拉分点2　微观机理　多角度认识催化剂　（含答案）-2025高考化学二轮复习 增分练　拉分点突破

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A. 总反应的平衡常数表达式为K＝ eq \f(c(CH4)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))
B. 正极获得CO的电极反应式：2H＋＋CO2－2e－===CO＋H2O
C. 气体中CO2的浓度越高，越利于甲烷的生成
D. 在催化剂表面生成CH4的方程式：*CO＋6H===CH4＋H2O
2 [2024徐州考前打靶T10]Cu/ZnO催化CO2、H2与二甲胺反应合成DMF() 的可能机理如图所示。 下列说法不正确的是( )
A. 反应过程中有非极性键的断裂和极性键的形成
B. 反应过程中可能有甲酸生成
C. CO2、D2与二甲胺反应可能生成HDO
D. 催化剂Cu/ZnO降低了反应的活化能和焓变
3 [2023苏锡常镇二调](1) 光电催化法。某光电催化法脱除H2S的原理如图所示。
①光电催化法脱除H2S的离子方程式为________________________________
______________________________________________________________________。
②受热分解法脱除H2S的总反应为2H2S(g)＋CH4(g)===CS2(g)＋4H2(g) ΔH3＝＋233.5 kJ/ml。与受热分解法相比，光电催化法的优点是___________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 催化重整法。Fe2O3可以用作脱除H2S的催化剂，脱除过程如下图所示。

甲 乙 丙 丁
①Fe2O3脱除H2S时需先进行吸附。利用如图乙方式进行吸附，比如图甲的吸附能力强的原因是____________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②脱除一段时间后， 催化剂的活性降低，原因是________________________
______________________________________________________________________。
4 [2024扬州期中T17](1) 有研究者认为C3H8(g)＋CO2(g)⥫⥬C3H6(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋170.2 kJ/ml的反应机理有两种。机理Ⅰ被称为“一步法”，C3H8与催化剂表面的O原子结合生成C3H6和H2O，同时CO2为催化剂表面补充O原子，并释放出CO。机理Ⅱ被称为“两步法”，CO2仅参与第二步反应。恒压时在某催化剂的作用下，CO2分压对C3H8脱氢速率的影响如图所示。已知：p分压(CO2)＝ eq \f(n(CO2),n总（气体）)×p总压。
①C3H8结合催化剂CrxOy表面的O原子后，Cr元素化合价将 （填“升高”“降低”或“不变”）。
②上图中发生的过程可用机理 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）解释，写出过程中的化学方程式：_____________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2) 电催化还原CO2可实现常温常压下高效制备C3H6。部分反应机理如图所示。CO2转化为C3H6的电极反应式为______________________________________。
X的结构为 （画出其中的共价键和未成对电子）。
5 [2024苏锡常镇一调]甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。
(1) HCHO水化释氢。45 ℃时，碱性条件下，Ag作催化剂可将甲醛转化为H2，反应的机理如图甲所示。使用时将纳米Ag颗粒负载在Al2O3表面以防止纳米Ag团聚。其他条件不变，反应相同时间，NaOH浓度对氢气产生快慢的影响如图乙所示。
已知：甲醛在碱性条件下会发生副反应2HCHO＋NaOH===HCOONa＋CH3OH。
eq \(\s\up7(),\s\d5(甲))
①若将甲醛中的氢用D原子标记为DCDO，得到的氢气产物为 （填化学式）。
②NaOH浓度低于1 ml/L时，NaOH浓度增大产生氢气会加快的原因是_____
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
乙
③若NaOH浓度过大，H2的产生迅速减慢的原因可能是__________________
______________________________________________________________________。
(2) 甲烷与水在催化剂作用下可产生氢气与碳氧化物，与甲烷水化法制氢气相比，甲醛制氢的优点有_________________________________________________
______________________________________________________________________。
6 (1) [2023南京、盐城二模]CO2用于制备苯乙烯有助于实现“碳中和”。在催化剂X作用下，CO2参与反应的机理如图所示（α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，其中A位点带部分正电荷，B1、B2位点带部分负电荷）。根据元素电负性的变化规律，如图甲所示的反应机理中步骤Ⅰ和步骤Ⅱ可描述为______________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
甲
(2) [2023南通调研]一种镍磷化合物催化氨硼烷水解制氢的可能机理如图乙所示。
乙
①“中间体Ⅰ”中B、N上所连H分别吸附在Ni和P上的原因是___________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②“中间体Ⅲ”可以进一步水解，则氨硼烷水解最终所得含硼化合物的化学式为__________________________________________________________________。
(3) [2023南通如皋适应性考试二]一种以Al2O3为催化剂载体、FeS2为催化剂的H2还原烟气中SO2制S的反应机理如图丙和图丁所示。

丙 丁
①图丙中所示转化可以描述为________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②图丁中X的电子式为 。
拉分点2 微观机理 多角度认识催化剂
1 D 总反应的平衡常数表达式为K＝ eq \f(c(CH4)·c2(H2O),c(CO2)·c4(H2))，A错误；由图可知，CO2在正极得到电子生成CO，电极反应式为2H＋＋CO2＋2e－===CO＋H2O，B错误；H原子和CO会竞争催化剂表面的活性位点，气体中CO2的浓度过高，甲烷的生成速率不一定快，C错误。
2 D 反应过程中有非极性键(如H—H)的断裂和极性键(如C—H)的形成，A正确；催化剂表面上的HCOO－、H＋会结合生成HCOOH，故反应过程中可能有甲酸生成，B正确；由题图机理推知，HN(CH3)2参与反应时，产物为[DCOO]－[NHD(CH3)2]＋，再分解生成DCON(CH3)2、HDO，故CO2、D2与二甲胺反应可能生成HDO，C正确；催化剂改变了反应路径，降低了反应的活化能，但不能改变反应的焓变，D错误。
3 (1) ①2H2S＋2I eq \\al(－,3) eq \(=====,\s\up7(光),\s\d5(催化剂))S2↓＋6I－＋4H＋ ②光电催化法脱除H2S，耗能低，还能持续发电；溶液中I－可循环利用，生成的副产物双氧水可回收利用 (2) ①H2S中H带正电、S带负电，Fe2O3中Fe带正电，O带负电；甲吸附方式为同种电性微粒靠近，乙吸附方式为不同电性微粒靠近，吸附能力强 ②反应生成的硫单质附着在催化剂表面
解析：(1) ①由图知，光电催化法中，H2S与I eq \\al(－,3)反应生成I－和S2。②光电催化优点是利用太阳能，这样耗能少，且还能发电，图中I－可循环利用，同时还会生成副产物H2O2。(2) ②脱附一段时间后，催化剂的活性降低，原因是反应生成的硫单质附着在催化剂表面，阻止了H2S与催化剂的接触。
4 (1) ①降低 ②Ⅱ C3H8⥫⥬C3H6＋H2、CO2＋H2⥫⥬CO＋H2O
(2) 3CO2＋18e－＋18H＋===C3H6＋6H2O
解析：(1) ①C3H8结合催化剂CrxOy表面的O原子后碳元素化合价升高，所以Cr元素化合价将降低。②图中随着CO2分压的增大，一氧化碳、丙烯和氢气的生成速率均增大，且一氧化碳、丙烯的生成速率增大程度更大，所以发生的过程可用机理Ⅱ解释，过程中的化学方程式见答案。(2) CO2得到电子结合H＋发生还原反应转化为C3H6，其电极反应式见答案。CO2得电子结合H＋生成CO2H，所以X的结构为。
5 (1) ①HD ②随NaOH浓度增大，催化剂表面吸附的CH2(O－)2浓度增大，释氢反应的速率加快，副反应速率也加快，但释氢反应的速率加快更多 ③NaOH溶解载体Al2O3，使纳米Ag颗粒发生团聚，催化活性下降 (2) 氢气纯度高、可处理有毒的甲醛、反应条件温和
解析：(1) ②已知甲醛在碱性条件下会发生副反应2HCHO＋NaOH===HCOONa＋CH3OH，NaOH浓度低于1 ml/L时，随NaOH浓度增大，速率加快，使催化剂表面吸附的更多的CH2(O－)2，副反应速率也加快，由产生H2会加快知，释氢反应的速率加快更多。
6 (1) 乙苯α­H带部分正电荷，被带部分负电荷的B1位点吸引，随后解离出H＋并吸附在B1位点上；B1位点上的H＋与B2位点上CO2中带部分负电荷的O作用生成 ，带部分正电荷的C吸附在带部分负电荷的B2位点上 (2) ①电负性N>H>B、P>Ni，所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性，因为不同电性间原子相互吸引，所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上 ②NH4[B(OH)4](写结构式也正确)或NH4BO2 (3) ①SO2吸附到催化剂载体上，在活性氢原子作用下，SO2中硫氧键断裂，氢原子与氧原子结合成OH吸附在载体上，同时有单质S生成，活性氢原子与OH进一步反应生成水 ②