧強(qiáng)下，CH3-CH=CH2(g)與H(g)反應(yīng)可以生成CH3CH(g)和CH3CH2CH2(g)，反應(yīng)中的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()A．生成CH3CH2CH2(g)的反應(yīng)中，第一步為反應(yīng)的決速步B．短時(shí)間內(nèi)，CH3CH(g)是主產(chǎn)物C．升高溫度達(dá)平衡時(shí)，可以提高產(chǎn)物中CH3CH2CH2(g)的比例D．CH3-CH=CH2(g)+H(g)CH3CH2CH2(g)的焓變等于第一步與第二步正反應(yīng)活化能的差值6．(2023·浙江省重點(diǎn)中學(xué)拔尖學(xué)生培養(yǎng)聯(lián)盟適應(yīng)性考試)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，CH2=CHCH3(g)與HCl(g)反應(yīng)生成(g)和CH3CH2CH2(g)的反應(yīng)歷程與相對(duì)能量的示意圖如下。下列說法正確的是()A．E2-E3=E4-E5B．其他條件不變，往反應(yīng)體系中加入適量Cl-(g)可有效提高反應(yīng)速率C．其他條件不變，適當(dāng)升高溫度可提高加成產(chǎn)物中CH3CH2CH2的比例D．歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：+Cl-=CH3CHCH3ΔH＝(E3-E2)kJ·mol－17．(2023·浙江省天域全國(guó)名校協(xié)作體高三聯(lián)考)甲醇和異丁烯(以IB表示)在催化劑作用下合成甲基叔丁基醚(MTBE)：CH3OH(g)+IB(g)=MTBE(g)ΔH。反應(yīng)過程中反應(yīng)物首先被催化劑吸附，再經(jīng)歷過渡態(tài)(I、Ⅱ、Ⅲ)最終得到產(chǎn)物，相對(duì)能量與反應(yīng)歷程的關(guān)系如圖所示(其中N1表示甲醇和異丁烯同時(shí)被吸附，N2表示甲醇先被吸附，N3表示異丁烯先被吸附)。下列說法不正確的是A．該反應(yīng)的ΔH=-4QkJ/molB．三種反應(yīng)歷程中，N1反應(yīng)速率最快C．過渡態(tài)I比另兩種過渡態(tài)穩(wěn)定D．同溫同壓下，只要起始投料相同，三種途徑MTBE的轉(zhuǎn)化率相同8．(2023·浙江省精誠(chéng)聯(lián)盟高三三模)XH和O2反應(yīng)生成X或XO的能量-歷程變化如圖。在恒溫恒容的密閉容器中加入一定量的XH和O2，t1min時(shí)測(cè)得c(XO)＜c(X)，下列有關(guān)說法不正確的是()A．t1min時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比初始狀態(tài)更大B．

C．只改變反應(yīng)溫度，t1min時(shí)可能出現(xiàn)c(X)＜c(XO)D．相同條件下，在t2min(t2t1)時(shí)測(cè)定，可能出現(xiàn)c(X)＜c(XO)9．(2023·浙江省稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三聯(lián)考)一定條件下，2，3-二甲基-1，3-丁二烯與溴單質(zhì)發(fā)生液相加成反應(yīng)(1，2-加成和1，4-加成同時(shí)存在)，已知體系中兩種產(chǎn)物可通過中間產(chǎn)物互相轉(zhuǎn)化，反應(yīng)歷程及能量變化如圖所示：下列說法正確的是()A．比穩(wěn)定，因此任意條件下主產(chǎn)物均為B．由小于可知，升溫有利于→C．D．由反應(yīng)歷程及能量變化圖可知，該加成反應(yīng)為放熱反應(yīng)題型二能壘圖1．(2024·黑龍江省龍東五地市高三聯(lián)考)山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院開發(fā)催化劑用于光熱催化CO2加氫制CH4。反應(yīng)歷程如圖所示(*表示吸附在催化劑表面)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．催化劑表面上CH4脫附需吸收能量B．該歷程中的最小能壘(活化能)為E正=0.19eVC．該歷程中決速步驟為*CH3→*CH4D．工業(yè)生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級(jí)顆粒更利于提高反應(yīng)速率2．(2024·湖北高中名校聯(lián)盟高三第二次聯(lián)合測(cè)評(píng))無催化劑作用下，以乙二醛和O2為原料制取乙醛酸的可能反應(yīng)歷程如圖所承，TS表承過渡態(tài)，IM表示中間體。下列說法錯(cuò)誤的是()A．乙二醛被O2氧化可得3種有機(jī)產(chǎn)物B．反應(yīng)很短一段時(shí)間內(nèi)，IM4多于IM1C．乙二醛制乙二酸的最大能壘為181.5kJ/molD．選擇合適的催化劑可提高乙醛酸的選擇性3．(2024·山東德州高三期中)(雙選)利用Sb的參雜來實(shí)現(xiàn)對(duì)Bi的有效調(diào)制，優(yōu)化了CO2和N2偶聯(lián)的限速步驟中間產(chǎn)物的對(duì)稱性，以促進(jìn)C―N偶聯(lián)。其反應(yīng)歷程中能量變化如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．尿素合成的主要決速步驟是C―N偶聯(lián)B．Sb元素的參雜降低了熱力學(xué)反應(yīng)的焓變C．Sb元素?fù)诫s不會(huì)減少副產(chǎn)物CO的產(chǎn)生D．過程*COOH→*CO+H2O中存在O―H的形成4．固溶體作為金屬催化劑，能有效促進(jìn)電化學(xué)還原，反應(yīng)產(chǎn)生CH4和C2H4的共同中間體*CO在催化劑表面的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．固溶體催化劑對(duì)生成CH4有較高選擇性B．制約CO2還原為C2H4反應(yīng)速率的是*CH-CHO→*C-COHC．由*CO生成*OH的反應(yīng)為*CO+5H++5*OHD．*CHO→*CH3O只有化學(xué)鍵的形成5．已知化合物A與H2O在一定條件下反應(yīng)生成化合物B與HCOO-，其反應(yīng)歷程如圖所示，其中TS表示過渡態(tài)，I表示中間體。下列說法正確的是()A．化合物A與H2O之間的碰撞不均為有效碰撞B．該歷程中的最大能壘(活化能)E正=16．87kJ·mol-1C．使用更高效的催化劑可降低反應(yīng)所需的活化能和反應(yīng)熱D．升高溫度，有利于該反應(yīng)正向進(jìn)行6．NO有毒，是一種大氣污染物，科學(xué)家利用一種催化劑使NO在其表面分解，反應(yīng)歷程如圖所示(TS表示反應(yīng)中的過渡態(tài))。下列有關(guān)說法中正確的是()。A．NO分解的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．3→4反應(yīng)為分解反應(yīng)的決速步驟C．五種中間產(chǎn)物中TS5最穩(wěn)定D．催化劑能夠使該反應(yīng)的活化能降低，反應(yīng)熱減小7．(2023·河北省部分學(xué)校高三聯(lián)考)笑氣(N2O)是工業(yè)廢氣，近年發(fā)現(xiàn)它有很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，在催化劑下，CO還原N2O是有效的去除方法，反應(yīng)為CO+N2O=N2+CO2，其反應(yīng)歷程如圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．為催化劑B．無催化劑參與反應(yīng)過程的能壘為188.3kJ/molC．根據(jù)圖示，催化反應(yīng)可分為兩個(gè)半反應(yīng)：+N2O=N2++CO=CO2+D．從Im4到Im5有極性鍵和非極性鍵的斷裂和生成8．(2023·浙江省Z20名校聯(lián)盟高三第三次聯(lián)考)我國(guó)科學(xué)家研究化合物M(s)催化CO2氫化生成甲酸的機(jī)理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)過程的機(jī)理和相對(duì)能量曲線如下圖所示。均為過渡態(tài)。下列說法正確的是A．過渡態(tài)TS1比化合物Р更穩(wěn)定B．過程M→P為化合物M生成化合物N的決速步驟C．化合物M催化CO2氫化生成甲酸的反應(yīng)過程中一定有Fe-O鍵的生成和斷裂D．由M(s)生成N(s)的熱化學(xué)方程式：M(s)+CO2(g)=N(s)ΔH=-0.51kJ?mol-1題型三過渡態(tài)能量變化圖1．(2024·河南省部分名校高三階段性測(cè)試)電噴霧電離等方法得到的M+(、、等)與O3反應(yīng)可得MO+，MO+與CH4反應(yīng)過程中體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．CH4的二氯代物有兩種 B．過渡態(tài)1比過渡態(tài)2穩(wěn)定C．步驟I、II均涉及極性鍵形成 D．CH4與MO+生成CH3OH、M+的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)2．(2024·重慶沙坪壩高三期中)電噴霧電離等方法得到的M+(Fe+、Co+或Ni+等)勻O3反應(yīng)可得MO+在一定條件下，MO++CH4=M++CH3OH，直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢。MO+與CH4或CT4體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．步驟Ⅰ和步驟Ⅱ中氫原子的成鍵方式均發(fā)生了變化C．MO+與CT4反應(yīng)的能量變化為曲線cD．相同情況下，MO+與CHT3反應(yīng)，氚代甲醇CT3OH的產(chǎn)量大于CHT2OT3．(2024·江西贛州高三能力診斷性測(cè)試)某溴丁烷與乙醇反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化如圖(“”表示過渡態(tài))。下列說法錯(cuò)誤的是()A．總反應(yīng)為取代反應(yīng)B．該反應(yīng)過程中C原子雜化方式有變化C．反應(yīng)過程中(CH3)3C+是中間產(chǎn)物D．決定該過程正反應(yīng)快慢的步驟與逆反應(yīng)快慢的步驟互為可逆反應(yīng)4．(2023·浙江省北斗星盟高三聯(lián)考)下面是丙烷(用表示)的氯化和溴化反應(yīng)時(shí)的相對(duì)能量變化圖(已知)及產(chǎn)率關(guān)系。有關(guān)說法不正確的是()A．1molRH(g)完全生成1molR(g)放熱1.6×10－19JB．比穩(wěn)定C．以丙烷、鹵素、氫氧化鈉溶液為原料制備2-丙醇，優(yōu)于D．溴代和氯代第一步都是決速反應(yīng)5．(2023·浙江省臨海、新昌兩地高三適應(yīng)性考試5月模考)叔丁基溴在乙醇中反應(yīng)的能量變化如圖所示：反應(yīng)1：(CH3)3CBr→(CH3)2C=CH2+HBr反應(yīng)2：C2H5OH+(CH3)3CBr→(CH3)3COC2H5+HBr下列說法不正確的是()A．過渡態(tài)能量：①＞②＞③B．(CH3)3COC2H5可以逆向轉(zhuǎn)化為(CH3)3CBr，但不會(huì)轉(zhuǎn)化為(CH3)2C=CH2C．若將上述反應(yīng)體系中的叔丁基溴改為叔丁基氯，則E4—E3的值增大D．向(CH3)3CBr的乙醇溶液中加入NaOH并適當(dāng)升溫，可以得到較多的(CH3)2C=CH26．亞硝酰氯在有機(jī)合成中有重要應(yīng)用。2NO(g)＋Cl2(g)=2NOCl(g)的反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．催化劑能提高反應(yīng)物的相對(duì)能量B．相對(duì)于曲線Ⅱ，曲線Ⅰ表示加入催化劑C．曲線Ⅱ正反應(yīng)的活化能為15.5kJ·mol－1D．2NO(g)＋Cl2(g)=2NOCl(g)ΔH＝－77.1kJ·mol－17．如圖表示2-甲基-2-溴丙烷發(fā)生水解的反應(yīng)歷程，下列說法正確的是()A．由圖可知反應(yīng)有兩個(gè)過渡態(tài)，無法判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)B．增大c(NaOH)，總反應(yīng)的速率會(huì)增大C．反應(yīng)中存在C—Br的斷裂和C—O的形成D．若第一階段轉(zhuǎn)化率為30%，第二階段轉(zhuǎn)化率為40%，則最終產(chǎn)物的產(chǎn)率為12%考點(diǎn)二催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理分析1．(2023?廣東卷，15)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g)P(g)。反應(yīng)歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時(shí)，下列說法不正確的是()A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行 B．反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，升高溫度，R的濃度增大C．使用Ⅱ時(shí)，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡 D．使用Ⅰ時(shí)，反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大2．(2023?湖南卷，14)N2H4是一種強(qiáng)還原性的高能物質(zhì)，在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。我國(guó)科學(xué)家合成的某R(Ⅱ)催化劑(用[L-R]+表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4，其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．R(Ⅱ)被氧化至R(Ⅲ)后，配體NH3失去質(zhì)子能力增強(qiáng)B．M中R的化合價(jià)為C．該過程有非極性鍵的形成D．該過程的總反應(yīng)式：4NH33．(2023?全國(guó)新課標(biāo)卷，12)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉(zhuǎn)化為肼(NH2NH2)，其反應(yīng)歷程如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．NH2OH、NH3和H2O均為極性分子B．反應(yīng)涉及、鍵斷裂和鍵生成C．催化中心的Fe2+被氧化為Fe3+，后又被還原為Fe2+D．將NH2OH替換為ND2OD，反應(yīng)可得ND2ND24(2023?浙江省6月選考，14)一定條件下，1-苯基丙炔(P)可與H發(fā)生催化加成，反應(yīng)如下：反應(yīng)過程中該炔烴及反應(yīng)產(chǎn)物的占比隨時(shí)間的變化如圖(已知：反應(yīng)I、Ⅲ為放熱反應(yīng))，下列說法不正確的是()A．反應(yīng)焓變：反應(yīng)I>反應(yīng)ⅡB．反應(yīng)活化能：反應(yīng)I<反應(yīng)ⅡC．增加濃度可增加平衡時(shí)產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比例D．選擇相對(duì)較短的反應(yīng)時(shí)間，及時(shí)分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物15．(2022?湖南選擇性考試，9)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些生物酶體系可以促進(jìn)和的轉(zhuǎn)移(如a、b和c)，能將海洋中的NO2-轉(zhuǎn)化為N2進(jìn)入大氣層，反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是()A．過程Ⅰ中NO2-發(fā)生氧化反應(yīng)B．a(chǎn)和b中轉(zhuǎn)移的e-數(shù)目相等C．過程Ⅱ中參與反應(yīng)的n(NO)：n(NH4+)=1：4D．過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為NO2-+NH4+=N2↑+2H2O6．(2022?山東卷，10)在NO催化下，丙烷與氧氣反應(yīng)制備丙烯的部分反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．含N分子參與的反應(yīng)一定有電子轉(zhuǎn)移B．由NO生成的反應(yīng)歷程有2種C．增大NO的量，C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率不變D．當(dāng)主要發(fā)生包含②的歷程時(shí)，最終生成的水減少7．(2020?新課標(biāo)Ⅰ卷)銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．CH3COI是反應(yīng)中間體B．甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH+CO=CH3CO2HC．反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變D．存在反應(yīng)CH3OH+HI=CH3I+H2O催化反應(yīng)機(jī)理的分析思維模型第一步：分析反應(yīng)目的，反應(yīng)物和目標(biāo)產(chǎn)物分清第二步：找出各步反應(yīng)歷程的反應(yīng)物和生成物第三步：綜合分析所有反應(yīng)歷程，確定總反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物、中間物質(zhì)，循環(huán)物質(zhì)等2．催化反應(yīng)機(jī)理題的解題思路(1)通覽全圖，找準(zhǔn)一“劑”三“物”一“劑”指催化劑催化劑在機(jī)理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的，以催化劑粒子為主題的多個(gè)物種一定在機(jī)理圖中的主線上三“物”指反應(yīng)物、生成物、中間物種(或中間體)反應(yīng)物通過一個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的物質(zhì)一般是反應(yīng)物生成物通過一個(gè)箭頭最終脫離整個(gè)歷程的物質(zhì)多是產(chǎn)物中間體通過一個(gè)箭頭脫離整個(gè)歷程，但又生成的是中間體，通過兩個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的中間物質(zhì)也是中間體，中間體有時(shí)在反應(yīng)歷程中用“[]”標(biāo)出(2)逐項(xiàng)分析得答案根據(jù)第一步由題給情境信息，找出催化劑、反應(yīng)物、生成物、中間體，再結(jié)合每一選項(xiàng)設(shè)計(jì)的問題逐項(xiàng)分析判斷，選出正確答案。1．催化劑具有的三大特征催化劑是通過降低反應(yīng)活化能，從而改變了反應(yīng)的途徑，此即催化劑加速化學(xué)反應(yīng)的主要原因所在。總結(jié)起來，催化劑的特征主要表現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面：第一，催化劑可以改變反應(yīng)速率，但其自身在反應(yīng)前后的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。第二，催化劑不改變化學(xué)平衡。即催化劑既能加快正向反應(yīng)的速率，也能加快逆向反應(yīng)的速率，從而縮短化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間。第三，催化劑具有特殊的選擇性，不同類型的反應(yīng)，需要選擇不同的催化劑。同一種反應(yīng)物，使用不同的催化劑，可以得到不同的產(chǎn)物。2．催化劑與化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)分子原有的某些化學(xué)鍵，必須解離并形成新的化學(xué)鍵，這需要一定的活化能。在某些難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的體系中，加入有助于反應(yīng)分子化學(xué)鍵重排的第三種物質(zhì)(催化劑)其作用可降低反應(yīng)的活化能。催化劑能改變反應(yīng)的途徑、降低反應(yīng)的活化能、加快反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)熱的符號(hào)與數(shù)值、不能改變平衡的移動(dòng)方向。左圖虛線表示催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，右圖為催化反應(yīng)歷程示意圖。3．催化劑與中間產(chǎn)物催化劑：在連續(xù)反應(yīng)中從一開始就參與了反應(yīng)，在最后又再次生成，所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有發(fā)生變化，實(shí)則是消耗多少后續(xù)又生成了多少。中間產(chǎn)物：在連續(xù)反應(yīng)中為第一步的產(chǎn)物，在后續(xù)反應(yīng)中又作為反應(yīng)物被消耗，所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有生成，實(shí)則是生成多少后續(xù)有消耗多少。在含少量I-的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為：H2O2+I-→H2O+IO-慢H2O2+IO-→O2+I-+H2O快在該反應(yīng)中I-為催化劑，IO-為中間產(chǎn)物。而在機(jī)理圖中，先找到確定的反應(yīng)物，反應(yīng)物一般是通過一個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的物質(zhì)，(產(chǎn)物一般多是通過一個(gè)箭頭最終脫離這個(gè)歷程的物質(zhì))與之同時(shí)反應(yīng)的就是催化劑，并且經(jīng)過一個(gè)完整循環(huán)之后又會(huì)生成；中間產(chǎn)物則是這個(gè)循環(huán)中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)。如下圖中，MoO3則是該反應(yīng)的催化劑，圖中剩余的三個(gè)物質(zhì)均為中間產(chǎn)物：4．探究催化劑的催化機(jī)理從催化劑的組成入手，結(jié)合常見化學(xué)反應(yīng)，探究相關(guān)催化劑的催化機(jī)理。(1)金屬單質(zhì)催化劑金屬催化劑是一類重要的工業(yè)催化劑，主要包括塊狀催化劑，分散或者負(fù)載型的金屬催化劑。幾乎所有的金屬催化劑都是過渡金屬，這與金屬的結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)鍵有關(guān)。乙醇在氧氣環(huán)境下加熱(250℃～350℃)，以金屬單質(zhì)銅作為催化劑，可以收集獲得產(chǎn)物乙醛這一反應(yīng)，其反應(yīng)方程式如下：2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu),\s\do4(△))2CH3CHO＋2H2O在有充足氧氣的條件下，由于乙醇結(jié)構(gòu)中α碳上的氫較為活潑，銅(Cu)與氧氣(O2)加熱條件下得到的弱氧化劑氧化銅(CuO)可以將其轉(zhuǎn)化成醛：(2)酸催化劑酸催化劑催化是指催化劑與反應(yīng)物分子之間，通過給出質(zhì)子或接受電子對(duì)作用，形成活潑的正碳離子中間化合物(活化的主要方式)，繼而分解為產(chǎn)物的催化過程。中學(xué)階段接觸最多的酸催化劑是稀硫酸和濃硫酸。乙醇(CH3CH2OH)和乙酸(CH3COOH)在加熱的條件下生成乙酸乙酯，反應(yīng)催化劑是濃硫酸，具體反應(yīng)方程式為：CH3COOH＋C2H5OHeq\o(,\s\up11(H2SO4),\s\do4(△))CH3COOC2H5＋H2O。催化劑濃硫酸主要有兩方面作用，一方面，濃硫酸質(zhì)子化羰基，加強(qiáng)了羰基碳的缺電子性，促使乙醇作為親核試劑進(jìn)攻，形成四面體過渡態(tài)：濃硫酸的另一個(gè)作用是具有吸水性，吸收反應(yīng)中的生成物水，使得反應(yīng)向正向推進(jìn)。認(rèn)識(shí)催化劑的四大誤區(qū)誤區(qū)1催化劑不參加化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上，催化劑不是不參加化學(xué)反應(yīng)，而是在化學(xué)反應(yīng)前后，催化劑的化學(xué)性質(zhì)基本不變。例如在銅催化乙醇生成乙醛的反應(yīng)中，銅參與反應(yīng)的原理如下：第一步為2Cu＋O2=2CuO，第二步為CuO＋CH3CH2OH→Cu＋CH3CHO＋H2O，這兩步反應(yīng)方程式的加和為O2＋2CH3CH2OH→CH3CHO＋2H2O。顯然催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)誤區(qū)2一種反應(yīng)只有一種催化劑實(shí)際上一個(gè)反應(yīng)可以有多種催化劑，只是我們常選用催化效率高的，對(duì)環(huán)境污染小，成本低的催化劑，如雙氧水分解的催化劑可以是二氧化錳，也可以是氯化鐵，當(dāng)然還可以硫酸銅等誤區(qū)3催化劑都是加快化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)際上，催化劑有正催化劑與負(fù)催化劑，正催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率，負(fù)催化劑是減慢化學(xué)反應(yīng)速率的誤區(qū)4催化劑的效率與催化劑的量無關(guān)實(shí)際上，催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)，是第一反應(yīng)物。既然是反應(yīng)物，催化劑的表面積，催化劑的濃度大小必然影響化學(xué)反應(yīng)速率。比如用酵母催化劑做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化劑的用量是會(huì)改變催化效率的題型一無機(jī)反應(yīng)機(jī)理圖分析1．(2024·安徽省十五校卓越聯(lián)盟體高三聯(lián)考)下圖是某一電化學(xué)腐蝕過程的原理圖，有關(guān)說法正確的是()A．左側(cè)電勢(shì)高于右側(cè)B．浸金過程中的催化劑只有NH3C．整個(gè)反應(yīng)過程中，氧化劑為O2D．陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－2．(2024·江西省高三第一輪總復(fù)習(xí)調(diào)研測(cè)試)以某金屬氧化物(用表示)為催化劑，同時(shí)消除NH3、NO污染的反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．在相同條件下，比NO更易與M成鍵B．上述反應(yīng)歷程涉及極性鍵的斷裂和形成C．通過定量測(cè)定發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)歷程中物質(zhì)④含量最少，其可能原因是③→④為快反應(yīng)D．若a為常見非金屬單質(zhì)，則⑤→①的反應(yīng)可能為3．(2024·貴州省部分名校高三大聯(lián)考)NO的治理是當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的重要課題之一，某含CeO?的催化劑(含Ce化合物的比例系數(shù)均未標(biāo)定)的作用機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．NO可以造成臭氧空洞B．在反應(yīng)機(jī)理②中，Ce元素的化合價(jià)升高C．加入催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率D．整個(gè)反應(yīng)中被氧化的非金屬元素為S和N4．(2024·江蘇徐州高三期中)Na2S2O8-Co3O4可作為光催化水生產(chǎn)物質(zhì)X的高效催化劑，反應(yīng)部分機(jī)理如題圖所示。下列說法正確的是()A．Co元素位于元素周期表IB族B．在激光作用下，Na2S2O8發(fā)生氧化反應(yīng)C．物質(zhì)X為H2D．工業(yè)上煅燒CoCO3制備Co3O4的反應(yīng)：CoCO3+O22Co3O4+6CO25．(2024·四川遂寧高三理綜合測(cè)試)保護(hù)環(huán)境工作常常涉及到含氮化合物的治理，某研究發(fā)現(xiàn)NH3與NO的反應(yīng)歷程如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的()A．該反應(yīng)歷程中形成了非極性鍵和極性鍵B．Fe2+能降低總反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率C．每生成2molN2，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為6NAD．該反應(yīng)歷程中存在：NO+Fe2+－NH2=Fe2++N2↑+H2O≡6．(2024·河南省部分名校高三聯(lián)考)在恒溫恒容密閉容器中充入1molCO和3molH2，在催化劑Catl、Cat2、Cat3催化下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。已知：，(R、C為常數(shù)，k為速率常數(shù)，Ea為活化能，T為溫度)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得Rlnk與的關(guān)系如圖所示。在相同條件下，Catl、Cat2、Cat3催化效率大小排序正確的是()A．Catl＞Cat2＞Cat3 B．Cat2＞Catl＞Cat3C．Cat3＞Cat2＞Catl D．Cat3＞Catl＞Cat27．(2024·山東德州高三期中)Operando光譜和DFT計(jì)算明確了在負(fù)載WO3的CeO2上NH3(NH3-SCR)選擇性催化還原NO的還原/氧化半循環(huán)的過程如下。下列說法正確的是()A．步驟1中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比：2∶1B．氧化性強(qiáng)弱順序：CeO2＞O2＞NOC．每生成1molN2理論上消耗0.25molO2D．上述過程的總反應(yīng)方程式：6NO+4NH3=5N2+6H2O8．(2022·山東省煙臺(tái)市、德州市高三一模)H2在石墨烯負(fù)載型Pd單原子催化劑(Pd/SVG)上還原NO生成N2和NH3的路徑機(jī)理及活化能(kJ·mol－1)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．H2還原NO生成N2的決速步為反應(yīng)⑥B．Pd/SVG上H2還原NO，更容易生成NH3C．根據(jù)如圖數(shù)據(jù)可計(jì)算NO＋5H=NH3＋H2O的ΔHD．由圖可知，相同催化劑條件下反應(yīng)可能存在多種反應(yīng)歷程9．硼氫化鈉(NaBH4)可用作還原劑和塑料發(fā)泡劑。如圖為它在催化劑作用下與水反應(yīng)制取氫氣的微觀過程示意圖，下列說法不正確的是()A．水在此過程中作還原劑B．若用D2O代替H2O，反應(yīng)后生成的氣體中含有D2C．通過控制催化劑的用量和表面積，可以控制氫氣的產(chǎn)生速率D．NaBH4與水反應(yīng)的離子方程式為BHeq\o\al(－,4)＋4H2O=B(OH)eq\o\al(－,4)＋4H2↑10．(2022·河南省重點(diǎn)中學(xué)高三模擬調(diào)研)利用煙氣中SO2可回收廢水中的，實(shí)現(xiàn)碘單質(zhì)的再生，其反應(yīng)原理如下圖所示下列說法錯(cuò)誤的是()A．[(NH3)5CO-O-O-CO(NH3)5]4+中Co的化合價(jià)為+3價(jià)B．總反應(yīng)離子方程式為：SO2+O2+2I-=I2+SO42-C．反應(yīng)①~⑤中均有電子的轉(zhuǎn)移D．反應(yīng)③中，每消耗1molO2會(huì)轉(zhuǎn)移2mol電子11．(2022·湖北省武漢騰云聯(lián)盟高三聯(lián)考)近期我國(guó)科技工作者開發(fā)了高效NOx催化凈化(脫硝)催化劑，實(shí)現(xiàn)NOx減排，其催化原理如圖所示(“□”代表氧原子空位)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)過程中涉及O-H的斷裂和生成B．Ce原子的成鍵數(shù)目發(fā)生了改變C．基態(tài)Ti原子價(jià)電子排布式為3d24s2D．催化循環(huán)的總反應(yīng)為4NH3+6NO5N2+6H2O12．(2024·重慶市高三調(diào)研測(cè)試)乙烷催化氧化為乙酫在合成化學(xué)和碳資源利用等方面均有重大意義。在Fe+催化下乙烷氧化成乙醛的機(jī)理如圖所示。下列說法不正確的是()A．X的化學(xué)式為H2OB．乙醛分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵C．反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ都是氧化還原反應(yīng)D．每生成1molCH3CHO，消耗N2O的物質(zhì)的量大于2mol13．(2024·廣東江門高三調(diào)研測(cè)試)甲烷是一種重要的化工原料，常用來生產(chǎn)氫氣、乙炔，碳黑等物質(zhì)。一種甲烷催化氧化的反應(yīng)歷程如圖所示，*表示微粒吸附在催化劑表面。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．的過程中C被氧化，吸收能量B．產(chǎn)物從催化劑表面脫附的速率慢會(huì)降低總反應(yīng)速率C．適當(dāng)提高分壓會(huì)降低的反應(yīng)速率D．與反應(yīng)生成CO、涉及極性鍵、非極性鍵的斷裂和生成14．(2024·湖北武漢高三測(cè)試)2023年10月4日化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家以表彰他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面作出的貢獻(xiàn)。一種新型復(fù)合光催化劑[碳量子點(diǎn)(CQDs)/氮化碳(C3N4)納米復(fù)合物]可以利用太陽光實(shí)現(xiàn)高效分解水，其原理如圖所示。下列說法正確的是()A．氮化碳的硬度比金剛石的小 B．水分解過程中，H2O2作催化劑C．兩種納米材料均屬于共價(jià)化合物 D．若反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng)，則反應(yīng)Ⅰ一定是吸熱反應(yīng)15．(2024·山西省名校高三聯(lián)考)煉油、石化等工業(yè)產(chǎn)生的含硫(價(jià))廢水可通過催化氧化法進(jìn)行處理。堿性條件下，催化氧化廢水的機(jī)理如圖所示。其中MO2為催化劑，附著在催化劑載體聚苯胺的表面。下列說法正確的是()A．轉(zhuǎn)化Ⅰ中作還原劑，發(fā)生還原反應(yīng)B．M元素位于第四周期第Ⅶ族C．催化氧化過程的總反應(yīng)為O2+2H2O+S2-32OH-+2S↓D．生成的進(jìn)入催化劑空位處可能會(huì)導(dǎo)致其催化效率下降16．(2024·河北石家莊一中高三月考)我國(guó)科技工作者以某含磷化合物作催化劑，利用光催化甲烷直接合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是()

A．共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)①<②B．反應(yīng)過程中CH4中氫元素被氧化C．該過程催化劑中P元素的化合價(jià)發(fā)生了改變D．該過程的總反應(yīng)方程式為CH4+H2O→CH3OH+H2題型二有機(jī)反應(yīng)機(jī)理圖分析1．(2024·江蘇無錫高三期中教學(xué)質(zhì)量調(diào)研測(cè)試)CO2氧化乙苯脫氫制苯乙烯的反應(yīng)方程式是：(g)+CO2(g)+H2O(g)+CO(g)，其反應(yīng)歷程如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔS＜0B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)