關(guān)注新題型化學(xué)反應(yīng)機(jī)理圖示題的解答

廣東 童建軍

化學(xué)反應(yīng)機(jī)理圖示題最早出現(xiàn)在2014年江蘇高考試題的非選擇題中，近三年在北京高考試題的選擇題和非選擇題中頻繁出現(xiàn)，2018年全國卷Ⅱ也出現(xiàn)了，這類試題符合新高考要求，對學(xué)生能力要求較高，在備考過程中要給予高度重視與關(guān)注。該類試題以圖示的形式來描述某一化學(xué)變化所經(jīng)由的全部反應(yīng)，就是把一個復(fù)雜反應(yīng)分解成若干個反應(yīng)，然后按照一定規(guī)律組合起來，從而達(dá)到闡述復(fù)雜反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系的目的。反應(yīng)機(jī)理包括反應(yīng)物到產(chǎn)物這一過程中所發(fā)生的所有反應(yīng)，因此對反應(yīng)機(jī)理的研究、學(xué)習(xí)就顯得非常重要。

【例題分析】(2014·江蘇·20節(jié)選)將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。

【圖示分析1】明確反應(yīng)物：解答這類題圖時，最重要的是看清圖示中的箭頭，明確哪些物質(zhì)進(jìn)入循環(huán)體系、哪些物質(zhì)離開循環(huán)體系，進(jìn)入循環(huán)體系的物質(zhì)為總反應(yīng)的反應(yīng)物，

離開循環(huán)體系的物質(zhì)為總反應(yīng)的生成物。

由圖示可知，O2和H2S進(jìn)入循環(huán)體系為反應(yīng)物，S離開循環(huán)體系為生成物。

【圖示分析2】明確催化劑和中間產(chǎn)物：從循環(huán)圖示中找出分解成的若干個反應(yīng)，通過分步反應(yīng)區(qū)分出哪些是催化劑，哪些是中間產(chǎn)物。

【高考試題賞析1】(2018·全國卷Ⅱ·8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(guān)(如圖所示)。下列敘述錯誤的是

( )

A.霧和霾的分散劑相同

B.霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨

C.NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑

D.霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)

【圖示分析】

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，霧的分散劑是空氣，分散質(zhì)是水，霾的分散劑是空氣，分散質(zhì)是固體顆粒，因此霧和霾的分散劑相同，A正確；B項(xiàng)，由于氮氧化物和二氧化硫轉(zhuǎn)化為銨鹽形成無機(jī)顆粒物，因此霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨，B正確；C項(xiàng)，NH3作為反應(yīng)物參加反應(yīng)轉(zhuǎn)化為銨鹽，因此氨氣不是形成無機(jī)顆粒物的催化劑，C錯誤；D項(xiàng)，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(guān)，由于氮肥會釋放出氨氣，因此霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)，D正確。

【變式練習(xí)1】

1.(2018·北京·7)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。

下列說法不正確的是

( )

A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%

D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率

【答案】D

2.(2017·北京·9)我國在CO2催化加氫制取汽油方面取得突破性進(jìn)展，CO2轉(zhuǎn)化過程示意圖如下：

下列說法不正確的是

( )

A.反應(yīng)①的產(chǎn)物中含有水

B.反應(yīng)②中只有碳碳鍵形成

C.汽油主要是C5～C11的烴類混合物

D.圖中a的名稱是2-甲基丁烷

【答案】B

【高考試題賞析2】(2018·北京·27節(jié)選)近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下：

反應(yīng)Ⅲ的熱化學(xué)方程式為________________。

【圖示分析】

【變式練習(xí)2】

1.(2017·北京·27節(jié)選)NOx的儲存和還原在不同時段交替進(jìn)行，如圖所示。通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是________。

【答案】BaO

【解析】由圖示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再還原為N2，則儲存NOx的物質(zhì)是BaO。

2.(2017·江蘇·18節(jié)選)先制得CuCl2，再與石灰乳反應(yīng)可生成堿式氯化銅。Cu、稀鹽酸在持續(xù)通入空氣的條件下反應(yīng)生成CuCl2，F(xiàn)e3+對該反應(yīng)有催化作用，其催化原理如圖所示，M′的化學(xué)式為________。

【答案】Fe2+

【解析】Fe3+對該反應(yīng)有催化作用，結(jié)合圖可知，Cu元素的化合價升高，則M中Fe元素的化合價降低，可知M′的化學(xué)式為Fe2+。

認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，首先要明確每一步反應(yīng)都應(yīng)該是在該條件下通用的反應(yīng)。解答時應(yīng)從題目提取信息書寫出循環(huán)體系中某一步的具體反應(yīng)，若反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，需要利用氧化還原反應(yīng)的方法進(jìn)行配平，并關(guān)注反應(yīng)介質(zhì)，從而根據(jù)題目所提供的循環(huán)圖寫出總反應(yīng)，同時標(biāo)出催化劑和其他反應(yīng)條件。