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【100题精练+答案+解析】化学反应历程知识考查【2022年高考题】1.(2022年1月浙江选考)下图为某课题组设计一种固定CO2的方法。下列说法不正确的是A.反应原料中的原子100%转化为产物B.该过程在化合物X和I-催化下完成C.该过程仅涉及加成反应D.若原料用,则产物为2.(2022届八省八校)CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯的机理如图所示。下列叙述错误的是A.由步骤①知:加成反应也可生成酯类物质B.反应过程中存在C—H键的断裂C.该反应的原子利用率为100%D.若将步骤②中CH3I换为CH3CH2I,则产品将变为丙烯酸乙酯3.(2022年北京卷)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是A.反应①为CaO+CO2=CaCO3;反应②为CaCO3+CH4eq\o(=,\s\up7(催化剂))CaO+2CO+2H2B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4eq\o(=,\s\up7(催化剂))C+2H2C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生4.(2022年湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的NOeq\o\al(-,2)转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。下列说法正确的是A.过程Ⅰ中NO2-发生氧化反应B.a和b中转移的e-数目相等C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH4+)=1∶4D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO2-+NH4+=N2↑+2H2O5.(2022年湖南卷)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:下列有关四种不同反应进程的说法正确的是A.进程Ⅰ是放热反应B.平衡时P的产率:Ⅱ>ⅠC.生成P的速率:Ⅲ>ⅡD.进程Ⅳ中,Z没有催化作用6.(2022年新高考山东卷)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是A.含N分子参与的反应一定有电子转移B.由NO生成HONO的反应历程有2种C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
【2021年高考题】1.(2021年湖南卷)铁的配合物离子(用[L—Fe—H]+表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法错误的是A.该过程的总反应为:HCOOHeq\o(=,\s\up7(催化剂))CO2↑+H2↑B.H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定2.(2021年山东卷)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:能量变化如图所示。已知为快速平衡,下列说法正确的是A.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B.反应结束后,溶液中存在18OH-C.反应结束后,溶液中存在CH318OHD.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变3.(2021年6月浙江卷)制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph-代表苯基)。下列说法不正确的是A.可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯 B.反应过程涉及氧化反应C.化合物3和4互为同分异构体 D.化合物1直接催化反应的进行
【知识梳理】在基于真实情境考查学生综合运用知识的能力的考试理念引导下,与化工生产关系密切的催化剂备受青睐,成了热门考点。从考查的知识看,主要从反应历程、活化能、速率、平衡移动等角度考查催化剂对反应的影响。从试题形式上看,常常融合图像、表格等信息呈现形式,考查学生吸收和整合陌生信息的能力1.反应热知识点梳理(1)反应热的表示:ΔH=生成物的焓值-反应物的焓值[注:焓值(H)与内能(物质具有的能量)有关的物理量,单位:mol•L-1](2)化学反应的热量变化化学反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。如图1所示反应过程Ⅰ反应物的总能量大于产物总能量,反应放出热量(△H>0),反应过程Ⅱ反应物的总能量小于产物的总能量,反应吸收热量(△H<0)。放热反应为例从微观角度看化学反应(如图2所示)。我们会发现发现反应物不是直接变成产物。首先反应物分子先要吸收能量断键变成原子,原子成键释放能量变成新的分子。反应物分子断键时吸收总能量(反应物总键能)减去原子成键时释放总能量(产物总键能)等于反应热,所以我们可以利用键能计算化学反应热,即ΔH=反应物总键能-生成物总键能。除了可以利用键能计算化学反应热我们还可以利用盖斯定律进行运算。2.活化能活化能可以理解为反应物分子断键变成原子是吸收的总能量,如图2中E1。活化的大小不能改变反应热,但是可以改变反应的难易程度,活化能越低,反应条件越简单,反应速率越快。3.催化剂(1)什么是催化剂?催化剂是如何改变化学反应速率的?向反应中加入催化剂后,催化剂可以通过改变反应路径达到降低活化能的目的,继而达到增大化学反应速率的目的,比如我们在必修二习的乙醇催化氧化(如图3所示),铜是该反应的催化剂,通过机理图分析铜将反应分成两步,图像中会出现两个山峰,而这两个山峰中E2能量差最大所以该反应决定活化能决定了整个反应的难易程度和速率。反应过程中铜既是反应物也是产物,因此催化剂也是会参与反应,只是消耗的催化剂和产生催化剂的量是不变的,所以催化剂反应前后不变。反应过程中像氧化铜这种在中间过程产生又在反应过程中消耗被称为中间产物。(2)催化剂有什么特点呢?①催化剂的选择性。在给定条件下,反应物间能同时发生多个反应的情况,理想的催化剂能大幅度提高某一目标产物在最终产物中的比率。通过下表可知,在相似条件下使用不同催化剂主要产物是不同的,这也体现了催化剂选择性。反应物催化剂及条件产物CO+H2催化剂:Cu-Zn-O,Zn-Cr-O,温度:573K,压强:1.0133×107Pa甲醇催化剂:Ni,温度:573K,压强1.0133×107Pa甲烷②催化剂的活性。催化剂的活性是指工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物的数量来表示。比如用等浓度的硫酸铜溶液和氯化铁溶液分别催化相同浓度的过氧化氢溶液,氯化铁溶液做催化剂的反应速率大于硫酸铜溶液做催化剂的反应速率,说明氯化铁溶液催化活性大于硫酸铜溶液催化活性。催化剂的活性会受发生物理和化学变化,导致催化剂的失活。比如说如果使用酶做催化剂反应温度不可过高会造成单质酶失活。注意:催化剂只能缩短到达平衡状态的时间,不能改变最后的平衡状态及反应热。[思维建模]催化反应机理题的解题思路1.通览全图,找准一“剂”三“物”一“剂”指催化剂催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的,以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体)反应物通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物生成物通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物中间体通过一个箭头脱离整个历程,但又生成生成物的是中间体,通过二个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体,中间体有时在反应历程中用“[]”标出2.逐项分析得答案根据第一步由题给情境信息,找出催化剂、反应物、生成物、中间体,再结合每一选项设计的问题逐项分析判断,选出正确答案。
【与催化剂相关的六个考点】一、催化剂与反应历程催化剂如何影响化学反应?有一个熟悉的例子:Cu催化乙醇的氧化反应。2Cu+O2=加热=2CuOCH3CH2OH+CuO-加热->CH3CHO+Cu+H2O催化剂Cu先参与反应后又重新生成,它经历了Cu→CuO→Cu的变化历程。
[例1]用NaClO3、H2O2和稀硫酸制备ClO2。反应开始时加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高(Cl-对反应有催化作用)。该过程可能经两步反应完成,将其补充完整:①_______________________________________________(用离子方程式表示);②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。解析:第②步中Cl2生成Cl-,可知催化剂Cl-的变化历程是Cl-→Cl2→Cl-,即Cl-在第①步中变成Cl2。由题给信息及氧化还原知识可知,氧化剂是ClO,且ClO反应后生成ClO2。离子方程式:2ClO+2Cl-+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。答案:2ClO+2Cl-+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
二、催化剂与活化能、焓变催化剂通过降低反应的活化能而加快反应速率。而且催化剂的性能越好,反应的活化能越低。[例2]在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)Ⅱ.某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,在相同压强下,经过相同时间测得实验数据如下表所示。在图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程—能量”示意图。T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6【备注】甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比。解析:据表中的数据可以算出生成CH3OH的CO2占全部CO2的百分比。543K,Cat.1作用下是12.3%×42.3%≈5.20%,Cat.2作用下是10.9%×72.7%=7.92%。所以Cat.2的催化选择性要好于Cat.1,即在Cat.2的作用下反应的活化能低。
答案:
【归纳小结】作图时还要注意,催化剂不能改变反应物、生成物的总能量,所以曲线的起点、终点应相同。也正是这个原因,所以催化剂不能改变反应的焓变。三、催化剂与反应速率、平衡移动催化剂能加快反应速率,缩短到达平衡所需时间。催化剂的活性越好,所需时间越短。但催化剂不能使化学平衡发生移动。
[例3]密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0。研究表明:在使用等质量同种催化剂时,增大催化剂比表面积可提高反应速率。某同学设计了下表所示的三组实验。请在图中画出三个实验中c(NO)随时间变化的趋势曲线,并标明实验编号。实验编号T/℃初始c(NO)/(mol·L-1)初始c(CO)/(mol·L-1)比表面积/(m2·g-1)Ⅰ2801.20×10-35.80×10-382Ⅱ2801.20×10-35.80×10-3124Ⅲ3501.20×10-35.80×10-3124解析:先比较实验Ⅰ、Ⅱ:实验Ⅱ的催化剂比表面积大,故实验Ⅱ的反应速率大;因催化剂不影响平衡移动,故达到平衡后,实验Ⅰ、Ⅱ的c(NO)相同。再比较Ⅱ、Ⅲ:实验Ⅲ的温度高,故实验Ⅲ的反应速率大;因温度升高,平衡左移,故平衡时c(NO)较大。答案:四、温度与催化剂活性催化剂具有一定范围的活化温度,过高或过低,都会导致催化剂的活性降低。如生物催化剂酶,对温度就非常敏感。[例4](2017·高考天津卷节选)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放……生物脱H2S的原理为H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO44FeSO4+O2+2H2SO4==2Fe2(SO4)3+2H2O硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是________。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是____________。解析:因为硫杆菌能显著加快反应速率,故它是反应的催化剂。当反应温度过高时,硫杆菌会因蛋白质变性而失去了催化性能,反应速率明显下降。答案:
催化剂硫杆菌因蛋白质变性而失去了催化性能。五、催化剂的来源问题化学中有一类特殊反应,叫自催化反应,该类反应中的生成物对反应有催化作用。它的特点之一是开始反应速率很小,随着起催化作用的产物的积累速率迅速增大。[例5]向三颈烧瓶中加入一定量的MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体,恒温下发生反应:MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O。若将N2换成空气,测得c(Mn2+)、c(SO)随时间t的变化如图所示。导致c(Mn2+)、c(SO)变化产生明显差异的原因是____________________________。
解析:由图可知,“N2换成空气”发生了副反应:O2+2H2SO3=2H2SO4。表示c(SO)的曲线斜率逐渐增大,说明SO的生成速率逐渐增大。因反应物浓度、压强、温度、接触面积等维持不变,所以导致SO的生成速率加快的因素应是催化剂,而且催化剂是某种生成物,应是Mn2+。答案:Mn2+对O2和H2SO3的反应有催化作用[归纳小结]判断一个化学反应是否是自催化反应,先要排除温度、浓度、压强、接触面积等的影响,然后再分析是何种生成物具有催化作用。六、催化剂、温度对平衡的综合影响[例6]NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气脱氮技术:4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)+6H2O(g)ΔH<0。密闭容器中,在相同时间内,在催化剂A作用下脱氮率随温度变化如图所示。现改用催化能力稍弱的催化剂B进行实验,请在图中画出在催化剂B作用下的脱氮率随温度变化的曲线(不考虑温度对催化剂活性的影响)。解析:先分析催化剂A作用下的脱氮率为什么会先增大后减小。低于300℃时,温度越高,反应速率越快,相同时间内消耗的NO越多,所以脱氮率增大。高于300℃时,因为温度升高,平衡逆向移动,消耗的NO减小,所以脱氮率下降。改用催化剂B,就涉及催化剂和温度两个变量,在解题时要分别考虑。①B催化下,随着温度的升高,脱氮率也应先增大后减小。②达到曲线最高点之前,B的催化能力弱,相同温度时的脱氮率要小于A。即所画曲线应在A的下方。③B催化下在相同时间内达到平衡,则曲线最高点应出现在高于300℃的位置。④当A、B均达到平衡后,平衡脱氮率只与温度有关,所以两条曲线重合。答案:【归纳总结】催化剂通过参与化学反应,改变反应历程,从而降低活化能,加快反应速率,到达平衡所需的时间减少。但催化剂不能改变焓变,也不能使平衡移动。催化剂的催化性能也会受外界条件的影响,如温度、表面积等。
2023届与2022届模拟题1.(2023届湖南省郴州市第二)金红石TiO2纳米颗粒光催化水氧化机理中间物种的表征及推测的反应机理如图所示:下列说法正确的是A.光激发条件下TiO2纳米颗粒作催化剂未参与水氧化的反应B.TiO2纳米颗粒光催化水氧化反应的方程式为2H2Oeq\o(=,\s\up7(光催化剂))2H2+O2C.在反应过程中存在分解反应:Ti2O2+H2O=TiOOH+TiOHD.TiO2纳米颗粒光催化水氧化的溶液酸性减小2.(2023届湖南省郴州市第二)2021年我国科学家以CO2为原料人工合成淀粉,其效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍,其部分合成路线如下图所示,下列有关说法正确的是A.反应①为CO2+3H2eq\o(=,\s\up7(催化剂))CH3OH+H2OB.HCHO的水溶液能使蛋白质发生盐析C.化合物a能与NaOH发生反应D.用淀粉可检验食盐是否为加碘盐3.(2023届河北省邯郸市摸底)某科学家首次发现在温和的条件下利用LnPd和CuX做共同催化剂,卤代烃和炔烃发生偶联反应,其偶联反应机理如图。已知:R1、R2为烃基,X为卤素原子,下列说法正确的是A.Pd在此偶联反应的机理图中共呈现了3种价态B.每步反应均存在极性键的断裂和形成C.该偶联反应的总反应为R1-X+R2-C≡CHeq\o(,\s\up7(催化剂))HX+R2-C≡C-R1D.若R1、R2分别为甲基、乙基,反应除生成2-戊炔外,还能生成2-丁炔和2-己炔4.(2023届浙江省余姚市适应性测试)2021年BenjaminList和DaveMacMillan因不对称有机催化获得诺贝尔化学奖。他们利用有机小分子代替传统的金属催化剂进行不对称合成,脯氨酸是最常见的有机小分子催化剂,下图利用脯氨酸催化Aldol反应的机理如下图所示:下列说法不正确的是A.Aldol反应方程式:B.1→2为消去反应,2→3为加成反应C.化合物3和4互为同分异构体D.中间体3中存在氢键5.(2023届重庆南开9月月考)橙子辅导化学小组研究发现雾霾微颗粒中硫酸盐的生成可能存在三个阶段的转化,其主要过程如图所示。下列说法错误的是A.NO2为转化过程中的催化剂B.HNO2、NO2、H2O均为共价化合物C.第Ⅰ阶段的反应中SOeq\o\al(2-,3)被氧化D.第Ⅱ、Ⅲ阶段总反应的化学方程式为SOeq\o\al(-,3)+H2O+NO2=HNO2+HSOeq\o\al(-,4)6.(2023届湖南省岳阳市第一次适应性考试)羟醛缩合反应是有机化学的一种重要反应。一种合成目标产物(如图中⑦)的反应机理如图所示。下列说法错误的是A.有机物①能够降低反应的活化能 B.反应历程中,有极性键的断裂和生成C.有机物⑥和⑦均含有手性碳原子 D.若原料用丙醛和苯甲醛,则产物为7.(2023届威海市乳山银滩高级二模)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是A.含N分子参与的反应一定有电子转移B.由NO生成HONO的反应历程有2种C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少8.(2023届湖北省荆荆宜三校10月联考)目前工业上多采用甲醇和一氧化碳反应制备醋酸:CH3OH+CO→CH3COOH,反应过程如图所示,下列有关说法中错误的是A.[Rh(CO)2I2]-为催化剂 B.⑤与水的反应为取代反应C.该反应过程中不存在非极性键的形成D.在反应过程中Rh的配位数发生改变9.(2023届山东省威海市乳山银滩高级二模)一种以Pd―Cu为催化剂还原去除水体中NOeq\o\al(-,3)的机理如图a所示;其他条件相同,不同pH时,NOeq\o\al(-,3)转化率和不同产物在总还原产物中所占的物质的量的百分比如图b所示。已知:溶液pH会影响Pd对NOeq\o\al(-,3)的吸附,不影响对H的吸附。下列说法正确的是A.pH越大,Pd对NOeq\o\al(-,2)的吸附能力越强B.通过调节溶液的pH,不能使NOeq\o\al(-,3)更多的转化为N2C.反应ii中生成NHeq\o\al(+,4)的离子方程式为NOeq\o\al(-,2)+6H+2H+=NHeq\o\al(+,4)+2H2OD.pH=12时,每处理6.2gNOeq\o\al(-,3),理论上消耗标准状况下5.6LH210.(2023届北京市牛栏山月考)多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:下列说法正确的是A.反应Ⅱ的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=+akJ/mol(a>0)B.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂C.选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,减少过程中的能耗和反应的焓变D.1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量11.(2023届山西太原高联考)以H2和O2为原料在钯基催化剂作用下合成H2O2,反应过程如图所示。下列叙述错误的是A.[PdCl4]2-作催化剂B.反应③中Pd的化合价保持不变C.Pd、[PdCl2O2]2-、HCl都是反应中间体D.在反应②中,1mol氧化剂得到4mol电子12.(2023届广东省实验六校联考)某课题组设计一种以A辅助固定CO2的方法,原理如图。下列说法不正确的是A.化合物A为CH3OHB.反应①属于非氧化还原反应C.总反应的原子利用率100%D.若用HOCH2CH2OH辅助固定,则产物13.(2023届湖北省部分重点10月联考)甲酸(HCOOH)含氢量高达4.4%,能够分解制氢。Au/ZrO2催化甲酸分解的机理如图所示,下列说法错误的是A.反应过程中涉及极性键的断裂和非极性键的形成B.在反应液中加入HCOOK可提高反应速率C.该过程中每一步都发生氧化还原反应D.该反应生成标准状况下2.24LCO2,转移电子0.2mol14.(2023届江苏省泰州)MoO3可以催化1,2-丙二醇()获得多种有机物,其反应历程如图所示。下列说法正确的是A.转化过程中涉及非极性共价键断裂与形成B.反应过程中Mo形成共价键的数目始终保持不变C.如果原料是乙二醇,则主要有机产物是乙二醛和乙烯D.Cu催化氧化1,2-丙二醇所得产物与MoO3催化时相同15.(2023届湖南省株洲市第一三模)CO与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应:第一步:Fe*+N2O=FeO*+N2第二步:FeO*+CO=Fe*+CO2其相对能量与反应历程如下图所示,下列说法不正确的是A.总反应是放热反应,化学方程式为CO+N2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂))CO2+N2B.在反应过程中,有极性键和非极性键的断裂和生成C.总反应的反应速率由第二步反应决定D.Fe*为反应的催化剂,FeO*为中间产物16.(2023届江苏南通一测)我国科学家研究了Fe+循环催化N2O+CO=N2+CO2的反应机理。反应过程中的物种及能量变化如图所示,其中A-F表示反应过程中过渡态物质。下列说法正确的是A.基态Fe+的核外电子排布式为[Ar]3d54s2B.适当升高温度,有利于提高CO和N2O的平衡转化率C.该条件下,N2O转化为N2的反应速率主要由A→B步骤决定D.该催化过程中,铁元素的化合价发生了变化17.(2023届河南省顶级名校第一次月考)某种含二价铜的催化剂[CuⅡ(OH)(NH3)]+可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图1所示,反应过程中不同态物质体系所具有的能量如图2所示。下列说法正确的是A.该脱硝过程总反应的焓变△H>0B.由状态①到状态⑤所发生的反应均为氧化还原反应C.状态③到状态④的变化过程中有O—H键的形成D.总反应的化学方程式为4NH3(g)+2NO(g)+2O2(g)eq\o(=,\s\up7(催化剂))3N2(g)+6H2O(g)18.(2023届湖南永州市第一次适应性考试)BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,弱酸性条件下降解苯酚的反应原理如下图所示。下列说法错误的是A.催化剂BMO能降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变B.反应①和②中转移的e-数目相等C.整个过程中参与反应的n(苯酚)∶n(O2)=1∶7D.过程①的反应为:28Oeq\o\al(-,2)+3+28H+→18CO2↑+23H2O19.(2023届陕西省西安8月联考)在有机合成化学中,Ley-Griffith氧化法是众多将醇氧化成醛(或酮)的方法中的一种,Ley-Griffith氧化又称为TPAP氧化,TPAP是一种高选择性氧化剂,不氧化碳碳双键或醛基。某醇的Ley-Griffith氧化历程如图。下列说法错误的是A.上述转化中,Ru的成键数目发生了变化B.若葡萄糖参与上述转化,会生成葡萄糖酸C.经反应③④⑤实现了催化剂TPAP的再生D.TPAP中含离子键、极性键和非极性键20.(2023届甘肃张掖市一诊)GeorgeA.Olah教授和其合作者使用Ru-PNPpincer络合物作催化剂,用五乙烯六胺(PEHA)多聚物来捕获二氧化碳,可以直接将空气中二氧化碳转化为甲醇,反应可能的过程如图所示。下列叙述错误的是A.甲醇可作为车用燃料B.总反应方程式为CO2+3H2eq\o(,\s\up7(催化剂))CH3OH+H2OC.循环过程中催化剂参与中间反应D.反应过程中只有极性键的断裂和形成21.(2023届北京市上学期入学定位考试)利用电激发方法产生的OH-和HO•(羟基自由基)可处理废水中的CN-,其可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是A.HO•具有氧化性,将CN-去除B.过程中的O2来自于H2O2的分解C.OH-和HO•的核外电子总数不相等D.电极上发生的总反应是O2+2H2O+3e-=3OH-+HO•22.(2023届湖北“宜荆荆恩”9月起点考试)利用CH3OH、CO2与H2合成CH3CH2OH的反应主要历程如图所示。下列说法错误的是A.HI是合成乙醇的中间体B.合成过程涉及C−O键的断裂和形成C.CH3I分子的空间构型呈正四面体D.第3步的反应方程式为CO+2H2+CH3I→HI+CH3CH2OH23.(2023届江苏泰州调研)利用烟气中SO2可回收废水中的I-,实现碘单质的再生,其反应原理如下图所示下列说法错误的是A.[(NH3)5Co-O-O-Co(NH3)5]4+中Co的化合价为+3价B.总反应离子方程式为:SO2+O2+2I-=I2+SOeq\o\al(2-,4)C.反应①~⑤中均有电子的转移D.反应③中,每消耗1molO2会转移2mol电子24.(2023届湖南长沙一模)过二硫酸盐在工业上用途广泛,用作强氧化剂等。用过二硫酸盐(含Fe3+)去除溶液中I-的反应原理:S2Oeq\o\al(2-,8)(aq)+2I-(aq)=2SOeq\o\al(2-,4)(aq)+I2(aq)。该反应的分步机理如下,反应进程中的能量变化如图所示。步骤①:2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I2(aq)Ea1步骤②:S2Oeq\o\al(2-,8)(aq)+2Fe2+(aq)=2SOeq\o\al(2-,4)(aq)+2Fe3+(aq)Ea2下列关于该反应的说法错误的是A.相同条件下,活化能Ea1>Ea2,所以②比①反应速率慢,是决速步骤B.图中△H<0,其大小与Ea1、Ea2无关C.步骤①为吸热反应、步骤②为放热反应D.Fe3+是该反应的催化剂25.(2022届内蒙古两市联考)北京化工大学研究了过渡金属Pd8簇催化乙炔氢化的反应机理,Pd8簇上的反应中间体亚乙烯基吸附物R,多步连续加氢反应路径的能量变化示意图如下(TS为过渡态,IM为中间体)。下列说法正确的是A.乙炔与氢气加成生成乙烷的反应为放热反应B.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大乙炔的化学反应化速率C.图示反应历程中,最大能垒的反应过程为IM2到TS3D.乙炔氢化历程中涉及极性键的断裂26.(2022届贵州模拟预测)冬季燃煤排放的大量活性溴化合物BrCl能通过光解释放溴自由基和氯自由基,从而影响大气中自由基(OH、HO2)的浓度,其循环原理如图所示。下列说法不正确的是A.NO2的排放会造成酸雨B.向原煤中添加石灰石有利于实现“碳达峰、碳中和”C.通过上述循环,大气中OH自由基的浓度升高D.BrCl的排放会造成臭氧含量减小27.(2022届安徽合肥三模)最近科学家研究发现铱元素(Ir)形成的复杂阴离子[Ir(CO)2I2]-能催化甲醇的羰基化反应,催化过程中各步基元反应如图所示,其中M→N的反应速率较快,N→Y→X的反应速率较慢,下列有关说法正确的是A.催化过程中基元反应M→N的活化能最大B.反应过程中Ir元素的化合价保持不变C.存在反应:CH3COOH+HI→CH3COI+H2OD.甲醇的羰基化反应原子利用率为100%28.(2022届安徽师大附中模拟预测)如图分别代表溴甲烷和三级溴丁烷发生水解的反应历程。下列说法不正确的是I.CH3Br+NaOH→CH3OH+NaBrII.(CH3)3CBr+NaOH→(CH3)3COH+NaBrA.反应I的△H<0B.反应I有一个过渡态,反应II有两个过渡态C.反应I中C—Br键未断裂,反应II有C—Br键的断裂和C—O键的形成D.增加NaOH的浓度,反应I速率增大,反应II速率不变29.(2022届陕西宝鸡三模)我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)△H=akJ·mol-1]的反应历程如下图所示,下列说法正确的是A.1molC2H4(g)与1molH2(g)具有的能量之和小于1molC2H6(g)的能量B.过渡态物质的稳定性:过渡态1>过渡态2C.该反应的焓变:ΔH=-129.6kJ·mol-1D.相应的活化能:催化剂AuF<催化剂AuPFeq\o\al(+,3)30.(2022届陕西咸阳市高新二模)自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体,活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是A.反应物的键能总和大于生成物的键能总和B.产物P1与P2的分子式、氧元素的化合价均相同C.该历程中最大正反应的活化能E正=186.19kJD.相同条件下,Z转化为产物的速率:v(P1)>V(P2)31.(2022届安徽合肥二模)某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列叙述错误的是A.该历程中HCHO中所有的C-H键均断裂B.该过程的总反应为HCHO+O2eq\o(,\s\up7(HAP))CO2+H2OC.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量D.生成物CO2中的氧原子由HCHO和O2共同提供32.(2022届安徽蚌埠模拟预测)硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题,甲酸(HCOOH)在纳米级Pd表面分解为活性H2和CO2,再经下列历程实现NOeq\o\al(-,3)的催化还原,进而减少污染。已知Fe(II)、Fe(III)表示Fe3O4中二价铁和三价铁。下列说法正确的是A.Fe3O4没有参与该循环历程B.HCOOH分解时,碳氢键和氧氢键发生了断裂C.NOeq\o\al(-,2)是NOeq\o\al(-,3)催化还原过程的催化剂D.在整个历程中,每1molH2可还原1molNOeq\o\al(-,3)33.(2022届陕西长安模拟预测)利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯,进行水体修复的过程如图所示。H+,O2,NOeq\o\al(-,3)等共存物的存在会影响水体修复效果,定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为n1,其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法正确的是A.只有反应①在正极发生B.单位时间内,三氯乙烯脱去amolCl时ne=2amolC.④的电极反应式为NOeq\o\al(-,3)+10H+-8e-=NHeq\o\al(+,4)+3H2OD.增大单位体积水体中小粒径ZVI的投入量,可使减小34.(2022届内蒙古呼和浩特一模)钒元素用途广泛,如图是一种钒的化合物催化某反应的反应机理。下列叙述不正确的是A.是该反应的催化剂B.过程①②④中反应的原子利用率为100%C.该催化循环中V的成键数目发生变化D.该反应的离子方程式为:H2O2+Cl-+H+=HOCl+H2O35.(2022届河南郑州三模)下图是在Cu基分子筛表面用NH3处理NO,污染物的一种反应机理。下列说法正确的是注:图中元素右上角的罗马数字表示化合价A.该过程中化合价发生变化的只有N和O两种元素B.上述过程中催化剂首先吸附的是NOC.该过程中氧化产物和还原产物只有N2D.该过程的总反应为4NH3+4NO+O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))N2+6H2O36.(2022届河南洛阳三模)在催化剂作用下,乙基格氏试剂(C2H5MgBr)与酯反应可生成环丙醇衍生物()。反应过程如图所示。下列叙述错误的是A.化合物1直接催化乙基格氏试剂(C2H5MgBr)与酯反应的进行B.反应过程中Ti的成键数目保持不变。C.化合物4和5互为同分异构体D.乙基格氏试剂(C2H5MgBr)与乙酸甲酯的反应为CH3COOCH3+2C2H5MgBreq\o(,\s\up7(催化剂))C2H6++CH3OMgBr37.(2022届河南洛阳二模))我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用示意图表示如下,下列说法正确的是A.由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%B.①→②过程属于吸热反应C.X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙醇D.反应过程中有C-H键、C-C键、O-H键生成38.(2022届山西太原三模)我国科学家利用Co的化合物在Fe(OH)2氧化过程中的催化作用,促进了电催化过程中流失的Fe催化活性中心的原位自修复(Fe再沉积的主要反应过程),反应机理如图所示。下列说法错误的是A.反应过程中CoOOH为催化剂B.图中各反应不能在酸性条件下进行C.存在反应Co(OH)2+OH-―e-=CoOOH+H2OD.图中所示物质之间的转化有非极性键的形成和断裂39.(2022届河南二模)某反应可有效降低汽车尾气污染物排放,其反应热∆H=-620.9kJ·mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是A.∆E=306.6kJ/mol B.三个基元反应中只有③是放热反应C.该化学反应的速率主要由反应②决定 D.该过程的总反应为2CO+2NO=N2+2CO240.(2022届陕西长安模拟预测))某构建碳骨架的反应历程如图所示。下列关于该反应的说法错误的是A.总反应的原子利用率为100%B.过程中钴原子形成的化学键数目保持不变C.过程断裂了极性键和非极性键D.反应过程中HCo(CO3)3降低了反应的活化能41.(2022届山东省临沂市三模)《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过二硫酸钠(Na2S2O3)去除废水中的正五价砷[As(V)]的研究成果,其反应机理如图所示。下列叙述错误的是A.1.0mol过二硫酸钠含有1.0mol过氧键B.56gFe参加反应,共有1.0molS2Oeq\o\al(2-,8)被还原C.零价铁活化去除砷[As(V)]的机理主要包括还原、吸附和共沉淀D.碱性条件下,硫酸根自由基发生的反应为SOeq\o\al(-,4)∙+OH-=SOeq\o\al(2-,4)+∙OH42.(2022届山东省临沂市三模)某有机物脱羧反应机理如图所示。下列说法错误的是A.RNH2是脱羧反应的催化剂B.反应过程中氮原子的杂化类型发生了变化C.该反应过程涉及加成反应和消去反应D.可按照该反应机理生成43.(2022届安徽师大附中)Ni可活化C2H6放出CH4,其反应历程如下图所示:下列关于活化历程的说法错误的是A.活化能最大的步骤:中间体2→中间体3B.只涉及极性键的断裂和生成C.在此反应过程中Ni的成键数目发生变化D.Ni(s)+C2H6(g)→NiCH2(s)+CH4(g)△H=-6.57kJ∙mol-144.(2022届浙江省浙南联盟二模)在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示,研究发现:其他条件不变时,可以用HCOOK溶液代替HCOOH获得H2。下列说法不正确的是A.HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成HDB.A、B、C均为该反应过程中的中间产物C.用HCOOK溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的速率和氢气的纯度D.催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成
往年高考题与模拟题(选择题)1.(2021年八省联考广东)我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的H2S和Hg的协同脱除,部分反应机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是A.产生清洁燃料H2 B.H2S脱除率为100%C.H2S既被氧化又被还原 D.脱Hg反应为Hg+S=HgS2.(2021年八省联考河北)氯化钯可以催化乙烯制备乙醛(Wacker法),反应过程如图:下列叙述错误的是()A.被氧化的反应为B.催化剂再生的反应为C.制备乙醛的总反应为D.如果原料为丙烯,则主要产物是丙醛答案:D3.(2021年八省联考湖北)最新文献报道,有机小分子可催化多氟芳烃的取代反应,机理如图所示。下列说法错误的是()A.2是催化剂B.4和7都是反应中间体C.2向4的转化过程中有非极性键与极性健的断裂与形成D.5为时,1是4.(2021年八省联考湖南)据文献报道,某反应的反应历程如图所示:下列有关该历程的说法错误的是()A.总反应化学方程式为4NH3+3O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))2N2+6H2OB.是中间产物C.是催化剂D.属于分解反应5.(2021年八省联考江苏)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-164.7kJ/mol反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ/mol反应Ⅲ:2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)ΔH=-247.1kJ/mol向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=B.图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化C.提高CO2转化为CH4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的ΔH=-205.9kJ/mol6.(2020年全国Ⅰ卷)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。下列叙述错误的是()A.CH3COI是反应中间体B.甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2HC.反应过程中Rh的成键数目保持不变D.存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O7.(2020年全国Ⅱ卷)据文献报道:Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是()A.OH-参与了该催化循环B.该反应可产生清洁燃料H2C.该反应可消耗温室气体CO2D.该催化循环中Fe的成键数目发生变化8.(2020年北京卷)硫酸盐(含QUOTESO42-SO42-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:下列说法不正确的是()A.该过程有H2O参与B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂C.硫酸盐气溶胶呈酸性D.该过程没有生成硫氧键9.(2020年山东卷)1,3丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3丁二烯生成碳正离子();第二步Br-进攻碳正离子完成1,2加成或1,4加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时,1,2加成产物与1,4加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是()A.1,4加成产物比1,2加成产物稳定B.与0℃相比,40℃时1,3丁二烯的转化率增大C.从0℃升至40℃,1,2加成正反应速率增大,1,4加成正反应速率减小D.从0℃升至40℃,1,2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度10.(2020年天津卷)理论研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的ΔH=+59.3kJ·mol-1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂,可以改变反应的反应热11.(2019年江苏卷)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是()A.反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率D.380℃下,c起始(O2)=5.0×10-4mol·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>200012.(2018年北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂C.①→②放出能量并形成了C—C键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率13.(2018年海南卷12题)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法正确的是(双选)A.每活化一个氧分子吸收0.29eV能量B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVC.氧分子的活化是O-O的断裂与C-O键的生成过程D.炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂14.(2018年全国Ⅱ卷)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是()A.雾和霾的分散剂相同B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关15.(2017年北京理综,9)我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2转化过程示意图如下:下列说法不正确的是()A.反应①的产物中含有水B.反应②中只有碳碳键形成C.汽油主要是C5~C11的烃类混合物D.图中a的名称是2甲基丁烷16.(2016年海南,11)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2B.由X→Z反应的ΔH<0C.降低压强有利于提高Y的产率D.升高温度有利于提高Z的产率17.(2016年江苏,10)下列图示与对应的叙述不相符合的是()A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化C.图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程D.图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线18.Pd/Al2O3催化H2还原CO2的机理示意如图。下列说法不正确的是()A.H-H的断裂需要吸收能量B.①→②,CO2发生加成反应C.④中,CO被氧化为CH4D.生成CH4的总反应方程式是CO2+4H2eq\o(=,\s\up7(Pd/Al2O3))CH4+2H2O19.BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,原理如图所示。下列说法不正确的是()A.该过程的总反应:C6H6O+7O2eq\o(→,\s\up7(光),\s\do6(BMO))6CO2+3H2OB.该过程中BMO表现较强氧化性C.降解产物的分子中只含有极性共价键D.①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶120.我国科研人员使用催化剂CoGa3实现了H2还原肉桂醛生成肉桂醇,反应机理的示意图如下:下列说法不正确的是()A.肉桂醛分子中不存在顺反异构现象B.苯丙醛分子中有6种不同化学环境的氢原子C.还原反应过程发生了极性键和非极性键的断裂D.该催化剂实现了选择性还原肉桂醛中的醛基21.我国科学家研制了一种纳米反应器,用于催化草酸二甲酯(DMO)和氢气反应获得EG。反应过程示意图如下:下列关于上述反应的说法不正确的是()A.Cu纳米颗粒将氢气解离成氢原子B.MG是中间产物C.DMO分子断裂的化学键有C—O和C—HD.该反应生成物中有一种与乙醇是同系物22.Fe3O4中含有eq\o(Fe,\s\up6(+2))、eq\o(Fe,\s\up6(+3)),分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),以Fe3O4/Pd为催化材料,可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NOeq\o\al(-,2),其反应过程示意图如图所示,下列说法不正确的是()A.Pd上发生的电极反应为H2-2e-=2H+B.Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用C.反应过程中NOeq\o\al(-,2)被Fe(Ⅱ)还原为N2D.用该法处理后水体的pH降低23.炔烃的偶联反应在开发新型发光材料、超分子等领域有重要研究价值。乙炔发生的偶联反应为2CH≡CHCH≡CC≡CH+H2。乙炔偶联反应过程中能量变化如图甲中曲线Ⅰ所示,曲线Ⅱ为改变某一条件的能量变化。下列说法不正确的是()A.曲线Ⅰ,反应物的总键能大于生成物的总键能B.曲线Ⅱ改变的条件是加入了催化剂C.曲线Ⅱ对应条件下,第一步反应的ΔH=+(b-a)kJ·mol-1D.曲线Ⅱ对应条件下,决定总反应速率的大小是第二步反应24.研发汽车尾气转化中催化剂是有效解决汽车尾气污染造成雾霾天气的重大科学议题。某催化剂转化汽车尾气示意图如下所示,下列有关叙述正确的是()A.转化过程中CO、HC和NO均被氧化B.使用催化剂的目的是降低污染物转化反应的活化能,提高反应速率C.汽车尾气中的CO、NO都是汽油燃烧的产物D.研发催化剂的目的是提高CO、HC和NO的平衡转化率25.科研人员提出CeO2催化合成DMC需经历三步反应,示意图如下:下列说法正确的是()A.①、②、③中均有O—H的断裂B.生成DMC总反应的原子利用率为100%C.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率D.DMC与过量NaOH溶液反应生成CO32-和甲醇26.氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是()A.催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成B.N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%C.在催化剂b表面形成氮氧键时,不涉及电子转移D.催化剂a、b能提高反应的平衡转化率27.中国科学家在合成氨(N2+3H22NH3△H<0)反应机理研究中取得新进展,首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,并提出了“氮转移”催化机理,如图所示。下列说法不正确的是()A.过程中有极性键形成B.复合催化剂降低了反应的活化能C.复合催化剂能降低合成氨反应的焓变D.350℃,催化效率:5LiH-Fe/MgO>铁触媒28.一氧化碳甲烷化反应为:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法不正确的是A.步骤①只有非极性键断裂B.步骤②的原子利用率为100%C.过渡态Ⅱ能量最高,因此其对应的步骤③反应速率最慢D.该方法可以清除剧毒气体CO,从而保护环境29.中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图。下列说法不正确的是A.该过程中H2O被还原生成氧气B.该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成C.基于合成NH3的过程属于氮的固定D.该过程化学方程式为:2N2+6H2Oeq\o(=,\s\up7(LDH))4NH3+3O230.某工厂的一个生产工艺流程如图所示,下列叙述正确的是()A.该工艺流程是用来制备的B.气体M是H2SC.气体M参加的反应是化合反应D.SO2参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶131.臭氧层中臭氧分解过程如图所示,下列说法正确的是A.催化反应①②均为放热反应B.E1是催化反应①对应的正反应的活化能,(E2+ΔH)是催化反应②对应的逆反应的活化能。C.决定O3分解反应速率的是催化反应②。D.温度升高,总反应正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,且平衡常数增大。32.采用双催化剂,可实现用H2消除酸性废水中的NOeq\o\al(−,3)、NOeq\o\al(−,2),Fe3O4中的价态有+2、+3价,用、表示,其反应历程如图所示。下列说法错误的是()A.用该法处理后水体的pH降低B.过程③中NOeq\o\al(−,2)被还原为NHeq\o\al(+,4)C.过程④每生成,转移3mol电子D.、的相互转化起到了传递电子的作用33.在Zr2O催化作用下CO与N2O的循环反应路径如图所示,下列叙述错误的是A.Zr2O是反应中间产物B.反应过程中Zr的成键数目未改变C.Zr2O转化为Zr2O的氧化剂是N2OD.催化循环的总反应为CO+N2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2+CO234.“接触法制硫酸”的主要反应是2SO2+O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do7(△))2SO3在催化剂表面的反应历程如下:下列说法正确的是A.使用催化剂只能加快正反应速率B.反应②的活化能比反应①大C.该反应的催化剂是V2O4D.过程中既有V—O键的断裂,又有V—O键的形成35.我国科研人员使用催化剂CoGa3实现了H2还原肉桂醛生成肉桂醇,反应机理的示意图如下:下列说法不正确的是A.肉桂醛分子中不存在顺反异构现象B.苯丙醛分子中有6种不同化学环境的氢原子C.还原反应过程发生了极性键和非极性键的断裂D.该催化剂实现了选择性还原肉桂醛中的醛基36.根据下列各图曲线表征的信息,得出的结论错误的是A.图1表示常温下向体积为10mL0.1mol·L-1的NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线,则c点处有:c(CH3COOH)+2c(H+)=2c(OH-)+c(CH3COO-)B.图2表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线,其中Ⅰ表示醋酸,Ⅱ表示盐酸,且溶液导电性:c>b>aC.图3表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,表示H2燃烧热的ΔH=-285.8kJ·mol-1D.图4表示反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g),达到平衡时A2的转化率大小为:a<b<c37.BASF高压法制备醋酸,所采用钴碘催化循环过程如图所示,下列观点正确的是A.CH3OH转化为CH3I的有机反应类型属于取代反应B.从总反应看,循环过程中需不断补充CH3OH、H2O、CO等C.与丙酸甲酯互为同分异构体且与CH3COOH互为同系物的物质只有一种D.工业上以淀粉为原料也可以制备醋酸38.一种利用热化学循环制氢的原理如图所示。下列关于该循环的说法正确的是()A.能量转化形式为化学能→太阳能B.取之不尽的太阳能是可再生能源C.Mn元素表现出三种化合价D.总反应的热化学方程式为:2H2O(l)=O2(g)+2H2(g)△H>039.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SOeq\o\al(2−,4)+4H+,实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是A.反应I的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2OB.黄铁矿催化氧化过程中:NO和Fe(NO)2+均作催化剂C.反应Ⅱ的氧化剂是Fe3+D.反应Ш是非氧化还原反应40.碳酸二甲酯()是一种低毒、环保、性能优异、具有优良发展前景的“绿色”化工产品。纳米CeO2催化CO2和CH3OH合成碳酸二甲酯的示意图如下:下列说法正确的是A.CeO2可有效提高CH3OH的平衡转化率B.反应①中有O-H键的断裂C.反应②可以看作是取代反应D.上述转化过程中,中间产物有4种41.我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线取得新进展,其合成示意图如图。下列说法正确的是A.过程①发生了取代反应B.中间产物M的结构简式为C.利用相同原理以及相同原料,也能合成邻二甲苯和间二甲苯D.该合成路线原子利用率为100%,最终得到的产物易分离42.下图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是A.该反应为吸热反应B.a与b相比,a的反应速率更快C.a与b相比,反应的平衡常数一定不同D.E2大于E1,说明总能量生成物比反应物低43.固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe催化剂、一定压强和温度下合成氨的反应机理如下图所示。下列说法不正确的是()A.N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应B.吸附在铁表面的N2断裂了N≡N键C.NH3分子中的N—H键不是同时形成的D.Fe催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率44.CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程中,中间态物质的能量关系如图所示(Ea表示活化能)。下列说法不正确的是A.已知Cl•是由Cl2在光照条件下化学键断裂生成的,该过程可表示为:B.相同条件下,Ea越大相应的反应速率越慢C.图中ΔH<0,其大小与Ea1、Ea2无关D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl是一步就能完成的反应45.近日,北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作,合成了Y、Sc(Y1/NC,Sc1/NC)单原子催化剂,用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(*表示稀土单原子催化剂)。下列说法错误的是A.Sc1/NC比Y1/NC更有利于吸附氮气B.实际生产中将催化剂的尺寸处理成纳米级颗粒可提高氨气的平衡转化率C.使用Sc1/NC单原子催化剂的反应历程中,最大能垒的反应过程可表示为*N2+H→*NNHD.升高温度一定可以提高氨气单位时间内的产率46.利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中的NO和NO2,生成两种无毒物质,其反应历程如下图所示,下列说法正确的是A.X是N2B.上述历程的总反应为:2NH3+NO+NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂))2N2+3H2OC.NHeq\o\al(+,4)中含有非极性共价键D.NH3、NHeq\o\al(+,4)、H2O中的质子数、电子数均相同47.研究发现Pd2团簇可催化CO的氧化,在催化过程中路径不同可能生成不同的过渡态和中间产物(过渡态已标出),下图为路径1和路径2催化的能量变化。下列说法错误的是A.CO的催化氧化反应为2CO+O2=2CO2B.反应路径1的催化效果更好C.路径1和路径2第一步能量变化都为3.22eVD.路径1中最大能垒(活化能)E正=1.77eV48.以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法正确的是A.过程①中钛氧键断裂会释放能量B.该反应中,光能和热能转化为化学能C.使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率D.CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)ΔH=+30kJ/mol49.水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图甲所示),已知467℃和489℃时反应的平衡常数大于1,催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的和pCO相等、和相等。试分析图像判断,下列说法正确的是A.曲线a的反应在30~90min内的平均速率v(a)=0.0047kPa·min-1B.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图乙所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注,由图像可知水煤气变换的反应是放热反应C.489℃时和pCO随时间变化关系的曲线分别是b、cD.467℃时和pCO随时间变化关系的曲线分别是a、d50.在Pd-Mg/SiO2催化下利用Sabatierf反应可实现CO2“甲烷化”,其反应机理如图所示。下列说法错误的是A.整个变化过程所有反应既有氧化还原反应,又有非氧化还原反应B.反应a中,MgO→MgOCO2只有共价键的断裂与形成C.总反应可表示为:CO2+4H2CH4+2H2OD.反应过程中Pd的作用是使H—H断裂活化D.Na2O2中的阴离子是Oeq\o\al(2−,2),与Oeq\o\al(−,2)种类不一样,故D项错误;故答案为:B。51.甲硫醇是一种重要的原料和化工试剂,硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如下。下列说法中不正确的是A.过程①吸收能量B.过程④中,形成了O-H键和C-S键C.硫化氢与甲醇合成甲硫醇的反应类型为取代反应D.该催化剂可降低反应活化能从而有效提高反应物的平衡转化率52.CO甲烷化反应为:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(l)。如图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略),其中步骤②反应速率最慢。下列说法正确的是CO(g)+H2(g)CO(g)+·H·CHO·CH+H2O(l)→CH4(g)A.步骤①只有非极性键断裂B.步骤②速率最慢的原因可能是其活化能最高C.步骤③需要吸收热量D.使用该催化剂能有效提高CO的平衡转化率53.接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化,该反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是A.该反应的热化学方程式为:SO2(g)+O2(g)=SO3(g)ΔH=+98kJ·mol−1B.使用催化剂能增大SO2的平衡转化率C.降低温度,正反应速率增大,逆反应速率降低D.增大O2浓度,平衡向正方向移动54.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示,下列说法不正确的是()A.由图可知:乙酸的生成速率随温度升高而升高B.250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低C.由300~400℃可知,其他条件相同时,催化剂的催化效率越低,乙酸的生成速率越大D.根据图推测,工业上制备乙酸最适宜的温度应为250℃55.(双选)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法错误的是()A.②中包含C—H键的断裂过程B.该历程中能垒(反应活化能)最小的是③C.该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*+3H*→CO*+4H*D.由此历程可知:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)ΔH<056.中国科学家孙予罕等发现,以泡沫镍[3NiO/Ni(3表示NiO在泡沫镍中的质量百分数)]作为基材上的催化剂可实现将烷烃直接电催化转化为醇类(转化示意图如图所示)。下列说法正确的是()A.22.4LA中质子数为10molB.1molC中共价键的数目为4molC.生成1molNi可还原出1molBD.11.8g泡沫镍含Ni单质0.194mol57.甲酸(HCOOH)是一种可再生的储氢物质,其产生、储存和应用H2的循环示意图如下。(1)HCOOH的结构式是________。(2)产生H2:上图中光催化产生H2的化学方程式是_________________________________。(3)储存H2Ⅰ.CO2加氢法①已知:2HCOOH(l)+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-510kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1则CO2(g)+H2(g)=HCOOH(l)ΔH=________。此反应的化学平衡常数表达式:K=________。②增大压强,CO2的平衡转化率升高,原因是_____________________________________________________________________
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