【熱點(diǎn)問題突破】2020高考化學(xué)反應(yīng)機(jī)理熱點(diǎn)問題突破

1、 2020高考化學(xué)熱點(diǎn)問題突破物質(zhì)結(jié)構(gòu)與反應(yīng)歷程【考題回顧】（2019全國(guó)卷I）固體界面上強(qiáng)酸的吸附和離解是多相化學(xué)在環(huán)境、催化、材料科學(xué)等領(lǐng)域研究的重要課題。如圖為少量HCl氣體分子在253K冰表面吸附和溶解過程的示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是（）氣相第二層第三層冰表面第一層中，HC1以分子形式存在冰表面第二層中，H+濃度為5X103molL-1（設(shè)冰的密度為0.9gcm-3）冰表面第三層中，冰的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保持不變冰表面各層之間，均存在可逆反應(yīng)HC1=H+C1-（2019全國(guó)卷I）：我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的

2、物種用*標(biāo)注2101SS-蘭盞80H志)+尊8_o+.s+i過渡態(tài)2OH+”H嚴(yán)壬)5孟OH+H+HO+S過渡態(tài)1淨(jìng)辛0工嚴(yán)80g8可知水煤氣變換的AH0（填“大于”“等于”或“小于”），該歷程中最大能壘（活化能）E占eV,寫出該步驟的化學(xué)方程式正（2020福建省檢）反應(yīng)丨小=II-i-i-可能的反應(yīng)歷程如下圖所示。注：方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目、微粒的相對(duì)總能量（括號(hào)里的數(shù)字或字母，單位：eV）。其中，TS表示過渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。反應(yīng)歷程中，生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式為。相對(duì)總能量E=（計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù)）。（已知：leV=1.6xIO-22kJeV-i）問題解決：（20

3、20廈門）我國(guó)科學(xué)家結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在鐵摻雜w18o49納米反應(yīng)器催化劑表面上實(shí)現(xiàn)常溫低電位合成氨，獲得較高的氨產(chǎn)量和法拉第效率。反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。需要吸收能量最大的能壘（活化能）E=ev，該步驟的化學(xué)方程式為；若通入h2體積分?jǐn)?shù)過大，可能造成。牛刀小試：(2020廣州一測(cè))科學(xué)家研究利用鐵觸媒催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用ad表示。50N%f朋加反應(yīng)歷杖由圖可知合成氨反應(yīng)冷【1進(jìn).|=34的M=kJmol-i。該歷程中反應(yīng)速率最慢的步驟的化學(xué)方程式為?！痉磻?yīng)歷程類型】一、直線圖式中國(guó)學(xué)者在水煤氣變換CO(g)+H

4、2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH中突破了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率不能兼得的難題，該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實(shí)現(xiàn)的。反應(yīng)過程示意圖如下：過程IffU過稈TT9壓i寸程I二催化劑oHOCO下列說法正確的是()過程I、過程III均為放熱過程B.過程III生成了具有極性共價(jià)鍵的H2、CO2C.使用催化劑降低了水煤氣變換反應(yīng)的AHD.圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程我國(guó)科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是（）生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%CH4-CH3COOH過程中，有CH鍵發(fā)生

5、斷裂一放出能量并形成了CC鍵該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率二、能壘圖式研究表明CO與N2O在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示,兩步反應(yīng)分別為N2O+Fe+=電+卩60+（慢）、FeO+CO=Cq+Fe+（快）。下列說法正確的是()能眾N.Q+CO叫+亡0：、牡IFb+NQ咬應(yīng)歷程A.反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由反應(yīng)決定Fe+使反應(yīng)的活化能減小，F(xiàn)eO+是中間產(chǎn)物若轉(zhuǎn)移1mol電子，則消耗11.2LN2O6. (2020武漢)一:甲胺是重要的化工原料。戢近典國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了使用銅催化劑將心一何基卬酰胺【“厲)小兀H0簡(jiǎn)稱

6、PMF轉(zhuǎn)化為：1卩胺的合成路線?；卮鹣铝袉栴}；(I結(jié)合實(shí)驗(yàn)號(hào)計(jì)算機(jī)模擬貂果，研究單分了在銅催化劑忠町的反應(yīng)肪程，如下圖所加：nCH3)2NClJO(g)1-21b)-0.5-1.0-1.5-2.0-KNCTOIZ3W屮肝畑-1.23(CH;)?NC1I?iOlftI2I*、-1.55/、_1R_/(CH+CO+H20E.COtPCHC.0CH2-+OCH3D0CH3-/CHQH容易得到的龍產(chǎn)物有CO珂CH?Ot-K中相對(duì)較多的副產(chǎn)物対上述合成甲醇的反應(yīng)速率較三、循環(huán)圖式 H用比制備出的-ftT藝簡(jiǎn)單、能耗低的方法，反應(yīng)原理如下圖所示。&反應(yīng)的化學(xué)方程式為,R42IKV2CI|PdCI2O=-四

7、、基元反應(yīng)圖式汽車排氣管裝有的三元催化裝置,可以消除CO、NO等的污染,反應(yīng)機(jī)理如下:NO+Pt(s)NO(*)Pt(s)表示催化劑,NO(*)表示吸附態(tài)NO,下同:CO+Pt(s)CO(*):NO(*)N(*)+O(*):CO(*)+O(*)CO2+2Pt(s):N(*)+N(*)N2+2Pt(s):NO(*)+N(*)N2O+2Pt(s)尾氣中反應(yīng)物及生成物濃度隨溫度的變化關(guān)系如圖。A1ACOON0ppm35003000;2,500:2000：!500-i0ntoo15020025030035U400450溫度/匸AM.0QCO,ON.卩PM3500130002500-200U-i則i00

8、&500-100150200250WO3304004M溫度代反應(yīng)枷330口以下的低溫區(qū)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是。反應(yīng)V的活化能反應(yīng)VI的活化能（填“”或“=”）,理由五、綜合拓展&CO2加氫可轉(zhuǎn)化為高附加值的CO、CH4、CH3OH等C產(chǎn)物。該過程可緩解CO2帶來的環(huán)境壓力，同時(shí)可變廢為寶，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。CO2加氫過程，主要發(fā)生的三個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)為：反應(yīng)i：CO2(g)+3H2(g)反應(yīng)ii：CO2(g)+4H2(g)反應(yīng)iii：CO2(g)+H2(g)回答下列問題：CH3OH(g)+H2O(g)CH4(g)+2H2O(g)CO(g)+H2O(g)H=49.01kJmol-iH=165.0kJmol-iH=+41.17kJmol-i反應(yīng)iii為逆水煤氣變換反應(yīng)，簡(jiǎn)稱RWGS。以金屬催化劑為例，該反應(yīng)歷程的微觀示意和相對(duì)能量（eV）變化圖如下所示（呼爲(wèi)爐為催化劑，為C原子,:欽為O原子，為H原子）：歷程I：歷程II:AMMEOJlcVE745VE=-O.85cVE=+O.36cV過渡態(tài)I【歷程III:MMME=-