高考化學(xué)專(zhuān)項(xiàng)小練化學(xué)反應(yīng)歷程或機(jī)理

化學(xué)反應(yīng)歷程或機(jī)理1．科研人員利用Cu/ZnO作催化劑，在光照條件下實(shí)現(xiàn)了CO2和H2合成CH3OH，該反應(yīng)歷程示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是()A．過(guò)程I中ZnO表面上進(jìn)行CO2的吸附與轉(zhuǎn)化B．過(guò)程II中存在極性鍵的斷裂與形成C．過(guò)程V中生成CH3OH時(shí)吸收能量D．總反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO2+3H2CH3OH+H2O【答案】C【詳解】A項(xiàng)，過(guò)程I中在ZnO表面吸附CO2，且CO2和-OH轉(zhuǎn)化為即HCO3-，故A正確；B項(xiàng)，過(guò)程II中涉及C-O的斷裂與C-H和H-O鍵的形成，且C=O、C-H、H-O均為極性鍵，故B正確；C項(xiàng)，過(guò)程V中生成CH3OH時(shí)，是CH3O-與-H形成CH3OH，存在H-O鍵形成的過(guò)程，則該過(guò)程放出能量，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該反應(yīng)總過(guò)程是CO2和H2在Cu/ZnO催化劑作用下，合成CH3OH，總反應(yīng)方程式為CO2+3H2CH3OH+H2O，故D正確；故選C。2．我國(guó)科研工作者研發(fā)的一種在較低溫度下制備乙二醇的反應(yīng)歷程示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．Cu納米籠簇能降低H2解離的活化能B．整個(gè)過(guò)程中只斷裂碳氧雙鍵C．中含有3種官能團(tuán)D．等物質(zhì)的量的甲醇和乙二醇完全燃燒消耗O2的質(zhì)量相等【答案】A【詳解】A項(xiàng)，根據(jù)示意圖，Cu納米籠簇作該反應(yīng)的催化劑，能降低H2解離的活化能，故A正確；B項(xiàng)，由反應(yīng)歷程示意圖可知，整個(gè)過(guò)程中除了斷裂碳氧雙鍵外，還有碳氧單鍵斷裂，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，中含有酯基和羥基2種官能團(tuán)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，1mol甲醇完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量是1.5mol，1mol乙二醇完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量是2.5mol，則等物質(zhì)的量的甲醇和乙二醇完全燃燒消耗O2的質(zhì)量不相等，故D錯(cuò)誤；故選A。3．已知活性氧可以把SO2快速氧化為SO3，根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，在炭黑表面上O2轉(zhuǎn)化為活化氧的反應(yīng)歷程與能量變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．O2轉(zhuǎn)化為活化氧與碳氧鍵生成無(wú)關(guān)B．每活化1個(gè)O2分子最終吸收0.29eV能量C．該過(guò)程的最大能壘(活化能)E正=0.73eVD．炭黑可加快SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)速率【答案】D【詳解】A項(xiàng)，從圖中可以看出從氧氣到活性氧，需經(jīng)過(guò)炭黑與氧氣結(jié)合再分開(kāi)的過(guò)程，此時(shí)有碳氧鍵生成和氧氧鍵的斷裂，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，開(kāi)始狀態(tài)時(shí)炭黑和氧氣為0eV，結(jié)束后能量變?yōu)?0.29eV，故放出0.29eV的能量，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，從圖中可以看出，炭黑和氧氣需要先吸收0.75eV的能量，再釋放一些能量，然后吸收能量到0.73eV，故該過(guò)程中的最大能壘E正=0.75eV，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)體系中加入炭黑后，體系中的氧氣變成活化氧，增加了體系中的活化分子百分?jǐn)?shù)，增加了反應(yīng)速率，D正確；故選D。4．我國(guó)科學(xué)家成功地在鐵摻雜W18O49納米催化劑表面常溫下獲得較高的氨產(chǎn)量，反應(yīng)歷程如圖所示(★表示被吸附在催化劑表面的物種)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．需要吸收能量的最大能壘(活化能)E＝1.54eVB．吸收能壘為1.29eV步驟的反應(yīng)為H5N2★＝NH3＋H2N★C．選擇鎳摻雜W18O49納米催化劑獲得反應(yīng)歷程與上述不同D．投料比[]越大，單位時(shí)間內(nèi)合成氨的產(chǎn)量越高【答案】D【詳解】A項(xiàng)，根據(jù)圖示，反應(yīng)過(guò)程中有兩步吸收能量，吸收能量的能壘分別為-2.44eV-(-3.73eV)=1.29eV、-1.02eV-(-2.56eV)=1.54eV，因此吸收能量的最大能壘為1.54eV，故A正確；B項(xiàng)，吸收能壘為1.29eV=-2.44eV-(-3.73eV)，根據(jù)圖示，該步驟的反應(yīng)為H5N2★＝NH3＋H2N★，故B正確；C項(xiàng)，催化劑不同，反應(yīng)的活化能不同，反應(yīng)歷程不同，因此選擇不同的鎳摻雜W18O49納米催化劑獲得的反應(yīng)歷程不同，故C正確；D項(xiàng)，氮?dú)獗葰錃夥€(wěn)定，催化劑活化氮?dú)夂蜌錃?，降低氮?dú)?、氫氣斷裂時(shí)所吸收的能量，且活化氮?dú)鈱?duì)于反應(yīng)速率的影響更大，如果通入H2的體積分?jǐn)?shù)過(guò)大，氫氣分子占據(jù)催化劑活性位點(diǎn)過(guò)多，必定會(huì)導(dǎo)致活化氮?dú)獾奈稽c(diǎn)減少，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的概率降低，使得單位時(shí)間內(nèi)合成氨的產(chǎn)量降低，故D錯(cuò)誤；故選D。5．科研工作者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬來(lái)研究釕催化劑表面不同位點(diǎn)上合成氨反應(yīng)歷程，如圖5所示，其中實(shí)線(xiàn)表示位點(diǎn)A上合成氨的反應(yīng)歷程，虛線(xiàn)表示位點(diǎn)B上合成氨的反應(yīng)歷程，吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．由圖可以判斷合成氨反應(yīng)△H＜0B．圖中過(guò)程①在低溫下不容易發(fā)生C．整個(gè)反應(yīng)歷程中活化能最大的步驟是2N*+3H2→2N*+6H*D．釕催化劑為固體催化劑，其表面積大小會(huì)影響催化效果【答案】C【詳解】A項(xiàng)，據(jù)圖可知，始態(tài)*N2+3H2的相對(duì)能量為0eV，生成物*+2NH3的相對(duì)能量約為-1.8eV，反應(yīng)物的能量高于生成物，所以為放熱反應(yīng)，故A正確；B項(xiàng)，由圖可知，圖中過(guò)程①是H2轉(zhuǎn)化成H原子的過(guò)程，需要吸收能量，所以在低溫下不易發(fā)生，故B正確；C項(xiàng)，由圖像可知，整個(gè)反應(yīng)歷程中2N*+3H2→2N*+6H*活化能幾乎為零，為最小，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由圖像可知氮?dú)饣罨谖稽c(diǎn)A上活化能較低，速率較快，故D正確；故選C。6．甲酸在催化劑表面可實(shí)現(xiàn)常溫常壓下制氫：HCOOH=CO2↑+H2↑，如圖是由甲酸制氫過(guò)程的部分反應(yīng)歷程(catl、cat2表示不同的催化劑，其中吸附在催化劑表面的物種用*表示)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．催化劑的吸附過(guò)程降低了HCOOH的能量B．上述歷程中存在C－H鍵的斷裂和C＝O鍵的生成C．由圖可知，甲酸催化制氫是放熱反應(yīng)D．HCOO*+H*=CO2↑+2H*是上述歷程中的決速步驟【答案】C【詳解】A項(xiàng)，從第一步可以看出，HCOOH吸附在催化劑表面，其相對(duì)能量降低，故A選項(xiàng)正確；B項(xiàng)，HCOO*生成CO2，有C－H鍵的斷裂和C＝O鍵的生成，故B選項(xiàng)正確；C項(xiàng)，本圖只是制氫過(guò)程的部分反應(yīng)歷程，不能由圖得出為放熱反應(yīng)，故C選項(xiàng)不正確；D項(xiàng)，不管用那種催化劑，此步反應(yīng)HCOO*+H*=CO2+2H*的活化能明顯更大，反應(yīng)速率更慢，因此是決速步驟，故D選項(xiàng)正確；故選C。7．我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在銅催化劑條件下將DMF[(CH3)2NCHO]轉(zhuǎn)化為三甲胺[N(CH3)3]。計(jì)算機(jī)模擬單個(gè)DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．該歷程中最小能壘的化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH*＝(CH3)2NCH2＋OH*B．該歷程中最大能壘(活化能)為2.16eVC．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)＝N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02ev?mol－1D．增大壓強(qiáng)或升高溫度均能加快反應(yīng)速率，并增大DMF平衡轉(zhuǎn)化率【答案】A【分析】從圖中可以看出，在正向進(jìn)行的三個(gè)反應(yīng)中，其能壘分別為：-1.23-(-2.16)=0.93、-1.55-(-1.77)=0.22、-1.02-(-2.21)=1.19。A項(xiàng)，從以上分析知，該歷程中最小能壘為0.22，是由(CH3)2NCH2OH*轉(zhuǎn)化為(CH3)2NCH2的反應(yīng)，化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH*＝(CH3)2NCH2＋OH*，A正確；B項(xiàng)，該歷程中最大能壘(活化能)為1.19eV，B不正確；C項(xiàng)，該反應(yīng)的總反應(yīng)是由(CH3)2NCHO(g)轉(zhuǎn)化為N(CH3)3(g)，但1.02ev?為單個(gè)(CH3)2NCHO(g)反應(yīng)時(shí)放出的熱量，所以熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)＝N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02NAev?mol－1，C不正確；D項(xiàng)，增大壓強(qiáng)或升高溫度均能加快反應(yīng)速率，但升高溫度平衡逆向移動(dòng)，不能增大DMF平衡轉(zhuǎn)化率，D不正確；故選A。8．已知化合物A與H2O在一定條件下反應(yīng)生成化合物B與HCOO-，其反應(yīng)歷程如圖所示，其中TS表示過(guò)渡態(tài)，I表示中間體。下列說(shuō)法正確的是()A．化合物A與H2O之間的碰撞不均為有效碰撞B．該歷程中的最大能壘(活化能)E正=16.87kJ·mol-1C．使用更高效的催化劑可降低反應(yīng)所需的活化能和反應(yīng)熱D．升高溫度，有利于該反應(yīng)正向進(jìn)行【答案】A【詳解】A項(xiàng)，根據(jù)有效碰撞理論可知，化合物A與H2O之間的碰撞不均為有效碰撞，A正確；B項(xiàng)，該歷程中的最大能壘(活化能)E正=16.87kJ/mol?(?1.99kJ/mol)=18.86kJ/mol，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，使用更高效的催化劑可降低反應(yīng)所需的活化能，但催化劑不改變反應(yīng)熱，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由圖知，化合物A與H2O在一定條件下反應(yīng)生成化合物B與HCOO-為放熱反應(yīng)，升高溫度，不利于該反應(yīng)正向進(jìn)行，D錯(cuò)誤；故選A。9．科學(xué)工作者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在Pt／SiO2催化劑表面上CO2與H2的反應(yīng)歷程，前三步歷程如圖所示，其中吸附在Pt／SiO2催化劑表面上的物種用“·”標(biāo)注，Ts表示過(guò)渡態(tài)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．前三步總反應(yīng)的△H＞0B．·HOCO轉(zhuǎn)化為·CO和·OH為吸熱過(guò)程C．催化劑通過(guò)參與化學(xué)反應(yīng)，能降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率D．歷程中活化能(能壘)最小的反應(yīng)方程式為·CO+·OH+·H+3H2(g)=·CO+3H2(g)+H2O(g)【答案】D【分析】若反應(yīng)物能量高生成物能量低，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若反應(yīng)物能量低生成物能量高，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。A項(xiàng)，由圖像分析可知，前三步總反應(yīng)，反應(yīng)物能量高，生成物能量低，故反應(yīng)放熱，△H＜0，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)圖像，·HOCO轉(zhuǎn)化為·CO和·OH是圖中的第三步反應(yīng)，是放熱過(guò)程，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，催化劑只能增大反應(yīng)速率，不會(huì)影響平衡，對(duì)轉(zhuǎn)化率無(wú)影響，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)圖像分析可知，Ts3活化能最小，D正確；故選D。10．我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示(吸附在金催化劑表面上的物種用·標(biāo)注)。下列說(shuō)法正確的是()A．水煤氣的變換反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．該歷程中逆向的最大能壘(活化能)E逆=2.02eVC．催化劑能夠使物質(zhì)的能量升高D．反應(yīng)歷程中，生成過(guò)渡態(tài)I比過(guò)渡態(tài)II容易【答案】D【詳解】A項(xiàng)，一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱和反應(yīng)的過(guò)程無(wú)關(guān)，只和反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量有關(guān)，從圖中可知，生成的能量低于反應(yīng)物，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，找出逆向最大的活化能，從圖中的右側(cè)看到左側(cè)，物質(zhì)能量增加最大的，能壘最大，即為CO2(g)＋H2(g)＋H2O·轉(zhuǎn)化為COOH·＋2H·＋OH·，能壘為1.41-(-0.83)ev=2.24ev，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，通過(guò)圖像可知，催化劑吸附后能夠降低反應(yīng)物的能量，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，形成過(guò)渡Ⅰ的能壘為1.91ev，形成過(guò)渡Ⅱ的能壘為2.02ev，能壘越低，越容易形成，過(guò)渡Ⅰ能容易生成，D正確。故選D。11．水煤氣變換反應(yīng)為：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金屬催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標(biāo)注。下列說(shuō)法正確的是()A．水煤氣變換反應(yīng)的ΔH＞0 B．反應(yīng)歷程中，生成過(guò)渡態(tài)I比過(guò)渡態(tài)II難C．該歷程中最大能壘(活化能)E正=2.02eV D．步驟⑤只有非極性鍵H-H鍵形成【答案】C【詳解】A項(xiàng)，由圖可知，生成物的總能量低于反應(yīng)總能量的反應(yīng)，則水煤氣變換反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在反應(yīng)歷程中，生成過(guò)渡態(tài)I的能壘(活化能)為E正=(1.59eV+0.32eV)=1.91eV，而過(guò)渡態(tài)II的能壘(活化能)E正=(1.86eV+0.16eV)=2.02eV，可見(jiàn)過(guò)渡態(tài)I比過(guò)渡態(tài)II容易，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該歷程中最大能壘(活化能)即為步驟④，則E正=(1.86eV+0.16eV)=2.02eV，C正確；D項(xiàng)，由圖可知步驟⑤生成了CO2(g)和H2(g)，步驟⑤有非極性鍵H-H鍵、極性鍵C=O形成，D錯(cuò)誤；故選C。12．科學(xué)家通過(guò)密度泛函理論研究甲醇與水蒸氣重整制氫反應(yīng)機(jī)理時(shí)，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面發(fā)生解離時(shí)四個(gè)路徑與相對(duì)能量關(guān)系如圖所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．②中包含C﹣H鍵的斷裂過(guò)程B．歷程中能壘(反應(yīng)活化能)最小的是③C．該歷程中決定反應(yīng)速率的方程式為：CH3O*+3H*→CO*+4H*D．由此歷程可知：CH3OH*→CO*+4H*為放熱過(guò)程【答案】C【詳解】A項(xiàng)，②中反應(yīng)為CH3O*+H*＝CH2O*+2H*，CH3O*→CH2O*，包含C﹣H鍵的斷裂，故A正確；B項(xiàng)，活化能為反應(yīng)物的總能量與過(guò)渡態(tài)能量之差，從圖中可以看出，過(guò)渡態(tài)③發(fā)生的反應(yīng)活化能最小，故B正確；C項(xiàng)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)速率最慢的那步歷程決定，由圖可知，歷程中能壘(反應(yīng)活化能)最大的為①，所以制約反應(yīng)速率的方程式為CH3OH*═CH3O*+H*，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由圖可知，CH3OH*具有的相對(duì)能量為﹣40kJ/mol，CO*+4H*具有的相對(duì)能量為﹣110kJ/mol，所以CH3OH*→CO*+4H*的△H＝﹣70kJ/mol，為放熱過(guò)程，故D正確；故選C。13．我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了均相NO-CO的反應(yīng)歷程，反應(yīng)路徑中每一階段內(nèi)各駐點(diǎn)的能量均為相對(duì)于此階段內(nèi)反應(yīng)物能量的能量之差，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH＞0B．均相NO—CO反應(yīng)經(jīng)歷了三個(gè)過(guò)渡態(tài)和五個(gè)中間體C．整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段，總反應(yīng)速率由第一階段反應(yīng)決定D．NO二聚體()比N2O分子更容易與CO發(fā)生反應(yīng)【答案】A【分析】整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段，①NO(g)+NO(g)=ΔH=+199.2kJ·mol-1,②+CO(g)=CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1,③CO2(g)+N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=-307.6kJ·mol-1。A項(xiàng)，①+②+③得：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1-513.5kJ·mol-1-307.6kJ·mol-1=-621.9kJ·mol-1，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，均相NO—CO反應(yīng)經(jīng)歷了TS1、TS2、TS3三個(gè)過(guò)渡態(tài)，TM1、、TM2、N2O、TM3、五個(gè)中間體，故B正確；C項(xiàng)，整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段，①NO(g)+NO(g)=ΔH=199.2kJ·mol-1,②+CO(g)=CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1,③CO2(g)+N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=-307.6kJ·mol-1，由于所需活化能最高，總反應(yīng)速率由第一階段反應(yīng)決定，故C正確；D項(xiàng)，從②+CO(g)=CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1,③CO2(g)+N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=-307.6kJ·mol-1，②反應(yīng)放出的能量更多，生成物能量更低，NO二聚體()比N2O分子更容易與CO發(fā)生反應(yīng)，故D正確；故選A。14．科學(xué)家通過(guò)密度泛函理論研究甲醇與水蒸氣重整制氫反應(yīng)機(jī)理時(shí)，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面發(fā)生解離時(shí)四個(gè)路徑與相對(duì)能量關(guān)系如圖所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法不正確的是()A．該歷程中活化能最小的反應(yīng)方程式CH2O*+2H*CHO*+3H*B．該歷程中能壘(反應(yīng)活化能)最大的是①C．該歷程中制約反應(yīng)速率的方程式為CH3OH*═CH3O*+H*D．由此歷程可知：△H<0【答案】D【詳解】A項(xiàng)，活化能為反應(yīng)物的總能量與過(guò)渡態(tài)能量之差，從圖中可以看出，過(guò)渡態(tài)3發(fā)生的反應(yīng)活化能最小，該過(guò)程的反應(yīng)方程式為：CH2O*+2H*CHO*+3H*，A正確；B項(xiàng)，活化能為反應(yīng)物的總能量與過(guò)渡態(tài)能量之差，從圖中可以看出，過(guò)渡態(tài)1發(fā)生的反應(yīng)活化能最大，故該歷程中能壘(反應(yīng)活化能)最大的是①，B正確；C項(xiàng)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)速率最慢的那步歷程決定，由圖可知，歷程中能壘(反應(yīng)活化能)最大的為①，所以制約反應(yīng)速率的方程式為CH3OH*═CH3O*+H*，C正確；D項(xiàng)，由圖可知CH3OH(g)→CH3OH*，放出40kJ熱量，①～④過(guò)程中CH3OH*→CO*+4H*放出80kJ熱量，即CH3OH(g)→CO*+4H*放熱120kJ，但CO*+4H*→CO(g)+2H2(g)吸熱未知，所以不能據(jù)此確定CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的焓變△H，D錯(cuò)誤；故選D。15．工業(yè)上可采用CH3OHCO＋2H2的方法來(lái)制取高純度的CO和H2。我國(guó)學(xué)者采用量子力學(xué)方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，研究了在鈀基催化劑表面上甲醇制氫的反應(yīng)歷程，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。甲醇(CH3OH)脫氫反應(yīng)的第一步歷程，有兩種可能方式：方式A：CH3OH*→CH3O*＋H*Ea＝＋103.1kJ·mol－1方式B：CH3OH*→CH3*＋OH*Eb＝＋249.3kJ·mol－1(其中Ea、Eb為活化能)。圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．總反應(yīng)的焓變(△H)大于0B．甲醇裂解過(guò)程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為AC．該歷程中最小能壘(活化能)為70.7kJ·mol－1D．該歷程中，放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為CHO*＋3H*＝CO*＋4H*【答案】C【詳解】A項(xiàng)，由圖可知，CH3OH的能量低于CO和2H2的總能量，反應(yīng)CH3OHCO＋2H2為吸熱反應(yīng)，△H大于0，故A正確；B項(xiàng)，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，方式A的活化能低，說(shuō)明甲醇裂解過(guò)程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為A，故B正確；C項(xiàng)，由圖可知，該歷程中最小能壘(活化能)為(116.1-62.5)kJ·mol－1=53.6kJ·mol－1，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由圖可知，反應(yīng)CHO*＋3H*＝CO*＋4H*反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，且差別最大，是放熱最多的步驟，故D正確；故選C。16．HCOOH在Pd催化劑表面脫氫的反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)歷程與能量的關(guān)系如圖所示：下列說(shuō)法不正確的是()A．在Pd催化劑表面HCOOH脫氫反應(yīng)的H0B．在Pd催化劑表面離解O－H鍵比C－H鍵的活化能低C．在歷程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的反應(yīng)速率最慢D．用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的產(chǎn)物都有HD和CO2【答案】B【詳解】A項(xiàng)，由圖可知，在Pd催化劑表面HCOOH脫氫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H小于0，故A正確；B項(xiàng)，由圖可知，在Pd催化劑表面離解O－H鍵的活化能較高，解離C－H鍵的活化能低，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在歷程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的活化能最高，反應(yīng)速率最慢，故C正確；D項(xiàng)，由圖可知，HCOOH脫氫是生成氫氣和二氧化碳，所以用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的產(chǎn)物都有HD和CO2，故D正確；故選B。17．一種雙功能結(jié)構(gòu)催化劑能同時(shí)活化水和甲醇，用以解決氫氣的高效存儲(chǔ)和安全運(yùn)輸。下圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程(表示過(guò)渡態(tài))下列說(shuō)法不正確的是()A．CH3OH的脫氫反應(yīng)是分步進(jìn)行的B．甲醇脫氫反應(yīng)歷程的最大能壘(活化能)是0.95eVC．甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂了極性鍵和非極性鍵D．該催化劑的研發(fā)為醇類(lèi)重整產(chǎn)氫的工業(yè)應(yīng)用提供了新思路【答案】C【詳解】A項(xiàng)，讀圖知，CH3OH的脫氫反應(yīng)是分步進(jìn)行的，故A正確；B項(xiàng)，能壘是發(fā)生某步反應(yīng)需要克服的能量，1.30-0.94=0.36、2.15-1.60=0.55，2.53-2.28=0.25、2.69-2.02=0.67、3.11-2.16=0.95，最大能壘(活化能)是0.95eV,故B正確；C項(xiàng)，該歷程為CH3OH(g)=CO(g)+4H，沒(méi)有非極性鍵斷裂，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該催化劑的成功研發(fā)，對(duì)工業(yè)上的醇類(lèi)重整產(chǎn)氫有重要的啟示，對(duì)促進(jìn)我國(guó)制氫工業(yè)的節(jié)能減排和氫能升級(jí)提供了新思路，故D正確。故選C。18．工業(yè)上可采用CH3OHCO+2H2的方法來(lái)制取高純度的CO和H2。我國(guó)學(xué)者采用量子力學(xué)方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，研究了在鈀基催化劑表面上甲醇制氫的反應(yīng)歷程，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．CH3OH脫氫反應(yīng)的第一步歷程為CH3OH*=CH3*＋OH*B．該歷程中最大活化能E正=-179.6kJ?mol－1C．該歷程中，放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為CHO*+4H*=CO*＋2H2(g)D．CH3OH*=CO*＋2H2(g)△H=65.7kJ?mol－1【答案】D【詳解】A項(xiàng)，圖中可以看出CH3OH脫氫反應(yīng)的第一步歷程為CH3OH*=CH3O*＋H*，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，圖像中可以看出，CO*+4H*=CO*＋2H2的過(guò)程中，活化能最大，數(shù)值等于113.9-(-65.7)=179.6kJ?mol－1，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該歷程中Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ是吸熱的，Ⅲ、Ⅳ是放熱的，放熱最多的步驟是CHO*+3H*=CO*＋4H*(g)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，圖像可以看出，CH3OH*=CO*＋2H2(g)是吸熱反應(yīng)，甲醇的相對(duì)能量為0，生成物相對(duì)能量為65.7kJ?mol－1，故△H=65.7kJ?mol－1，CH3OH*=CO*＋2H2(g)△H=65.7kJ?mol－1，故D正確；故選D。19．水煤氣變換反應(yīng)為：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我國(guó)研究人員結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，揭示了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程(如圖所示)，其中吸附在金催化劑表面上的物質(zhì)用·標(biāo)注。下列說(shuō)法正確的是()A．水煤氣變換反應(yīng)的△H0B．該歷程中最大能壘(活化能)E正=1.70eVC．步驟⑤只有H-H鍵和H-O鍵形成D．步驟③的轉(zhuǎn)化關(guān)系可表示為：CO·+OH·+H2O(g)=COOH·+H2O·【答案】D【詳解】A項(xiàng)，根據(jù)圖象分析可知：水煤氣的生成過(guò)程經(jīng)過(guò)了過(guò)渡態(tài)1和過(guò)渡態(tài)2，最后生成產(chǎn)物的能量低于反應(yīng)物，則該反應(yīng)為放熱，反應(yīng)的△H<0，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該歷程中最大能壘(活化能)E正=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，步驟⑤除非極性鍵H-H鍵形成，還有H-O鍵及C=O的形成，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，結(jié)合圖分析判斷，對(duì)照CO?+OH?+H?+H2O(g)，COOH?+H?+H2O?，可知步驟③發(fā)生的反應(yīng)：CO·+OH·+H2O(g)=COOH·+H2O·，D正確；故選D。20．近日，北京航空航天大學(xué)教授團(tuán)隊(duì)與中科院高能物理研究所合作，合成了Y、Sc(Y1／NC，Sc1／NC)單原子催化劑，用于常溫常壓下的電化學(xué)催化氫氣還原氮?dú)獾姆磻?yīng)。反應(yīng)歷程與相對(duì)能量模擬計(jì)算結(jié)果如圖所示(*表示稀土單原子催化劑)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．Sc1／NC比Y1／NC更有利于吸附氮?dú)釨．實(shí)際生產(chǎn)中將催化劑的尺寸處理成納米級(jí)顆?？商岣甙睔獾钠胶廪D(zhuǎn)化率C．使用Sc1／NC單原子催化劑的反應(yīng)歷程中，最大能壘的反應(yīng)過(guò)程可表示為*N2+H→*NNHD．升高溫度不一定可以提高氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率【答案】B【詳解】A項(xiàng)，從圖中可以看出，使用Sc1／NC吸附氮?dú)獾幕罨芨?，更有利于吸附氮?dú)?，A正確；B項(xiàng)，催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能影響化學(xué)平衡移動(dòng)，故實(shí)際生產(chǎn)中將催化劑的尺寸處理成納米級(jí)顆粒不能提高氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，從圖中可以看出，使用Sc1／NC單原子催化劑的反應(yīng)歷程中，最大能壘的反應(yīng)過(guò)程可表示為*N2+H→*NNH，C正確；D項(xiàng)，從圖中可知，合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，且溫度越高，催化劑吸附N2更困難，故升高溫度雖然可以加快反應(yīng)速率，但不一定可以提高氨氣單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)率，D正確；故選B。21．合成氨反應(yīng)N2(g)+H2(g)?NH3(g)是目前最有效工業(yè)固氮的方法，解決數(shù)億人口生存問(wèn)題?？茖W(xué)家研究利用鐵觸媒催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用“ad”表示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該合成氨反應(yīng)的△H=-46kJ/molB．活化能最大的一步反應(yīng)的方程式為Nad+Had=NHadC．升高溫度、增大壓強(qiáng)均能提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率D．加入催化劑能降低反應(yīng)活化能，加快正反應(yīng)速率【答案】C【詳解】A項(xiàng)，合成氨反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，所以反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)的ΔH＜0，故A正確；B項(xiàng)，從圖中可以看出，活化能最大的一步反應(yīng)是Nad+Had=NHad，活化能高于106kJ/mol，故B正確；C項(xiàng)，合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，降低原料的平衡轉(zhuǎn)化率；合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，可以提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快正逆反應(yīng)速率，故D正確；故選C。22．科研工作者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬來(lái)研究釕催化劑表面不同位點(diǎn)上合成氨反應(yīng)歷程，如圖所示，其中實(shí)線(xiàn)表示位點(diǎn)A上合成氨的反應(yīng)歷程，虛線(xiàn)表示位點(diǎn)B上合成氨的反應(yīng)歷程，吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．由圖可以判斷合成氨反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)B．氮?dú)庠谖稽c(diǎn)A上轉(zhuǎn)變成2N*速率比在位點(diǎn)B上的快C．整個(gè)反應(yīng)歷程中活化能最大的步驟是2N*+3H2→2N*+6H*D．從圖中知選擇合適的催化劑位點(diǎn)可加快合成氨的速率【答案】C【詳解】A項(xiàng)，據(jù)圖可知，始態(tài)*N2+3H2的相對(duì)能量為0eV，生成物*+2NH3的相對(duì)能量約為-1.8eV，反應(yīng)物的能量高于生成物，所以為放熱反應(yīng)，故A正確；B項(xiàng)，圖中實(shí)線(xiàn)標(biāo)示出的位點(diǎn)A最大能壘(活化能)低于圖中虛線(xiàn)標(biāo)示出的位點(diǎn)B最大能壘(活化能)，活化能越低，有效碰撞幾率越大，化學(xué)反應(yīng)速率越大，故B正確；C項(xiàng)，由圖像可知，整個(gè)反應(yīng)歷程中2N*+3H2→2N*+6H*活化能幾乎為零，為最小，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由圖像可知氮