关注新题型化学反应机理图示题的解答

广东 童建军

化学反应机理图示题最早出现在2014年江苏高考试题的非选择题中，近三年在北京高考试题的选择题和非选择题中频繁出现，2018年全国卷Ⅱ也出现了，这类试题符合新高考要求，对学生能力要求较高，在备考过程中要给予高度重视与关注。该类试题以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，就是把一个复杂反应分解成若干个反应，然后按照一定规律组合起来，从而达到阐述复杂反应的内在联系的目的。反应机理包括反应物到产物这一过程中所发生的所有反应，因此对反应机理的研究、学习就显得非常重要。

【例题分析】(2014·江苏·20节选)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。

【图示分析1】明确反应物：解答这类题图时，最重要的是看清图示中的箭头，明确哪些物质进入循环体系、哪些物质离开循环体系，进入循环体系的物质为总反应的反应物，

离开循环体系的物质为总反应的生成物。

由图示可知，O2和H2S进入循环体系为反应物，S离开循环体系为生成物。

【图示分析2】明确催化剂和中间产物：从循环图示中找出分解成的若干个反应，通过分步反应区分出哪些是催化剂，哪些是中间产物。

【高考试题赏析1】(2018·全国卷Ⅱ·8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是

( )

A.雾和霾的分散剂相同

B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵

C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂

D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关

【图示分析】

【答案】C

【解析】A项，雾的分散剂是空气，分散质是水，霾的分散剂是空气，分散质是固体颗粒，因此雾和霾的分散剂相同，A正确；B项，由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，B正确；C项，NH3作为反应物参加反应转化为铵盐，因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂，C错误；D项，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关，D正确。

【变式练习1】

1.(2018·北京·7)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是

( )

A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

【答案】D

2.(2017·北京·9)我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：

下列说法不正确的是

( )

A.反应①的产物中含有水

B.反应②中只有碳碳键形成

C.汽油主要是C5～C11的烃类混合物

D.图中a的名称是2-甲基丁烷

【答案】B

【高考试题赏析2】(2018·北京·27节选)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

反应Ⅲ的热化学方程式为________________。

【图示分析】

【变式练习2】

1.(2017·北京·27节选)NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图所示。通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。

【答案】BaO

【解析】由图示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质是BaO。

2.(2017·江苏·18节选)先制得CuCl2，再与石灰乳反应可生成碱式氯化铜。Cu、稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3+对该反应有催化作用，其催化原理如图所示，M′的化学式为________。

【答案】Fe2+

【解析】Fe3+对该反应有催化作用，结合图可知，Cu元素的化合价升高，则M中Fe元素的化合价降低，可知M′的化学式为Fe2+。

认识化学反应机理，首先要明确每一步反应都应该是在该条件下通用的反应。解答时应从题目提取信息书写出循环体系中某一步的具体反应，若反应是氧化还原反应，需要利用氧化还原反应的方法进行配平，并关注反应介质，从而根据题目所提供的循环图写出总反应，同时标出催化剂和其他反应条件。