高考熱點

范媛媛

基于微粒結構變化的視角分析物質間相互轉化的循環圖像題是近年新高考化學的熱點題型．本文例析相關高考題，以期探尋命題方向，使學生掌握解題方法，提高解答該類試題的準確率．

１ 物質循環圖像在高考試題中的考查

真題 （２０２３年湖南卷）N２H４ 是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用．我國科學家合成的某Ru（Ⅱ）催化劑（用[LＧRu—NH３]＋ 表示）能高效電催化氧化NH３ 合成N２H４，其反應機理如圖１所示．下列說法錯誤的是（）．

２ 物質循環圖像題的備考策略與解題方法

２．１ 關注教材中的物質循環圖像分析

工業合成氨是化工生產中非常重要的化學反應．教材中合成氨的途徑是以鐵觸媒作為催化劑，其中涉及的物質循環轉化關系如圖３所示．

分析微觀反應機理：該圖像揭示合成氨反應微觀機理的物質循環過程．首先催化劑鐵觸媒在碰撞活化過程中產生缺陷，然后氮氣吸附在缺陷上，解離成氮原子，接著氫氣參與反應，氮原子遇氫生成氨氣，最后氨氣分子通過劇烈碰撞脫離出來．鐵觸媒作為該反應的催化劑，在４５０～５００ ℃的活性最大，催化效率最高，吸附在催化劑上的物質一般用?來表示．因此備考時關注教材中的物質循環圖像，深化對物質轉化本質的認識與理解，這對解答物質循環圖像題至關重要．

２.２ 物質循環圖像題的解題方法

１）審題．明確循環反應的目的．

２）清楚物質循環圖像的起點．由唯一的生成物可以得到循環反應的終點，該終點的下一步則是反應的起點，順著起點，根據物質結構與性質的變化逐步分析直至終點．

３）注意圖像中箭頭的指示或提示，分析出具體的反應物、生成物、催化劑和中間體．通過幾個分步反應的疊加，消去催化劑和中間體，結合化合價升降的變化及氧化還原反應原理得到總反應式．

４）根據題干信息和物質循環圖像及其他圖像之間的關系，對隱含于圖像中的信息及關系進行深度解讀，有時候物質循環圖像題也會結合其他圖像，比如融合化學反應速率與平衡移動原理綜合考查，因此要應用相關知識進行正確的邏輯推理．

５）涉及有機物之間的循環轉化，要根據斷鍵、成鍵的位置，結合有機反應機理與反應類型進行分析．

物質循環圖像題考查物質轉化過程中的結構變化，涉及不同模塊知識的考查，試題的綜合性強，強調必備知識的同時更注重對能力的考查．預測２０２４年的高考，涉及物質循環圖像的分析題依然會是高頻考點，讀懂題干及圖像信息，把握微觀結構變化，遷移應用必備知識，掌握方法與技巧才能快速準確解答．

鏈接練習

科研人員利用高壓N２ 氣流將水滴噴射到涂有催化劑的石墨網上，研究常溫制氨，其反應歷程中微粒轉化關系如圖４所示，相對能量變化關系如圖５所示，圖中?表示催化劑表面吸附的物種．下列說法正確的是（）．

A．? N２→? N２H 過程中發生非極性鍵的斷裂與形成

B．Ⅰ轉化為? NH 和NH３ 的過程中會生成N２H４

C．Ⅱ表示的微粒符號是? NHNH２

D．反應歷程中放熱最多的反應是? NHNH＋２H３O＋ ＋２e－ →? NH＋NH３＋２H２O

鏈接練習參考答案

B．