《2025年天星教育试题调研化学第9辑》

大洋钻探船“梦想”号：可燃冰的开发利用
热考指数★★★★★
原创预测 2024年11月17日，大洋钻探船“梦想”号正式建成入列。它具备先进的深海探测与取样能力，计划前往南海开展钻探试验任务。此次钻探试验的重要任务之一是为后续天然气水合物（可燃冰）试采，助力我国海洋能源开发。随着可燃冰开采技术的迅速发展，甲烷成为用于生产高附加值化工产品的碳原料。在WO₃催化作用下，CH₄通过光电化学（PEC）转化可制得乙二醇，其反应机理如图所示。图中h⁺表示WO₃被光激发出电子之后产生的空穴。下列说法正确的是


A.该反应中WO₃未参与反应
B.生成·OH的反应为H₂O = ·OH + ·H
C.利用CH₄制乙二醇的过程中有副产物C₂H₆生成
D.该反应机理中存在极性键和非极性键的断裂和形成

答案： 解析
由题干信息可知，WO₃是该反应的催化剂，催化剂改变反应历程，改变反应的活化能，参与化学反应，A错误。从该反应的机理图中可看出，H₂O在催化剂WO₃产生的空穴
【易错警示】
切勿因催化剂在反应前后质量和化学性质不变，而认为催化剂不参与化学反应。
位置生成·OH，没有生成·H，则生成·OH的反应为H₂O + h⁺ = ·OH + H⁺，B错误。由题图可知，反应过程中存在·CH₃的偶联，产生的C₂H₆是该反应的副产物，C正确。该机理中存在H₂O、CH₄分子中O—H、C—H极性键的断裂，不存在非极性键的断裂；存在CH₃OH分子中C—O极性键的形成及C₂H₆、HOCH₂CH₂OH分子中C—C非极性键的形成，D错误。