题型强化练十一 反应机理图像的分析应用
1．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的部分机理与能量变化如下：
链引发：Cl2(g)―→2Cl·(g) ΔH1＝＋242.7 kJ·mol－1
链转移：部分反应进程与势能变化关系如图(所有物质状态为气态)……
链终止：Cl·(g)＋CH3·(g)―→CH3Cl(g) ΔH2
下列说法不正确的是( )
A．Cl2的键能为242.7 kJ·mol－1
B．链转移中反应速率较快的一步的热化学方程式为CH4(g)＋Cl·(g)―→CH3·(g)＋HCl(g)
ΔH＝＋7.5 kJ·mol－1
C．链转移过程中可能产生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3
D．链终止反应的过程中，还可能会生成少量的乙烷
2．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。
下列说法错误的是( )
A．第2步的基元反应方程式为CH3O·*＋CO―→CH3OCOO·*
B．反应进程中最大能垒为1.257×104 eV
C．升高温度，第1步反应的正反应速率增加，第3步反应的正反应速率减小
D．适当的提高温度，可以增加碳酸二甲酯的产率
3．汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示，其中TS代表过渡态，IM表示反应过程中的复杂中间产物，每段历程的反应物相对总能量定义为0。下列说法不正确的是( )
A．反应①决定尾气转化的快慢
B．反应①为吸热反应，反应②、③为放热反应
C．由上图可判断过渡态的相对能量：TS1>TS3>TS2
D．采用对反应③选择性高的催化剂可以避免尾气中出现N2O
4．不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．步骤①和②的有机产物可通过红外光谱鉴别
B．步骤③和④的反应均涉及手性碳原子的生成
C．步骤⑤的产物L-脯氨酸是该反应的催化剂
D．若用苯甲醛和作为原料，也可完成上述羟醛缩合反应
5．利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法不正确的是( )
A．总反应为加成反应
B．化合物X为H2O
C．Ⅵ是反应的催化剂
D．其他条件不变，温度越高，反应速率越快
6．环状碳酸酯广泛用于极性非质子溶剂、电池的电解质等，离子液体研究团队近期报道了一种环氧乙烷衍生物与二氧化碳催化合成环状碳酸酯的反应历程如图所示。已知：R表示烃基。
下列说法错误的是( )
A．(C4H9)4NBr是反应的催化剂
B．反应过程存在非极性键的断裂和形成
C．反应过程中有3种中间体
D．总反应原子利用率可达100%
7．绿水青山是构建美丽中国的伟大构想。一种以沸石笼为载体对NO进行催化还原的原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应过程中O原子的成键数目保持不变
B．Cu(NH3)作催化剂，虚线内物质是中间体
C．反应⑤中Cu(NH3)只起氧化剂的作用
D．该原理的总反应为4NO＋4NH3＋O2===4N2＋6H2O
8．我国科学家以Bi为电极在酸性水溶液中可实现电催化还原CO2，两种途径的反应机理如图所示，其中TS表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。
下列说法错误的是( )
A．HCOOH分解生成CO和H2O的反应为吸热反应
B．电催化还原CO2生成HCOOH的选择性高于生成CO的选择性
C．HCOOH是阴极产物
D．途径二的电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O
题型强化练十一 反应机理图像的分析应用
1．B [根据Cl2(g)―→2Cl·(g) ΔH1＝＋242.7 kJ·mol－1可知，Cl2的键能为242.7 kJ·mol－1，A正确；反应速率较快的一步应该是活化能较低的一步，由图可知，反应速率较快的一步的热化学方程式为CH3·(g)＋Cl2(g)―→CH3Cl(g)＋Cl·(g) ΔH＝－112.9 kJ·mol－1，B错误；由图可知，链转移中碳上的氢原子可能失去，故链转移过程中可能产生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3，C正确；链终止反应的过程中，两个CH3·结合在一起可以形成乙烷，D正确。]
2．C [最大能垒为第1步基元反应：CH3OH*＋HO·*―→CH3O·*＋H2O*，相对能量差值为1.257×104 eV，B正确；升高温度，反应速率均增大，C错误；总反应为2CH3OH＋CO2CH3OCOOCH3＋H2O ΔH>0，为吸热反应，因此适当的提高温度，可以增加碳酸二甲酯的产率，D正确。]
3．D [由图可知，反应①的活化能最高，为298.4 kJ·mol－1，反应②、③的活化能分别为130.0 kJ·mol－1、248.3 kJ·mol－1，活化能越高反应速率越慢，慢反应决定整个反应的速率，故反应①决定尾气转化的快慢，A正确；采用对反应③选择性高的催化剂不代表反应②的产物N2O会完全消耗，无法避免尾气中不出现N2O，D错误。]
4．D [①和②的有机产物含有不同的官能团，可通过红外光谱鉴别，A正确；连接四个不同的原子或者原子团的碳原子为手性碳原子，步骤③和④均有手性碳原子的生成，B正确；L 脯氨酸在步骤①参与反应，在步骤⑤又生成，是该反应的催化剂，C正确。]
5．D [由催化机理可知，总反应为，该反应为加成反应，A正确；Ⅰ＋Ⅵ―→X＋Ⅱ，由Ⅰ、Ⅵ、Ⅱ的结构简式可知，X为H2O, B正确；由催化机理可知，反应消耗了Ⅵ又生成了Ⅵ，Ⅵ是反应的催化剂，C正确；通常其他条件不变，温度越高，反应速率越快，但是酶作催化剂时，高温使酶失去活性降低反应速率，D错误。]
6．B [由图中转化关系可知，(C4H9)4NBr是前边反应的反应物，又作后面反应的生成物，所以该物质是催化剂，A正确；由反应历程图可知反应过程中没有非极性键的断裂和形成，B错误；反应中、、为中间体，故一共有3种中间体，C正确；根据图知，总反应方程式为，则该反应为加成反应，总反应原子利用率可达100%，D正确。]
7．D [由题图可知，反应过程中O原子成键数目发生了变化，A项错误；四氨合铜离子与虚线内的物质都是反应中产生且后续消失的物质，均为中间体，B项错误；该离子中铜元素化合价降低，但N元素化合价升高为0价，故该离子既是氧化剂又是还原剂，C项错误。]
8．A [由图可知HCOOH的能量高于CO和H2O的能量，所以HCOOH分解生成CO和H2O的反应应该为放热反应，A错误；过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越大反应速率越慢，由图可知，CO2电催化还原的途径一的活化能更低或途径一的过渡态微粒的相对总能量更低，导致反应更容易进行，生成HCOOH的选择性高于生成CO的选择性，B正确；HCOOH是得电子之后的产物，所以是阴极产物，C正确；途径二的产物是CO和H2O，所以电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，D正确。]
