化学反应中的能量变化及反应机理 -2020-2024年高考化学试题分类汇编(解析版)_第1页
化学反应中的能量变化及反应机理 -2020-2024年高考化学试题分类汇编(解析版)_第2页
化学反应中的能量变化及反应机理 -2020-2024年高考化学试题分类汇编(解析版)_第3页
化学反应中的能量变化及反应机理 -2020-2024年高考化学试题分类汇编(解析版)_第4页
化学反应中的能量变化及反应机理 -2020-2024年高考化学试题分类汇编(解析版)_第5页
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文档简介

当题11也号友盛中的健量变他及攻瘙机理

五年考情­探规律

五年考情

考向命题趋势

(2020-2024)

2024•全国甲卷

2024•甘肃卷

2024•安徽卷

2023•湖北卷

2023•广东卷

考点一化学反应中的能量变化本专题主要分两个大的考查方向,一是化学反应

2022•天津卷

中的能量变化,常见命题形式多以化学反应与能

2023•海南卷

量的基本概念命题,考查化学反应中能量转化的

2022•浙江卷

形式和反应热的有关计算。二是反应历程、机理

2022•重庆卷

图分析,新高考强调素养为本的情境化命题,高

2021•广东卷

考通过真实情境的创设,考查学生的信息获取能

2024•贵州卷

力和迁移应用能力。近几年高考常以催化剂的催

2024•河北卷

化反应机理和能垒图像为情境载体进行命题。这

2024•浙江6月卷

两类命题,由于陌生度高,思维转化大,且命题

2023•新课标卷

视角在不断地发展和创新,成为大多数考生高分

2023•江苏卷

考点二反应历程、机理图分析路上的“拦路虎”。

2023•湖南卷

2022•湖南卷

2022•山东卷

2021•山东卷

2021.湖南卷

分考点•精准练

考点一化学反应中的能量变化

1.(2024•全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下

列有关能源的叙述错误的是

A.木材与煤均含有碳元素B.石油裂化可生产汽油

C.燃料电池将热能转化为电能D.太阳能光解水可制氢

K答案》C

K解析》A.木材的主要成分为纤维素,纤维素中含碳、氢、氧三种元素,煤是古代植物埋藏在地下经历

了复杂的变化逐渐形成的固体,是有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,A正确;

B.石油裂化是将相对分子质量较大、沸点较高的炫断裂为相对分子质量较小、沸点较低的炫的过程,汽油

的相对分子质量较小,可以通过石油裂化的方式得到,B正确;

C.燃料电池是将燃料的化学能变成电能的装置,不是将热能转化为电能,C错误;

D.在催化剂作用下,利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气,D正确;

故]答案]选C。

2.(2024•甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是

f过渡态1

0.704

>(

)3

驷0.00

赤国2

苣丫

+CH,\过渡态2

要-0.49

-0.71

HO-MO-OCH3

-1.00

Mo=O

+CH3OH

步骤1步骤2

反应过程

A.E2=1.41eVB.步骤2逆向反应的AH=+0.29eV

C.步骤1的反应比步骤2快D.该过程实现了甲烷的氧化

(答案』C

K解析XA.由能量变化图可知,E2=0.70eV-(-0.71eV>1.41eV,A项正确;

B.由能量变化图可知,步骤2逆向反应的AH=-0.71eV-(-L00eV)=+0.29eV,B项正确;

C.由能量变化图可知,步骤1的活化能E|=0.70eV,步骤2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV,步骤

1的活化能大于步骤2的活化能,步骤1的反应比步骤2慢,C项错误;

D.该过程甲烷转化为甲醇,属于加氧氧化,该过程实现了甲烷的氧化,D项正确;

故选Co

3.(2024•安徽卷)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g)^Y(g)(AH1<0),

Y(g)^Z(g)(AH2<0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是

B.

反应进程

(答案』B

(祥解》由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间

的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明X(g)=Y(g)的反应速率大于Y(g)UZ(g)的

反应速率,则反应X(g)QY(g)的活化能小于反应Y(g)QZ(g)的活化能。

R解析》A.X(g)UY(g)和Y(g)UZ(g)的AH都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图像显示X(g)U

Y(g)为吸热反应,A项不符合题意;

B.图像显示X(g)=Y(g)和Y(g)UZ(g)的AH都小于0,且X(g)UY(g)的活化能小于Y(g)QZ(g)的活化能,

B项符合题意;

C.图像显示X(g)QY(g)和Y(g)QZ(g)的AH都小于0,但图像上X(g)#Y(g)的活化能大于Y(g)QZ(g)

的活化能,C项不符合题意;

D.图像显示X(g)0Y(g)和Y(g)=Z(g)的AH都大于0,且X(g)=Y(g)的活化能大于Y(g)QZ(g)的活化

能,D项不符合题意;

选B。

4.(2023・湖北卷)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发

展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是

A.液氮-液氢B.液氧-液氢C.液态NO?-肿D.液氧-煤油

K答案』A

K解析]]A.虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是,由于N三N键能很大,

该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮-

液氢不能作为火箭推进剂,A符合题意;

B.氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-液氢能作为火箭

推进剂,B不符合题意;

C.肝和NO?在一定的条件下可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态NO?

-朋能作为火箭推进剂,C不符合题意;

D.煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-煤油能作为火箭

推进剂,D不符合题意;

综上所述,本题选A。

5.(2023・广东卷)下列陈述I与陈述H均正确,且具有因果关系的是

选项陈述I陈述n

A将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭浓硫酸具有氧化性和脱水性

B装有NC)2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅NC)2转化为NQ,的反应吸热

漂白粉的有效成分是)

C久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2CaCC3

D1mol.E'NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强NaCl溶液的pH比醋酸的高

[答案』A

(解析』A.蔗糖在浓硫酸作用下形成多孔炭主要是蔗糖在浓硫酸作用下脱水,得到碳和浓硫酸反应生成

二氧化碳、二氧化硫和水,体现浓硫酸具有氧化性和脱水性,故A符合题意;

B.装有NO?的密闭烧瓶冷却后颜色变浅,降低温度,平衡向生成Nz。4方向移动,则NO?转化为N?。,的

反应为放热,故B不符合题意;

C.久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO?是由于次氯酸钙变质,次氯酸钙和空气中二氧化碳、水反应生成碳

酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,故C不符合题意;

D.lmol-L-NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强,氯化钠是强电解质,醋酸是弱电解质,导电性强弱与NaCl溶

液的pH比醋酸的高无关系,故D不符合题意。

综上所述,K答案』为A。

6.(2022・天津卷)一定条件下,石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是

A.金刚石比石墨稳定

B.两物质的碳碳。键的键角相同

C.等质量的石墨和金刚石中,碳碳。键数目之比为4:3

D.可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨

(答案』D

(解析]]A.石墨转化为金刚石吸收能量,则石墨能量低,根据能量越低越稳定,因此石墨比金刚石稳定,

故A错误;

B.金刚石是空间网状正四面体形,键角为109。28,,石墨是层内正六边形,键角为120。,因此碳碳。键的

键角不相同,故B错误;

C.金刚石是空间网状正四面体形,石墨是层内正六边形,层与层之间通过范德华力连接,Imol金刚石有

2moi碳碳。键,Imol石墨有1.5mol碳碳。键,因此等质量的石墨和金刚石中,碳碳。键数目之比为3:4,

故C错误;

D.金刚石和石墨是两种不同的晶体类型,因此可用X射线衍射仪鉴别,故D正确。

综上所述,K答案X为D。

7.(2023•海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是

物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)

AH/(kJ-mor*)-1559.8-1411-285.8

A.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)AH=-1411kJ-mo「

B.C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)AH=-137kJ-mor'

C.H2O(1)=1O2(g)+H2(g)AH=+285.8kJ-mo

7

1

D.C2H6(g)+-02(g)=2CO2(g)+3H2O(1)AH=-1559.8kJmor

K答案』D

K祥解》Imol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。

(解析』A.抵0应该为液态,A错误;

B.C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)AH=+137kJ-mor',B错误;

C.氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,则H?。⑴=3。2出)+凡仁)AH=+285.8kJ-mo「,C错误;

7

1

D.C2H6(g)+-O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)AH=-1559.8kJ-mor,D正确;

故选D。

8.(2022•浙江卷)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:

物质HOHO

(g)OHHOHOOH2O2222

能量/kJ•mol”249218391000-136-242

可根据HO(g)+HO(g)=HQ2(g)计算出Ha?中氧氧单键的键能为214kJ.mo『。下列说法不F理的是A.凡的

键能为436kJ-mol1

B.的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)AH=-143kJmor'

k答案1C

K解析UA.根据表格中的数据可知,凡的键能为218X2=436kJA正确;

B.由表格中的数据可知。2的键能为:249x2=498kJ.mol」,由题中信息可知H。中氧氧单键的键能为

214kJ-mor*,则。2的键能大于H?。?中氧氧单键的键能的两倍,B正确;

C.由表格中的数据可知HOO=HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249+39-10=278kJ.mol」,凡02中

氧氧单键的键能为214kJ-mol」,C错误;

D.由表中的数据可知H2O(g)+O(g)=Hq2(g)的AH=-136-249-(-242)=-143kJ-mo『,D正确;

故选C

9.(2022・重庆卷)“千畦细浪舞晴空",氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设

计如图所示的循环过程,可得△H4/(kJ・moH)为

K答案』C

k解析》①NH4Cl(s)=NH:(g)+C1(g)祖=+698%。1;

②NH4C1(S)=NH:(aq)+Cr(aq)AH2=+15%oJ;

③Cr(g)=Cl(aq)AH3=-378%。1

@1(NH4)2SO4(s)=NH:(g)+1sO^(g)AH4;

@;(NH4)2SO4(S)=NH:(aq)+1sOj(aq)AH5=+3%。];

⑥gsOj(g)=;SO^(aq)AH6=-530%o];则⑤+①一⑥一②+③得④,得到AH4=+838kJ・mol」所以ABD错误,

C正确,

故选C。

10.(2021.浙江卷)相同温度和压强下,关于反应的AH,下列判断正确的是

(g)+2H(g)

(g)+H2(g)(g)A//|2(g)A//2

(g)+H(g)△//4

(g)+3H2(g)--------►(g)932

A.AH1>0,AH2>0B.

c.AH1>AH2,AH3>AH2D.AH=AH,+AH

K答案』c

k祥解》

一般的烯燃与氢气发生的加成反应为放热反应,但是,由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性,

苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯时,破坏了苯环结构的稳定性,因此该反应为吸热反应。

(解析》A.环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应,因此,AHiVO,AH2Vo,

A不正确;

B.苯分子中没有碳碳双键,其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键,因此,其与氢气完全加

成的反应热不等于环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和,即AH3WAH|+AH2,

B不正确;

C.环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应,△HI<0,AH2<0,由于Imoll,3-环

己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍,故其放出的热量更多,其AHJ〉AH2;苯与氢

气发生加成反应生成1,3-环己二烯的反应为吸热反应(AH4〉。),根据盖斯定律可知,苯与氢气完全加成

的反应热AH3=AH4+AH2,因此AH3〉AH2,C正确;

D.根据盖斯定律可知,苯与氢气完全加成的反应热AH3=AH4+AH2,因此AH?=AH3-AH,,D不正确。

综上所述,本题选C。

11.(2021•广东卷)“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭

使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是

A.煤油是可再生能源

B.Hz燃烧过程中热能转化为化学能

C.火星陨石中的20Ne质量数为20

D.月壤中的与地球上的3H互为同位素

R答案1c

K解析XA.煤油来源于石油,属于不可再生能源,故A错误;

B.氢气的燃烧过程放出热量,将化学能变为热能,故B错误;

C.元素符号左上角数字为质量数,所以火星陨石中的2<)Ne质量数为20,故C正确;

D.同位素须为同种元素,3He和3H的质子数不同,不可能为同位素关系,故D错误;

故选Co

12.(2021•浙江卷)相同温度和压强下,关于物质燧的大小比较,合理的是

A.ImolCH4(g)<lmolH2(g)

B.ImolH2O(g)<2molH2O(g)

C.lmolH2O(s)>lmolH2O(l)

D.ImolC(s,金刚石)>ImolC(s,石墨)

K答案》B

K解析XA.CHKg)和H2(g)物质的量相同,且均为气态,CHKg)含有的原子总数多,CH4(g)的摩尔

质量大,所以牖值1moiety(g)>ImolH2(g),A错误;

B.相同状态的相同物质,物质的量越大,燧值越大,所以燧值lmolH2(Xg)<2molH2O(g),B正确;

C.等量的同物质,端值关系为:S(g)>S(l)>S(s),所以燧值lmolH2O(s)<lmolH2(D(l),C错误;

D.从金刚石和石墨的结构组成上来看,金刚石的微观结构更有序,嫡值更低,所以焙值

lmolC(s,金刚石)<lmolC(s,石墨),D错误;

k答案》为:Bo

13.(2020•浙江卷)关于下列的判断正确的是()

COj-(aq)+H+(aq)=HCO;(aq)bH、

CO;(aq)+H2O(1)〜^HCO式aq)+OH(aq)△4

+

OH-(aq)+H(aq)=H2O(1)AH3

OH(aq)+CH3coOH(aq)=CH3coeT(aq)+凡。⑴△&

A.八兄<0AH2<0B,△”]<△&C.AZ/3<0AH4>0D.AH3>AH4

K答案》B

K解析X碳酸氢根的电离属于吸热过程,则CO321aq)+H+(aq尸HCCh^aq)为放热反应,所以△耳<0;

2

CO3(aq)+H2O(l)UHCO3(aq)+OHXaq)为碳酸根的水解离子方程式,CO32一的水解反应为吸热反应,所以

△H2>0;OIT(aq)+H+(aq)=H2O⑴表示强酸和强碱的中和反应,为放热反应,所以△〃3<0;醋酸与强碱的中

和反应为放热反应,所以△”4<0;但由于醋酸是弱酸,电离过程中会吸收部分热量,所以醋酸与强碱反应

过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量,则△“4>AH3;综上所述,只有正确,故K答

案X为B。

考点二反应历程、机理图分析

14.(2024•贵州卷)AgCN与CH3cH?Br可发生取代反应,反应过程中CN-的C原子和N原子均可进攻

CH3CH,Br,分别生成月青(CH3cH?CN)和异月青(CH3cH2NC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程

及能量变化如图(TS为过渡态,I、II为后续物)。

异月青C、Ag'

/AgCN+CHCHBr\

CHCHNC+AgBr/32

32\"青

\CHCHCN+AgBr

CHCHJN=C--Ag--Br32

3\L“一

CH3cH2c三N--Ag--Br

反应进程反应进程

由图示信息,下列说法错误的是

A.从CH3cH?Br生成CH3cH£N和CH3cH?NC的反应都是放热反应

B.过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3cH?Br的a-C而形成的

C.I中“N-Ag”之间的作用力比II中“C—Ag”之间的作用力弱

D.生成CH3cH?CN放热更多,低温时CH3cH?CN是主要产物

K答案XD

k解析》A.由反应历程及能量变化图可知,两种路径生成的产物的总能量均低于反应物,故从CH3cH?Br

生成CH3cH2CN和CH3CHKC的反应都是放热反应,A项正确;

B.与Br原子相连的C原子为a-C,由反应历程及能量变化图可知,过渡态TS1是由CN的C原子进攻

CHWH^Br的a-C,形成碳碳键,B项正确;

C.由反应历程及能量变化图可知,后续物I、II转化为产物,分别断开的是N-Ag和C-Ag,且后者吸收

更多的能量,故I中“N-Ag”之间的作用力比n中“c-Ag”之间的作用力弱,C项正确;

D.由于生成CH3cH?CN所需要的活化能高,反应速率慢,故低温时更容易生成CH3cHzNC,为主要产物,

D项错误;

故选D。

15.(2024•河北卷)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO?电池,以MgCrFSI)?为电解质,电解

液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO,还原产物为MgC'Oq。该设计克服了Mgs?导电性

差和释放CO?能力差的障碍,同时改善了Mg?+的溶剂化环境,提高了电池充放电循环性能。

对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究,电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对

能量变化如图(*表示吸附态)。

■o

M

R

T

,MgCjO.

-2

反应避程

A.PDA捕获CO?的反应为+co2

B.路径2是优先路径,速控步骤反应式为*。。之+

H2N

*C20;'+

H2NNH2

C.路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同;路径2、3起始物相同但产物不同

D.三个路径速控步骤均涉及*CO;转化,路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生

K答案』D

(解析1A.根据题给反应路径图可知,PDA(1,3-丙二胺)捕获CO?的产物为

因此PDA捕获CO?的反应为,故A正

确;

B.由反应进程一相对能量图可知,路径2的最大能垒最小,因此与路径1和路径3相比,路径2是优先路

径,且路径2的最大能垒为*CO;->*CQ:的步骤,据反应路径2的图示可知,该步骤有

参与反应,因此速控步骤反应式为*C0;'+

,故正确;

H2NNHzB

C.根据反应路径图可知,路径1、3的中间产物不同,即经历了不同的反应步骤,但产物均为*MgCC>3,

而路径2、3的起始物均为,产物分别为*MgCQ,和*MgCC>3,故C正确;

D.根据反应路径与相对能量的图像可知,三个路径的速控步骤中*CO;都参与了反应,且由B项分析可知,

路径2的速控步骤伴有PDA再生,但路径3的速控步骤为*CO;得电子转化为*CO和*CO:,没有PDA的

生成,故D错误;

故(答案』为:D„

16.(2024•浙江6月卷)丙烯可发生如下转化(反应条件略):

CH,CHCH3

TT\3H-18OHI3+18

+8则>CH-OH2

匕XT-----------►CH-'OH2-

<OAu_

CH,LHCHrOH

aHb2UH

Ca(H)

CH7cH=叫"叫M0->\^y—Z(主产物)

0

COO

2>+o-CH-CHO-cJ

XYrr

CH3

p

下列说法不正硬的是

A.产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)

B.H+可提高Y-Z转化的反应速率

C.Y-Z过程中,a处碳氧键比b处更易断裂

D.Y—P是缩聚反应,该工艺有利于减轻温室效应

K答案UD

(解析』丙烯与HOC1发生加成反应得到M,M有CH3-CHCI-CH20H和CH3-CHOH-CH2cl两种可能的结

CH

\_3),Y在H+环境水解引入羟基再脱H+得到主产物Z;

构,在Ca(OH)环境下脱去HC1生成物质Y(

2\7

0

Y与CO2可发生反应得到物质P(

(解析』A.据分析,产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构),A正确;

B.据分析,H+促进Y中酸键的水解,后又脱离,使Z成为主产物,故其可提高Y-Z转化的反应速率,

B正确;

C,从题干之:心H,部分可看出,是a处碳氧键断裂,故a处碳氧键比b处更易断裂,C

fg\CH-OH

正确;

D.Y-P是CO2与Y发生加聚反应,没有小分子生成,不是缩聚反应,该工艺有利于消耗CO2,减轻温

室效应,D错误;

故选D。

17.(2023・新课标卷)“脱合成酶”以其中的Fe?+配合物为催化中心,可将NHgH与NH3转化为脓NH2NH2),

其反应历程如下所示。

下列说法错误的是

A.NH2OH,NH3和H?。均为极性分子

B.反应涉及N-H、N-0键断裂和N-N键生成

C.催化中心的Fe?+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe?+

D.将NH20H替换为ND^OD,反应可得NDzND?

(答案』D

K解析XA.NH2OH,NH3,H2O的电荷分布都不均匀,不对称,为极性分子,A正确;

B.由反应历程可知,有N—H,N-O键断裂,还有N—H键的生成,B正确;

C.由反应历程可知,反应过程中,Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+,后面又得到电子生成Fe?+,C

正确;

D.由反应历程可知,反应过程中,生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3,所以将NH20H替换为NDzOD,

不可能得到ND2ND2,得至1JND2NH2和HDO,D错误;

故选Do

18.(2023•江苏卷)金属硫化物(M.)催化反应CH/g)+2H2s(g)=CSz(g)+4H2(g),既可以除去天然气中

的H?S,又可以获得H?。下列说法正确的是

OM

•S

oH

/变骤I步骤f

A.该反应的ASvO

2

C(CH4)-C(H2S)

该反应的平衡常数K=

B.4

C(CS2).C(H2)

c.题图所示的反应机理中,步骤I可理解为H2s中带部分负电荷的s与催化剂中的M之间发生作用

D.该反应中每消耗ImolHzS,转移电子的数目约为2X6Q2X10"

K答案』c

R解析》A.左侧反应物气体计量数之和为3,右侧生成物气体计量数之和为5,AS>0,A错误;

4

C(CS2)-C(H2)

错误;

B.由方程形式知,2B

C(CH4).C(H2S)

C.由题图知,经过步骤I后,H2s中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力,C正确;

D.由方程式知,消耗ImolH2s同时生成2m01耳,转移4moiel数目为4x6.02x1()23,D错误;

故选C。

19.(2023・湖南卷)N2H,是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成

+

的某Ru(II)催化剂(用[L-Ru-NH,]表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4,其反应机理如图所示。

下列说法错误的是

A.1<11(11)被氧化至口11(111)后,配体NH,失去质子能力增强

B.M中Ru的化合价为+3

C.该过程有非极性键的形成

D.该过程的总反应式:4NH3-2e-=N2H4+2NH:

K答案》B

(解析1A.口11(11)被氧化至口11(111)后,[L-Ru-NHs『中的Ru带有更多的正电荷,其与N原子成键后,

Ru吸引电子的能力比Ru(II)强,这种作用使得配体NW中的N—H键极性变强且更易断裂,因此其失去

质子(H+)的能力增强,A说法正确;

B.Ru(n)中Ru的化合价为+2,当其变为Ru(ni)后,Ru的化合价变为+3,Ru(III)失去2个质子后,N原

子产生了1个孤电子对,Ru的化合价不变;M为L-Ru-NH2,当[L-Ru-NH?『变为M时,N原子

的孤电子对拆为2个电子并转移给Rui个电子,其中Ru的化合价变为+2,因此,B说法不正确;

C.该过程M变为[L-RU-NH2-NH2-RU-L]A^有N-N键形成,N-N是非极性键,C说法正确;

D.从整个过程来看,4个NH3失去了2个电子后生成了1个N2H4和2个NH:,Ru(H)是催化剂,因止匕

该过程的总反应式为4NHS-2已=N2H4+2NH:,D说法正确;

综上所述,本题选B。

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是

A.进程I是放热反应B.平衡时P的产率:11>1

C.生成P的速率:IIDIID.进程IV中,Z没有催化作用

K答案』AD

R解析XA.由图中信息可知,进程I中S的总能量大于产物P的总能量,因此进程I是放热反应,A说

法正确;

B.进程n中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率,因此在两个进程中平衡时P的产率相同,B

说法不正确;

C.进程HI中由S-Y转化为P-Y的活化能高于进程n中由S-X转化为P-X的活化能,由于这两步反应分别

是两个进程的决速步骤,因此生成p的速率为IlkII,c说法不正确;

D.由图中信息可知,进程IV中S吸附到Z表面生成S・Z,然后S・Z转化为产物P-Z,由于P-Z没有转化为

P+Z,因此,Z没有表现出催化作用,D说法正确;

综上所述,本题选AD。

21.(2022•山东卷)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是

A.含N分子参与的反应一定有电子转移

B.由NO生成HONO的反应历程有2种

C.增大NO的量,C3H$的平衡转化率不变

D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少

K答案』D

(解析3A.根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+QOH=NO2+CH、NO+NO2+H2O=2HONO、

NCh+C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、

+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;

B.根据图示,由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正确;

C.NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项正确;

D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与02反应制备丙烯的总反应都为2c3H8+C)2T=^2C3H6+2H2O,

当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错误;

K答案》选D。

22.(2021•山东卷)18。标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:

g

*0I18。

+OH号仝HjC—C——OCHj彳詈||+CH3O-能量变化如

H3c—C—OCH3|HjC—C—OH

OH

1SO-1SOH

图所示。已知H'C——C——OCH、—^H、C——C——OCH、为快速平衡,下列说法正确的是

'I''I'

OHO

反应进程

A.反应II、III为决速步

B.反应结束后,溶液中存在180日

C.反应结束后,溶液中存在CH3I8OH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的焰变

K答案XB

K解析XA.一般来说,反应的活化能越高,反应速率越慢,由图可知,反应I和反应IV的活化能较高,

因此反应的决速步为反应I、IV,故A错误;

1SO-1SOH

B.反应I为加成反应,而一…一!——0CH3为快速平衡,反应II的成键和断

OHO-

,后者能生成180H-,因此反应结束后,溶液中存

在"OH、故B正确;

1SOH

c.反应ni的成键和断键方式为H3c-----C—!—OCH',因此反应结束后溶液中

不会存在CH3I8H,故C错误;

%

D.该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量,总反应为放热反应,因此|和CH3O

H?C—C—0H

1SO

的总能量与||和0H-的总能量之差等于图示总反应的熔变,故D错误;

H3c—C—OCH3

综上所述,正确的是B项,故R答案》为B。

23.(2021・湖南卷)铁的配合物离子(用[L-Fe-H『表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情

况如图所示:

HCOOH3

43.5

\过渡态1/一\过渡态2

(

-0.-0

。I

H2

日-22

-+-

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