熱點專項練3催化劑與反應(yīng)機理1．(2023·廣東揭陽模擬)以金屬鈀(Pd)為催化劑，利用Stille偶聯(lián)反應(yīng)合成丙烷的反應(yīng)機理如圖所示，其中L是配體磷化氫，下列敘述正確的是()A．該流程合成丙烷的原子利用率為100%B．反應(yīng)過程中Pd的成鍵數(shù)保持不變C．[(CH3)3C]3SnC2H5中Sn的化合價為－4D．該流程中存在C—Br鍵的斷裂與C—C鍵的形成【解析】該流程中第二步的與[(CH3)3C]3SnC2H5反應(yīng)生成和[(CH3)3C]3SnBr的原子利用率不是100%，則該流程合成丙烷的原子利用率也不是100%，故A錯誤；由圖可知，LnPd中Pd形成的化學(xué)鍵為n個，而在和中Pd形成的化學(xué)鍵為(n＋2)個，則反應(yīng)過程中Pd的成鍵數(shù)發(fā)生變化，故B錯誤；根據(jù)(CH3)3C－的化合價為－1價，—C2H5的化合價為－1，且物質(zhì)的化合價的代數(shù)和為0，則[(CH3)3C]3SnC2H5中Sn為＋4價，故C錯誤；由圖可知，存在CH3Br中C—Br鍵的斷裂和CH3CH2CH3中C—C鍵的形成，故D正確。【答案】D2．(2024·河北滄州市模擬)NH3選擇性催化還原(NH3—SCR)是目前最有效且應(yīng)用最廣的除去NOx的方法，在MnZSM－5催化劑上發(fā)生反應(yīng)的機理如圖所示，其中TS表示過渡態(tài)。下列說法正確的是()A．反應(yīng)歷程中最大的能壘為185.05kJ·mol－1B．歷程中Z2－eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(MnOH－N2－H2O))2＋→Z2－eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(MnOH))2＋＋N2(g)＋H2O(g)的ΔH<0C．該反應(yīng)分3步進行D．在反應(yīng)歷程中有極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂與形成【解析】由圖可知，第二步反應(yīng)能壘最大，為185.05kJ·mol－1，A項正確；由最后一步反應(yīng)可知反應(yīng)物的能量低于生成物的能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，B項錯誤；TS表示過渡態(tài)，由圖可知反應(yīng)分6步進行，C項錯誤；反應(yīng)歷程中沒有非極性共價鍵的斷裂，D項錯誤?！敬鸢浮緼3．(2024·廣東湛江模擬)鹵代烴在乙醇中進行醇解反應(yīng)的機理如圖所示。下列說法正確的是()A．步驟Ⅲ是總反應(yīng)的決速步驟B．總反應(yīng)屬于加成反應(yīng)C．H＋能降低該反應(yīng)的活化能D．反應(yīng)過程中氧原子的成鍵數(shù)目發(fā)生變化【解析】慢反應(yīng)為總反應(yīng)的決速步驟，因此步驟Ⅰ是總反應(yīng)的決速步驟，選項A錯誤；總反應(yīng)為鹵代烴與醇生成醚的取代反應(yīng)，選項B錯誤；H＋是生成物，不是催化劑，選項C錯誤；由圖知，反應(yīng)過程中，氧原子成兩個鍵和三個鍵，選項D正確?！敬鸢浮緿4．(2024·湖北黃岡模擬)我國某科研團隊開發(fā)催化劑用于光熱催化CO2加氫制CH4。其反應(yīng)歷程如圖所示(*表示吸附在催化劑表面)。CH4的選擇性等于CH4的物質(zhì)的量與CO2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量之比。下列敘述正確的是()A．在CO2→CH4歷程中能壘最大為0.69eVB．該反應(yīng)歷程中，CH4的選擇性為100%C．催化劑表面上CH4、CO脫附都會放出能量D．反應(yīng)歷程中有極性鍵的斷裂與形成【解析】由圖可知，在CO2→CH4歷程中能壘最大的是*CO2→*HCOO的能壘為0.77eV，故A錯誤；CO2加氫生成了副產(chǎn)物CO、CH3OH，CH4的選擇性小于100%，B項錯誤；由圖可知，*CO2→CO(g)是脫附過程，需要吸收能量，C項錯誤；反應(yīng)歷程中，*CO2→CO(g)過程中有極性鍵的斷裂，*H3CO→*H3COH過程中有極性鍵的生成，故D正確?！敬鸢浮緿5．(2024·湖南衡陽模擬)下面是丙烷(用RH表示)的氯化和溴化反應(yīng)時的相對能量變化圖(已知1eV＝1.6×10－19J)及產(chǎn)率關(guān)系。有關(guān)說法不正確的是()A．1molRH(g)完全生成1molRCl(g)放熱1.6×10－19eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a－b))JB．Br·比Cl·穩(wěn)定C．以丙烷、鹵素、氫氧化鈉溶液為原料制備2-丙醇，Br2優(yōu)于Cl2D．溴代和氯代第一步都是決速反應(yīng)【解析】由圖可知，1個RH(g)分子轉(zhuǎn)化成RCl(g)放熱1.6×10－19eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a－b))J，則1molRH(g)完全生成1molRCl(g)放熱6.02×1023×1.6×10－19eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a－b))J，故A錯誤；由圖可知，Br·的能量比Cl·低，則Br·比Cl·穩(wěn)定，故B正確；由題目信息可知，丙烷和Br2發(fā)生取代反應(yīng)時相比和Cl2發(fā)生取代反應(yīng)更加容易生成CH2CH(X)CH3，CH2CH(X)CH3在NaOH水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)可以得到2-丙醇，則以丙烷、鹵素、氫氧化鈉溶液為原料制備2-丙醇，Br2優(yōu)于Cl2，故C正確；由圖可知，溴代和氯代第一步反應(yīng)活化能大于第二步，說明第一步反應(yīng)速率小于第二步，則溴代和氯代第一步都是決速反應(yīng)，故D正確。【答案】A6．(2023·福建福州市二模)60℃水浴加熱或冰水浴冷卻條件下，將鄰氨基苯甲酰胺的乙醇溶液緩慢滴加到CuCl2的水溶液中，分別得到化合物a和化合物b。反應(yīng)過程能量變化如圖所示。下列關(guān)于這兩種化合物的說法錯誤的是()A．配位原子的種類相同，Cu配位數(shù)不同B．升高相同溫度時，活化能越大，反應(yīng)速率變化越大C．可通過測定銅離子含量鑒別兩種產(chǎn)物D．化合物a為動力學(xué)產(chǎn)物(曲線1)，化合物b為熱力學(xué)產(chǎn)物(曲線2)【解析】根據(jù)圖中信息得到兩種化合物配位原子的種類相同，Cu配位數(shù)不同，前者配位數(shù)為5，后者配位數(shù)為6，故A正確；升高相同溫度時，原來不是活化分子的變?yōu)榛罨肿?，活化分子百分?shù)增大，碰撞頻率加快，反應(yīng)速率變化越大，故B正確；根據(jù)圖中兩種化合物都含有2個鄰氨基苯甲酰胺，化合物a是兩個銅四個氯，化合物b是一個銅兩個氯，因此可通過測定銅離子含量鑒別兩種產(chǎn)物，故C正確；熱力學(xué)產(chǎn)物指的是在熱力學(xué)上更穩(wěn)定的、能力更低的產(chǎn)物，但生成該產(chǎn)物的活化能較高，動力學(xué)產(chǎn)物指的是生成中間體活化能較小的產(chǎn)物，但產(chǎn)物本身的能量更高一些，由題給信息可知，60℃水浴加熱得到化合物a，則a為熱力學(xué)產(chǎn)物(曲線1)，冰水浴冷卻得到化合物b，則b為動力學(xué)產(chǎn)物(曲線2)，故D錯誤?！敬鸢浮緿7．(2023·北京西城區(qū)三模)某科研人員提出HCHO與O2在羥基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的歷程，該歷程示意圖如下(圖中只畫出了HAP的部分結(jié)構(gòu))。下列說法不正確的是()A．HCHO在反應(yīng)過程中，有C—H鍵發(fā)生斷裂B．若用18O標記HAP中氧原子，則反應(yīng)后18O仍在HAP中C．該反應(yīng)可表示為HCHO＋O2HAP,CO2＋H2OD．HAP能提高HCHO與O2的反應(yīng)速率【解析】HCHO結(jié)構(gòu)式為CHHO，分子中含有C—H鍵，反應(yīng)生成二氧化碳和水，所以在反應(yīng)過程中有C—H鍵發(fā)生斷裂，故A正確；根據(jù)過渡態(tài)示意圖，HAP中氧原子與甲醛中的H相連，所以若用18O標記HAP中氧原子，則反應(yīng)后18O存在H2O中，故B錯誤；HCHO與O2在羥基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O，HAP是催化劑，該反應(yīng)可表示為HCHO＋O2HAP,CO2＋H2O，故C正確；HAP在反應(yīng)前后沒有變化，HAP是催化劑，所以能提高HCHO與O2的反應(yīng)速率，故D正確?！敬鸢浮緽8．(2023·浙江省杭州二模)某課題組設(shè)計一種處理1,1-二氟乙烷的方法。下列說法不正確的是()A．該反應(yīng)的催化劑是Al2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SO4))3B．產(chǎn)物之一可發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚四氟乙烯C．鋁吸附1,1-二氟乙烷中的氟原因是鋁的空軌道可結(jié)合F原子的孤對電子D．該反應(yīng)的總反應(yīng)屬于消去反應(yīng)【解析】整個反應(yīng)的催化劑是硫酸鋁，故A正確；產(chǎn)物是一氟乙烯和氟化氫，不能生成聚四氟乙烯，故B錯誤；鋁最外層有3個電子，形成三個鍵后有空軌道，能夠與氟原子提供的孤電子對結(jié)合，故C正確；總反應(yīng)是F2CH—CH3eq\o(→,\s\up15(硫酸鋁))FCH=CH2＋HF，屬于消去反應(yīng)，故D正確?！敬鸢浮緽9．(2023·北京海淀區(qū)三模)汽車尾氣中CO與NO轉(zhuǎn)化的三段反應(yīng)歷程及各物質(zhì)的相對能量如圖所示，其中TS代表過渡態(tài)，IM表示反應(yīng)過程中的復(fù)雜中間產(chǎn)物，每段歷程的反應(yīng)物相對總能量定義為0。下列說法不正確的是()A．反應(yīng)①決定尾氣轉(zhuǎn)化的快慢B．反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②、③為放熱反應(yīng)C．由上圖可判斷過渡態(tài)的相對能量：TS1>TS3>TS2D．采用對反應(yīng)③選擇性高的催化劑可以避免尾氣中出現(xiàn)N2O【解析】由圖可知，反應(yīng)①的活化能最高，為298.4kJ·mol－1－42.6kJ·mol－1＝255.8kJ·mol－1，反應(yīng)②、③的活化能分別為108.4kJ·mol－1、226.1kJ·mol－1，活化能越高反應(yīng)速率越慢，慢反應(yīng)決定整個反應(yīng)