資源簡介

題型突破2　催化機理循環圖
1.(2024·北京卷)可采用Deacon催化氧化法將工業副產物HCl制成Cl2,實現氯資源的再利用。反應的熱化學方程式:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-114.4 kJ·mol-1。下圖所示為該法的一種催化機理。
下列說法不正確的是(　　)
A.Y為反應物HCl,W為生成物H2O
B.反應制得1 mol Cl2,須投入2 mol CuO
C.升高反應溫度,HCl被O2氧化制Cl2的反應平衡常數減小
D.圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應
2.(2024·河北卷)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO2電池,以Mg(TFSI)2為電解質,電解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕獲CO2,使放電時CO2還原產物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙,同時改善了Mg2+的溶劑化環境,提高了電池充放電循環性能。
對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究,電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。
下列說法錯誤的是(　　)
A.PDA捕獲CO2的反應為+CO2—→
B.路徑2是優先路徑,速控步驟反應式為
*C++e-—→*C2+
C.路徑1、3經歷不同的反應步驟但產物相同;路徑2、3起始物相同但產物不同
D.三個路徑速控步驟均涉及*C轉化,路徑2、3的速控步驟均伴有PDA再生
3.(2023·北京卷)一種分解氯化銨實現產物分離的物質轉化關系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一種。下列說法正確的是(　　)
A.a、c分別是HCl、NH3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2為副產物,則通入水蒸氣可減少MgCl2的產生
D.等壓條件下,反應①、②的反應熱之和,小于氯化銨直接分解的反應熱
4.(2023·湖南卷)N2H4是一種強還原性的高能物質,在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L-Ru-NH3]+表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4,其反應機理如圖所示。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配體NH3失去質子能力增強
B.M中Ru的化合價為+3
C.該過程有非極性鍵的形成
D.該過程的總反應式:4NH3-2e-===N2H4+2N
1.催化劑與中間產物
催化劑:在連續反應中從一開始就參與了反應,在最后又再次生成,所以僅從結果上來看似乎并沒有發生變化,實則是消耗多少后續又生成了多少。
中間產物:在連續反應中為某一步的產物,在后續反應中又作為反應物被消耗,所以僅從結果上來看似乎并沒有生成,實則是生成多少后續又消耗多少。
在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理:
H2O2+I-→H2O+IO-　慢
H2O2+IO-→O2+I-+H2O　快
在該反應中I-為催化劑,IO-為中間產物。
2.機理循環圖示及分析
(1)位于“環上”的物質一般是催化劑或中間體,如⑤、⑥、⑦、⑧。
(2)“入環”的物質為反應物,如①和④。
(3)“出環”的物質為生成物,如②和③。
(4)依據判斷出的反應物和生成物,即可快速寫出反應的方程式。
例圖中,MoO3是該反應的催化劑,、、為中間產物。
1,2-丙二醇脫氧脫水反應的催化循環機理
1.(2024·山東臨沂質檢)已知制備某無機化合物的轉化流程如圖所示,下列說法中錯誤的是(　　)
A.該轉化流程中CaCO3、CaCl2均被循環使用
B.該循環過程中的化學反應沒有涉及置換反應
C.該循環過程中涉及的化學反應均為非氧化還原反應
D.該工藝總體來看相當于利用食鹽和石灰石制取純堿
2.(2024·山東東營期中)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術,其反應過程與能量關系如圖甲所示;有氧條件下,Fe3+催化NH3還原NO的反應歷程如圖乙所示。下列說法正確的是(　　)
A.圖甲所示熱化學方程式為4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)　ΔH=(b-a) kJ·mol-1
B.圖乙所示催化脫硝過程中既有極性共價鍵的斷裂和形成,又有非極性共價鍵的斷裂和形成
C.圖乙所示反應①中氧化劑與還原劑物質的量之比為2∶1
D.脫硝過程中使用催化劑的目的是改變反應的焓變
3.(2024·新疆烏魯木齊聯考)利用煙氣中SO2可回收廢水中的I- ,實現碘單質的再生,其反應原理如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
A.[(NH3)5Co-O-O-Co(NH3)5]4+中Co的化合價為+3價
B.總反應離子方程式為SO2+O2+2I-===I2+S
C.反應①~⑤中均有電子轉移
D.反應③中,每消耗1 mol O2會轉移2 mol電子
4.(2024·河南開封模擬)三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑,在催化劑表面的物質轉化關系如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.三效催化劑能有效實現汽車尾氣中CO、CxHy、NOx三種成分的凈化
B.依據圖示判斷催化劑不參與儲存和還原過程
C.還原過程中生成0.1 mol N2,轉移0.5 mol電子
D.在轉化過程中,氮元素均被還原
5.(2024·河北石家莊模擬)氯化亞銅催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的反應機理如圖所示,下列說法不正確的是(　　)
A.總反應為4CH3OH+O2+2CO2+2H2O
B.含銅的微粒中有4種是反應的中間產物
C.反應⑤的化學方程式為+CH3OH—→+HCl
D.氯化亞銅參與了反應的循環,增大了反應的速率和提高了甲醇的轉化率
題型突破2　催化機理循環圖
1.(2024·北京卷)可采用Deacon催化氧化法將工業副產物HCl制成Cl2,實現氯資源的再利用。反應的熱化學方程式:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-114.4 kJ·mol-1。下圖所示為該法的一種催化機理。
下列說法不正確的是(　　)
A.Y為反應物HCl,W為生成物H2O
B.反應制得1 mol Cl2,須投入2 mol CuO
C.升高反應溫度,HCl被O2氧化制Cl2的反應平衡常數減小
D.圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應
答案　B
解析　由該反應的熱化學方程式可知,該反應涉及的主要物質有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO與Y反應生成Cu(OH)Cl,則Y為HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,則W為H2O;CuCl2分解為X和CuCl,則X為Cl2;CuCl和Z反應生成Cu2OCl2,則Z為O2;綜上所述,X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O。A.由分析可知,Y為反應物HCl,W為生成物H2O,A正確;B.CuO在反應中作催化劑,會不斷循環,適量即可,B錯誤;C.總反應為放熱反應,其他條件一定,升溫平衡逆向移動,平衡常數減小,C正確;D.圖中涉及的兩個氧化還原反應是CuCl2→CuCl和CuCl→Cu2OCl2,D正確。
2.(2024·河北卷)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO2電池,以Mg(TFSI)2為電解質,電解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕獲CO2,使放電時CO2還原產物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙,同時改善了Mg2+的溶劑化環境,提高了電池充放電循環性能。
對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究,電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。
下列說法錯誤的是(　　)
A.PDA捕獲CO2的反應為+CO2—→
B.路徑2是優先路徑,速控步驟反應式為
*C++e-—→*C2+
C.路徑1、3經歷不同的反應步驟但產物相同;路徑2、3起始物相同但產物不同
D.三個路徑速控步驟均涉及*C轉化,路徑2、3的速控步驟均伴有PDA再生
答案　D
解析　由路徑2可知,PDA捕獲CO2生成,A項正確;由題給信息可知,路徑2為優先路徑,由能量變化圖可知,路徑2中*C轉化為*C2的活化能最大,是控速步驟,反應式為*C++e-—→*C2+,B項正確;由題圖中路徑1和路徑3的物質轉化關系可知,二者經歷的步驟不同,但產物均為*MgCO3,路徑2、3的起始物均為*CO2和,但路徑2的產物為*MgC2O4,路徑3的產物為*MgCO3,C項正確;反應歷程中活化能最大的步驟為控速步驟,由反應歷程圖結合反應路徑圖可知,路徑1中,*C+*CO2+e-—→*C+*CO的活化能最大,該步驟為控速步驟,路徑2中的控速步驟為*C++e-—→PDA+*C2,路徑3中的控速步驟為*CO2+*C+e-—→*CO+*C ,三個路徑的控速步驟均涉及*C的轉化,路徑2的控速步驟有PDA的再生,路徑3的控速步驟沒有PDA的再生,D項錯誤。
3.(2023·北京卷)一種分解氯化銨實現產物分離的物質轉化關系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一種。下列說法正確的是(　　)
A.a、c分別是HCl、NH3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2為副產物,則通入水蒸氣可減少MgCl2的產生
D.等壓條件下,反應①、②的反應熱之和,小于氯化銨直接分解的反應熱
答案　C
解析　NH4Cl分解的產物是NH3和HCl,分解得到的HCl與MgO反應生成Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO,則a為NH3,b為Mg(OH)Cl,c為HCl,d為MgO。A.由分析可知,a為NH3,c為HCl,錯誤;B.d為MgO,錯誤;C.MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl,通入水蒸氣可以減少MgCl2的生成,正確;D.反應①和反應②相加即為氯化銨直接分解的反應,由蓋斯定律可知,等壓條件下,反應①、反應②的反應熱之和等于氯化銨直接分解的反應熱,錯誤。
4.(2023·湖南卷)N2H4是一種強還原性的高能物質,在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L-Ru-NH3]+表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4,其反應機理如圖所示。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配體NH3失去質子能力增強
B.M中Ru的化合價為+3
C.該過程有非極性鍵的形成
D.該過程的總反應式:4NH3-2e-===N2H4+2N
答案　B
解析　A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,[L-Ru-NH3]2+中的Ru帶有更多的正電荷,其與N原子成鍵后,Ru(Ⅲ)吸引電子的能力比Ru(Ⅱ)強,這種作用使得配體NH3中的N—H極性變強且更易斷裂,因此其失去質子(H+)的能力增強,A說法正確;B.Ru(Ⅱ)中Ru的化合價為+2,當其變為Ru(Ⅲ)后,Ru的化合價變為+3,Ru(Ⅲ)失去1個質子后,N原子有1對孤電子對,Ru的化合價不變;M為[L-Ru-H2]+,當[L-Ru-NH2]+變為M時,N原子的孤電子對拆為2個電子并轉移給Ru 1個電子,其中Ru的化合價變為+2,因此,B說法不正確;C.該過程M變為[L-Ru-NH2-NH2-Ru-L]2+時,有N—N形成,N—N是非極性鍵,C說法正確;D.從整個過程來看,4個NH3失去了2個電子后生成了1個N2H4和2個N,Ru(Ⅱ)是催化劑,因此,該過程的總反應式為4NH3-2e-===N2H4+2N,D說法正確。
命題立意:試題以常見物質轉化為背景,考查學生對催化劑、能量變化、化學鍵類型、化合價等的認識,涉及催化劑、反應物及生成物的識別,反應方程式的書寫、元素化合價等必備知識。此類試題以反應過程中的物質變化為載體,考查學生的信息獲取與加工、邏輯推理與論證能力。
1.催化劑與中間產物
催化劑:在連續反應中從一開始就參與了反應,在最后又再次生成,所以僅從結果上來看似乎并沒有發生變化,實則是消耗多少后續又生成了多少。
中間產物:在連續反應中為某一步的產物,在后續反應中又作為反應物被消耗,所以僅從結果上來看似乎并沒有生成,實則是生成多少后續又消耗多少。
在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理:
H2O2+I-→H2O+IO-　慢
H2O2+IO-→O2+I-+H2O　快
在該反應中I-為催化劑,IO-為中間產物。
2.機理循環圖示及分析
(1)位于“環上”的物質一般是催化劑或中間體,如⑤、⑥、⑦、⑧。
(2)“入環”的物質為反應物,如①和④。
(3)“出環”的物質為生成物,如②和③。
(4)依據判斷出的反應物和生成物,即可快速寫出反應的方程式。
例圖中,MoO3是該反應的催化劑,、、為中間產物。
1,2-丙二醇脫氧脫水反應的催化循環機理
1.(2024·山東臨沂質檢)已知制備某無機化合物的轉化流程如圖所示,下列說法中錯誤的是(　　)
A.該轉化流程中CaCO3、CaCl2均被循環使用
B.該循環過程中的化學反應沒有涉及置換反應
C.該循環過程中涉及的化學反應均為非氧化還原反應
D.該工藝總體來看相當于利用食鹽和石灰石制取純堿
答案　A
解析　由圖可知,CaCO3為反應物,CaCl2為生成物,均未參與循環利用,A錯誤;由圖可知,循環過程中涉及了分解反應、化合反應、復分解反應,沒有涉及置換反應,B正確;由圖可知,循環過程中涉及的反應均無電子轉移,為非氧化還原反應,C正確;由圖可知,循環過程中涉及5個反應,疊加后得到的總反應相當于食鹽和石灰石反應生成Na2CO3和CaCl2,D正確。
2.(2024·山東東營期中)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術,其反應過程與能量關系如圖甲所示;有氧條件下,Fe3+催化NH3還原NO的反應歷程如圖乙所示。下列說法正確的是(　　)
A.圖甲所示熱化學方程式為4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)　ΔH=(b-a) kJ·mol-1
B.圖乙所示催化脫硝過程中既有極性共價鍵的斷裂和形成,又有非極性共價鍵的斷裂和形成
C.圖乙所示反應①中氧化劑與還原劑物質的量之比為2∶1
D.脫硝過程中使用催化劑的目的是改變反應的焓變
答案　B
解析　圖甲所示熱化學方程式為4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)　ΔH=正反應活化能-逆反應活化能=(a-b) kJ·mol-1,故A錯誤;由圖乙可知,該反應過程中有氮氫鍵、氮氧鍵、氧氧鍵斷裂,氮氮鍵、氧氫鍵形成,故B正確;由圖乙可知,反應①為NH3+Fe3+===Fe2++NH2+H+,氧化劑為Fe3+,還原劑為NH3,則氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1,故C錯誤;催化劑不能改變反應的焓變,故D錯誤。
3.(2024·新疆烏魯木齊聯考)利用煙氣中SO2可回收廢水中的I- ,實現碘單質的再生,其反應原理如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
A.[(NH3)5Co-O-O-Co(NH3)5]4+中Co的化合價為+3價
B.總反應離子方程式為SO2+O2+2I-===I2+S
C.反應①~⑤中均有電子轉移
D.反應③中,每消耗1 mol O2會轉移2 mol電子
答案　C
解析　[(NH3)5Co-O-O-Co(NH3)5]4+中含有過氧鍵,氧元素顯-1價,由化合價規則可知,Co顯+3價,A項正確;由題干信息及反應原理圖可知,反應物有SO2、O2、I-,生成物是I2、S,B項正確;反應②和⑤中沒有電子轉移,C項錯誤;反應③中O2得到電子,氧元素化合價由0價降低為-1價,每消耗1 mol O2轉移2 mol電子,D項正確。
4.(2024·河南開封模擬)三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑,在催化劑表面的物質轉化關系如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.三效催化劑能有效實現汽車尾氣中CO、CxHy、NOx三種成分的凈化
B.依據圖示判斷催化劑不參與儲存和還原過程
C.還原過程中生成0.1 mol N2,轉移0.5 mol電子
D.在轉化過程中,氮元素均被還原
答案　A
解析　由題圖可知,催化過程中,CO、CxHy、NOx轉化成無污染的CO2、H2O、N2,說明三效催化劑能有效實現汽車尾氣中CO、CxHy、NOx三種成分的凈化,A正確;BaO為催化劑,在NOx、O2、BaO轉化為Ba(NO3)2的過程中,BaO參與儲存N元素,B錯誤;Ba(NO3)2轉化成氮氣時,N元素化合價降低,則生成0.1 mol氮氣轉移0.1 mol×(5-0)×2=1 mol電子,C錯誤;NOx、BaO、O2轉化成Ba(NO3)2的過程中,N元素化合價升高,被氧化,D錯誤。
5.(2024·河北石家莊模擬)氯化亞銅催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的反應機理如圖所示,下列說法不正確的是(　　)
A.總反應為4CH3OH+O2+2CO2+2H2O
B.含銅的微粒中有4種是反應的中間產物
C.反應⑤的化學方程式為+CH3OH—→+HCl
D.氯化亞銅參與了反應的循環,增大了反應的速率和提高了甲醇的轉化率
答案　D
解析　由圖可知,反應物為CH3OH、O2、CO,產物為和H2O,CuCl作催化劑,總反應為4CH3OH+O2+2CO2+2H2O,A正確;氯化亞銅是反應的催化劑,其余含銅的微粒有4種,均是反應的中間產物,B正確;由圖中物質箭頭指向可知,反應⑤的化學方程式為+CH3OH—→+HCl,C正確;催化劑可以增大反應速率但不能提高反應物的轉化率,D錯誤。(共26張PPT)
第一篇　新高考題型突破
題型突破選擇題　題型突破2　催化機理循環圖
真題導航
核心整合
模擬預測
板塊Ⅳ　化學反應的熱效應、速率與平衡
下列說法不正確的是(　　)
A.Y為反應物HCl,W為生成物H2O
B.反應制得1 mol Cl2,須投入2 mol CuO
C.升高反應溫度,HCl被O2氧化制Cl2的反應平衡常數減小
D.圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應
B
解析　由該反應的熱化學方程式可知,該反應涉及的主要物質有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO與Y反應生成Cu(OH)Cl,則Y為HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,則W為H2O;CuCl2分解為X和CuCl,則X為Cl2;CuCl和Z反應生成Cu2OCl2,則Z為O2;綜上所述,X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O。A.由分析可知,Y為反應物HCl,W為生成物H2O,A正確;B.CuO在反應中作催化劑,會不斷循環,適量即可,B錯誤;C.總反應為放熱反應,其他條件一定,升溫平衡逆向移動,平衡常數減小,C正確;D.圖中涉及的兩個氧化還原反應是CuCl2→CuCl和CuCl→Cu2OCl2,D正確。
2.(2024·河北卷)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO2電池,以Mg(TFSI)2為電解質,電解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕獲CO2,使放電時CO2還原產物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙,同時改善了Mg2+的溶劑化環境,提高了電池充放電循環性能。
對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究,電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。
D
3.(2023·北京卷)一種分解氯化銨實現產物分離的物質轉化關系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一種。下列說法正確的是(　　)
A.a、c分別是HCl、NH3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2為副產物,則通入水蒸氣可減少
MgCl2的產生
D.等壓條件下,反應①、②的反應熱之和,小
于氯化銨直接分解的反應熱
C
解析　NH4Cl分解的產物是NH3和HCl,分解得到的HCl與MgO反應生成Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO,則a為NH3,b為Mg(OH)Cl,c為HCl,d為MgO。A.由分析可知,a為NH3,c為HCl,錯誤;B.d為MgO,錯誤;C.MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl,通入水蒸氣可以減少MgCl2的生成,正確;D.反應①和反應②相加即為氯化銨直接分解的反應,由蓋斯定律可知,等壓條件下,反應①、反應②的反應熱之和等于氯化銨直接分解的反應熱,錯誤。
4.(2023·湖南卷)N2H4是一種強還原性的高能物質,在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L-Ru-NH3]+表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4,其反應機理如圖所示。
下列說法錯誤的是(　　)
A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,配體NH3失去質子
能力增強
B.M中Ru的化合價為+3
C.該過程有非極性鍵的形成
D.該過程的總反應式:4NH3-2e-===N2H4+2N
B
解析　A.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,[L-Ru-NH3]2+中的Ru帶有更多的正電荷,其與N原子成鍵后,Ru(Ⅲ)吸引電子的能力比Ru(Ⅱ)強,這種作用使得配體NH3中的N—H極性變強且更易斷裂,因此其失去質子(H+)的能力增強,A說法正確;B.Ru(Ⅱ)中Ru的化合價為+2,當其變為Ru(Ⅲ)后,Ru的化合價變為+3,Ru(Ⅲ)失去1個質子后,N原子有1對孤電子對,Ru的化合價不變;M為[L-Ru-H2]+,當[L-Ru-NH2]+變為M時,N原子的孤電子對拆為2個電子并轉移給Ru 1個電子,其中Ru的化合價變為+2,因此,B說法不正確;C.該過程M變為[L-Ru-NH2-NH2-Ru-L]2+時,有N—N形成,N—N是非極性鍵,C說法正確;D.從整個過程來看,4個NH3失去了2個電子后生成了1個N2H4和2個N,Ru(Ⅱ)是催化劑,因此,該過程的總反應式為4NH3-2e-===N2H4+2N,D說法正確。
命題立意:試題以常見物質轉化為背景,考查學生對催化劑、能量變化、化學鍵類型、化合價等的認識,涉及催化劑、反應物及生成物的識別,反應方程式的書寫、元素化合價等必備知識。此類試題以反應過程中的物質變化為載體,考查學生的信息獲取與加工、邏輯推理與論證能力。
1.催化劑與中間產物
催化劑:在連續反應中從一開始就參與了反應,在最后又再次生成,所以僅從結果上來看似乎并沒有發生變化,實則是消耗多少后續又生成了多少。
中間產物:在連續反應中為某一步的產物,在后續反應中又作為反應物被消耗,所以僅從結果上來看似乎并沒有生成,實則是生成多少后續又消耗多少。
在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理:
H2O2+I-→H2O+IO-　慢
H2O2+IO-→O2+I-+H2O　快
在該反應中I-為催化劑,IO-為中間產物。
2.機理循環圖示及分析
(1)位于“環上”的物質一般是催化劑或中間體,如⑤、⑥、⑦、⑧。
(2)“入環”的物質為反應物,如①和④。
(3)“出環”的物質為生成物,如②和③。
1,2-丙二醇脫氧脫水反應的催化循環機理
1.(2024·山東臨沂質檢)已知制備某無機化合物的轉化流程如圖所示,下列說法中錯誤的是(　　)
A.該轉化流程中CaCO3、CaCl2均被循環使用
B.該循環過程中的化學反應沒有涉及置換反應
C.該循環過程中涉及的化學反應均為非氧化還原反應
D.該工藝總體來看相當于利用食鹽和石灰石制取純堿
A
解析　由圖可知,CaCO3為反應物,CaCl2為生成物,均未參與循環利用,A錯誤;由圖可知,循環過程中涉及了分解反應、化合反應、復分解反應,沒有涉及置換反應,B正確;由圖可知,循環過程中涉及的反應均無電子轉移,為非氧化還原反應,C正確;由圖可知,循環過程中涉及5個反應,疊加后得到的總反應相當于食鹽和石灰石反應生成Na2CO3和CaCl2,D正確。
2.(2024·山東東營期中)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術,其反應過程與能量關系如圖甲所示;有氧條件下,Fe3+催化NH3還原NO的反應歷程如圖乙所示。下列說法正確的是(　　)
A.圖甲所示熱化學方程式為4NH3(g)
+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)　
ΔH=(b-a) kJ·mol-1
B.圖乙所示催化脫硝過程中既有極性共價鍵的斷裂和形成,又有非極性共價鍵的斷裂和形成
C.圖乙所示反應①中氧化劑與還原劑物質的量之比為2∶1
D.脫硝過程中使用催化劑的目的是改變反應的焓變
B
解析　圖甲所示熱化學方程式為4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g)　ΔH=正反應活化能-逆反應活化能=(a-b) kJ·mol-1,故A錯誤;由圖乙可知,該反應過程中有氮氫鍵、氮氧鍵、氧氧鍵斷裂,氮氮鍵、氧氫鍵形成,故B正確;由圖乙可知,反應①為NH3+Fe3+===Fe2++NH2+H+,氧化劑為Fe3+,還原劑為NH3,則氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1,故C錯誤;催化劑不能改變反應的焓變,故D錯誤。
3.(2024·新疆烏魯木齊聯考)利用煙氣中SO2可回收廢水中的I- ,實現碘單質的再生,其反應原理如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
A.[(NH3)5Co-O-O-Co(NH3)5]4+中Co的
化合價為+3價
B.總反應離子方程式為SO2+O2+2I-===
I2+S
C.反應①~⑤中均有電子轉移
D.反應③中,每消耗1 mol O2會轉移2 mol電子
C
解析　[(NH3)5Co-O-O-Co(NH3)5]4+中含有過氧鍵,氧元素顯-1價,由化合價規則可知,Co顯+3價,A項正確;由題干信息及反應原理圖可知,反應物有SO2、O2、I-,生成物是I2、S,B項正確;反應②和⑤中沒有電子轉移,C項錯誤;反應③中O2得到電子,氧元素化合價由0價降低為-1價,每消耗1 mol O2轉移2 mol電子,D項正確。
4.(2024·河南開封模擬)三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑,在催化劑表面的物質轉化關系如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.三效催化劑能有效實現汽車尾氣中CO、CxHy、
NOx三種成分的凈化
B.依據圖示判斷催化劑不參與儲存和還原過程
C.還原過程中生成0.1 mol N2,轉移0.5 mol電子
D.在轉化過程中,氮元素均被還原
A
解析　由題圖可知,催化過程中,CO、CxHy、NOx轉化成無污染的CO2、H2O、N2,說明三效催化劑能有效實現汽車尾氣中CO、CxHy、NOx三種成分的凈化,A正確;BaO為催化劑,在NOx、O2、BaO轉化為Ba(NO3)2的過程中,BaO參與儲存N元素,B錯誤;Ba(NO3)2轉化成氮氣時,N元素化合價降低,則生成0.1 mol氮氣轉移0.1 mol×(5-0)×2=1 mol電子,C錯誤;NOx、BaO、O2轉化成Ba(NO3)2的過程中,N元素化合價升高,被氧化,D錯誤。
5.(2024·河北石家莊模擬)氯化亞銅催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的反應機理如圖所示,下列說法不正確的是(　　)
D

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