淺談循環流程題的類型與解題策略

晏雄

化學工藝循環流程題通常以真實的化工生產為素材，以物質轉化循環流程圖的形式呈現，重點考查基本反應原理與基礎實驗操作，綜合考查學生的信息閱讀能力與分析解決問題能力.真實的情境素材既體現了化學反應原理的基礎性又體現了化學科學研究進展的時代性.對高考循環流程題進行分類整理，剖析典型實例、建構認知模型，滲透化工生產思想并提出解題策略.

一、催化機理中循環流程

催化劑本質上是把一個比較難發生的反應變成了兩個或多個很容易發生的化學反應.在循環流程中，某一個反應催化劑扮演反應物的角色，另一個反應催化劑扮演生成物的角色，所以說從總的反應方程式上來看，催化劑在反應前后沒有變化.催化機理信息一般以循環流程圖呈現：催化劑在某一步參與反應生成催化中間體繼續反應，最后得到產物（或反應中間體）與催化劑本身.在循環圖中找出起始反應物、反應中間體、催化中間體及最終產物，同時也要觀察催化劑在反應前后化學鍵的變化情況.

例1 （2020年全國卷Ⅰ）銠的配合物離子

＼[Rh（CO）2I2＼]-可催化甲醇羰基化，反應過程如圖1所示.

下列敘述錯誤的是（? ）.

A. CH3COI是反應中間體

B. 甲醇羰基化反應為CH3OH+CO→CH3CO2H

C. 反應過程中Rh的成鍵數目保持不變

D. 存在反應CH3OH+HI→CH3I+H2O

解析 由催化循環流程圖可知，反應中

＼[Rh（CO）2I2＼]-作為催化劑，催化甲醇羰基化.起始反應物通過一個箭頭進入循環圖，最終產物則是以一個箭頭脫離循環圖，而沒有脫離循環圖的物質可看作反應中間體或催化中間體.由循環圖可知：起始反應物為CO和CH3OH，最終產物為CH3CO2H，反應中間體為CH3COI、CH3I、H2O、HI等，甲醇羰基化總反應為CH3OH+CO→CH3CO2H.反應過程中還存在反應CH3OH+HI→CH3I+H2O與CH3COI+H2O→CH3CO2H+HI.反應過程中Rh的成鍵數目按4→6→5→6→4發生了變化.故答案選C.