专题07 化学反应中的能量变化及反应机理(解析版)

1．[2020新课标Ⅰ]铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。

下列叙述错误的是 A．CH3COI是反应中间体

B．甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2H C．反应过程中Rh的成键数目保持不变 D．存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O 【答案】C 【解析】

题干中明确指出，铑配合物RhCO2I2充当催化剂的作用，用于催化甲醇羰基化。由题干中提供的反应机理图可知，铑配合物在整个反应历程中成键数目，配体种类等均发生了变化；并且也可以观察出，甲醇羰基化反应所需的反应物除甲醇外还需要CO，最终产物是乙酸；因此，凡是出现在历程中的，既非反应物又非产物的物种如CH3COI以及各种配离子等，都可视作中间物种。

A．通过分析可知，CH3COI属于甲醇羰基化反应的反应中间体；其可与水作用，生成最终产物乙酸的同时，也可以生成使甲醇转化为CH3I的HI，A项正确；

B．通过分析可知，甲醇羰基化反应，反应物为甲醇以及CO，产物为乙酸，方程式可写成：CH3OHCOCH3COOH，B项正确；

C．通过分析可知，铑配合物在整个反应历程中，成键数目，配体种类等均发生了变化，C

RhCO2I2项不正确；

D．通过分析可知，反应中间体CH3COI与水作用生成的HI可以使甲醇转化为CH3I，方程

CH3IH2O，D项正确；答案选C。 式可写成：CH3OH+HI【点睛】

对于反应机理图的分析，最基本的是判断反应物，产物以及催化剂；一般的，催化剂在机理图中多是以完整的循环出现的；反应物则是通过一个箭头进入整个历程的物质；而产物一般多是通过一个箭头最终脱离整个历程的物质。

2．[2020新课标Ⅰ]据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是

A．OH-参与了该催化循环 C．该反应可消耗温室气体CO2 【答案】C 【解析】

B．该反应可产生清洁燃料H2

D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化

题干中明确指出，铁配合物Fe(CO)5充当催化剂的作用。机理图中，凡是出现在历程中，进去的箭头表示反应物，出来的箭头表示生成物，既有进去又有出来的箭头表示为催化剂或反应条件，其余可以看成为中间物种。由题干中提供的反应机理图可知，铁配合物Fe(CO)5在整个反应历程中成键数目，配体种类等均发生了变化；并且也可以观察出，反应过程中所需的反应物除CO外还需要H2O，最终产物是CO2和H2，同时参与反应的还有OH-，故OH-也可以看成是另一个催化剂或反应条件。

A．从反应机理图中可知，OH-有进入的箭头也有出去的箭头，说明OH-参与了该催化循环，故A项正确；

B．从反应机理图中可知，该反应的反应物为CO和H2O，产物为H2和CO2，Fe(CO)5作为整个反应的催化剂，而OH-仅仅在个别步骤中辅助催化剂完成反应，说明该反应方程式为

CO+H2OFe(CO)5CO2+H2，故有清洁燃料H2生成，故 B项正确；

C．由B项分析可知，该反应不是消耗温室气体CO2，反而是生成了温室气体CO2，故 C项不正确；

D．从反应机理图中可知，Fe的成键数目和成键微粒在该循环过程中均发生了变化，故 D项正确； 答案选C。 【点睛】

对于反应机理图的分析，最重要的是判断反应物，产物以及催化剂；一般催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的；通过一个箭头进入整个历程的物质则是反应物；而通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物。 3．[2020浙江7月选考]关于下列Δ𝐻的判断正确的是( )

−+

CO2−3(aq)+H(aq)=HCO3(aq) Δ𝐻1

−−CO2-3(aq)+H2O(l)⇌HCO3(aq)+OH(aq) Δ𝐻2

OH−(aq)+H+(aq)=H2O(l) Δ𝐻3

OH−(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO−(aq)+H2O(l) Δ𝐻4 A．Δ𝐻1<0    Δ𝐻2<0 B．Δ𝐻1<Δ𝐻2 【答案】B 【解析】

碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO△H1<0； CO

2-3(aq)+H2O(l)⇌HCO

-3(aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO

2-3的水解反应

2-+

3(aq)+H(aq)=HCO

-3(aq)为放热反应，所以

C．Δ𝐻3<0    Δ𝐻4>0 D．Δ𝐻3>Δ𝐻4

为吸热反应，所以△H2>0；

OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H3<0； 醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以△H4<0；

但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H4>△H3； 综上所述，只有△H1<△H2正确，故答案为B。

4．[2020天津卷]理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是

HNC(g)异构化反应

A．HCN比HNC稳定

B．该异构化反应的ΔH=+59.3kJmol-1 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 【答案】D 【解析】

A．根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，故A正确；

B．根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的

H59.3kJmol1059.3kJmol1，故B正确；

C．根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，故C正确；

D．使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，故D错误。 综上所述，答案为D。