專項11催化劑、物質(zhì)轉(zhuǎn)化循環(huán)圖

該專題分為三個板塊

【1】總概括

[2]真題演練

【3】專項練習(xí)

【1】總概括

反應(yīng)歷程或機理圖像一般取材于實際科研成果，充分體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，高考常以此為載體考查反應(yīng)

原理、活化能、反應(yīng)熱等知識，是近年高考的命題熱點，此類試題難點是從陌生圖像中提取解題信息。

【2】真題演練

例1.（2021.浙江6月選考，24）制備苯甲酸甲酯的一種反應(yīng)機理如圖（其中Ph—代表苯基）。下列說法不正確

的是（）

A.可以用苯甲醛和甲醇為原料制備苯甲酸甲酯

B.反應(yīng)過程涉及氧化反應(yīng)

C.化合物3和4互為同分異構(gòu)體

D.化合物1直接催化反應(yīng)的進行

答案D

解析由圖中信息可知，苯甲醛和甲醇分子在化合物2的催化作用下，參與催化循環(huán)，最后得到產(chǎn)物苯甲

酸甲酯，發(fā)生的是酯化反應(yīng)，故A項正確；由圖中信息可知，化合物4在H2O2的作用下轉(zhuǎn)化為化合物5,

即醇轉(zhuǎn)化為酮，該過程是失氫的氧化反應(yīng)，故B項正確；化合物3和化合物4所含原子種類及數(shù)目均相同,

結(jié)構(gòu)不同，兩者互為同分異構(gòu)體，故C項正確；由圖中信息可知，化合物1在NaH的作用下形成化合物2,

化合物2再參與催化循環(huán)，所以直接催化反應(yīng)進行的是化合物2,化合物1間接催化反應(yīng)的進行，故D項

錯誤。

例2.（2021?湖南，14）鐵的配合物離子（用[L-Fe-H]+表示）催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理和相對能量的變化情況

如圖所示：

45.3

-―\過渡態(tài)43.5

、1!一\過渡態(tài)2

(

0.0

LI一6

O-22.

+一

、

EL出

H\3、

?O+

POn62.6-,

0U+Ow

詢HH++

潞+OHd

OOO3

裝OOO+

—

要0HOO

HHO

O

H

反應(yīng)進程

下列說法錯誤的是（）

A.該過程的總反應(yīng)為HCOOH里幽C02T+H2T

B.H+濃度過大或者過小，均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低

C.該催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變化

D.該過程的總反應(yīng)速率由II-III步驟決定

答案D

解析由反應(yīng)機理可知，HCOOH電離出氫離子后，HCOO一與催化劑結(jié)合，放出二氧化碳，然后又結(jié)合氫

離子轉(zhuǎn)化為氫氣，所以化學(xué)方程式為HCOOH媒馴CO2T+H2T，故A正確；若氫離子濃度過低，則反應(yīng)

III-IV的反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢，若氫離子濃度過高，則會抑制甲酸的電離，使甲酸根離子濃度

降低，反應(yīng)I-H速率減慢，所以氫離子濃度過高或過低，均導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢，故B正確；由反應(yīng)機理

可知，F(xiàn)e在反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵數(shù)目發(fā)生變化，則化合價也發(fā)生變化，故C正確；由反應(yīng)進程可知，反應(yīng)

IV-I能壘最大，反應(yīng)速率最慢，對該過程的總反應(yīng)起決定作用，故D錯誤。

例3.（2021?山東，14）180標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示為：

,8O-

18OI18o

IIH3c—c—OCH3||

HC—C—+OH—iOH玉HsC—C—OH+CH30—能量變化如圖所示。已知

ISO-,8OH

H3C—C—OCH,H:,C—C—OCH:1

OHo-為快速平衡，下列說法正確的是()

能量

過渡態(tài)1

過渡態(tài)2

HjC—C-OCHQ

+OH-II

H3C—c—OH

+CHQ

反應(yīng)進程

A.反應(yīng)II、III為決速步

B.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在18OH-

C.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在CH318OH

D.反應(yīng)I與反應(yīng)IV活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的熔變

答案B

解析一般來說，反應(yīng)的活化能越高，反應(yīng)速率越慢，由圖可知，反應(yīng)I和反應(yīng)IV的活化能較高，因此反

應(yīng)的決速步為反應(yīng)I、IV,故A錯誤；反應(yīng)I為加成反應(yīng)，而為快速平衡,

反應(yīng)II的成鍵和斷鍵方式為OH后者能生成18OH一,因此反應(yīng)結(jié)束后，溶

18OH

H3c

或

液中存在180H一,故B正確；反應(yīng)III的成鍵和斷鍵方式為因此反應(yīng)結(jié)

束后溶液中不會存在CH3I8OH,故C錯誤；該總反應(yīng)對應(yīng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，總反應(yīng)為

18O180

放熱反應(yīng)，因此H3C—c—°H和CH3O-的總能量與HjC—c—OCH,和OH—的總能量之差等于圖示總

反應(yīng)的婚變，故D錯誤。

練習(xí)1.錯的配合物離子［Rh(CO)2b)一可催化甲醇跋基化，反應(yīng)過程如圖所示。

下列敘述錯誤的是（）

A.CH3coi是反應(yīng)中間體

B.甲醇鏢基化反應(yīng)為CH30H+C0===CH3co2H

C.反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變

D.存在反應(yīng)CH3OH+HI===CH3I+H2O

答案c

解析由反應(yīng)過程可知，CH3coi在反應(yīng)過程中生成，后又參與后續(xù)反應(yīng)而消耗，屬于反應(yīng)中間體，A項正

確；觀察反應(yīng)過程圖示可得甲醇獄基化反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH30H+C0===CH3cChH,B項正確；觀察反

應(yīng)過程圖示可看出Rh的成鍵數(shù)目有4、5、6,C項錯誤;觀察反應(yīng)過程圖示可知存在反應(yīng)CH3OH+HI===CH3I

+H2O,D項正確。

練習(xí)2.據(jù)文獻報道：Fe（CO）5催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理如下圖所示。下列敘述錯誤的是（）

co

COOH-

co,OC-Fe

COOH-

COM'C°

OC—Fe<C°OC—Fe

、co

I、co

co

coy*co

H2y2

H-

H2

1co

oc-F5coOC-/e工:二

co/co

H

\￥、十八。

l.>COOfI'CO

OC-I、co__OC/I

co/co

OH-

A.OH—參與了該催化循環(huán)

B.該反應(yīng)可產(chǎn)生清潔燃料H2

C.該反應(yīng)可消耗溫室氣體C02

D.該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化

答案c

解析根據(jù)題圖中信息可知，0H一參與了該催化循環(huán)過程，A正確；由題圖中箭頭方向可知有H2生成，所

以該反應(yīng)可以產(chǎn)生清潔燃料H2,B正確；由題圖中箭頭方向可知，在催化反應(yīng)過程中釋放出C02,C02是

H2

「"CO、、'\CO

OC—FeOC—Fe

I、COI、co

生成物，C錯誤；根據(jù)題圖中信息可知，CO轉(zhuǎn)化為co和H2的過程中，鐵的成鍵數(shù)目發(fā)生了

變化，D正確。

練習(xí)3.“一鍋法”用三氯化釘(RuCb)催化硝基苯(PhNCh，Ph—表示苯基)與醇(RCH2OH)反應(yīng)生成仲胺

(RCH2NHPh)的反應(yīng)過程如圖所示，［Ru］表示催化劑。

下列敘述錯誤的是()

A.RCHO是中間體，不是產(chǎn)物

B.存在反應(yīng)PhNHz+RCHO——>RCH===NPh+H2O

C.還原反應(yīng)的氫均來自RCH20H

D.反應(yīng)過程中Ru的成鍵數(shù)目有變化

答案A

解析該反應(yīng)歷程圖中某些產(chǎn)物未給出，若不能寫出每步反應(yīng)的化學(xué)方程式，則易錯判A項。各步及總反

應(yīng)的化學(xué)方程式如圖所示:

?RCH=NPh

+2[Ru—H]-?RCH2NHPh[Ru]

RCH2NHPh\RCH2OH

+2[Ru]RCH=NPh7^phNH+RCH0_V'①4RCH20H

RCH0

1RCH=NPh+H2O,1+8[Ru]—>

②PhNCVPhNHz-^B項正確A4RCH0+

6[Ru—H]——?/\8[Ru—H]

PhNSMJ\RU—J^^RCHO

+6[Ru]phN°2

由①+②+③+④得總反應(yīng)：4RCH2OH+PhNO2—*

RCH2NHPh+3H2O+3RCHO

A項，第①步反應(yīng)中生成4個RCHO,其中1個作為中間體參與反應(yīng)，剩余3個作為產(chǎn)物，故RCHO既是

中間體又是產(chǎn)物，錯誤；C項，第②、④步反應(yīng)為還原反應(yīng)，這兩個還原反應(yīng)的“H”均來自［Ru—H］,而［Ru—H］

中的H來自RCH2OH,正確；D項，［Ru］—->［Ru—H］的過程中Ru的成鍵數(shù)目增加，正確。

【3】專項練習(xí)

1.(2022?全國?高三專題練習(xí))最近科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)鉞元素(Ir)形成的復(fù)雜陰離子［Ir(CO)2l2「能催化甲醇的

跋基化反應(yīng)，催化過程中各步基元反應(yīng)如圖所示，其中M-N的反應(yīng)速率較快，N-Y-X的反應(yīng)速率較慢,

下列有關(guān)說法正確的是

A.催化過程中基元反應(yīng)M-N的活化能最大

B.反應(yīng)過程中Ir元素的化合價保持不變

C.存在反應(yīng)：CH3coOH+HI—CH3coi+H2O

D.甲醇的?；磻?yīng)原子利用率為100%

【答案】D

【詳解】A.因為M-N的反應(yīng)速率較快，所以該催化過程中基元反應(yīng)M-N的活化能較小，A不正確；

B.從反應(yīng)過程中配合物的組成可以看出，Ir元素的化合價發(fā)生改變，B不正確；

C.從轉(zhuǎn)化關(guān)系看，存在反應(yīng)：CH3coi+H20-CH3coOH+HLC不正確；

D.反應(yīng)的總反應(yīng)為CH3OH+COTCH3coOH,所以甲醇的鍛基化反應(yīng)原子利用率為100%,D正確；

故選D。

2.(2022?全國?高三專題練習(xí))某種含二價銅的催化劑[Cun(OH)(NH3)『可用于汽車尾氣脫硝。催化機理

和反應(yīng)過程中不同態(tài)物質(zhì)體系所具有的能量如圖所示。下列說法正確的是

+

[CU"(OH)(NH3)]

，也①

20廠\.、2NH3工、婕始態(tài))

+11+間態(tài))

[Cu"(NO2)(NH3)2]⑤?[Cu(OH)(NH3)3]L

J卜。1間態(tài))

H中間態(tài))

NO,]。2八’也0而

「小口翼③QugNNO)(NH3)J髓I態(tài))

1+

[Cu(NH3)2]￡

?N,,H,O反應(yīng)歷程

A.該脫硝過程總反應(yīng)的焰變AH>0

B.由狀態(tài)①到狀態(tài)⑤所發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)

C.由狀態(tài)③到狀態(tài)④的變化過程有極性鍵的斷裂和形成

催化劑

D.總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+2NO+2O23N2+6H2O

【答案】C

【詳解】A.由圖可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，應(yīng)為放熱反應(yīng)，AH<0,選項A錯誤;

B.由狀態(tài)①到狀態(tài)②各元素化合價均未發(fā)生變化，為非氧化還原反應(yīng)，選項B錯誤；

C.由狀態(tài)③到狀態(tài)④的變化過程有[CulH2NNO）（NH3）2]+中的極性鍵的斷裂和產(chǎn)物H。中0-H鍵的形

成，選項C正確；

D.由圖可知脫硝過程反應(yīng)物為：2moiNH3、2molN0>0.5mol02,生成物為：3molH20,2molN2,

催化劑

總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+4NO+O2^=4N2+6H2O,選項D錯誤；

答案選C。

3.（2022.湖南省隆回縣第一中學(xué)高三期中）利用鎂（Ni）及其他過渡金屬配合物催化CH2=CH2和C02氧化

偶聯(lián)合成丙烯酸的催化機理如圖。下列說法錯誤的是

O

H

C

N

O

A.催化循環(huán)過程中包含加成反應(yīng)

B.該催化劑改變了反應(yīng)的活化能，降低了焰變

C.該催化循環(huán)中Ni的成鍵數(shù)目發(fā)生了變化

一,Ni催化劑

D.總反應(yīng)可表示為CH2=CH2+CO2CH2=CHCOOH

【答案】B

IILu-Ni

【詳解】A.Ni—||和o=c=。反應(yīng)生成入o,屬于加成反應(yīng)，故A正確；

B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，催化劑不能降低熔變，故B錯誤；

C.根據(jù)圖示可知，Ni的成鍵數(shù)目分別為2、3,該催化循環(huán)中Ni的成鍵數(shù)目發(fā)生了變化，故C正確；

Ni催化劑

D.銀（Ni）及其他過渡金屬配合物催化CH^CH?和CO?生成丙烯酸，總反應(yīng)為CH廣里+電^=01廣CHCOOH,

故D正確；

選B。

4.（2022?安徽?合肥一中模擬預(yù)測）近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所與上海應(yīng)物所合作，揭示了雙

單原子催化劑中的協(xié)同催化機理，如4-硝基苯乙烯選擇性加氫反應(yīng)在不同的催化劑下的反應(yīng)機理及選擇性

如圖所示，下列有關(guān)兩種不同的催化過程說法錯誤的是

雙單原子催化單原子催化

A.兩種催化反應(yīng)過程中均存在極性鍵的斷裂和形成

B.Mo單原子位點吸附4-硝基苯乙烯，提高了催化加氫的選擇性

C.其它條件相同時，雙單原子催化下4-硝基苯乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率更高

D.兩種催化劑均能降低選擇性加氫反應(yīng)的活化能

【答案】C

【詳解】A.兩種催化反應(yīng)過程中均有硝基轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?，硝基?nèi)氮氧鍵、氨基內(nèi)氮氫鍵均為極性鍵，則均

存在極性鍵的斷裂和形成，A正確；

B.由圖知，M。單原子位點吸附4-硝基苯乙烯上的氧、Ir單原子位點吸附H,使硝基轉(zhuǎn)變?yōu)榘被孰p單

原子催化劑提高了催化加氫的選擇性，B正確;

C.催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率，C不正確；

D.兩種催化劑均能降低選擇性加氫反應(yīng)的活化能、提高單位體積單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)、提高反應(yīng)

速率，D正確;

答案選C。

5.（2022?全國?高三專題練習(xí)）環(huán)氧丙烷（C3H60,PO）是一種重要的有機化工產(chǎn)品，對CwO催化劑表面催

化空氣氧化丙烯反應(yīng)機理的DFT計算表明，可能有通過分子氧（甲圖）和晶格氧（乙圖）兩種反應(yīng)機理（TS代表

中間態(tài)）。已知吸附能指在吸附過程中釋放的能量，下列說法錯誤的是中

甲乙

A.C3H6在催化劑上的吸附能低于C3H6與02共吸附在表面的吸附能

B.空氣氧化丙烯生成環(huán)氧丙烷是放熱反應(yīng)

C.通過對圖象的分析得出，該反應(yīng)更易按照甲圖路徑進行

Cu20

D.總反應(yīng)方程式為2c3H6+0242c3H6。

【答案】A

【詳解】A.對比圖甲和圖乙中①和②的變化可知，C3H6在催化劑上的吸附能高于C3H6與。2共吸附在表面

的吸附能，A錯誤；

B.由圖甲和圖乙可知空氣氧化丙烯生成環(huán)氧丙烷是放熱反應(yīng)，B正確；

C.由圖甲和圖乙可知，圖甲中②到TS1的吸收的能量較低，更容易發(fā)生反應(yīng)，C正確；

Cu20

D.由圖甲和圖乙可知，總反應(yīng)方程式為2c3H6+。22c3H6。,D正確;

故選Ao

6.（2022.湖北.應(yīng)城市第一高級中學(xué)模擬預(yù)測）以SiCh表面隔離的CN+催化丙烷無氧脫氫的機理如圖，隨

著反應(yīng)的進行，副反應(yīng)產(chǎn)生的積炭會導(dǎo)致催化劑失活。下列說法正確的是

A.基態(tài)銘原子核外有6種能量不同的電子

B.總反應(yīng)方程式為C3H8峻布->C3H4+2H2

C.CN+改變反應(yīng)活化能的同時改變了反應(yīng)的熱效應(yīng)

D.在該體系中加入CO?有利于丙烷脫氫

【答案】D

【詳解】A.已知Cr是24號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為：Is22s22P63s23P63d54sl故基態(tài)銘原子核

外有Is、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7種能量不同的電子，A錯誤；

B.由題干反應(yīng)歷程圖可知，該過程的總反應(yīng)方程式為C3H8—登CH3cH=CH2+H2,B錯誤；

C.由題干信息可知，CN+為催化劑，則催化劑CN+能改變反應(yīng)活化能，但不能改變了反應(yīng)的熱效應(yīng)，C錯

'□

陜；

D.由題干信息可知，隨著反應(yīng)的進行，副反應(yīng)產(chǎn)生的積炭會導(dǎo)致催化劑失活，而在該體系中加入CO2,由

A

于C+CO2=2CO能有效消除積碳，防止催化劑失活，有利于丙烷脫氫，D正確；

故答案為：D。

7.（2022.全國?高三專題練習(xí)）據(jù)文獻報道，用氫氣制備雙氧水的一種工藝簡單、能耗低的方法，其反應(yīng)

原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是

A.反應(yīng)過程中所發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)

2

B.[PdCl2O2]\HC1均為該反應(yīng)的催化劑

2

C.[PdCl4]^Pd的過程中有極性鍵的斷裂和非極性鍵的形成

D.〔Pda4r能降低反應(yīng)過程中的活化能

【答案】D

22

【分析】從圖中可看出，該反應(yīng)原理涉及反應(yīng)：?2HC1+[PdCl2O2]-=H2O2+[PdCl4]-,②[PdCL]%+H2=

2HC1+2C1+Pd、③Pd+O2+2Cr=[PdCLCh]”。

【詳解】A.據(jù)分析，反應(yīng)過程中①所發(fā)生的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，A錯誤；

B.據(jù)分析，[PdCl202r是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，HC1為該反應(yīng)的催化劑，B錯誤；

C.[PdCl）"—Pd的過程中，Pd-Cl極性鍵斷裂、H-H非極性鍵斷裂，形成H-C1極性鍵，沒有非極性鍵的

形成，C錯誤；

D.[PdCl4廠參與反應(yīng)過程后，H2與02合成H2O2能耗降低，則其能降低反應(yīng)過程中的活化能，D正確；

故選D。

8.（2022?廣東?廣州市第六十五中學(xué)高三階段練習(xí)）在鉆化合物催化下，烯燒醛基化反應(yīng)的歷程如圖所示。

下列敘述錯誤的是

HCO（CO）4

A.反應(yīng)過程中C。的成鍵數(shù)目發(fā)生了變化

B.烯煌中的雙鍵可提供電子與化合物中的C。共用

C.烯煌醛基化總反應(yīng)為RCH=CH2+CO+H2-RCH2cH2cH0

D.該含鉆化合物可降低烯煌醛基化反應(yīng)的活化能，提高平衡轉(zhuǎn)化率

【答案】D

【詳解】A.由圖象可知，Co可以形成4條鍵，也可以形成5條鍵，成鍵數(shù)目發(fā)生了變化，A正確；

R

。\步看

zCo\

B.由圖可知，物質(zhì)℃CO中烯煌中的雙鍵可提供電子與化合物中的Co共用，B正確；

C.由圖可知，反應(yīng)物為RCH=CH2、CO、H2，產(chǎn)物為RCH2cH2CHO,因此總反應(yīng)為

RCH=CH2+CO+H2-RCH2cH2cHO,C正確；

D.C?；衔餅榇呋瘎呋瘎┛梢越档头磻?yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，但不能影響平衡，因此不能提高

平衡轉(zhuǎn)化率，D錯誤；

故選D。

9.(2022?福建?廈門雙十中學(xué)模擬預(yù)測)甲烷可在錯/車市氧化物的催化下與過氧化氫反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為甲醇和甲

基過氧化氫(CH3OOH),實現(xiàn)了天然氣的高效利用，其原理如圖所示，下列說法錯誤的是

A.反應(yīng)③中有極性鍵的斷裂與生成

B.反應(yīng)⑤中，Ce的化合價降低

C.錯/鈾氧化物改變了CH4和H2O2的反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能

D.若用H/Ch作反應(yīng)物，一段時間后CH3OH、CH3OOH和錯/鈾氧化物中均含有18。

【答案】B

【詳解】A.反應(yīng)③中CR中斷裂1條C-H鍵形成CH3,OH與H形成H2O中有O-H鍵生成，則有極性鍵

的斷裂與生成，A正確；

B.反應(yīng)⑤中，H2O2-氏。中O元素從-1降低至-2價，則Ce的化合價升高，B錯誤；

C.錯/鈾氧化物是催化劑，可改變了CH4和H2O2的反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能，C正確；

D.由反應(yīng)⑤可知O連接在Ce上，甲烷可在錯/鈾氧化物的催化下與過氧化氫反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為甲醇和甲基過氧

化氫（CH3OOH）,貝IJ若用H/Cb作反應(yīng)物，一段時間后CH3OH、CH3OOH和錯/鈾氧化物中均含有180,D

正確;

故選：Bo

10.（2022.湖北?華中師大一附中模擬預(yù)測）科學(xué)工作者探討了在C02和H2合成HCOOH過程中固載Ru

基催化劑可能的反應(yīng)機理如圖所示。下列說法錯誤的是。

co.

F%ZR、PPh/R

PPh3PPh<__rJ3

PPh,Ph,P,%|X0-H

Ph3P%,」e'PPh3Ph%,I恒D匚PF產(chǎn)H

一Ru、REOH

H/l、J：

N

J3

I

60H

4

A.固載Ru基催化劑可降低該反應(yīng)的焰變

B.Ru配合物1、2、3、4中Ru的化合價不變

C.總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+H2催化劑>HCOOH

D.CO2濃度過大可能會影響催化劑的實際催化效率

【答案】A

【詳解】A.催化劑降低反應(yīng)活化能，不影響反應(yīng)的焰變，故A錯誤;

B.Ru配合物1、2、3、4中Ru所連的鍵沒有變化，所以Ru的化合價不變，故B正確;

C.在有Ru基催化劑存在的條件下,CO2與H2合成HCOOH,根據(jù)原子守恒，發(fā)生的反應(yīng)為CO2+H2催化劑）

HCOOH,故C正確;

D.CO2濃度過大將減小催化劑與H2之間的接觸，從而影響催化劑的實際催化效率，故D正確;

選Ao

oy

=—OPh

o

11.（2022?河南?高三開學(xué)考試）某科研團隊用PdCL催化苯酚（PhOH）跋基化合成(DPC),并提

出了合成DPC的反應(yīng)機理（如圖所示），下列有關(guān)說法中錯誤的是

PhO—C—Pd—Cl

II

A.Cl-Pd-OPh和。是反應(yīng)的中間產(chǎn)物

B.反應(yīng)過程中Pd的化合價始終保持不變

C.反應(yīng)過程中PdCb降低了反應(yīng)的活化能，未改變反應(yīng)的AH

PhO—/—OPh

D.總反應(yīng)方程式為4PhOH+2co+。2T20+2H2O

【答案】B

【詳解】A.由圖可知Cl-Pd-Cl作為催化劑參與反應(yīng)，流程呈逆時針方向進行，CLPd-OPh和

PhO——C—Pd—C1

II

°是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，A選項正確；

B.流程圖中有最后一步Pd°轉(zhuǎn)化為Cl-Pd-Cl,Pd化合價發(fā)生改變，B選項錯誤；

C.催化劑PdCb使活化能降低，加快反應(yīng)速率，但并未改變反應(yīng)的AH,C選項正確；

PhO—C—OPh

D.由流程圖的物質(zhì)對應(yīng)箭頭指向可知總反應(yīng)方程式為4PhOH+2co+O2-2°+2H2O,D選項

正確；

答案選B。

12.（2022?全國?高三專題練習(xí)）均相芬頓反應(yīng)原理是高級氧化技術(shù)的經(jīng)典工藝之一，如圖所示（I和k?為

速率常數(shù)）。下列說法錯誤的是

Fe3+

出°2[AAr.七°2

=3+

vi=4i?c(H2O2)?c(Fe2+)、\^//V2^2-c(H2O2>c(Fe)

左i=76L?mol"?s”左2=0.02L?mo「i?s”

?0H火2+

FeVyHo2-

基元反應(yīng)I基元反應(yīng)n

A.相同條件下，基元反應(yīng)I比II的活化能低

B.基元反應(yīng)I中氧元素的化合價發(fā)生變化

3+2++

C.基元反應(yīng)II的化學(xué)方程式為H2O2+Fe=HO2+Fe+H

D.芬頓反應(yīng)進行的過程中，整個體系的pH幾乎不變（忽略體積變化）

【答案】D

【分析】A中根據(jù)圖中速率公式，根據(jù)反應(yīng)速率與活化能之間的關(guān)系進行判斷；B中根據(jù)圖中鐵元素的化合

價的變化判斷，發(fā)生氧化還原反應(yīng)；C中根據(jù)圖示進行書寫化學(xué)方程式；D中根據(jù)總反應(yīng)過程中溶質(zhì)的變化,

根據(jù)濃度的變化判斷進行判斷酸堿性。

【詳解】A.由題干信息可知，ki>k2,說明相同條件下，基元反應(yīng)I比H的反應(yīng)速率更快，活化能越低反

應(yīng)速率越快，即基元反應(yīng)I比II的活化能低，A正確；

+2+3+

B.由題干信息可知，基元反應(yīng)I為：H+H2O2+Fe=Fe+OH+H2O,故基元反應(yīng)I中氧元素的化合價發(fā)生

變化，B正確；

C.由題干信息可知，基元反應(yīng)II的化學(xué)方程式為H2O2+Fe3+=HO2?+Fe2++H+,C正確；

+2+3+3+2++

D.基元反應(yīng)I為：H+H2O2+Fe=Fe+OH+H2O,基元反應(yīng)H的化學(xué)方程式為H2O2+Fe=HO2+Fe+H,

而基元反應(yīng)I比n的反應(yīng)速率更快，總反應(yīng)不是簡單基元反應(yīng)I加上基元反應(yīng)ii,則芬頓反應(yīng)進行的過程

中，整個體系的pH會發(fā)生變化（忽略體積變化），D錯誤；

故選D。

13.（2022?山西大同.高三期末）具有開放性鐵位點的金屬有機框架材料，可以用于乙烷的催化氧化形成乙

醇，反應(yīng)過程如圖所示，其中TS表示過渡態(tài)。下列說法正確的是

N=N..

O

OO

Fe'^°——

I0

O0

C2H5OH

0一I

71o

A.反應(yīng)過程中鐵原子形成的化學(xué)鍵數(shù)目保持不變

B.該反應(yīng)過程中的原子利用率為100%

催化劑

C.此反應(yīng)方程式為：N2O+C2H6為+C2H50H

D.反應(yīng)過程中物質(zhì)c降低了反應(yīng)的活化能

【答案】C

【詳解】A.由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，鐵原子有的形成5個共價鍵，有的形成6個共價鍵，故A錯誤；

催化劑

B.從圖中可以看出，進線為反應(yīng)物，出線為產(chǎn)物，總反應(yīng)方程式為：N2O+C2H6^=N2+C2H5OH,催化

劑為a,由于產(chǎn)物有乙醇和氮氣，原子利用率小于100%,故B錯誤；

催化劑

C.進線為反應(yīng)物，出線為產(chǎn)物，總反應(yīng)方程式為：N2O+C2H6N2+C2H5OH,故C正確；

D.c為中間產(chǎn)物，不能降低反應(yīng)的活化能，故D錯誤;

故選C。

14.（2022?河南河南?二模）以乙烯為原料，生產(chǎn)乙二醇的流程及其反應(yīng)過程和機理如下:

反應(yīng)I區(qū)漢產(chǎn)-產(chǎn)

CH,=CH2----

OHOH

、相對能量/（kJmo『）N」

人9—H4<;H+HO

■工+總0+總0?＜擔(dān),過渡態(tài)42

200nHOOH

HNH21504

過渡態(tài)1過渡態(tài)HI

82.4

1008L7

/②辿，③④牝'⑤\

0--15.0;HO,OOH

IJ/C.JU+HQ+C,Hj

①下HNH,2-4

-100NH

I+2H,O+€,H」

H人OOH

-200-234.6

A+工+2HQ

HNH,

反應(yīng)過程

反應(yīng)I

下列敘述錯誤的是

A.決定反應(yīng)I速率快慢的是步驟③

B.反應(yīng)I、II中的H2O均是反應(yīng)物

C.反應(yīng)I屬于氧化反應(yīng)

D.反應(yīng)n中H+進攻環(huán)氧乙烷中的氧原子是因為該分子中氧原子顯負(fù)電性

【答案】B

【詳解】A.決定反應(yīng)速率的是慢反應(yīng)，由圖知步驟③是最大能壘，所需活化能最大，反應(yīng)速率最慢，故決

定反應(yīng)I速率快慢的是步驟③，A正確；

O

_11_

B.由反應(yīng)I的初始反應(yīng)和最終反應(yīng)過程可知，反應(yīng)物為H2O2、乙烯，生成物為環(huán)氧乙烷、H2O,H—C—NH：

是作為催化劑，可得反應(yīng)I中H2O是生成物，B錯誤；

C.乙烯中C的化合價是-2價，環(huán)氧乙烷中C的化合價為-1價，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；

D.環(huán)氧乙烷中。的電負(fù)性最大，顯負(fù)電性，故H+進攻環(huán)氧乙烷中的O原子，D正確；

故答案為B。

15.（2022?湖北省仙桃中學(xué)高三階段練習(xí)）催化丙烯制醛的反應(yīng)機理如圖所示。下列說法錯誤的是

CH3cH2cH2cHOp°

322oc/HC=CH—CH

T—2/3

A.上述循環(huán)過程中，Co的配位數(shù)發(fā)生了變化

B.上述循環(huán)過程中，有C-0鍵的形成，無C-0鍵的斷裂

C.丙烯醛基化總反應(yīng)為CH3cH=5+8+應(yīng)fCH3cH2cH'CHO

D.HCo(CO)3可降低丙烯醛基化反應(yīng)的活化能

【答案】B

【詳解】A.由圖可知，Co可以形成3個配位鍵，也可以形成4個配位鍵，A正確；

B.由圖可知，在第二步有C-0鍵的斷裂，B錯誤；

C.由題干反應(yīng)歷程圖可知，總反應(yīng)式為CH3cH=CH2+CO+H2fCH3cH2cH2CHO,C正確；

D.由題千反應(yīng)歷程圖可知，HCO(CO)3,參與反應(yīng)過程，反應(yīng)前后保持不變,是該反應(yīng)的催化劑，可降低丙

烯醛基化反應(yīng)的活化能，D正確；

故選B。

16.(2022?廣東實驗中學(xué)高三階段練習(xí))某種制備H2O2的反應(yīng)機理如圖。下列說法正確的是

A.反應(yīng)①中有非極性鍵的斷裂和形成

B.該過程中Pd的化合價有0、+2和+4三種

C.①、②、③均為氧化還原反應(yīng)

2

D.[PdCl4]-能降低反應(yīng)的活化能

【答案】D

【詳解】A.反應(yīng)①中有非極性鍵的斷裂，但沒有非極性鍵的形成，A錯誤；

B.該過程中Pd的化合價有0、+2兩種，B錯誤；

C.反應(yīng)①和②均有單質(zhì)參與反應(yīng)，為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)③沒有化合價的變化，不是氧化還原反應(yīng)，C錯

誤；

D.[PdC14產(chǎn)為反應(yīng)過程中的催化劑，故可降低反應(yīng)活化能，D正確；

故答案選D。

17.(山東省泰安市2021-2022學(xué)年高三下學(xué)期3月一?？荚嚮瘜W(xué)試題)中國自古有“信口雌黃”“雄黃入藥”

之說。雌黃As2s3和雄黃As4s4都是自然界中常見的碑化物，早期都曾用作繪畫顏料，因都有抗病毒療效也

用來入藥。碑元素有+2、+3兩種常見價態(tài)。一定條件下，雌黃和雄黃的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤

的是

H,S+Sn4+

H++Sn2+

雌J黃;雄黃

A.反應(yīng)I中，As2s3和SnCl2的物質(zhì)的量之比為1：1時可恰好完全反應(yīng)

B.反應(yīng)II中，物質(zhì)a可能是S、SO2

C.反應(yīng)I、II、IV是氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)III是非氧化還原反應(yīng)

D.反應(yīng)I可用NaOH溶液吸收H2s,向吸收后的溶液中加入足量稀硫酸可為反應(yīng)IV提供H2s

【答案】C

【詳解】A.反應(yīng)I中，As2s3和SnCU反應(yīng)生成Sn4+、As4s4,As化合價由+3至l]+2,Sn化合價由+2到+4,

根據(jù)電子守恒可知，As2S3-SnCl2,即物質(zhì)的量之比為1：1時可恰好完全反應(yīng)，A正確；

B.反應(yīng)H中氧氣具有氧化性，負(fù)二價硫具有還原性，則物質(zhì)a可能是S、SO2,B正確；

C.反應(yīng)IV中H、0、S、As元素化合價反應(yīng)前后均不改變，是非氧化還原反應(yīng)，C錯誤；

D.反應(yīng)I可用NaOH溶液吸收H?S,向吸收后的溶液中存在生成的硫化鈉，加入足量稀硫酸反應(yīng)生成硫化

氫氣體，可為反應(yīng)W提供H?S,D正確；

故選C。

18.(湖北省部分市州2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期期末聯(lián)合調(diào)研考試化學(xué)試題)氮氧化物(NOx)是一類特殊

的污染物，它本身會對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害。一種以沸石籠作為載體對氮氧化物進行催化還原的

原理如圖所示。下列敘述錯誤的是

2+

A.反應(yīng)①變化過程可表示為2CU(NH3)2+O2=[(NH3)2CU-O-O-CU(NH3)2]

B.反應(yīng)③屬于非氧化還原反應(yīng)

C.反應(yīng)④涉及極性共價鍵的斷裂與生成

D.圖中總過程中每吸收ImolNO需要標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的NH344.8L

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)圖示，反應(yīng)①變化過程可表示為2CU(NH3)；+O2=[(NH3)2CU-O-O-CU(NH3)2]2+,故A正確；

B.根據(jù)圖示，反應(yīng)③中各元素化合價都沒有變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，故C正確；

C.反應(yīng)④中有氮氧鍵、氮氫鍵的斷裂，有氫氧鍵的形成，故C正確；

D.圖中總過程中每吸收ImolNO需要Imol氨氣，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的NH3的體積是22.4L,故D錯誤；

選D。

19.(重慶市2022屆高三第一次聯(lián)合診斷測試化學(xué)試題)天然氣中含有有毒氣體H?S,用下圖所示流程可

實現(xiàn)天然氣在氧化亞鐵硫桿菌(FF菌)作用下催化脫硫。下列說法不無聊的是

CH4、H2S

Fe2(SC)4)3溶液T-F菌FeS04溶液、CH4

CH4,H2O

A.過程①的pH降低，過程②的pH升高

B.該脫硫過程可以在中性環(huán)境中進行

C.該脫硫過程不需要補充FeSO,溶液

D.該脫硫過程的總反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2

【答案】B

【分析】過程①Fe元素化合價降低，S元素化合價升高，反應(yīng)方程式：Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S+H2SO4,

過程②Fe元素化合價升高，O元素化合價減低，反應(yīng)方程式：4FeSC)4+O2+2H2so4=2Fe2(SO4)3+2H2O；

【詳解】A.過程①反應(yīng)方程式：Fe2(SO4)3+H2S=2FeSO4+S+H2SO4,生成強酸H2sO4,pH降低，過程②反

應(yīng)方程式：4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O,消耗H2s。4,pH升高，故A正確；

B.Fe2(SC>4)3溶液中Fe3+不能在中性環(huán)境中共存，故B錯誤；

C.該脫硫過程的總反應(yīng)為2H2S+Ch=2S+2H2。，F(xiàn)eSO,溶液為中間物質(zhì)，沒有消耗，則不需要補充FeSO4溶

液，故C正確；

D.該脫硫過程的總反應(yīng)為2H2S+O2=2S+2H2。，0元素化合價減低，。2做氧化劑，S元素化合價升高，H2s

做還原劑，兩者的物質(zhì)的量之比為1:2,故D正確；

故選：Bo

20.(廣東省佛山市2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期普通高中第一次教學(xué)質(zhì)量檢測化學(xué)試卷)利用CH3OH,CO2

與也合成CH3cH20H的反應(yīng)主要歷程如圖所示。下列說法錯誤的是

H,OLil

A.合成過程涉及C-C鍵和C-O鍵形成

B.CO是合成乙醇的中間體

C.第3步的反應(yīng)式為CH3I+C0+2H2-CH3cH20H+HI

若用替代則可生成

D.CH3ODCH3OH,CH3CH2OD

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)圖示可知：在反應(yīng)3中有C-C鍵和C-0鍵形成，A正確；

B.根據(jù)圖示可知：在反應(yīng)開始時無CO,在反應(yīng)結(jié)束時生成物中無CO,因此CO是合成乙醇的中間體，B

正確；

C.根據(jù)圖示可知第3步反應(yīng)的反應(yīng)物是CH3I、CO、H2，生成物是CH3cH20H及HL則該反應(yīng)的化學(xué)方

程式為：CH3I+CO+2H2-CH3cH2OH+HI,C正確；

D.根據(jù)反應(yīng)3可知反應(yīng)產(chǎn)生乙醇中的-OH上H原子種類取決于H2中的H原子的種類，而與CH30H上的

H原子種類無關(guān)，所以若用CH3OD替代CH3OH,生成的乙醇仍然是CH3cH20H,而不會是CH3cH2OD,

D錯誤；

故合理選項是D。

21.(遼寧省五校聯(lián)考2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試題)常溫常壓下，某金屬有機多孔材料

(MOFA)對CO?具有超高的吸附能力，并能催化COZ與環(huán)氧丙烷的反應(yīng)，其工作原理如圖所示。下列說法

錯誤的是

cC?CO200N2

A.物質(zhì)a分子中碳原子和氧原子均采取sp3雜化

B.a的一氯代物有3種

C.a生成b的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)，并有極性共價鍵形成

D.Imolb最多可與2moiNaOH反應(yīng)

【答案】C

【詳解】A.由結(jié)構(gòu)簡式可知，a分子中碳原子和氧原子的價層電子對數(shù)都為4,雜化方式都為sp3雜化，故

A正確；

B.由結(jié)構(gòu)簡式可知，a分子中含有3類氫原子，則一氯代物有3種，故B正確；

C.由結(jié)構(gòu)簡式可知，二氧化碳與a發(fā)生加成反應(yīng)生成b,故C錯誤；

D.由結(jié)構(gòu)簡式可知，b分子中含有2個酯基結(jié)構(gòu)，Imolb最多可與2moi氫氧化鈉反應(yīng)，故D正確；

故選C。

22.(廣東省珠海市第二中學(xué)2022屆高三十月月考化學(xué)試題)雙堿法脫硫過程如圖所示。下列說法不IE聊

的是

S02、/NaOH、/CaSO4

過程［過程II

、Na9s0、/、Ca(OH)八0,

A.過程I中，SO?表現(xiàn)出酸性氧化物的性質(zhì)

B.過程H中，ImolO?可氧化2moiNa2so3

C.雙堿法脫硫過程中，Ca(OH)z可以循環(huán)利用

D.總反應(yīng)為2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O

【答案】C

【分析】過程I的反應(yīng)方程式為SO2+2NaOH=Na2sO3+H2O,過程II的反應(yīng)方程式為

2Na2so3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH，總反應(yīng)為2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O。

【詳解】A.過程I為SO2與堿反應(yīng)生成鹽和水，表現(xiàn)出酸性氧化物的性質(zhì)，故