2025屆高三化學(xué)二輪專題訓(xùn)練　催化機理與反應(yīng)歷程圖像分析

催化機理與反應(yīng)歷程圖像分析選擇題1~8題,每題3分,共24分1.(2022·臺州中學(xué)測試)我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(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,其中吸附在金催化劑表面上的物種用“·”標(biāo)注。下列說法不正確的是()A.水煤氣變換為放熱反應(yīng)B.物質(zhì)在金催化劑表面吸附過程中能量保持不變C.該歷程中斷開一個H—O要吸收能量D.該歷程中正向的最大能壘(活化能)E正=2.02eV2.18O標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解,部分反應(yīng)歷程可表示為:+OH-+CH3O-能量變化如圖所示。已知為快速平衡,下列說法正確的是()A.反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ為決速步B.反應(yīng)結(jié)束后,溶液中存在18OH-C.反應(yīng)結(jié)束后,溶液中存在CH3D.反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焓變3.我國學(xué)者利用催化劑催化丙烷氧化脫氫的歷程如圖所示(吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*標(biāo)注)。下列說法正確的是()A.反應(yīng)歷程中第一步化學(xué)反應(yīng)為決速步驟B.催化劑改變了丙烷氧化脫氫的焓變(ΔH)C.過渡態(tài)物質(zhì)的穩(wěn)定性:過渡態(tài)2小于過渡態(tài)1D.吸附過程為吸熱過程4.研究CH3I與氯自由基(用Cl*表示)的反應(yīng)有助于保護臭氧層。已知CH3I與Cl*反應(yīng)有4條可能的反應(yīng)路徑,如圖所示。圖中TS表示過渡態(tài),IM表示中間體。下列說法正確的是()A.相同條件下,路徑①的反應(yīng)速率最大B.路徑④屬于放熱反應(yīng)C.路徑②CH3I+Cl*CH3?D.過渡態(tài)中最穩(wěn)定的是TS1,產(chǎn)物最穩(wěn)定的是路徑④的5.(2024·舟山中學(xué)測試)苯與Br2在一定條件下能發(fā)生如下反應(yīng),其中部分轉(zhuǎn)化歷程與能量變化如圖所示:下列說法不正確的是()A.反應(yīng)焓變:反應(yīng)Ⅰ>反應(yīng)ⅡB.在該條件下,反應(yīng)Ⅲ能自發(fā)進行C.苯與Br2主要發(fā)生取代反應(yīng),生成有機主產(chǎn)物ⅡD.選擇相對較短的反應(yīng)時間能有效增加產(chǎn)物Ⅰ的比例6.(2024·浙江信息卷)氫氣選擇性催化還原NO是一種比NH3還原NO更為理想的方法,備受研究者關(guān)注。以Pt?HY為催化劑,氫氣選擇性催化還原NO在催化劑表面的反應(yīng)機理如下圖。下列說法不正確的是()A.在Pt?HY界面因反應(yīng)活化能降低使H2迅速參與反應(yīng)B.反應(yīng)過程中有非極性鍵的斷裂和生成C.Pt原子表面上發(fā)生的反應(yīng)有:N+NN2、2H+OH2O、NO+NN2O、3H+NNH3D.若1molNO在催化劑表面參與反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA7.CH3OH與H2O在銅催化劑上的反應(yīng)機理和能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ均為放熱反應(yīng)B.CO分子中σ鍵和π鍵數(shù)目和CO2相同C.選擇合適的催化劑可降低反應(yīng)活化能和焓變D.該反應(yīng)機理中涉及物質(zhì)中有兩種非極性分子、三種極性分子8.Aun納米團簇能催化水煤氣變換反應(yīng),其微觀反應(yīng)機理如圖1所示,反應(yīng)過程中相對能量的變化如圖2所示。已知圖2中TS表示過渡態(tài),FS表示穩(wěn)定的共吸附。下列說法錯誤的是()A.水煤氣變換反應(yīng)為H2O+COCO2+H2B.穩(wěn)定性:FSe2大于FSe1C.水煤氣變換反應(yīng)的ΔH<0D.制約總反應(yīng)速率的反應(yīng)為CO*+OH*COOH*催化機理與反應(yīng)歷程圖像分析1.B2.B3.A4.B5.D[A.根據(jù)圖中信息,反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng),則反應(yīng)焓變:反應(yīng)Ⅰ>反應(yīng)Ⅱ,故A正確;B.反應(yīng)Ⅲ是放熱反應(yīng)、熵增的反應(yīng),根據(jù),則在該條件下,反應(yīng)Ⅲ能自發(fā)進行,故B正確;C.苯與Br2主要發(fā)生取代反應(yīng),生成有機主產(chǎn)物Ⅱ(溴苯),故C正確;D.根據(jù)圖中信息反應(yīng)Ⅱ活化能較低,則反應(yīng)速率較快,而反應(yīng)Ⅰ活化能較大,反應(yīng)速率較慢,因此選擇相對較短的反應(yīng)時間能有效增加產(chǎn)物Ⅱ的比例,故D錯誤。]6.D[A項,Pt?HY是氫氣還原NO的催化劑,在Pt?HY界面上,降低了反應(yīng)的活化能,從而使H2迅速參與反應(yīng),A正確;B項,從圖中可以看出,反應(yīng)過程中有OO、H—H等非極性鍵的斷裂,有N≡N的生成,B正確;C項,從圖中可以看出,在左側(cè)的Pt原子表面,發(fā)生的反應(yīng)有:2H+OH2O、NO+NN2O,在右側(cè)的Pt原子表面,發(fā)生的反應(yīng)有N+NN2、3H+NNH3,C正確;D項,從左側(cè)Pt表面可以看出,發(fā)生反應(yīng)2NO+H2N2O+H2O,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2e-,則1molNO在催化劑表面參與反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA,D不正確。]7.D[A.從能量變化圖可知反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ為放熱反應(yīng),A錯誤;B.每個CO分子中有1個σ鍵和2個π鍵,而每個CO2中有2個σ鍵和2個π鍵,B錯誤;C.選擇合適的催化劑可降低反應(yīng)活化能,但不能改變焓變,C錯誤;D.題述反應(yīng)機理中涉及物質(zhì)中有兩種非極性分子(H2、CO2),三種極性分子(CH3OH、H2O、CO),D正確。]8.D[A.由圖1可知,反應(yīng)物為H2O和CO,生成物為CO2和H2,故水煤氣變換反應(yīng)為H2O+COCO2+H2,A正確;B.物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定,FSe2的能量比FSe1的低,故穩(wěn)定性:FSe