2025届高三化学二轮热点练习 - -催化剂与反应机理 （含解析）
文档属性
| 名称 | 2025届高三化学二轮热点练习 - -催化剂与反应机理 （含解析） |  | |
| 格式 | DOCX | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-01-01 19:41:55 | ||
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文档简介
催化剂与反应机理
1.(2023·泰安联考)某种制备H2O2的反应机理如图。下列说法正确的是 ( )
A.总反应可表示为H2+O2H2O2
B.该过程中Pd的化合价有0和+4两种
C.①、②、③均为氧化还原反应
D.HCl和Cl-可循环利用
2.(2023·淄博二模)甲苯与CH3COCl在无水AlCl3存在下发生反应,其反应机理及部分能量示意图如下。下列说法错误的是 ( )
A.AlCl3是该反应的催化剂
B.步骤 Ⅱ 是该反应的决定步骤
C.(l)+(l)
(l)+HCl(g)
ΔH=(b-a) kJ/mol
D.虚线L可表示与CH3COCl的反应中能量的变化
3.(2023·安阳调研)Sonogashira偶联反应是合成取代炔烃和共轭炔烃最重要的方法,钯/铜混合催化剂催化的Sonogashira偶联通常通过两个催化循环协同进行,较短的波长(400~500 nm)主要驱动自偶联反应,而较长的波长(500~940 nm)显著增加了交叉偶联产物的合成。已知R1-和R2-代表烃基,下列说法错误的是 ( )
A.反应过程中,Cu和Pd的化合价发生变化
B.较短波长下存在反应2R1—≡—Pd
R1—≡—≡—R1+2Pd
C.若以和为原料,在较长波长下可制得
D.该催化剂通过“可控波长开关”来切换反应途径,可提高产物选择性
4.(2023·抚顺模拟)近年来,科学家发现使用氯化铁作为光催化剂,在LED灯下,可使聚苯乙烯塑料快速降解,最终得到苯甲酸。如图所示是通过氯自由基过程的铁催化聚苯乙烯降解的部分机理,下列说法正确的是 ( )
A.聚苯乙烯可使溴水褪色
B.化合物①、②、③是中间产物
C.该过程涉及氧化反应
D.苯甲酸含有一个手性碳原子
5.(2023·蚌埠质检)氨催化还原脱除NO的一种催化机理示意图如图,下列有关说法不正确的是 ( )
A.(即MnO2)是反应的催化剂
B.该过程存在非极性键的断裂和形成
C.MnO2能结合NH3的原因是Mn原子有空轨道能接受孤电子对,形成配位键
D.该催化过程的总反应的化学方程式:4NH3+6NO5N2+6H2O
6.(2023·青岛联考)一种使用过氧铌(Nb)酸盐离子液体催化烯烃环氧化的方法,如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.离子1直接催化烯烃环氧化
B.催化烯烃环氧化过程中铌元素的化合价没有改变
C.过氧铌酸盐离子液体中一定不存在某种阳离子
D.离子1和4都含有过氧键,具有很强的氧化性
7.(2023·长沙统考)配合物[Co2(CO)8]催化烯烃氢甲酰化反应的催化反应历程如图所示。
下列有关叙述错误的是 ( )
A.整个催化反应历程中Co的成键数发生了变化
B.生成A的过程中有极性键、非极性键的断裂和形成
C.中间体物质D的结构简式为
D.该催化反应总反应式为
+CO+H2
8.(2023·烟台模拟)TRAP是一种温和的氧化剂,TRAP试剂中的Ru不会氧化碳碳双键,可以将醇仅氧化至醛,不会过度氧化为羧酸。TRAP氧化醇的反应机理如下图,下列说法正确的是 ( )
A.铑(Ru)在TPAP机理图中共呈现了4种价态
B.步骤④中NMO做还原剂,作用是使TRAP试剂再生
C.反应⑥的离子方程式为2Ru,是TRAP试剂再生的另一途径
D.若R1为CH2CH—,R2为H—,则TPAP氧化该醇的主产物为丙醛
9.(2023·北京东城区统考)2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的科学家。点击化学的代表反应为铜([Cu])催化的叠氮-炔基Husigen成环反应,其原理如下图。
下列说法不正确的是 ( )
A.上述循环中H+是中间产物之一
B.上述循环过程中只有极性键的断裂和形成
C.Cu能降低反应的活化能,但不改变总反应的焓变
D.中间产物中N采取sp2、sp3杂化
催化剂与反应机理
1.D [A项,由反应机理可知,氢气和氧气在[PdCl4]2-的作用下生成过氧化氢,反应的化学方程式为H2+O2H2O2,A错误;B项,Pd元素在[PdCl4]2-、[PdCl2O2]2-中的化合价均为+2价,Pd单质中Pd元素为0价,B错误;C项,由反应机理可知,①、②均为氧化还原反应,③中没有元素化合价发生变化,为非氧化还原反应,C错误;D项,由反应机理可知,HCl和Cl-均可循环利用,D正确。]
2.D [A.由反应历程可知,AlCl3是该反应的催化剂,A正确;B.由图可知,步骤Ⅱ活化能最大,反应速率最慢,是该反应的决定步骤,B正确;C.根据反应历程,总反应为(l)+(l)(l)+HCl(g) ΔH=(b-a) kJ/mol,C正确;D.三氟甲基为吸电子基团,与苯环相连能降低苯环上π电子云密度,形成的配合物不稳定,故其能量轮廓图曲线(虚线L)应在甲苯的实线图上,D错误。]
3.C [A项,反应过程中,铜和钯都有单质和化合物,化合价均发生了变化,故A正确;B项,从图中可以看出,较短波长下,R1—C≡C—Pd发生自偶联生成了R1C≡C—C≡CR1,故B正确;C项,从图中可以看出,若以和为原料,在较长波长下发生交叉偶联可制得,故C错误;D项,较短的波长(400~500 nm)主要驱动自偶联反应,而较长的波长(500~940 nm)显著增加了交叉偶联产物的合成,所以该催化剂通过“可控波长开关”来切换反应途径,可提高产物选择性,故D正确。]
4.C [化合物②、③及HCl等中间产物是反应过程中生成,在后续反应中又消耗掉的物质;催化剂是反应过程中消耗,在后续反应中又生成的物质,化合物①是反应的催化剂。A.聚苯乙烯中没有碳碳双键,不能使溴水褪色,故A错误;B.化合物①是在反应过程中消耗,在后续反应中又生成的物质,是催化剂,化合物②、③及HCl等是中间产物,故B错误;C.催化循环过程中铁元素有+2向+3价的转化,反应中有氧气参加,将氧化成苯甲酸,该过程涉及氧化反应,故C正确;D.苯甲酸分子中没有sp3杂化的碳,不存在一个碳上连有四个不同的原子或基团的碳,没有手性碳原子,故D错误。]
5.D [A项,根据反应过程,反应前后MnO2没变,可知MnO2是反应的催化剂,故A正确;B项,反应物有O2、生成物有N2,所以存在非极性键的断裂和形成,故B正确;C项,氨分子中氮原子具有孤对电子,二氧化锰中锰原子具有空轨道,氮原子和锰原子通过形成配位键使二氧化锰和氨分子相互结合,故C正确;D项,根据图示,该催化过程的总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,故D错误。]
6.B [A.由图可知,离子1和过氧化氢,甲醇反应生成离子2,随后再催化烯烃环氧化,A错误;B.由图可知,在反应过程中铌元素都是+6价,B正确;C.由图可知,过氧铌酸根离子是阴离子,故该液体中一定还存在某种阳离子,C错误;D.由图可知,离子1中没有过氧键,D错误。]
7.B [A.由图可知,Co的成键数发生了变化,物质C中Co成键数为5,物质E中Co成键数为6,故A正确;B.Co2(CO)8和H2生成A的过程中,有非极性键的断裂和极性键的形成,无极性键的断裂和非极性键的形成,E生成A的过程中只有极性键的断裂和形成,故B错误;C.根据物质C和E的结构简式可推出D的结构简式为,故C正确;D.根据整个反应历程可知其总反应式为+CO+H2,故D正确。]
8.A [根据题中的反应机理图,TRAP试剂中的Ru,经历过程①和②将氧化为,本身被还原为H2Ru,H2Ru经历过程③脱水,得到Ru;Ru与NMO反应,经历过程④和⑤得到Ru和NMM;Ru自身发生歧化反应⑥,得到Ru和RuO2。A项,铑(Ru)在TPAP机理图中共呈现了4种价态,分别是+4价、+5价、+6价、+7价,A项正确;B项,Ru与NMO反应,经过过程④和⑤得到Ru和NMM,其中Ru元素从+5价升至+7价,则Ru做还原剂,NMO做氧化剂,B项错误;C项,Ru自身发生歧化反应⑥,离子方程式为2Ru,产物不是Ru,则不是TRAP试剂再生的另一途径,C项错误;D项,TRAP试剂中的Ru不会氧化碳碳双键,可以将醇仅氧化至醛,若R1为CH2CH—,R2为H—,则Ru经过过程①和②将氧化为,D项错误。]
9.B [A.根据图中右上角得到上述循环中H+是中间产物之一,故A正确;B.上述循环过程中有极性键的断裂和形成,在右下角也有非极性键的断裂,故B错误;C.Cu能降低反应的活化能,加快反应速率,但不改变总反应的焓变,故C正确;D.中间产物中左上角两个N采取sp2杂化、右上角的N采取sp3杂化,故D正确。]
1.(2023·泰安联考)某种制备H2O2的反应机理如图。下列说法正确的是 ( )
A.总反应可表示为H2+O2H2O2
B.该过程中Pd的化合价有0和+4两种
C.①、②、③均为氧化还原反应
D.HCl和Cl-可循环利用
2.(2023·淄博二模)甲苯与CH3COCl在无水AlCl3存在下发生反应,其反应机理及部分能量示意图如下。下列说法错误的是 ( )
A.AlCl3是该反应的催化剂
B.步骤 Ⅱ 是该反应的决定步骤
C.(l)+(l)
(l)+HCl(g)
ΔH=(b-a) kJ/mol
D.虚线L可表示与CH3COCl的反应中能量的变化
3.(2023·安阳调研)Sonogashira偶联反应是合成取代炔烃和共轭炔烃最重要的方法,钯/铜混合催化剂催化的Sonogashira偶联通常通过两个催化循环协同进行,较短的波长(400~500 nm)主要驱动自偶联反应,而较长的波长(500~940 nm)显著增加了交叉偶联产物的合成。已知R1-和R2-代表烃基,下列说法错误的是 ( )
A.反应过程中,Cu和Pd的化合价发生变化
B.较短波长下存在反应2R1—≡—Pd
R1—≡—≡—R1+2Pd
C.若以和为原料,在较长波长下可制得
D.该催化剂通过“可控波长开关”来切换反应途径,可提高产物选择性
4.(2023·抚顺模拟)近年来,科学家发现使用氯化铁作为光催化剂,在LED灯下,可使聚苯乙烯塑料快速降解,最终得到苯甲酸。如图所示是通过氯自由基过程的铁催化聚苯乙烯降解的部分机理,下列说法正确的是 ( )
A.聚苯乙烯可使溴水褪色
B.化合物①、②、③是中间产物
C.该过程涉及氧化反应
D.苯甲酸含有一个手性碳原子
5.(2023·蚌埠质检)氨催化还原脱除NO的一种催化机理示意图如图,下列有关说法不正确的是 ( )
A.(即MnO2)是反应的催化剂
B.该过程存在非极性键的断裂和形成
C.MnO2能结合NH3的原因是Mn原子有空轨道能接受孤电子对,形成配位键
D.该催化过程的总反应的化学方程式:4NH3+6NO5N2+6H2O
6.(2023·青岛联考)一种使用过氧铌(Nb)酸盐离子液体催化烯烃环氧化的方法,如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.离子1直接催化烯烃环氧化
B.催化烯烃环氧化过程中铌元素的化合价没有改变
C.过氧铌酸盐离子液体中一定不存在某种阳离子
D.离子1和4都含有过氧键,具有很强的氧化性
7.(2023·长沙统考)配合物[Co2(CO)8]催化烯烃氢甲酰化反应的催化反应历程如图所示。
下列有关叙述错误的是 ( )
A.整个催化反应历程中Co的成键数发生了变化
B.生成A的过程中有极性键、非极性键的断裂和形成
C.中间体物质D的结构简式为
D.该催化反应总反应式为
+CO+H2
8.(2023·烟台模拟)TRAP是一种温和的氧化剂,TRAP试剂中的Ru不会氧化碳碳双键,可以将醇仅氧化至醛,不会过度氧化为羧酸。TRAP氧化醇的反应机理如下图,下列说法正确的是 ( )
A.铑(Ru)在TPAP机理图中共呈现了4种价态
B.步骤④中NMO做还原剂,作用是使TRAP试剂再生
C.反应⑥的离子方程式为2Ru,是TRAP试剂再生的另一途径
D.若R1为CH2CH—,R2为H—,则TPAP氧化该醇的主产物为丙醛
9.(2023·北京东城区统考)2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的科学家。点击化学的代表反应为铜([Cu])催化的叠氮-炔基Husigen成环反应,其原理如下图。
下列说法不正确的是 ( )
A.上述循环中H+是中间产物之一
B.上述循环过程中只有极性键的断裂和形成
C.Cu能降低反应的活化能,但不改变总反应的焓变
D.中间产物中N采取sp2、sp3杂化
催化剂与反应机理
1.D [A项,由反应机理可知,氢气和氧气在[PdCl4]2-的作用下生成过氧化氢,反应的化学方程式为H2+O2H2O2,A错误;B项,Pd元素在[PdCl4]2-、[PdCl2O2]2-中的化合价均为+2价,Pd单质中Pd元素为0价,B错误;C项,由反应机理可知,①、②均为氧化还原反应,③中没有元素化合价发生变化,为非氧化还原反应,C错误;D项,由反应机理可知,HCl和Cl-均可循环利用,D正确。]
2.D [A.由反应历程可知,AlCl3是该反应的催化剂,A正确;B.由图可知,步骤Ⅱ活化能最大,反应速率最慢,是该反应的决定步骤,B正确;C.根据反应历程,总反应为(l)+(l)(l)+HCl(g) ΔH=(b-a) kJ/mol,C正确;D.三氟甲基为吸电子基团,与苯环相连能降低苯环上π电子云密度,形成的配合物不稳定,故其能量轮廓图曲线(虚线L)应在甲苯的实线图上,D错误。]
3.C [A项,反应过程中,铜和钯都有单质和化合物,化合价均发生了变化,故A正确;B项,从图中可以看出,较短波长下,R1—C≡C—Pd发生自偶联生成了R1C≡C—C≡CR1,故B正确;C项,从图中可以看出,若以和为原料,在较长波长下发生交叉偶联可制得,故C错误;D项,较短的波长(400~500 nm)主要驱动自偶联反应,而较长的波长(500~940 nm)显著增加了交叉偶联产物的合成,所以该催化剂通过“可控波长开关”来切换反应途径,可提高产物选择性,故D正确。]
4.C [化合物②、③及HCl等中间产物是反应过程中生成,在后续反应中又消耗掉的物质;催化剂是反应过程中消耗,在后续反应中又生成的物质,化合物①是反应的催化剂。A.聚苯乙烯中没有碳碳双键,不能使溴水褪色,故A错误;B.化合物①是在反应过程中消耗,在后续反应中又生成的物质,是催化剂,化合物②、③及HCl等是中间产物,故B错误;C.催化循环过程中铁元素有+2向+3价的转化,反应中有氧气参加,将氧化成苯甲酸,该过程涉及氧化反应,故C正确;D.苯甲酸分子中没有sp3杂化的碳,不存在一个碳上连有四个不同的原子或基团的碳,没有手性碳原子,故D错误。]
5.D [A项,根据反应过程,反应前后MnO2没变,可知MnO2是反应的催化剂,故A正确;B项,反应物有O2、生成物有N2,所以存在非极性键的断裂和形成,故B正确;C项,氨分子中氮原子具有孤对电子,二氧化锰中锰原子具有空轨道,氮原子和锰原子通过形成配位键使二氧化锰和氨分子相互结合,故C正确;D项,根据图示,该催化过程的总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,故D错误。]
6.B [A.由图可知,离子1和过氧化氢,甲醇反应生成离子2,随后再催化烯烃环氧化,A错误;B.由图可知,在反应过程中铌元素都是+6价,B正确;C.由图可知,过氧铌酸根离子是阴离子,故该液体中一定还存在某种阳离子,C错误;D.由图可知,离子1中没有过氧键,D错误。]
7.B [A.由图可知,Co的成键数发生了变化,物质C中Co成键数为5,物质E中Co成键数为6,故A正确;B.Co2(CO)8和H2生成A的过程中,有非极性键的断裂和极性键的形成,无极性键的断裂和非极性键的形成,E生成A的过程中只有极性键的断裂和形成,故B错误;C.根据物质C和E的结构简式可推出D的结构简式为,故C正确;D.根据整个反应历程可知其总反应式为+CO+H2,故D正确。]
8.A [根据题中的反应机理图,TRAP试剂中的Ru,经历过程①和②将氧化为,本身被还原为H2Ru,H2Ru经历过程③脱水,得到Ru;Ru与NMO反应,经历过程④和⑤得到Ru和NMM;Ru自身发生歧化反应⑥,得到Ru和RuO2。A项,铑(Ru)在TPAP机理图中共呈现了4种价态,分别是+4价、+5价、+6价、+7价,A项正确;B项,Ru与NMO反应,经过过程④和⑤得到Ru和NMM,其中Ru元素从+5价升至+7价,则Ru做还原剂,NMO做氧化剂,B项错误;C项,Ru自身发生歧化反应⑥,离子方程式为2Ru,产物不是Ru,则不是TRAP试剂再生的另一途径,C项错误;D项,TRAP试剂中的Ru不会氧化碳碳双键,可以将醇仅氧化至醛,若R1为CH2CH—,R2为H—,则Ru经过过程①和②将氧化为,D项错误。]
9.B [A.根据图中右上角得到上述循环中H+是中间产物之一,故A正确;B.上述循环过程中有极性键的断裂和形成,在右下角也有非极性键的断裂,故B错误;C.Cu能降低反应的活化能,加快反应速率,但不改变总反应的焓变,故C正确;D.中间产物中左上角两个N采取sp2杂化、右上角的N采取sp3杂化,故D正确。]
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