2024版大二輪化學(xué)（新高考）：專題五選擇題專攻2催化機(jī)理循環(huán)圖

選擇題專攻2.催化機(jī)理循環(huán)圖核心精講01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(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)中為某一步的產(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(lái)看似乎并沒(méi)有生成，實(shí)則是生成多少后續(xù)又消耗多少。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為H2O2＋I(xiàn)－―→H2O＋I(xiàn)O－慢H2O2＋I(xiàn)O－―→O2＋I(xiàn)－＋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(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)。如下圖所示：真題演練021.(2023·浙江6月選考，14)一定條件下，1-苯基丙炔(Ph—C≡C—CH3)可與HCl發(fā)生催化加成，反應(yīng)如下：1234反應(yīng)過(guò)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(shuō)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HCl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Ⅰ1234√反應(yīng)Ⅱ＝反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅲ，反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ為放熱反應(yīng)，ΔH都小于0，所以反應(yīng)Ⅱ的ΔH<0，因此反應(yīng)焓變：反應(yīng)Ⅰ>反應(yīng)Ⅱ，故A正確；短時(shí)間里反應(yīng)Ⅰ得到的產(chǎn)物比反應(yīng)Ⅱ得到的產(chǎn)物多，說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應(yīng)活化能：反應(yīng)Ⅰ<反應(yīng)Ⅱ，故B正確；1234增加HCl濃度，平衡正向移動(dòng)，但平衡時(shí)產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物Ⅰ的比例可能降低，故C錯(cuò)誤；根據(jù)圖中信息，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Ⅰ，故D正確。12342.(2023·湖南，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Ru(Ⅱ)催化劑(用[L-Ru—NH3]＋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(shuō)法錯(cuò)誤的是A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配

體NH3失去質(zhì)子能力增強(qiáng)B.M中Ru的化合價(jià)為＋3C.該過(guò)程有非極性鍵的形成D.該過(guò)程的總反應(yīng)式：4NH3－2e－===N2H4＋1234√據(jù)圖可知，Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，[L-Ru—NH3]2＋可與NH3反應(yīng)生成[L-Ru—NH2]＋和

，配體NH3失去質(zhì)子能力增強(qiáng)，A項(xiàng)正確；結(jié)合圖示可知，[L-Ru—NH3]2＋→[L-Ru—NH2]＋失去1個(gè)H，所帶電荷數(shù)減1，則Ru化合價(jià)不變，與[L-Ru—NH2]＋相比，M中N原子含有1個(gè)單電子，所以Ru的化合價(jià)不是＋3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)圖可知反應(yīng)過(guò)程中有N—N非極性鍵的形成，C項(xiàng)正確。12343.(2020·全國(guó)卷Ⅰ，10)銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過(guò)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(guò)程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變D.存在反應(yīng)CH3OH＋HI===CH3I＋H2O1234√由反應(yīng)過(guò)程可知，CH3COI在反應(yīng)過(guò)程中生成，后又參與后續(xù)反應(yīng)而消耗，屬于反應(yīng)中間體，A項(xiàng)正確；觀察反應(yīng)過(guò)程圖示可得甲醇羰基化反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3OH＋CO===CH3CO2H，B項(xiàng)正確；1234觀察反應(yīng)過(guò)程圖示可看出Rh的成鍵數(shù)目有4、5、6，C項(xiàng)錯(cuò)誤；觀察反應(yīng)過(guò)程圖示可知存在反應(yīng)CH3OH＋HI===CH3I＋H2O，D項(xiàng)正確。4.(2020·全國(guó)卷Ⅱ，11)據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道：Fe(CO)5催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是A.OH－參與了該催化循環(huán)B.該反應(yīng)可產(chǎn)生清潔燃料H2C.該反應(yīng)可消耗溫室氣體CO2D.該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化1234√劑完成反應(yīng)，說(shuō)明該反應(yīng)方程式為CO＋H2O

CO2＋H2，故有清潔燃料H2生成，故B項(xiàng)正確；從反應(yīng)機(jī)理圖可知，OH－有進(jìn)入的箭頭也有出去的箭頭，說(shuō)明OH－參與了該催化循環(huán)，故A項(xiàng)正確；從反應(yīng)機(jī)理圖可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物為CO和H2O，產(chǎn)物為H2和CO2，F(xiàn)e(CO)5作為整個(gè)反應(yīng)的催化劑，而OH－僅僅在個(gè)別步驟中輔助催化1234由B項(xiàng)分析可知，該反應(yīng)不消耗溫室氣體CO2，反而是生成了CO2，故C項(xiàng)不正確；從反應(yīng)機(jī)理圖可知，F(xiàn)e的成鍵數(shù)目在該循環(huán)過(guò)程中發(fā)生了變化，故D項(xiàng)正確。1234考向預(yù)測(cè)031.(2023·深圳市福田區(qū)高三第五次模擬)圖中展示的是乙烯催化氧化的過(guò)程(部分相關(guān)離子未畫出)，下列描述錯(cuò)誤的是A.

和Cu2＋在反應(yīng)中都是催化劑B.該轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有極性鍵的斷裂

與形成C.該轉(zhuǎn)化過(guò)程中，涉及反應(yīng)4Cu＋＋O2

＋4H＋===4Cu2＋＋2H2OD.乙烯催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH2===CH2＋O2

CH3CHO

＋H2O1234√由圖可知，過(guò)程Ⅱ中存在水分子中O—H斷裂，過(guò)程Ⅴ生成水分子時(shí)有氫氧極性鍵形成，故B正確；過(guò)程Ⅴ中O2與Cu＋反應(yīng)生成Cu2＋，反應(yīng)的離子方程式為4Cu＋＋O2＋4H＋===4Cu2＋＋2H2O，故C正確；1234反應(yīng)中，CH2===CH2最終被O2氧化為CH3CHO，則乙烯催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH2===CH2＋O2

2CH3CHO，故D錯(cuò)誤。12342.CO2/C2H4耦合反應(yīng)制備丙烯酸甲酯的反應(yīng)機(jī)理如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是A.LnNi能提高CO2、C2H4混合體系中

活化分子百分?jǐn)?shù)B.總反應(yīng)方程式為CO2＋CH2===CH2

＋CH3I

CH2===CHCOOCH3

＋HIC.反應(yīng)①中斷裂的化學(xué)鍵有極性鍵和非極性鍵D.該反應(yīng)的原子利用率為100%1234√由上述分析可知，LnNi是催化劑，能降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)物中活化分子的百分?jǐn)?shù)，A正確；CO2、CH2==CH2、CH3I為反應(yīng)物，CH2==CHCOOCH3、HI為生成物，1234則總反應(yīng)方程式為CO2＋CH2==CH2＋CH3ICH2==CHCOOCH3＋HI，B正確；1234反應(yīng)①中斷裂了極性鍵(C==O)和非極性鍵(C==C)，C正確；由總反應(yīng)方程式可知，除目標(biāo)產(chǎn)物丙烯酸甲酯外還有HI生成，原子利用率不是100%，D錯(cuò)誤。3.(2023·武漢高三下學(xué)期二月調(diào)研)某新型催化劑能將乙醇催化轉(zhuǎn)化為乙酸和氫氣，其反應(yīng)歷程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.物質(zhì)Ⅰ為催化劑B.Ⅱ→Ⅲ的反應(yīng)類型為氧化反應(yīng)C.該歷程涉及非極性鍵的斷裂和形成D.該歷程總反應(yīng)的原子利用率為100%1234√由圖可知，反應(yīng)中物質(zhì)Ⅰ消耗又生成，為反應(yīng)的催化劑，A正確；Ⅱ→Ⅲ為去氫生成碳氧雙鍵的反應(yīng)，反應(yīng)類型為氧化反應(yīng)，B正確；該歷程只涉及氫分子中氫氫非極性鍵的生成，不涉及非極性鍵的斷裂，C錯(cuò)誤；1234反應(yīng)目的是將乙醇催化轉(zhuǎn)化為乙酸和氫氣，該歷程總反應(yīng)為C2H5OH＋H2OCH3COOH＋2H2↑，反應(yīng)中原子全部轉(zhuǎn)化到期望產(chǎn)品中，故原子利用率為100%，D正確。4.(2023·河北邢臺(tái)名校聯(lián)盟高三模擬)金屬鈀催化乙醇羰基化的反應(yīng)過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.在金屬鈀催化下不能被羰基化

的醇中，相對(duì)分子質(zhì)量最小的

為60B.整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)方程式為CH3CH2OH＋O2CH3CHO

＋H2OC.反應(yīng)過(guò)程中斷裂和形成最多的鍵是Pd—HD.反應(yīng)過(guò)程中鈀的化合價(jià)沒(méi)有變化1234√羥基被氧化為羰基，C原子上應(yīng)連接H原子，在金屬鈀催化下不能被羰基化的醇中，與羥基相連的C原子上沒(méi)有氫原子，最簡(jiǎn)單的是2-甲基-2-丙醇，相對(duì)分子質(zhì)量為74，故A錯(cuò)誤；

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