化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)歷程（原卷版）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義（新教材新高考）

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)【一輪?考點(diǎn)精講精練】復(fù)習(xí)講義

考點(diǎn)45化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)歷程

疆本講?講義概要

一、基元反應(yīng)、過(guò)渡態(tài)理論

知識(shí)精講

二、常見(jiàn)反應(yīng)歷程（或機(jī)理）圖像分析

選擇題：20題建議時(shí)長(zhǎng)：60分鐘

課后精練

實(shí)際時(shí)長(zhǎng)：________分鐘

非選擇題：5題

%夯基?知識(shí)精講________________________________________________________

一、基元反應(yīng)、過(guò)渡態(tài)理論

1.基元反應(yīng)和有效碰撞理論

（1）基元反應(yīng)：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)歷多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)，其中每一步反應(yīng)都稱(chēng)為基元反應(yīng)。

反應(yīng)歷程：基元反應(yīng)反映了化學(xué)反應(yīng)的歷程，反應(yīng)歷程又稱(chēng)反應(yīng)機(jī)理。

如：2Hl=⑸+12實(shí)際上經(jīng)過(guò)下列兩步反應(yīng)完成：①2Hl一叢+21

②21T2

（2）許多化學(xué)反應(yīng)都不是基元反應(yīng)，而是由兩個(gè)或多個(gè)基元步驟完成的。假設(shè)反應(yīng)：Az+B=AzB是分兩

個(gè)基元步驟完成的：

第一步2A（慢反應(yīng)）

第二步2A+B-A2B（快反應(yīng)）

對(duì)于總反應(yīng)來(lái)說(shuō)，決定反應(yīng)速率的肯定是第一個(gè)基元步驟，即這種前一步的產(chǎn)物作為后一步的反應(yīng)物

的連串反應(yīng)的。決定速率的步驟是最慢的一個(gè)基元步驟。

+

如：過(guò)氧化氫H2O2在水溶液中把澳化氫HBr氧化為澳Br2的反應(yīng)：H2O2+2H+2B「-Br2+2H2O,

反應(yīng)機(jī)理為：

+

H2O2+H+Br-—*HBrO+H2O（慢反應(yīng)）

+

HBrO+Br+H^Br2+H2O（快反應(yīng)）

決定速率的就是第一個(gè)反應(yīng)，且這個(gè)反應(yīng)中HBrO不是最終產(chǎn)物，稱(chēng)為反應(yīng)的中間產(chǎn)物或中間體。

（3）有效碰撞

①基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞。

②反應(yīng)物分子的每一次碰撞并不是都能發(fā)生反應(yīng)，能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫作有效碰撞。發(fā)生有效

碰撞的兩個(gè)條件是反應(yīng)物分子能量足夠和取向合適。

2.過(guò)渡態(tài)理論

（1）如圖所示是兩步完成的化學(xué)反應(yīng)，分析并回答下列問(wèn)題。

①該反應(yīng)的反應(yīng)物為A、B,中間體為C,生成物為D。

能量第一過(guò)渡態(tài)

第二過(guò)渡態(tài)②由A、B生成C的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，由C生成D的反

JE[W

應(yīng)為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

“BV

③第一步為慢反應(yīng)，第二步為快反應(yīng)，決定總反應(yīng)快慢的

D是第一步反應(yīng)。

0反應(yīng)過(guò)程

（2）基元反應(yīng)過(guò)渡狀態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過(guò)程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài)，這個(gè)狀

態(tài)稱(chēng)為過(guò)渡態(tài)。

AB+C^-A.B..C]一A+BC

反應(yīng)物過(guò)渡態(tài)產(chǎn)物

（3）過(guò)渡態(tài)是處在反應(yīng)過(guò)程中具有最高能量的一種分子構(gòu)型，過(guò)渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)

于活化能。

如：一澳甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的歷程可以表示為:CH3Br+OH——?[Br...CH3...OH]——+CH30H

反應(yīng)物過(guò)渡態(tài)產(chǎn)物

一浪甲烷與NaOH溶液反應(yīng)歷程示意圖

二、常見(jiàn)反應(yīng)歷程（或機(jī)理）圖像分析

1、常見(jiàn)反應(yīng)歷程（或機(jī)理）圖像分析

圖像解讀

催化劑與化學(xué)反應(yīng)：

（1）在無(wú)催化劑的情況下：Ei為正反應(yīng)的活化能；

萬(wàn)2為逆反應(yīng)的活化能；田一為為此反應(yīng)的焰變

（A/7）o

（2）有催化劑時(shí)，總反應(yīng)分成了兩個(gè)反應(yīng)步驟（也可

能為多個(gè)，如模擬演練題1中圖像所表示的），反

應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反

應(yīng)②為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

（3）催化劑的作用：降低田、E2,但不影響△〃，

反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于起點(diǎn)（反應(yīng)

物）能量和終點(diǎn)（生成物）能量的相對(duì)大小

“環(huán)式”反應(yīng):

對(duì)于“環(huán)式”反應(yīng)過(guò)程圖像，位于“環(huán)上”的物質(zhì)一

般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入

環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物，如①和④，“出環(huán)”的物質(zhì)為

生成物，如②和③

催化劑與中間產(chǎn)物：

催化劑：在連續(xù)反應(yīng)中從一開(kāi)始就參與了反應(yīng)，

在最后又再次生成，所以?xún)H從結(jié)果上來(lái)看似乎并

沒(méi)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

0HOJH

r=ii_\續(xù)反應(yīng)中又作為反應(yīng)物被消耗，所以?xún)H從結(jié)果上

XV

來(lái)看似乎并沒(méi)有生成，實(shí)則是生成多少后續(xù)有消

/④①\

耗多少。

oX

弋③J②，

例1：在含少量I-的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為：

義+￡、%。01B

HO+rtHO+10-慢

HH<oQ°Hz。222

H2O2+IO-^O2+I-+H2O快

1,2-丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機(jī)理在該反應(yīng)中r為催化劑，io為中間產(chǎn)物。

例2：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(guò)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(guò)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(guò)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，MoC>3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。

能壘與決速步驟：

能壘：簡(jiǎn)單可以理解為從左往右進(jìn)行中，向上爬

一Pd

0.8■—Rh過(guò).2坡最高的為能壘，而包含此能壘的反應(yīng)我們稱(chēng)之

過(guò)渡態(tài)1夕\

>0.4HCOOHL\/\為決速步驟，也成為慢反應(yīng)。

三0

5-0.4-WJ\例如圖中，從第一個(gè)中間態(tài)到過(guò)渡態(tài)2的能量就

-0.8HCOOH*_是能壘，而HCOO*+H*=CC）2+2H*是在Rh做催化

-1.2HCO^+H-CCV2H-

劑時(shí)該歷程的決速步驟。

反應(yīng)歷程

注意：

①能壘越大，反應(yīng)速率越小，即多步反應(yīng)中能壘

最大的反應(yīng)為決速反應(yīng)。

②用不同催化劑催化化學(xué)反應(yīng)，催化劑使能壘降

低幅度越大，說(shuō)明催化效果越好。

③相同反應(yīng)物同時(shí)發(fā)生多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，其中能壘

越小的反應(yīng)，反應(yīng)速率越大，產(chǎn)物占比越高。

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

劑在機(jī)理圖中的主線上.

反應(yīng)物通過(guò)一個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的物質(zhì)是反應(yīng)物；

三“物”指反應(yīng)

物、生成物、中生成物通過(guò)一個(gè)箭頭最終脫離整個(gè)歷程的物質(zhì)一般多是產(chǎn)物；

間物種(或中間

通過(guò)一個(gè)箭頭脫離整個(gè)歷程，但又生成生成物的是中間體，通過(guò)二個(gè)箭頭進(jìn)

體)中間體

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(wèn)題逐項(xiàng)分析判斷，選出正確答案。

曜提能?課后精練_________________________________________________

1.化合物K發(fā)生Fries重排機(jī)理如下：

O+/A1CX

000H0

。k。又網(wǎng)fA,T

心嗎心一。卜

K中間體I中間體II中間體niL

中間體IIf中間體ni時(shí)，因反應(yīng)位點(diǎn)的不同，還會(huì)生成HO-其中L的沸點(diǎn)為218OC,M

的沸點(diǎn)為324。(2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.中間體II中Al原子的雜化方式為sp3

B.分離L和M的操作為蒸儲(chǔ)

C.ImolK和ImolL均能與4moi凡發(fā)生加成反應(yīng)

CHjCOO

D.發(fā)生Fries重排的產(chǎn)物之一為

0

CH3

2.我國(guó)科研人員研究了在Cu-ZnO-ZrC?2催化劑上CO2加氫制甲醇過(guò)程中水的作用機(jī)理，其主反應(yīng)歷程如圖

所示(H2-*H+*H)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.催化劑不能提高二氧化碳加氫制甲醇的過(guò)程中原子利用率

B.該反應(yīng)過(guò)程中，涉及了極性共價(jià)鍵的斷裂和生成

C.第③步的反應(yīng)式為*H3co+H2OTCH3CPH+HO

D.向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的產(chǎn)率

3.在納米多孔BiVC>4，光電極上將甘油氧化的過(guò)程中C-C鍵斷裂與C-C鍵形成機(jī)理如圖所示。

HHH

III

H-C-OHH-C-OHH-C-OH

H-C-OHH-C-:OHH-C=O

H-C-OHQ

d-IO2I6H-C=O

oHC-C>HC-CA

>HH-C-OH

mH斷裂sI（電）藕ASI

ICH

H-C-OH.

H-C-OHH-C-OHH-C=O

H-C-OHH-C-OHH-C-OH

lII

HHH

甲乙丙

下列敘述正確的是

A.有機(jī)物甲極易溶于水且與丙互為同系物B.上述轉(zhuǎn)化過(guò)程只包含。鍵的斷裂和形成

C.丙能發(fā)生取代、加成、還原和氧化反應(yīng)D.每個(gè)甲分子中含有3個(gè)手性碳原子

4.消除天然氣中H2s是能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)，利用CuFeQ」表面吸附H2s時(shí)，研究表明有兩種機(jī)理途徑，如圖

所示。

85.6

----途徑］

,—

）25.0\\

——途徑2

*表示催化劑吸附物種

\\-3423-362.6

卜403：9，，；=^,--------4192

.^^347為_(kāi)513.0/而—*一儂4

4415

-'：—/'、、3.586,3

_5671

H2S*過(guò)渡態(tài)H*+HS*過(guò)渡態(tài)5H*，S*過(guò)渡態(tài)H*+OH*+S*H2O*+S*

吸附歷程

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.途徑1歷程中最大能壘為204.5kJ.mo「

B.使用催化劑該吸附過(guò)程釋放能量減少

C.H2S*=HS*+H*的速率：途徑1〈途徑2

D.CuFe2C?4在吸附過(guò)程中提供了。原子

5.Wolff-Kishner-黃鳴龍還原反應(yīng)機(jī)理如下（R、R均代表炫基），下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

NH2

_________一比0.

過(guò)程①過(guò)程②

NH2NH2

A.朋的沸點(diǎn)高于氨氣，原因是分子間氫鍵數(shù)目更多，且相對(duì)分子質(zhì)量更大

B.過(guò)程①發(fā)生加成反應(yīng)，過(guò)程②、③均發(fā)生消去反應(yīng)

R—CH—R'R'

C.過(guò)程④的反應(yīng)歷程可表示為L(zhǎng)NH+OH—R_2H+N2T+H2。

一

D.應(yīng)用該機(jī)理，QT可以在堿性條件下轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

CH

3CH3

6.二甲醛魏基化在分子篩催化劑上的反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

cH

3

sO/

\I

C

A/°\H3

o

S

CH3COOCH3

II/

H3C—c—o

H3c—0AlHOCH3

HC(*

Si

A.反應(yīng)涉及O—H鍵斷裂和C—O鍵、C—C鍵生成

B.根據(jù)以上機(jī)理，反應(yīng)的主產(chǎn)物為甲酸乙酯

C.甲醇經(jīng)脫水反應(yīng)可生成原料二甲醛

D.CH30cH3和CO均為極性分子

7.SiCl,的水解機(jī)理如下圖所示（“口”代表Si的3d軌道）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

OH

-HC1I

—?/S1--OH

H0XOH

A.上述過(guò)程涉及極性鍵的斷裂和形成B.水解過(guò)程中Si的雜化方式有變化

C.NCh的水解機(jī)理與SiCl4相同D.相同條件下，SiCl,比CC1,易水解

8.一種催化還原NO的機(jī)理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

2+

中間體X為［(NH3)2CU-O-O-CU(NH3)2］

中間體Y為［(NHp^u^^jZuCNHpj2+

2NO+4NH3+2NH4

中間體Z為［即3)2(：1JU(NH3)2產(chǎn)

2N2+4H2O

A.中間體X和Z中O和Cu的化合價(jià)均不變

B.使用催化劑［CU(NH3)4『，可以提高NO的反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率

C.過(guò)程①中既有極性鍵的斷裂，也有極性鍵的形成

催化劑

D.該催化還原過(guò)程的總反應(yīng)方程式為2NO+2NH32N2+3H2O

9-利用反應(yīng)C6H5-CH2CH3(g)+CC)2(g)UC6H5-CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)制取苯乙烯的機(jī)理如下圖,

下列說(shuō)法正確的是

A.圖示機(jī)理中有非極性鍵的斷裂與形成

B-該反應(yīng)的平衡常數(shù)"cc(cC：6HH；5-CCHH2=CCHH，2)cg(CO))

c.過(guò)程n中，H+與B2位點(diǎn)上co?中帶部分負(fù)電荷的o作用生成H°、［夕。

D.該反應(yīng)中每消耗lmolCC>2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為4x6.02x1023

10.我國(guó)科研人員研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化劑上CO2加氫制甲醇過(guò)程中水的作用機(jī)理，其主反應(yīng)歷程如

圖所示下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.二氧化碳加氫制甲醇的過(guò)程中原子利用率達(dá)100%

B.帶*標(biāo)記的物質(zhì)是該反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物

C.向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的產(chǎn)率

D.第③步的反應(yīng)式為*H3CO+H2O—CH3OH+*HO

11.已知TiC>2在光照下可以激發(fā)產(chǎn)生空穴(h+)和光電子⑹)。某課題組研究TiCh光催化降解室內(nèi)污染物甲醛

的機(jī)理如下圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.TiC)2每吸收32eV太陽(yáng)能理論上可以產(chǎn)生10個(gè)h+

B.④反應(yīng)的方程式為：HCHO+4-OH=CO2+3H2O

-nq

C.該過(guò)程總反應(yīng)為：HCHO+O2CO2+H,O

光照

D.TiC)2在光照下同樣可以催化CaCO3分解反應(yīng)

12.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(guò)程

的機(jī)理和相對(duì)能量曲線如下圖所示。TSI、TS2均為過(guò)渡態(tài)。下列說(shuō)法正確的是

,相對(duì)能量/eV

TS2(11.28)

TS1(6.05)/'\

一西08)

M+C02(0.00)'

N(_n^3]

反應(yīng)過(guò)程

A.過(guò)渡態(tài)TS1比化合物P更穩(wěn)定

B.過(guò)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(guò)程中一定有Fe-O鍵的生成和斷裂

1

D.由M(s)生成N(s)的熱化學(xué)方程式:M(s)+CO2(g)=N(s)AH=-0.5IkJ.mor

13.Scripps研究所近期在溫和條件下實(shí)現(xiàn)了苯乙酸的鄰位羥基化反應(yīng)，如圖為其反應(yīng)機(jī)理，下列說(shuō)法錯(cuò)誤

的是

CO2K

CO2K

.+H0

2H+L

PdX2

④X=RCO；orL?

2HX

2HXReductiveelimination

&Ligandexchange

,OK

H-：Pd^0o

HOTMe

o'Me

HOA

Me

Oxidaiveaddition

OK②

CMD

③

H2O2Ml

HOyN

ProposedMechanism:

A.過(guò)程③中HQ?作為氧化劑B.機(jī)理中存在非極性鍵的斷裂

C.機(jī)理中所涉及物質(zhì)N原子雜化方式均為sp?D.在轉(zhuǎn)化過(guò)程中PdXz為催化劑

14.一種利用Al/Cu/Pd三元金屬顆粒復(fù)合材料去除水體中硝酸鹽的技術(shù)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的

是

A.隨水體pH增大，硝酸鹽去除率降低

B.H(ads)可以促進(jìn)NO；的脫氧，從而產(chǎn)生N2

C.該機(jī)理中三種金屬均給出電子，體現(xiàn)還原性

D.金屬鋁表面的反應(yīng)過(guò)程可表示為：2A1+N0式ads)+7H+=2AP++NH3(ads)+2H2O

15.硫酸鹽還原菌SRB是一類(lèi)獨(dú)特的原核生理群組，是一類(lèi)具有各種形態(tài)特征，能通過(guò)異化作用將硫酸鹽

作為有機(jī)物的電子受體進(jìn)行硫酸鹽還原的嚴(yán)格厭氧菌。在地球上分布很廣泛，通過(guò)多種相互作用發(fā)揮諸多

潛力。但在水體中，會(huì)促使許多金屬及合金發(fā)生腐蝕。某種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機(jī)理

如圖所示。

對(duì)于該反應(yīng)機(jī)理相關(guān)信息分析正確的是

①若引入新的菌種，一定可以加速對(duì)金屬的腐蝕

②硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕作用是在無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行的

③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，F(xiàn)e腐蝕后最終會(huì)生成Fe2O3.xH2O

④SO：在SRB的作用下發(fā)生反應(yīng)：SO：+8e-+8H+=S2-+4H2O(正極電極反應(yīng)式)

⑤當(dāng)ImolSO：在SRB的作用下轉(zhuǎn)化為S2-時(shí)，理論上正極反應(yīng)會(huì)消耗4mol水

⑥若溶液中的S2一會(huì)完全轉(zhuǎn)化為FeS,則Fe腐蝕后生成Fe(OH)2和FeS的物質(zhì)的量之比為3：1

A.①②③B.①②⑤⑥C.②④⑥D(zhuǎn).②③⑤

16.甲烷與氧氣直接選擇性轉(zhuǎn)化為甲醇是當(dāng)今催化領(lǐng)域的“夢(mèng)想反應(yīng)”，科學(xué)家用TiO?負(fù)載雙組份催化劑(納

米金和Co。、納米簇)在室溫和光照下完成了上述反應(yīng)，選擇性高達(dá)95%。機(jī)理如圖A所示，下列說(shuō)法不正

確的是

圖A圖B

+

A.Au表面反應(yīng)為：O2+2e+H=HOO

B.圖A中含碳微粒只存在2種雜化方式

C.有無(wú)催化劑CoO,納米簇對(duì)合成甲醇的產(chǎn)量無(wú)影響

D.圖B是通過(guò)|6C>2+H「O和18O2+HJO同位素示蹤分析氧化甲烷過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)譜測(cè)試圖，由圖可

知體系中產(chǎn)品CO,中氧主要來(lái)源于H2O

17.AgCN與CH3cH?Br可發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中CN-的C原子和N原子均可進(jìn)攻CH3cH?Br,分別生

成睛(CH3cH?CN)和異睛(CH3cH?NC)兩種產(chǎn)物。通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算得到的反應(yīng)歷程及能量變化如圖(TS為

過(guò)渡態(tài)，I、II為后續(xù)物)。

CH［能量

3\嚴(yán)

N」個(gè)警TS1

C-CH2

IIIBr/

\Ag-----Br

異睛、Ag,

升昨/AgCN+CH3CH2Br\

CHCHNC+AgBr/

32\

-、、、0\CH3cHzCN+AgBr

CH3CH2N=C—Ag—Br,、」一

CH3cH2c三N__Ag-Br

反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)進(jìn)程

由圖示信息，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.從CH3cH?Br生成CH3cH?CN和CH3cH?NC的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)

B.過(guò)渡態(tài)TS1是由CN-的C原子進(jìn)攻CH3CH2Br的a-C而形成的

C.I中“N--Ag”之間的作用力比n中“c-Ag，，之間的作用力弱

D.生成CH3cH?CN放熱更多，低溫時(shí)CH3cH?CN是主要產(chǎn)物

18.由疊氮有機(jī)物和快燃合成雜環(huán)化合物是“點(diǎn)擊化學(xué)”的核心反應(yīng)，在生物化學(xué)、超分子化學(xué)和材料化學(xué)研

究領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。使用一價(jià)銅作催化劑，基于同位素交叉等實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)okin等于2013年提出了雙銅

協(xié)同催化的機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

A.Cu位于元素周期表中的ds區(qū)，價(jià)層電子排布式為3d104sl

B.過(guò)程④中N原子存在雜化方式的變化

C.一價(jià)［Cu］催化劑能有效降低總反應(yīng)的焰變，加快反應(yīng)速率

D.該過(guò)程的總反應(yīng)屬于加成反應(yīng)，可表示為R_=+N,—R,心］1r

19.利用無(wú)機(jī)物離子［（DRURH?。）『和［ceUNC^「（下圖簡(jiǎn)寫(xiě)為CeD，實(shí)現(xiàn)了水在催化劑作用下制氧

氣。用H「O進(jìn)行同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，證明了產(chǎn)物氧氣中的氧原子完全來(lái)自水。其相關(guān)機(jī)理如下圖所示：

CeIVCe111CeIVCe111+2H+

[(L)Run【一OH2P、/[(L)Ru】V—0附十1/[(L)Ruv=O]5-

出0）H2O

O2+H+、

H+

[(L)RuV00H]4-/\[(L)RuiV00H]5-/、[(L)RuniOOH]6-

Ce111CeIV

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.[Ce1V(Nt-『在反應(yīng)中作氧化劑

催化劑小小

B.催化氧化水的反應(yīng)為2H20^=0?T+2凡T

C.進(jìn)行同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)前需排盡體系中的空氣

D.若H?"。參與反應(yīng)，則[(L)RumoOH『中存在"

20.丙烯和澳化氫在通常情況下發(fā)生加成反應(yīng)主要得到2-澳丙烷，其機(jī)理如下：

3+3—H++r>r

CH3—CH=CH,-^CHs—CH—CH3-^->CH3—CH—CH3

一慢快I

碳正離子中間體Br

下列說(shuō)法不正確的是

A.上述反應(yīng)中，第一步為反應(yīng)的決速步驟

碳正離子中間體的穩(wěn)定性：

B.CH3—CH—CH3>CH3—CH2—CH2

C.丙烯與鹵化氫加成時(shí)，HI的反應(yīng)速率最大

Br

D.CH,=CHCFa與HBr加成的主要產(chǎn)物為I

CH3CHCF3

21.CO2的充分利用和轉(zhuǎn)化為其他化學(xué)品，對(duì)于環(huán)境和能源等意義重大。回答下列問(wèn)題：

(1)CO2可制備二甲醛(CH30cH3),涉及熱化學(xué)方程式如下：

I-2CO2(g)+6H2(g)^CH3OCH3(g)+3H2O(g)；AH1；

13

1

II.CO2(g)+3H2(g)^-CH3CH2OH(g)+-H2O(g)；AH2=-87.3kJ-mof；

1

HLCH3cH20H(g)UCH30cH3(g)；AH3=+50.7kJ-mo??

①反應(yīng)I的△區(qū)=___________kJmor1,該反應(yīng)的活化能Ea(正)(填“大于”或“小于”)Ea(逆)。

②對(duì)于反應(yīng)n、ni,在一定條件下，若反應(yīng)II中，co2的轉(zhuǎn)化率為98%、反應(yīng)ni的轉(zhuǎn)化率為40%,則CH3cH20H

的產(chǎn)率為。

⑵利用C02與CH4反應(yīng)可制備合成氣。在恒容密閉容器中通入物質(zhì)的量均為nmol的CH4與CO?，在一定

條件下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CC>2(g)U2co(g)+2H2(g)，測(cè)得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1

所示。

100

W90

柳

780

)

g之70

o

o60

50

40

5007501000125015001750

溫度/℃

圖1

①據(jù)圖可知，Pl、。2、。3、由大到小的順序?yàn)?，理由?/p>

②在壓強(qiáng)為。八iioo℃的條件下，X點(diǎn)平衡常數(shù)J=(用含”的代數(shù)式表示，其中用平衡分壓

代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)金屬Cu/La復(fù)合電極材料電催化還原CO2制備甲醛和乙醇的可能機(jī)理如圖2所示。研究表明，在不同電

極材料上形成中間體的部分反應(yīng)相對(duì)能量(活化能)如圖3所示。

L

ooo

u=ul

+H.

0=C=0e-0=C=02H+2e'c-zn

^io-ck-則

io

患

?La要

°CfO..........?C2H50H

圖2

①X為O

②與單純的Cu電極相比，利用Cu/La復(fù)合電極材料電催化還原CO2的優(yōu)點(diǎn)是o

22.在180?280。(2下,Cu/ZrO2催化CO2和H2合成甲醇是實(shí)現(xiàn)碳中和的措施之一，其主反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)

^CH3OH(g)+H2O(g)AHi=-49.3kJ-moH,該合成過(guò)程還存在一個(gè)副反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)AH2,催化合成機(jī)理如圖。

物質(zhì)CO2(g)CO(g)H2O(g)

焰/kJ?mol-1-394-111-242

(1)穩(wěn)定單質(zhì)的焰(田為0,有關(guān)物質(zhì)的焰如上表所示，AH2=kJ-mol-'o

(2)下列關(guān)于CO2和H2催化合成反應(yīng)的說(shuō)法正確的是o(填相應(yīng)字母)

A.催化過(guò)程⑴中碳元素的雜化方式發(fā)生改變

B.催化過(guò)程(V)中，每生成ImolCH30H同時(shí)形成2mokr鍵

C.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)說(shuō)明主反應(yīng)和副反應(yīng)均達(dá)到平衡

D.其他條件不變下，減小反應(yīng)器體積，副反應(yīng)平衡不發(fā)生移動(dòng)

(3)在5.0MPa下，將5moic。2和16moi氏在Cu/ZrO2催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)CH30H和CO選擇性

CH0H或CO的量

S[S(CH3OH或CO尸已,化co的邙量X100%]及CO2的轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖所示。

溫度/℃

①表示平衡時(shí)CO選擇性的曲線是(填“a”“b”或"c”)。

②解釋曲線c呈現(xiàn)先減小后增大變化趨勢(shì)的原因___________o

③250。(3時(shí),測(cè)得平衡體系共有0.5molCH30H，結(jié)合上圖計(jì)算82的平衡轉(zhuǎn)化率=，CO2(g)+3H2(g)

UCH30H(g)+H20(g)的Kp=(MPa)2(列出計(jì)算式)

④p、q兩點(diǎn)的主反應(yīng)的正反應(yīng)速率大?。篤正(p)V正(q)。(填或“<”)

23.為了減緩溫室效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，可將CO2轉(zhuǎn)化為甲醛、甲醇等產(chǎn)品.請(qǐng)回答問(wèn)題：

CO?與H?制甲醛(CH30cH3)的主要反應(yīng)如下：

I.C02(g)+H,(g)CO(g)+H2O(g)=+41.2kJ-mor1

-1

II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH2=-90.7kJ-mol

-1

III.2CH3OH(g)UCH30cH3(g)+H2O(g)AH3=-23.5kJ-mol

(1)總反應(yīng)2c0?(g)+6H2(g)UCH30cH3(g)+3H2O(g)的AH=.

(2)若在體積恒定的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng)，下列措施可提高總反應(yīng)速率的是.

a.加入催化劑b.降低溫度c.充入惰性氣體d.同比例的增大CO2和H2的投料

⑶密閉容器中充入ImolCO?、3m。1凡，在O.IMPa條件下測(cè)得平衡時(shí)C02轉(zhuǎn)化率和CH30cH3選擇性隨溫度的

變化如圖所示.

%

、

史

-

潛

煙

族

神

^

唧

已知：CH30cH3選擇性=生成弱。。％

ng)消耗

①表示CH30cH3選擇性的是曲線填(“M”或“N”)；

②溫度高于300%：時(shí)，曲線N隨溫度升高而升高的原因是；

③為同時(shí)提高平衡時(shí)CO?轉(zhuǎn)化率和CH30cH3選擇性，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為(填字母)

a.低溫、低壓b.高溫、高壓c.高溫、低壓d.低溫、高壓

④Q點(diǎn)溫度下CO的物質(zhì)的量為0.08mol,則該溫度下反應(yīng)HI的.

(4)研究發(fā)現(xiàn)GaZrO,雙金屬氧化物對(duì)CO?加氫制甲醇有良好的催化作用，反應(yīng)機(jī)理如圖所示，下列有關(guān)敘述

正確的是.

\

cH

、o

k，I

o—O

/-

zJ