《2025年赢在微点化学》

【进阶1】活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O₂反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是　(　　)

A.该反应为吸热反应
B.相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)＞v(P2)
C.该历程中正反应的活化能最大的是E = 215.49 kJ·mol⁻¹
D.产物的稳定性：P1＞P2

答案： B　解析　由题图可知，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，即该反应为放热反应，A项错误；中间产物Z→产物P1所需的活化能低于由中间产物Z→产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率v(P1)＞v(P2)，B项正确；由题图可知中间产物Z→过渡态Ⅳ所需的活化能最大，E正 = -18.92 kJ·mol⁻¹ - (-205.11 kJ·mol⁻¹)=186.19 kJ·mol⁻¹，C项错误；产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低，所以产物P2比产物P1稳定，D项错误。

【进阶2】化学研究中，可结合实验与计算机模拟结果，探究物质反应的历程。回答下列问题:
(1)我国科学家实现了使用铜催化剂将N，N−二甲基甲酰胺[(CH₃)₂NCHO，简称DMF]转化为三甲胺。单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图1所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

①该反应历程中的最大能垒(活化能)=______eV，该步骤的化学方程式为____________________。
②该反应的ΔH__________（填“＜”“＞”或“=”）0，制备三甲胺的化学方程式为____________________。
(2)分别研究TiO₂、ZnO催化剂表面上光催化甲烷氧化反应的反应历程，结果如图2所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

催化剂催化效果较好的是__________，甲醛从催化剂表面脱附过程的ΔE__________（填“＜”“＞”或“=”）0。

答案： 答案　
(1)①1.19 eV　②N(CH₃)⁺ + OH⁻ + H⁺ == N(CH₃)₃(g) + H₂O(g)　②＜　(CH₃)₂NCHO(g) + 2H₂(g) == N(CH₃)₃(g) + H₂O(g)　
(2)ZnO　＞
解析　
(1)①由题图1可知反应N(CH₃)⁺ + OH⁻ + H⁺ == N(CH₃)₃(g) + H₂O(g)的活化能最大，活化能 = -1.02 eV - (-2.21 eV)=1.19 eV。②根据盖斯定律，反应热只与反应的始态和终态有关，与反应过程无关，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，ΔH＜0，化学方程式为(CH₃)₂NCHO(g) + 2H₂(g) == N(CH₃)₃(g) + H₂O(g)。
(2)由题图2分析可知，催化剂ZnO将反应的活化能降低更多，所以ZnO的催化效果较好，甲醛从催化剂表面脱附过程的ΔE = -9.02 eV - (-9.04 eV)=0.02 eV＞0。