高三化学一轮复习微专题11：化学反应历程

一轮复习微专题11化学反应历程1.(2023·浙江浙南名校第二次联考)在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示,研究发现:其他条件不变时,可以用HCOOK溶液代替HCOOH获得H2。下列说法不正确的是()A.HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成HDB.A、B、C均为该反应过程中的中间产物C.用HCOOK溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的速率和氢气的纯度D.催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成2.(2024·浙江绍兴高三月考)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.循环过程涉及氢氧键的断裂和形成B.在该循环中,催化剂为循环图化合物1C.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+HOCl3.(2023·浙江杭州学军中学高三模拟考试)科研人员提出了CO2羰基化合成甲醇的反应机理,其主要过程示意图如图(图中数字表示键长的数值,单位相同且都省略)。下列说法不正确的是()A.该过程中,CO2被还原B.该过程中共发生了2次加成反应C.由图可知,化学键周围的基团会对键长产生影响D.该过程从原子利用率的角度,不符合“绿色化学”理念4.(2023·浙江杭州重点中学联考)N2、CO2与Fe+体系中存在如图1所示物质转化关系,已知Fe+(s)与中间产物N2O(g)反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法错误的是()图1图2A.ΔH=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3)B.Fe+在反应中是催化剂,能降低反应的活化能C.ΔH1和ΔH2均小于0D.由图2可知,反应Fe+(s)+N2O(g)FeO+(s)+N2(g)ΔH4<05.甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成甲基叔丁基醚(MTBE):CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)ΔH。反应过程中反应物首先被催化剂吸附,再经历过渡态(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)最终得到产物,相对能量与反应历程的关系如图所示(其中N1表示甲醇和异丁烯同时被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N3表示异丁烯先被吸附)。下列说法不正确的是()A.该反应的ΔH=-4QkJ·mol-1B.三种反应历程中,N1反应速率最快C.过渡态Ⅰ比另两种过渡态稳定D.同温同压下,只要起始投料相同,经过相同时间,三种途径MTBE的产率一定相同6.(2023·浙江湖州、衢州、丽水联考)甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下:链引发:Cl2(g)2Cl·(g)ΔH1=+242.7kJ·mol-1链增长:部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态均为气态)……链终止:Cl·(g)+CH3·(g)CH3Cl(g)ΔH2=-371kJ·mol-1下列说法不正确的是()A.Cl2的键能为242.7kJ·mol-1B.链增长中反应速率较快的一步的热化学方程式为CH4(g)+Cl·(g)CH3·(g)+HCl(g)ΔH=+7.5kJ·mol-1C.链增长过程中可能产生·CH2Cl,·CHCl2,·CCl3D.链终止反应的过程中,还可能会生成少量的乙烷7.(2023·浙江青田中学月考)《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8,其中S为+6价)去除废水中正五价砷As(Ⅴ)的研究成果,其反应机理模型如图所示。下列说法错误的是()A.反应过程中有非极性键的断裂B.溶液的pH越小,越有利于去除废水中的正五价砷C.碱性条件下,硫酸根自由基发生反应的方程式为SO4-·+OH-SO4D.反应过程中,存在反应S2O82-+FeFe8.(2023·浙江嘉善高级中学检测)金属Ni可活化C2H6放出CH4,其反应历程如图所示:下列关于活化历程的说法错误的是()A.中间体1→中间体2的过程是放热过程B.加入催化剂可降低该反应的反应热,加快反应速率C.Ni和C2H6的总键能小于NiCH2和CH4的总键能D.中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤9.(2023·浙江金华外国语学校段考)华南理工大学对锰催化单键迁移重排反应研究取得新进展,机理如图。下列说法错误的是()A.①中Mn的d轨道参与杂化B.②中N原子均参与形成大π键,其孤电子对均占据2p轨道C.路径b的反应类型为加成反应D.反应机理中Mn的化合价未发生变化10.(2024·浙江宁波高三一模)25℃时,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:下列说法不正确的是()A.乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面并放出热量B.生成产物2的决速步活化能为60.1kJ·mol-1C.生成产物1的热化学方程式为CH3CH2OH(l)CH2CH2(g)+H2O(l)ΔH=+13.8kJ·mol-1D.升高温度、延长反应时间及选择合适催化剂均可提高产物1的产率

1.B根据图示可得HCOOH中的两个H结合产生H2,则HCOOD除生成CO2外,还生成HD,A正确;由图示可得HCOOH分解经历了三步历程,物质A是先消耗再生成,属于催化剂,物质B、C先发生反应产生,然后又消耗,属于中间产物,B错误;HCOOK是强电解质,更容易产生HCOO-和K+,更快地产生KH,KH与水反应生成H2和KOH,KOH可吸收掉CO2,使生成的氢气纯度更高,C正确;根据图示可知,在催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成,D正确。2.C循环过程中多步反应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,经过一个循环,最后又生成化合物1,所以化合物1为催化剂,故B正确;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。3.B该过程中,碳元素化合价由CO2中+4价降低到CH3OH中-2价,CO2被还原,A正确;由图可知,该过程中CO2中的CO发生了2次加成反应,中间产物甲醛中的CO发生了1次加成反应,所以共发生3次加成反应,B不正确;由图可知,CO2中的CO的键长为1.161,发生一次加成后,CO的键长变为1.199,键长发生了改变,即化学键的键长会受到周围基团的影响,C正确;由图可知,该反应过程中还生成了水,原子利用率未达到100%,不符合“绿色化学”理念,D正确。4.C根据图1可知,N2(g)+CO2(g)N2O(g)+CO(g)ΔH,N2O(g)O(g)+N2(g)ΔH1,O(g)+Fe+(s)FeO+(s)ΔH2,FeO+(s)+CO(g)Fe+(s)+CO2(g)ΔH3,根据盖斯定律可知,第一个反应为后面三个反应之和的逆反应,ΔH=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3),A正确;从图1中可知,Fe+为反应的催化剂,可降低反应的活化能,B正确;从图2中可知,Fe+(s)+N2O(g)FeO+(s)+N2(g)ΔH4<0,ΔH4=ΔH1+ΔH2,只能说明ΔH1+ΔH2<0,不能说明ΔH1和ΔH2均小于0,C错误,D正确。5.D该反应的焓变ΔH为生成物的总能量减去反应物的总能量,则ΔH=(1-5)QkJ·mol-1=-4QkJ·mol-1,A项正确;N1、N2、N3三种反应历程的活化能分别为(6-2)QkJ·mol-1=4QkJ·mol-1、(9-3)QkJ·mol-1=6QkJ·mol-1、(10-4)QkJ·mol-1=6QkJ·mol-1,则N1反应速率最快,B项正确;过渡态Ⅰ的能量最低,能量越低越稳定,故过渡态Ⅰ比另两种过渡态稳定,C项正确;N1、N2、N3三种反应历程的活化能不相等,反应速率不相等,则同温同压下,只有起始投料相同,经过相同时间,三种途径MTBE的产率不一定相同,D项错误。6.B根据Cl2(g)→2Cl·(g)ΔH1=+242.7kJ·mol-1可知,Cl2的键能为242.7kJ·mol-1,A正确;反应速率较快的一步应该是活化能较低的一步,由图可知,反应速率较快的一步的热化学方程式为CH3·+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl·,B错误;由图可知,链增长中碳上的氢原子可能失去,故链增长过程中可能产生·CH2Cl,·CHCl2,·CCl3,C正确;链终止反应的过程中,两个CH3·结合在一起可以形成乙烷,D正确。7.BNa2S2O8中S为+6价,推测出过硫酸钠中存在化学键—O—O—,反应过程中存在过硫酸钠中的—O—O—的断裂,故有非极性键的断裂,A正确;由反应机理模型图可知,As(Ⅴ)与Fe(OH)2、Fe(OH)3共沉淀从而被去除,则并不是溶液的pH越小,越有利于去除废水中的正五价砷,B错误;由图可知,碱性条件下,硫酸根自由基和氢氧根离子生成硫酸根离子和氢氧根自由基,发生反应的方程式为SO4-·+OH-SO42-+·OH,C正确;反应过程中,在腐蚀层表面存在反应S2O82-8.B由图可知中间体1的相对能量高于中间体2的相对能量,中间体1→中间体2的过程是放热过程,故A正确;催化剂不能改变反应物和生成物的能量,加入催化剂,该反应的反应热不变,故B错误;Ni和C2H6的相对总能量为0,NiCH2和CH4的相对总能量为-6.57kJ·mol-1,正反应放热,Ni和C2H6总键能小于NiCH2和CH4的总键能,故C正确;慢反应决定总反应速率,中间体2→中间体3的过程正反应活化能最大,反应速率最慢,所以中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤,故D正确。9.B①中Mn原子形成了6个共价键,s、p杂化类型中,最多形成4个σ键,所以①中Mn的d轨道参与了杂化,故A正确;形成3个单键的N原子还有1个孤电子对,未形成大π键,形成2个单键1个双键的N原子,3个单电子形成3个σ键,1个孤电子对参与形成大π键,故B错误;由图可知,物质②转化为⑤时碳碳双键转化为单键并成环,原子数目没有变化,属于加成反应,故C正确;Mn元素在与CO配位过程中不产生化合价变化,单键迁移重排过程中没有发生化合价的变化,所以锰的化合价没有发生变化,故D正确