資源簡介

催化劑與反應機理
1.(2023·泰安聯考)某種制備H2O2的反應機理如圖。下列說法正確的是 (　　)
A.總反應可表示為H2+O2H2O2
B.該過程中Pd的化合價有0和+4兩種
C.①、②、③均為氧化還原反應
D.HCl和Cl-可循環利用
2.(2023·淄博二模)甲苯與CH3COCl在無水AlCl3存在下發生反應,其反應機理及部分能量示意圖如下。下列說法錯誤的是 (　　)
A.AlCl3是該反應的催化劑
B.步驟 Ⅱ 是該反應的決定步驟
C.(l)+(l)
(l)+HCl(g)　
ΔH=(b-a) kJ/mol
D.虛線L可表示與CH3COCl的反應中能量的變化
3.(2023·安陽調研)Sonogashira偶聯反應是合成取代炔烴和共軛炔烴最重要的方法,鈀/銅混合催化劑催化的Sonogashira偶聯通常通過兩個催化循環協同進行,較短的波長(400~500 nm)主要驅動自偶聯反應,而較長的波長(500~940 nm)顯著增加了交叉偶聯產物的合成。已知R1-和R2-代表烴基,下列說法錯誤的是 (　　)
A.反應過程中,Cu和Pd的化合價發生變化
B.較短波長下存在反應2R1—≡—Pd
R1—≡—≡—R1+2Pd
C.若以和為原料,在較長波長下可制得
D.該催化劑通過“可控波長開關”來切換反應途徑,可提高產物選擇性
4.(2023·撫順模擬)近年來,科學家發現使用氯化鐵作為光催化劑,在LED燈下,可使聚苯乙烯塑料快速降解,最終得到苯甲酸。如圖所示是通過氯自由基過程的鐵催化聚苯乙烯降解的部分機理,下列說法正確的是 (　　)
A.聚苯乙烯可使溴水褪色
B.化合物①、②、③是中間產物
C.該過程涉及氧化反應
D.苯甲酸含有一個手性碳原子
5.(2023·蚌埠質檢)氨催化還原脫除NO的一種催化機理示意圖如圖,下列有關說法不正確的是 (　　)
A.(即MnO2)是反應的催化劑
B.該過程存在非極性鍵的斷裂和形成
C.MnO2能結合NH3的原因是Mn原子有空軌道能接受孤電子對,形成配位鍵
D.該催化過程的總反應的化學方程式:4NH3+6NO5N2+6H2O
6.(2023·青島聯考)一種使用過氧鈮(Nb)酸鹽離子液體催化烯烴環氧化的方法,如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.離子1直接催化烯烴環氧化
B.催化烯烴環氧化過程中鈮元素的化合價沒有改變
C.過氧鈮酸鹽離子液體中一定不存在某種陽離子
D.離子1和4都含有過氧鍵,具有很強的氧化性
7.(2023·長沙統考)配合物[Co2(CO)8]催化烯烴氫甲酰化反應的催化反應歷程如圖所示。
下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.整個催化反應歷程中Co的成鍵數發生了變化
B.生成A的過程中有極性鍵、非極性鍵的斷裂和形成
C.中間體物質D的結構簡式為
D.該催化反應總反應式為
+CO+H2
8.(2023·煙臺模擬)TRAP是一種溫和的氧化劑,TRAP試劑中的Ru不會氧化碳碳雙鍵,可以將醇僅氧化至醛,不會過度氧化為羧酸。TRAP氧化醇的反應機理如下圖,下列說法正確的是 (　　)
A.銠(Ru)在TPAP機理圖中共呈現了4種價態
B.步驟④中NMO做還原劑,作用是使TRAP試劑再生
C.反應⑥的離子方程式為2Ru,是TRAP試劑再生的另一途徑
D.若R1為CH2CH—,R2為H—,則TPAP氧化該醇的主產物為丙醛
9.(2023·北京東城區統考)2022年諾貝爾化學獎授予了對點擊化學和生物正交化學做出貢獻的科學家。點擊化學的代表反應為銅([Cu])催化的疊氮-炔基Husigen成環反應,其原理如下圖。
下列說法不正確的是 (　　)
A.上述循環中H+是中間產物之一
B.上述循環過程中只有極性鍵的斷裂和形成
C.Cu能降低反應的活化能,但不改變總反應的焓變
D.中間產物中N采取sp2、sp3雜化
催化劑與反應機理
1.D　[A項,由反應機理可知,氫氣和氧氣在[PdCl4]2-的作用下生成過氧化氫,反應的化學方程式為H2+O2H2O2,A錯誤;B項,Pd元素在[PdCl4]2-、[PdCl2O2]2-中的化合價均為+2價,Pd單質中Pd元素為0價,B錯誤;C項,由反應機理可知,①、②均為氧化還原反應,③中沒有元素化合價發生變化,為非氧化還原反應,C錯誤;D項,由反應機理可知,HCl和Cl-均可循環利用,D正確。]
2.D　[A.由反應歷程可知,AlCl3是該反應的催化劑,A正確;B.由圖可知,步驟Ⅱ活化能最大,反應速率最慢,是該反應的決定步驟,B正確;C.根據反應歷程,總反應為(l)+(l)(l)+HCl(g)　ΔH=(b-a) kJ/mol,C正確;D.三氟甲基為吸電子基團,與苯環相連能降低苯環上π電子云密度,形成的配合物不穩定,故其能量輪廓圖曲線(虛線L)應在甲苯的實線圖上,D錯誤。]
3.C　[A項,反應過程中,銅和鈀都有單質和化合物,化合價均發生了變化,故A正確;B項,從圖中可以看出,較短波長下,R1—C≡C—Pd發生自偶聯生成了R1C≡C—C≡CR1,故B正確;C項,從圖中可以看出,若以和為原料,在較長波長下發生交叉偶聯可制得,故C錯誤;D項,較短的波長(400~500 nm)主要驅動自偶聯反應,而較長的波長(500~940 nm)顯著增加了交叉偶聯產物的合成,所以該催化劑通過“可控波長開關”來切換反應途徑,可提高產物選擇性,故D正確。]
4.C　[化合物②、③及HCl等中間產物是反應過程中生成,在后續反應中又消耗掉的物質;催化劑是反應過程中消耗,在后續反應中又生成的物質,化合物①是反應的催化劑。A.聚苯乙烯中沒有碳碳雙鍵,不能使溴水褪色,故A錯誤;B.化合物①是在反應過程中消耗,在后續反應中又生成的物質,是催化劑,化合物②、③及HCl等是中間產物,故B錯誤;C.催化循環過程中鐵元素有+2向+3價的轉化,反應中有氧氣參加,將氧化成苯甲酸,該過程涉及氧化反應,故C正確;D.苯甲酸分子中沒有sp3雜化的碳,不存在一個碳上連有四個不同的原子或基團的碳,沒有手性碳原子,故D錯誤。]
5.D　[A項,根據反應過程,反應前后MnO2沒變,可知MnO2是反應的催化劑,故A正確;B項,反應物有O2、生成物有N2,所以存在非極性鍵的斷裂和形成,故B正確;C項,氨分子中氮原子具有孤對電子,二氧化錳中錳原子具有空軌道,氮原子和錳原子通過形成配位鍵使二氧化錳和氨分子相互結合,故C正確;D項,根據圖示,該催化過程的總反應的化學方程式為4NH3+4NO+O24N2+6H2O,故D錯誤。]
6.B　[A.由圖可知,離子1和過氧化氫,甲醇反應生成離子2,隨后再催化烯烴環氧化,A錯誤;B.由圖可知,在反應過程中鈮元素都是+6價,B正確;C.由圖可知,過氧鈮酸根離子是陰離子,故該液體中一定還存在某種陽離子,C錯誤;D.由圖可知,離子1中沒有過氧鍵,D錯誤。]
7.B　[A.由圖可知,Co的成鍵數發生了變化,物質C中Co成鍵數為5,物質E中Co成鍵數為6,故A正確;B.Co2(CO)8和H2生成A的過程中,有非極性鍵的斷裂和極性鍵的形成,無極性鍵的斷裂和非極性鍵的形成,E生成A的過程中只有極性鍵的斷裂和形成,故B錯誤;C.根據物質C和E的結構簡式可推出D的結構簡式為,故C正確;D.根據整個反應歷程可知其總反應式為+CO+H2,故D正確。]
8.A　[根據題中的反應機理圖,TRAP試劑中的Ru,經歷過程①和②將氧化為,本身被還原為H2Ru,H2Ru經歷過程③脫水,得到Ru;Ru與NMO反應,經歷過程④和⑤得到Ru和NMM;Ru自身發生歧化反應⑥,得到Ru和RuO2。A項,銠(Ru)在TPAP機理圖中共呈現了4種價態,分別是+4價、+5價、+6價、+7價,A項正確;B項,Ru與NMO反應,經過過程④和⑤得到Ru和NMM,其中Ru元素從+5價升至+7價,則Ru做還原劑,NMO做氧化劑,B項錯誤;C項,Ru自身發生歧化反應⑥,離子方程式為2Ru,產物不是Ru,則不是TRAP試劑再生的另一途徑,C項錯誤;D項,TRAP試劑中的Ru不會氧化碳碳雙鍵,可以將醇僅氧化至醛,若R1為CH2CH—,R2為H—,則Ru經過過程①和②將氧化為,D項錯誤。]
9.B　[A.根據圖中右上角得到上述循環中H+是中間產物之一,故A正確;B.上述循環過程中有極性鍵的斷裂和形成,在右下角也有非極性鍵的斷裂,故B錯誤;C.Cu能降低反應的活化能,加快反應速率,但不改變總反應的焓變,故C正確;D.中間產物中左上角兩個N采取sp2雜化、右上角的N采取sp3雜化,故D正確。]

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