《2024年步步高大一轮复习讲义高中化学人教版》

4. [2023·全国甲卷，28(3)]电喷雾电离等方法得到的$M^+(Fe^+、$$Co^+、$$Ni^+$等)与$O_3$反应可得$MO^+。$$MO^+$与$CH_4$反应能高选择性地生成甲醇。$MO^+$分别与$CH_4、$$CD_4$反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者历程相似，图中以$CH_4$示例)。
　
(i)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
(ii)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则$MO^+$与$CD_4$反应的能量变化应为图中曲线________（填“c”或“d”）。
$(iii）MO^+$与$CH_2D_2$反应，氘代甲醇的产量$CH_2DOD________CHD_2OH（$填“＞”“＜”或“=”）。若$MO^+$与$CHD_3$反应，生成的氘代甲醇有________种。

答案： (ⅰ)Ⅰ (ⅱ)c (ⅲ)＜ 2

二整合　　　必备知识
1. 可逆反应
（1）概念
在同一条件下，既可以向____________进行，同时又能向______________进行的化学反应。
（2）特点
①双向性；
②双同性(正、逆反应是在同一条件下，同时进行)；
③共存性。

答案： 答案：正反应方向 逆反应方向解析：可逆反应的定义就是在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。

[应用举例]
（1）判断下列有关说法是否正确？不正确的请说明理由。
①氢气燃烧生成水，而水可电解生成氢气和氧气，故此反应是可逆反应。
②在工业生产条件下，氢气与氮气充分发生反应，氮气的转化率约为15％，故此反应是可逆反应。
③少量氯气通入大量水中，所得溶液呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白性，故氯气与水的反应为可逆反应。
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（2）在一定条件下，将$SO_{2}$和$^{18}O_{2}$充入反应容器使之发生反应，当反应达到平衡时$^{18}O$原子将存在于哪些物质中？
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答案： 答案：
(1)①不正确，两个反应发生的条件不同。②正确。③正确。
(2)存在于氧气、二氧化硫和三氧化硫3种物质中。
解析：
(1)①可逆反应要求正逆反应在同一条件下进行，氢气燃烧和水的电解条件不同，所以不是可逆反应；②氮气转化率约为15％，说明反应不能进行到底，存在反应物和生成物共存的情况，是可逆反应；③溶液呈浅黄绿色说明有氯气剩余，具有酸性和漂白性说明有次氯酸和盐酸生成，即氯气与水反应不能进行到底，是可逆反应。
(2)该反应是可逆反应，反应达到平衡时，$^{18}O$原子会在氧气、二氧化硫和三氧化硫3种物质中。