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选择题突破七
突破点1 反应循环图、能垒图分析
(选择题每小题3 分)
A 级夯基达标练
题组1 “环式”反应机理图像分析
1.(2025·黑龙江齐齐哈尔模拟)由Rh2VO1~3
- 簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续
催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法错误的是( )
A.只有Rh2VO2
-在循环中起催化作用
B.该反应可用于制取合成气CO、H2
C.过程包含反应Rh2VO2CH 2
-
Rh2VO-+CO↑+H2↑
D.反应过程中金属元素的价态发生改变
2.(2025·河北保定模拟)羰基化反应是在有机化合物分子中引入羰基的反应,是制备醛、
酮等羰基化合物的重要方法,一种羰基化偶联反应机理如图所示。下列说法错误的是(
)
A.该历程的中间体有3 种
B.LnPd 改变反应途径,提高了化学反应速率
C.上述过程中断开和形成的共价键一定只有极性键
D.总反应为R2—Cl+CO+R1—Sn(alkyl)3
Cl—Sn(alkyl)3+
题组2 催化历程-(相对)能量或能垒图
2
3.(2025·安徽安庆模拟)中国原子能科学研究院利用电导率仪在线监测了BF3制备H3BO3
的反应历程,并能判定反应的终点。下列说法错误的是
( )
A.过渡态1 比过渡态2 稳定
B.可能有HBF4副产物生成
C.该历程分三步进行,总反应的决速步骤是第三步
D.升高温度,平衡时
c( B F2OH )
c[BF (OH )2]减小
4.(2025·四川雅安二诊)碳酸二甲酯DMC(CH3OCOOCH3)是一种低毒、性能优良的有机
合成中间体,科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),反应机
理如图所示。(能垒:反应物与过渡态之间的能量差)
下列说法正确的是( )
A.第2 步的基元反应方程式为CH3O·*+CO2
*
CH3OCOO·*
B.使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C.反应历程中决速步骤的能垒为125.7 eV
D.升高温度,合成碳酸二甲酯的反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
B 级素能提升练
5.(2025·广州毕业班综合测试)反应R(g)
P(g)在有水和无水条件下,反应历程如图。图
中M 表示中间产物,TS 表示过渡态。其他条件相同时,下列说法正确的是( )
3
A.在有水条件下,反应更快达到平衡
B.有水和无水时,反应分别分3 步和2 步进行
C.反应达到平衡时,升高温度,P 的浓度增大
D.无水条件下R 的平衡转化率比有水条件下大
6.(2025·河南商丘模拟)苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60 ℃下的反应机理如图所示,资
料显示:浓硝酸、浓硫酸混合时存在HONO2+H2SO4
HO3SO-+H2ONO2
+;H2ONO2
+
H2O+NO2
+。下列说法错误的是( )
A.H2O 的空间结构为V 形
B.从结构上看,碳正离子中间体和取代产物中所有原子都不可能处于同一平面
C.反应1 的反应速率比反应2 的反应速率慢
D.从能量变化上看,取代产物与加成产物的能量差值ΔE=214.63 kJ·mol-1,取代产物更稳
定
7.(2025·河北唐山模拟)过一硫酸
(
)为一元强酸,在一定条件下可将酮和烯烃分别转化为酯和环氧
类物质,反应机理如下,R1、R2、R3、R4、R5均为烃基。(已知:C—O 键能大于O—O 键
能)
4
下列说法错误的是( )
A.H2SO5具有强氧化性,且HS
O5
-
的结构为
B.异丁烯与丙酮的反应类似于反应⑤,反应的化学方程式为
C.反应过程中有非极性键的断裂与形成
D.
为烯烃转化过程中的催化剂
8.(2025·江西新余模拟)H2O2是一种重要的工业原料,利用H2和O2直接法合成H2O2的反
应历程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.
和
中的Pd 的化合价相同
B.
降低了反应的活化能,加快了反应速率
C.直接法合成过氧化氢的总反应,原子利用率理论上为100%
D.步骤2 中,若有1 mol O2参与反应,转移电子数目为4NA
9.(2025·安徽皖江名校联盟模拟)制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图所示。下列说法
错误的是( )
5
A.化合物4 是反应的催化剂
B.化合物4 转化为化合物6 符合“原子经济性”
C.若将丙烯替换为乙烯,则反应可制得乙酸甲酯
D.反应过程中存在极性键的断裂和形成
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参考答案
1.A 解析:V 元素在循环Ⅰ、Ⅱ中起到催化作用,化合价发生变化,含V 物质中氧原子个
数变化,因此Rh2VO1~3
- 都有催化作用,A 错误;由图可知循环Ⅰ、Ⅱ反应的反应物为CH4
和H2O,产物为CO 和H2,B 正确;由图可知,循环Ⅰ中,UV 作用的步骤为Rh2VO2CH 2
-转化
为Rh2VO-、CO、H2,即Rh2VO2CH 2
-
Rh2VO-+CO↑+H2↑,C 正确;在反应过程中,含V 物
质中氧原子个数改变,因此金属元素价态一定改变,D 正确。
2.C 解析:由图可知,R2—Cl、CO、R1—Sn(alkyl)3是反应物,R2COR1、Cl—Sn(alkyl)3为
生成物,LnPd 为催化剂,其余为中间体。该历程的中间体有3 种,A 正确;根据分析可
知,LnPd 为催化剂,可以改变反应途径,降低活化能,提高化学反应速率,B 正确;反应过程
中涉及C—C 的形成,该共价键属于非极性共价键,C 错误;根据分析可知,总反应为R2—
Cl+CO+R1—Sn(alkyl)3
Cl—Sn(alkyl)3+
,D 正确。
3.D 解析:过渡态1 的能量低于过渡态2 的能量,故过渡态1 比过渡态2 稳定,A 正确;HF
和BF3有可能继续反应生成HBF4副产物,B 正确;该历程分三步进行,第三步的活化能最
大,故总反应的决速步骤是第三步,C 正确;升高温度,第一步反应是吸热反应,平衡正向移
动,第二步反应是放热反应,平衡逆向移动,平衡时
c( B F2OH )
c[BF (OH )2]增大,D 错误。
4.A 解析:根据图中反应历程可知,第2 步基元反应为CH3O·*+CO2
*
CH3OCOO·*,A 正
确;使用催化剂可以提高反应速率,但是反应热不会变化,B 错误;反应历程中过渡态Ⅰ的
反应能垒最大,是决速步骤,其能垒为[103.1-(-22.6)]×102eV=1.257×104eV,C 错误;由图可
以看出,产物总能量高于反应物总能量,即2CH3OH+CO2
CH3OCOOCH3+H2O ΔH>0,
所以升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增大,平衡向正反应方向移动,D 错误。
5.A 解析:在有水条件下,反应的活化能低,反应速率快,反应更快达到平衡,A 项正确;有
水和无水时,均只有1 种中间产物,反应均分2 步进行,B 项错误;R(g)
P(g)为放热反应,
反应达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,P 的浓度减小,C 项错误;水为该反应的催化剂,
催化剂不影响平衡移动,故R 的平衡转化率不变,D 项错误。
6.B 解析:水分子中心氧原子形成2 个σ 键、有2 个孤电子对,则H2O 的空间结构为V
形,A 正确;碳正离子中间体存在sp3杂化,所有原子不可能共平面,而取代产物中心原子均
为sp2杂化,所有原子可能共平面,B 错误;反应1 从中间体到过渡态2-1 活化能较高,所以
反应1 的反应速率比反应2 的反应速率慢,C 正确;从能量变化上看,取代产物与加成产物
的能量差值ΔE=214.63 kJ·mol-1,能量越低越稳定,取代产物更稳定,D 正确。
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7.B 解析:由题干过一硫酸的结构式可知,HS
O5
-
的结构为
,结构中含有过
氧键,故H2SO5具有强氧化性,A 正确;异丁烯与丙酮的反应类似⑤即R1、R2、R4、R5为
甲基,R3为H,反应的化学方程式为
,B 错误;反应过程中有O—O、
C
C 等非极性键的断裂和O—O 非极性键的形成,C 正确;
参与了反应,但反应前
后质量和化学性质没有发生改变,即为烯烃转化过程中的催化剂,D 正确。
8.D 解析:由图示可知,步骤1 为
+H2
Pd+2HCl+2Cl-,步骤2 为Pd+O2+2Cl-
,步骤3 为
+2HCl
+H2O2,所以总反应为H2+O2
H2O2。
中Cl 元素化合价为-1 价,则Pd 元素化合价为+2 价,
中Cl 元素化合价为-1 价、O 元素化合价为-1 价,则Pd 元素化合价为+2 价,A 正确;由分
步反应及总反应可知,
为催化剂,催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,B
正确;总反应为H2+O2
H2O2,理论上反应物全部转化为H2O2,故原子利用率理论上
为100%,C 正确;步骤2 中若有1 mol O2参与反应,转移电子数目为2NA,D 错误。
9.C 解析:由反应机理图可知,化合物4 是反应的催化剂,A 正确;化合物4 转化为化合物
6 发生加成反应,符合“原子经济性”,B 正确;若将丙烯替换为乙烯,则反应可制得丙酸甲
酯,C 错误;反应Ⅳ有极性键的断裂,反应Ⅴ有极性键的形成,D 正确。
