2021年高考化学反应原理复习《催化剂与反应历程》讲义

催化剂与反应历程教师版汇编

1.(2020全国1卷)错的配合物离子[Rh(CO)2I2]—可催化甲醇锻基化，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.甲醇黑基化反应为CH30H+C0=CH3co2H

C.反应过程中Rh成键数目保持不变

D.存在反应CH30H+HI=CH3I+H20

1.【详解】A.通过分析可知，CH3coi属于甲醇谈基化反应的反应中间体；其可与水作用，生

成最终产物乙酸的同时，也可以生成使甲醇转化为CH3I的HLA项正确；

B.通过分析可知，甲醇猱基化反应，反应物为甲醇以及C0,产物为乙酸，方程式可写成：

CH,OH+CO网8》町>CH3coOH-B项正确；

C.通过分析可知，铐配合物在整个反应历程中，成键数目，配体种类等均发生了变化，C项

不正确；

D.通过分析可知，反应中间体CH3coi与水作用生成的HI可以使甲醇转化为CH3L方程式可

写成：CHQH+HI——>CH,I+H2O,D项正确；

答案选C。

2.（2020国n真题）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

巴8OH-

夕COOH-

0c一200c卜8

CO8\

H2y卜g

一博。c4^

co/co

\HH、H/HQ

J-COOf7K8

OC-FcO"oc-l、CO

COiCO

OH'

A.OH-参与了该催化循环E!.该反应可产生清洁燃料H2

C.该反应可消耗温室气体C02D.该催化循环中Fe的成键数目发生变化

2.【详解】A.从反应机理图中可知，0H-有进入箭头也有出去的箭头，说明0H-参与了该催

化循环，故A项正确；

B.从反应机理图中可知，该反应的反应物为CO和H20,产物为H2和C02,Fe(C0)5作为整个

反应的催化剂，而0H-仅仅在个别步骤中辅助催化剂完成反应，说明该反应方程式为

CO+H2OFe(CO)sCO2+H2,故有清洁燃料H2生成，故B项正确；

C.由B项分析可知，该反应不是消耗温室气体C02,反而是生成了温室气体C02,故C项不

正确；

D.从反应机理图中可知，Fe的成键数目和成键微粒在该循环过程中均发生了变化，故D项

正确；

答案选C。

3.热催化合成氨面临的两难问题是:采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率

降低。我国科研人员研制了Ti•H•Fe双温区催化剂(Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过

100°C).Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的

物种用*标注。下列说法正确的是()

A.①为氮氮三键的断裂过程

B.①②③在低温区发生，④⑤在高温区发生

C.④为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程

D.使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应

3.【答案】C

【解析】

本题考查了化学反应过程的分析、催化剂的作用等，掌握基础是解题的关键，题目难度不大。

【解答】

A.经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，故A错误；

B.①为催化剂吸附”的过程，②为形成过渡态的过程，③为“解离为N的过程，以上都需要

在高温时进行，④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率，故B错误；

C.由题中图示可知，过程④完成了Ti-H-Fe-*N到Ti-H-*N-Fe两种过渡态的转化，N原

子由Fe区域向Ti-H区域传递，故C正确；

D.化学反应不会因加入催化剂而改变吸放热情况，故D错误；

故选Co

4.T℃时，向某恒容密闭容器中充入2molX(g)和2molY(l)发生反应：2X(g)+Y(l)W2Z(g),

反应历程与能量的变化如图所示，下列说法错误的是()

第2页，共40页

A.Y的质量不变时，该反应达到平衡状态

B.反应达到平衡时，放出的热量小于(Ea2—Eai)kJ

C.曲线b为加入催化剂时该反应的反应历程图

D.其他条件不变，平衡后再充入2moiX,达到新平衡时，Z的体积分数减小

4.【答案】D

【解析】本题主要考查了能量变化函数图像的分析以及平衡状态的特征，较为基础，难度不

大。

【解答】

A.Y的质量不变时其他物质的浓度也会保持不变，该反应达到平衡状态，故A正确；

B.该反应为可逆反应，2molX不会反应完全，所以反应达到平衡时，放出的热量应小于

(Ea2-Eal)kJ,故B正确；

C.加入催化剂会降低活化能，所以曲线b为加入催化剂时该反应的反应历程图，故C正确；

D.反应前后气体体积不变，所以其他条件不变，平衡后再充入2moiX,相当于加压，平衡不

移动。则达到新平衡时，Z的体积分数不变，故D错误。

故选D。

5.工业合成氨反应在催化剂表面的反应历程及能量变化如图所示，下列说法正确的是

()

A.增大压强，①-②之间的能量差值会增大

B.合成氨的正逆反应的焙变相同

C.合成氨的过程是吸热反应

D.若使用催化剂，生成等量的N%需要的时间更短

5.【答案】D

【解析】本题考查化学反应中的能量变化，难度不大，注意基础知识的积累。

【解答】

A.①一②之间的能量差值是活化能，增大压强，不能改变活化能，故A错误；

B.根据图像，状态①中物质的能量高于状态③中物质的能量，合成氨的正反应为放热反应，

AH<0；合成氨的逆反应为吸热反应AH>0,始变不相同，故B错误；

C.根据图像，状态①中物质的能量高于状态③中物质的能量，合成氨的正反应为放热反应，

故c错误；

D.使用催化剂，反应速率加快，生成等量的NH3需要的时间更短，故D正确。

故选D。

6.研究表明电0与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误

的是()

A.反应总过程AH<0

B.Fe+使反应的活化能减小

C.总反应若在密闭容器中进行，温度越高，反应速率一定越快

++++

D.Fe+N20tFeO+N2>FeO+CO-Fe+CO2两步反应均为放热反应

6.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查反应热与婚变，为高频考点，把握反应中能量变化、催化剂对活化能的影响为解答

的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项C为解答的难点，题目难度不大.

【解答】

A.反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应是放热反应，所以反应的AH<0,故A正确；

B.Fe+是催化剂，降低该反应的活化能，所以Fe+使该反应的活化能减小，故B正确；

C.该反应的总反应为曲0+CO=N2+C02,反应过程中使用了催化剂，催化剂的活性与温度

有关，催化剂只有在适当的温度范围内才能发挥其催化活性，因此温度越高，反应速率不一

定越快，故C错误；

+++

D.由图可知Fe++N20tFeO+电、FeO+COtFe+CO2两步反应，都是反应物的总能

量高于生成物的总能量，所以两步反应均为放热反应，故D正确。

故选C。

7.我国科研人员提出了以Ni/AkO3为催化剂，由CO?和H2转化为产品C%的反应历程，其示

意图如下：

下列说法不正确的是()

A.总反应方程式为：C02+4H2=CH4+2H2。

B.催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

C.在反应历程中，H-H键与C=0键断裂吸收能量

D.反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能

7.【答案】B

【解析】本题考查了化学反应过程的分析、反应过程中催化剂作用和能量变化、化学键的变

化，注意题干信息的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等。

【解答】

A.根据图片中通入CO2和H2最终生成C为和出0,总反应方程式为：

C02+4Hz=CH4+2H2O,故A正确；

B.催化剂可提高反应速率，但不能提高反应物的平衡转化率，故B错误；

C.在反应历程中，H-H键与C=0键断裂吸收能量，故C正确；

D.反应过程中，催化剂可以降低反应的活化能，故D正确。

故选B。

8.水煤气变换［CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AHJ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。我国科学家在这一变换中利用双功能催化剂突破了低温

下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应历程如图所示：

第4页，共40页

下列说法正确的是

A.低温下实现高反应速率是因为使用了双功能催化剂降低了水煤气变换反应的AH

B.过程I为吸热过程、过程HI为放热过程

C.过程m生成了具有非极性共价键的出、co2

D.图示中的2个H2O分子只有一个H2O分子参与了反应

8.【答案】B

【解析】本题以制备水煤气为载体，考查反应热和熄变，涉及催化剂的作用及对反应历程的

理解，明确反应过程示意图中信息是解题关键，难度中等。

【解答】

A.催化剂不能改变反应的错误；

B.根据反应过程示意图，过程I中水分子中的化学键断裂的过程，为吸热过程，过程in为化

学键形成的过程，放出热量，正确；

CH2中的化学键为非极性共价键，二氧化碳中的化学键是极性共价键，错误；

D.根据反应过程示意图，过程I中水分子中的化学键断裂，过程n也是水分子中的化学键断

裂的过程，因此图示中的2个H2。分子都参与了反应，错误。

9.CO?和C%催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应历程示意图如

下：

下列说法中错误的是

A.过程①-②是吸热反应

B.Ni是该反应的催化剂

C.过程①一②既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成

D.反应的总化学方程式可表示为：

9.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查反应热与始变，为高频考点，把握反应中能量变化、化学键的断裂和生成、催化剂

的作用为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等。

【解答】

A.反应物的能量高于生成物的能量，此反应为放热反应，故A错误；

B.Ni在此反应中先消耗、后生成，反应前后最终没有变化，为催化剂，故B正确；

C.由反应物、生成物可知，①一②既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成，故C正确；

D.此反应的反应物为CO2和CH4,Ni做催化剂，产物为CO和氢气，故化学方程式为C*+C02

星2C0+2H2，故D正确。

10.研究表明C0与MO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别

+

为①+Fe=N2+FeO+（慢）、②FeO+4-CO=CO24-Fe+（快）。下列说法正确的是（）

A.反应①是氧化还原反应，反应②是非氧化还原反应

B.两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定

C.Fe+使反应的活化能减小，FeO+是中间产物

D.若转移1mol电子，则消耗11.2LN?。

10.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查反应热与婚变，为高频考点，把握反应中能量变化、催化剂对活化能的影响为解答

的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项C为解答的难点，题目难度不大。

【解答】

+

A.②发生FeO++CO=CO2+Fe（快），Fe元素和C元素化合价发生变化，属于氧化还原反

应，故A错误；

B.总反应的反应速率由慢反应决定，故B错误；

C.由反应的方程式可知Fe+作催化剂，使反应的活化能减小，FeO+是中间产物，故C正确；

D.气体存在的条件未知，则不能确定物质的量，故D错误。

故选C。

11.我国科学家实现了在室温下以M0S2为催化剂，在不同电解质溶液中合成氨。如图是合成氨

的反应历程与相对能量的变化图象。下列说法正确的是（）

A.*N2t*N2H在Na2sO4溶液中更容易进行

B.Nz（g）—NH3的反应，在不同电解质溶液中进行，团H大小不同

C.在Li2s。4溶液中进行反应时，产氨的效率更高

D.在Na2sO4溶液中进行反应时，平衡常数更大

11.【答案】C

【解析】本题考查反应热与焰变，为高频考点，把握反应中能量变化、催化剂对反应的影响

为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意活化能减小加快反应速率，题目难度不大。

【解答】

A.根据题图，可以得出*电-*电11在Na2sO4溶液中活化能更大，不易进行，故A错误；

B.△H的大小取决于反应物和生成物能量的大小，与反应途径无关，即N2（g）-NH3的反应，

在不同电解质溶液中进行，大小相同，故B错误；

第6页，共40页

C.根据题图，可以得出在Li2s。4溶液中进行反应时，活化能更低，反应速率更快，产氨的效

率更高，故C正确；

D.平衡常数仅与温度有关，与反应历程无关，故D错误；

故选：C.

12.我国科学家以Mos2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与

相对能量模拟计算结果如图。下列说法正确的是（）

A.Li2sO4溶液不利于M0S2对电的活化

B.两种电解质溶液环境下从.“一的婚变不同

C.MoS2（Li2sO4溶液）将反应决速步（*电-电⑴的能量增加

D.电的活化是N三N键断裂与N-H键形成的过程

12.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查化学反应中相对能量变化分析，反应热和焙变及反应历程等相关知识，难度一般，

解题的关键是对图的解读和对基础知识的灵活运用。

【解答】

A.从图中可知在Li2s。4溶液中*N的相对能量较低,因此Li2s。4溶液有利于MoS?对N?的活化

故A错误；

B.反应物、生成物的能量不变，因此反应的婚变不变，焙变与反应途径无关，故B错误；

C.根据图示可知，在MoS2（Li2s。4溶液）情况下，反应决速步（**-*MH）的能量降低，故C

错误；

D.根据图示可知，电的活化存在N=N键断裂形成*N2H的过程，该过程是N=N键断裂与

N-H键形成的过程，故D正确。

故选D

13.碘蒸气的存在能大幅度提高"0的分解速率，反应历程为：

第一步l2（g）=21（g）（快速平衡）

第二步1（g）+N2O（g）-^N2（g）+10（g）（慢反应）

第三步10（g）+N2O（g）->N2（g）+O2（g）+Kg）（快反应）

下列说法错误的是（）

A.升高温度，第一步向右进行的程度变大

B.第二步的活化能大于第三步的活化能

C.总反应为2.vg汕上2.v2+Q

D.c[IO(g)]对总反应速率的影响大于c[I(g)]

13.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查化学反应原理的分析，结合题给信息分析反应每一步的原理是解题关键，题目较好

的考查了学生知识灵活运用的能力，题目难度一般。

【解答】

A.第一步是将12(g)分子变为1(g)原子，为吸热过程，则升高温度，反应向右进行程度变大，A

项正确；

B.第二步为慢反应，第三步为快反应，所以第二步的活化能大于第三步的活化能，B项正确;

C.总反应为在1(g)催化作用下电0分解为电和。2,故总反应为催化刑2N3+3,C项正

确；

D.反应速率由慢反应决定，因此c[I(g)]对总反应速率的影响大于c[I0(g)],D项错误。

故选D。

14.我国科研人员研究了在Cu-ZnO-Zr()2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理，其

主反应历程如图所示，"2-〃+'。下列说法错误的是()

A.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率

B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物

C.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%

D.第③步的反应式为〃，。+HO

14.【答案】C

【解析】

本题以二氧化碳和氢气的反应为载体考查反应历程，侧重考查图象分析判断及知识综合运用

能力，明确图中每一步微粒变化及发生的反应是解本题关键，题目难度不大。

【解答】

A.反应历程第③步需要水，所以向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率，故A正确；

B.根据图知，带*标记的物质在反应过程中最终被消耗，所以带*标记的物质是该反应历程中

的中间产物，故B正确；

C.根据图知，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，该反应中除了生成甲醇外还生成水，所以

二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率不是100%,故C错误；

D.第③步中*%(：0、出0生成CH30H和*H0,反应方程式为+Hz。CH3OH+*HO,

故D正确；

故选:C,

第8页，共40页

15.已知烯垃和H2O2在磺酸树脂(e-；-0H)作用下可以生成二元醇，其反应历程的示意图如

下(Ri、R2>R3、R4均表示羟:基或H原子)。

下列说法错误的是

R\尸HO(

A.整个过程的总反应为％Oz+-R.-C-C-R,

氐%R3OH

o

B.0••卜O-OH是该反应的催化剂

o

C.操作时温度不能过高或过低

D.过程③中反应的原子利用率为100%

15.【答案】B

【解析】本题考查化学方程式的书写和正误判断，有机合成的综合考查等相关知识，解题关

键在于熟识相关知识，并灵活运用，难度不大。

【解答】

R,RtHORi

A.从反应的起始和终止可以看出，整个过程的总反应为H,o,+V/_故A

氐R，R,OH

不符合题意；

0o9

B.e"1-OH才是该反应的催化剂，©■沁-OH是该反应中®"j-OH的中间产物，最后又转为

O0O

"-OH,故B符合题意；

O

C.该反应在一定条件下才进行，.温度过高小。2分解，温度过低反应速率慢，操作时温度不能

过高或过低，故c不符合题意；

D.过程③中产物为一种，没有其它物质生成，原料分子中的原子全部转化成所需要的产物，

原子利用率为100%,故D不符合题意；

故选：B»

16.对于反应2N0(g)+02(g)-2NO2(g),科研工作者提出如下反应历程:

第一步：2N0（g）N2O2（g）快速平衡

第二步：N2O2+O2（g）->2NO2（g）慢反应

下列表述正确的是（填标号）。

A.v（第一步的逆反应）〉v（第二步反应）B.反应的中间产物为N2O2

C.第二步中电。2与。2的碰撞全部有效D.第二步反应活化能较低

16.【答案】AB

【解析】本题旨在考查学生对化学平衡常数、反应热和婚变、化学平衡的计算等应用。

【解答】

A：第一步为快反应，第二步为慢反应，第一步反应快速达到平衡，平衡时正逆反应速率相等，

故第一步逆反应速率大于第二步，故A正确；

B.反应的中间产物为电。2,故B正确；

C.由于第二步是慢反应，根据有效碰撞理论，第二步中电。2与。2的碰撞并不是全部有效，故

c错误；

D.反应速率越慢。活化能越高，故D错误。

故答案为：AB«

17.已知活性氧可以把SO2快速氧化为SO3,根据计算机模拟结果，在炭黑表面上。2转化为活

性氧的反应历程与能量变化关系如图所示.下列说法不正确的是（填字母代号）。

5

修

M型

S

以照和弧'（活化钝

A.。2转化为活性氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程

B.该过程的最大能垒（活化能）E正=0.73eV

C.每活化一个O2分子最终吸收629eV能量

D.依题炭黑可以作为SO2转化为SO3的催化剂

E.其他条件相同时，炭黑颗粒越小，反应速率越快

17.【答案】BC；

【解析】；A:由图分析可知，。2转化为活性氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程，A正确;

B.该过程的最大能垒（活化能）E正=0.75eV,B错误；

C.每活化一个。2释放0.29eV能量，C错误；

第10页，共40页

D.炭黑可以提供活化氧，可作为SO2转化为SO3的催化剂，D正确；

E.其他条件相同时，炭黑颗粒越小，反应接触面积越大，反应速率越快，E正确；故答案为：

BC；

18.目前已经实现在催化剂作用下用H2处理废水中NO2的设想，该过程的反应原理如图所示。

下列说法正确的是()

Fe3()4具有传递电子的作用

B.处理过程中的催化剂只有Pd

C.NO,被H2直接还原

D.处理后的废水酸性增强

18.【答案】A

【解析】【分析】

本题是通过废水处理考查物质的反应原理以及氧化还原的有关知识，难度一般，分析清楚图

是解题的关键。

【解答】

A.氨气在Pd表面失电子转化为H+,同时电子通过四氧化三铁传递，NO?在四氧化三铁表面

得电子，故A正确；

B.处理过程中的催化剂有Pd和四氧化三铁，故B错误；

C.由图可知，氢气失电子传递给四氧化三铁，四氧化三铁中三价铁离子转化为亚铁离子，NQ7

再被亚铁离子还原，故C错误；

D.总反应为2N0£+3&+2H+=电+4加0,故处理后的废水酸性减弱，故D错误；

故选A。

19.工业合成气(CO?、CO、Hz)在催化剂作用下，于密闭容器中同时存在如下三个反应：

1

ICO2(g)+3H2(g)#CH30H(g)+H2O(g)△%=-58kJmoP

1

IICO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H2=-99kJmol

1

HICO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH3=-41kJmoP

在压强分别为Pl、P2且起始n益黑0)为一定值条件下'反应体系平衡时CO的转化率(a)与温

度关系如图.下列分析正确的是()

A.由图可知：Pi<P2

B.升高温度反应H的平衡常数减小

C.恒压绝热下向反应器中加Ar(g),反应m一定不移动

D.其它条件不变，起始时改变CO和CO2比例，平衡时CO转化率不变

19.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了平衡受温度、压强的影响而移动的问题，注意看准图象是解题的关键，难度中等。

【解答】

A.当温度一定时，压强Pi时的CO的转化率大，平衡正向移动，所以Pi>P2,故A错误；

B.反应n正反应为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，平衡常数减小，故B正确；

C.恒压绝热下向反应器中加Ar(g),总压强不变，使容器体积增大，分压减小，则反应I、II

平衡向体积增大的方向移动，吸收热量使体系温度降低，从而使反应m移动，故C错误；

D起始-益肾co?)为一定值，若起始时改变以和比例，生成的水量会改变，从而影响CO

的转化率，故D错误。

故选B。

20.某化学兴趣小组的同学利用Na2s2O3与H2s的反应探究浓度、温度、催化剂等条件对反

应速率的影响，进行了以下多组实验。

参加反应的物质

反应温度Na2s2。3H2sO4HO

实验序号催化剂2

/℃

c/mol•c/mol•

V/mLV/mLV/mL

L1L

①25无100.1100.10

②25无50.1100.1a

③40无100.1100.10

④40有100.1b0.10

下列有关说法正确的是

A.若实验①和②可探究Na2s2O3的浓度对化学反应速率的影响，贝！la=0

B.若b=10,则利用实验①和④可证明温度对化学反应速率的影响

C.4组实验中实验④最先出现浑浊

D.在实验③中，开始反应到反应完用时5min,则用Na2s2O3表示的平均反应速率为

0.02mol-L-1-min-1

20.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查了化学反应速率的影响因素及应用，难度中等。

【解析】

A.探究影响因素常用的方法为控制变量法,若实验①和②探究Na2s2O3的浓度对化学反应速率

的影响，则应控制除Na2s2O3的浓度外的其他所有变量，加Hz。的作用在于控制溶液总体积相

同，则a=10+10-5-10=5,这样正好可以保证①和②中Na2s2。3的浓度不同，其他变

第12页，共40页

量相同，故A错误；

B.若b=10,实验①和④中NazSzOs与H2sO4的浓度均相同，温度不同，①无催化剂而④有催

化剂，没有控制单一变量，不能证明温度对化学反应速率的影响，应利用实验①和③，故B

错误；

C.4组实验中，实验④浓度较大、温度较高、有催化剂，故反应速率最大，最先观察到浑浊,

故C正确；

D.在实验③中，开始反应到反应完全用时5min,则用Na2s2O3表示的平均反应速率为

-11

v(Na2S2O3)=0.1-2^-5=0.Olmol-L-min-,注意溶液等体积混合浓度会减半，故D

错误。

故选C。

21.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.电和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三N键

C.NH3分子中的N键不是同时形成

D.Fe催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率

21.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查化学键与化学反应、催化剂对速率和平衡的影响，理解催化剂对平衡的影响是解答

本题的关键，难度一般。

【解答】

A.铁为催化剂，”和H2分子被吸附在铁表面发生反应，故A正确；

B.发生反应时反应物的旧键断裂，吸附在铁表面的Nz断裂了N三N键，故B正确；

C.由图片可知N%分子中的N-H键不是同时形成的，故C正确；

D.Fe催化剂只能提高反应速率，不能让平衡发生移动，故不能影响平衡转化率，故D错误。

故选D。

22.三氯氢硅(SiHQ)是制备硅烷、多晶硅的重要原料，对于反应2SiHCb(g)=SiH2c"(g)+

SiCl4(g)»反应速率t'-。正-IF2正叫身小一人：严SiHcRsc,,k正、k逆分别为正、逆向反

应速率常数，x为物质的量分数，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时

SiHCb的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法错误的是

A.该反应的正反应活化能大于逆反应活化能

B.a^b处反应速率大小：Va大于小

C.温度一定时使用更优质催化剂，可使k正、k逆增大，k正与k逆的比值增大

D.343K时反应的平衡常数K=盖

22.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查化学平衡图像的分析和化学平衡的计算，难度中等，掌握温度对化学平衡移动的原

理为解题关键。

【解答】

A.温度越高，反应速率越快，达到平衡用时越少，所以曲线a代表343K的反应，曲线b代表

323K的反应，温度越高平衡转化率越高说明正反应是吸热反应，正反应活化能大于逆反应活

化能，故A正确；

B.温度a大于b,温度越高，反应速率越快，则a、b处反应速率大小：Va大于玲，故B正确；

C.催化剂加快反应、但不影响平衡，温度一定时，使用优质催化剂可使可使k正、k逆增大，k正与

k逆的比值(半衡常数)不变，故C错误；

D.图中读出，343K平衡以后反应转化率为22%,设初始加入的三氯氢硅的浓度为lmol/L,得

到：

2SiHCI3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)

其实量(mol/L)100

转化量(mol/L)0.220.110.11

平衡量(mol/L)0.780.110.11

所以平衡常数K=#=蚩,故D正确.

故选C。

23.我国科研人员研究了在Cu-ZnO-Zr()2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理，其

主反应历程如图所示'：//.-4+,。下列说法错误的是

A.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率

B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物

C.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%

D.第③步的反应式为〃+HQ-CHSOH+HO

23.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查产率、原子利用率、基元反应等，解答这类问题应明确图示转化关系及相关原理知

识，试题难度一般。

第14页，共40页

【解答】

A.根据过程③*H3co+H20tCH30H+*HO可知向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇

的收率，故A正确；

B.根据转化关系图分析可知带*标记的物质是该反应历程中的中间产物，故B正确；

C.根据二氧化碳加氢制甲醇的反应式CO2+3H2-CH30H+出0可知该过程中原子利用率小

于100%,故c错误；

D.根据转化关系分析可知第③步的反应式为+fhO-+■HO,故D正确。

24.中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂，实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油，其

过程如图。下列有关说法正确的是（）

A.在Na-Fe3（）4上发生的反应为CO?+H2=CO+H20

B.中间产物Fe5c2的生成是实现CO2转化为汽油的关键

C.催化剂HZMS-5可以提高汽油中芳香煌的平衡产率

D.该过程中，CO2转化为汽油的转化率高达78%

24.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查化学反应规律的探究，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意把握图象的分

析，认识反应历程，把握反应原理，题目难度不大。

【解答】

A.在Na-Fe3（）4上发生的反应为CO?一C0,同时生成Fe5c2，故A错误；

B.中间产物Fe5c2上发生CO转变成烯烧，所以是实现CO2转化为汽油的关键，故B正确；

C.催化剂HZSM-5可以提高反应速率，但是不能使平衡移动，故不能提高产率，故C错误;

D.由图可知，78%并不是CO2转化为汽油的转化率，故D错误。

故选：B,

25.我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂Cu和CU2O,在水溶液中用H将CO2

高效还原为重要工业原料之一的甲醇，其反应机理如下图所示。则下列有关说法不正确的是

A.CO2生成甲醇是通过多步氧化反应实现的

B.该催化反应过程中涉及了化学键的形成及断裂

C.有可能通过调节控制反应条件获得甲醛等有机物

D.催化剂Cu结合氢原子，催化剂Cu?。结合含碳微粒

25.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查化学反应历程，侧重考查分析判断能力，明确反应历程中断键、成键方式是解本题

关键，题目难度不大。

【解答】

A.由CO2生成甲醇，其中碳原子得电子，化合价由+4价降至-2价，发生还原反应，所以CO2生

成甲醉是通过多步还原反应实现的，故A错误；

B.该催化过程发生化学反应，所以该反应中有化学键的断裂和形成，故B正确；

C.中间步骤中有CH2。生成，需要CU2。作催化剂，所以调控反应条件可获得甲醛等有机物，故

C正确；

D.由图知，催化剂Cu结合H原子，催化剂C112O结合含CHO微粒，所以催化剂Cu结合氢原子，

催化剂CU2。结合含碳微粒，故D正确。

故选A。

26.我国科学家以Mos2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与

相对能量模拟计算结果如图。下列说法正确的是（）

A.Li2s。4溶液不利于MOS2对电的活化

B.两种电解质溶液环境下从-N丛的焙变不同

C.MoS2（Li2s。4溶液）将反应决速步（*电T电田的能量增加

D.电的活化是N=N键断裂与N-H键形成的过程

26.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查化学反应中相对能量变化分析，反应热和结变及反应历程等相关知识，难度一般，

解题的关键是对图的解读和对基础知识的灵活运用。

【解答】

A.从图中可知在Li2s。4溶液中*N的相对能量较低,因此Li2s。4溶液有利于MOS2对电的活化

故A错误；

B.反应物、生成物的能量不变，因此反应的婚变不变，婚变与反应途径无关，故B错误；

C.根据图示可知，在MoS2（Li2s。4溶液）情况下，反应决速步CMT电出的能量降低，故C

错误；

D.根据图示可知，电的活化存在N=N键断裂形成*MH的过程，该过程是N=N键断裂与

N-H键形成的过程，故D正确。

故选D

27.一定条件下，用Fe2（）3、NiO或52。3作催化剂对燃煤烟气进行回收，使SO2转化生成为S。

催化剂不同，相同其它条件（浓度、温度、压强）情况下，相同时间内SO2的转化率随反应温度

的变化如下图：

第16页，共40页

100-

v260300340380420

反应温度

下列说法不正确的是

A.不考虑催化剂价格因素，选择Fe2（）3作催化剂可以节约能源

B.相同其它条件下，选择O2O3作催化剂，SO2的平衡转化率最小

C.a点后SO2的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了

D.选择Fez（）3作催化剂，最适宜温度为340〜380'C温度范围

27.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查图象分析判断，侧重考查温度、催化剂对化学反应速率影响原理，明确化学反应原

理是解本题关键，注意催化剂需要在一定温度下保持较好的催化能力，题目难度不大。

【解答】

A.根据图象可知，当温度在340C时，在Fez（）3作催化剂条件下，反应先达到平衡，SO?的平

衡转化率最大，故A正确；

B.相同其他条件下，选择Crz（）3作催化剂，在温度为320C时，SO?的平衡转化率不是最小的，

NiO作催化剂时，相同温度下，S02的转化率是最小的，且不一定为平衡转化率，故B错误；

C.催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低，故C正确；

D.340〜380C温度范围内，催化剂的催化能力最大，二氧化硫的转化率也是最大，反应速率

最快，故D正确。

28.工业上，通常将乙苯蒸气和水蒸气以物质的量之比为1:9混合，控制一定的反应温度，并

保持体系总压为常压的条件下进行反应制苯乙烯：

8>-5（：国（6）警区8>-CH=CHI（g）+HJ（g）在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率

和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）如图所示。

下列说法不正确的是

A.随着反应的温度不断升高，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均迅速地升高

B.工业上控制反应温度600°C,因为该温度下乙苯转化率和苯乙烯选择性均较高

C.工业上在乙苯蒸气中掺入水蒸气，相当于减小原反应物的浓度

D.当温度偏低时，虽然苯乙烯选择性较大，但乙苯转化率低，反应速率较慢

28.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查化学平衡的图像分析，难度不大，正确读懂图像信息为解题关键，题目难度不大，

注意题目信息的提取。

【解答】

A.由图可知，温度高于600C时，随着反应的温度不断升高，苯乙烯的选择性均迅速地降低，

故A错误；

B.由图可知，600C时，乙苯的转化率已经比较大，且苯乙烯的选择性也比较高，故B正确；

C.保持总压强不变的条件下，乙苯蒸气中掺入水蒸气，容器体积增大，乙苯的浓度减小，故C

正确；

C.当温度偏低时，苯乙烯选择性较大，但乙苯转化率低，反应速率较慢，故D正确。

故选A。

29.NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1；研究发现在以

Fez()3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2,下列说法正确的是()

A.N为催化还原NO为吸热反应

B.过程I中NH3断裂非极性键

C.过程H中NO为氧化剂，Fe2+为还原剂

D.脱硝的总反应为：4NH3(g)+4N0(g)+O2(g)#4N2(g)+6H2O(g)

29.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查反应过程中的热量变化，氧化剂、还原剂的判断，化学方程式的书写，极性键和非

极性键的判断等，难度中等。

【解答】

A.由图1知NG催化还原NO为放热反应，故A错误；

B.过程I中NH3断裂的是N-H键，是极性键，故B错误；

C.过程II中NO转化为N?,N元素化合价从+2降低到0,为氧化剂,铁元素化合价没变,Fe2+不是

还原剂，故C错误；

D.由转化过程知脱硝的总反应为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)#4Nz(g)+6H2O(g),故D

正确。

故选D。

第18页，共40页

30.中国化学家研究的一种新型复合光催化剂［碳纳米（CQDs）氮化碳（C3N4）纳米复合物］可以

利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法不正确的是

A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化

B.阶段I中，是氧化产物

C.每生成ImolOz，阶段II中转移电子2moi

D.反应的两个阶段均为吸热过程

30.【答案】D

【解析】【分析】

由题给信息可知，利用太阳光实现高效分解水，分两个阶段，阶段I为2H2。=H2O2+H2T,

阶段II为2H2。2=2H2。+O2T,总反应为2H2。=2H2T+O2T,据此分析。

【详解】

A.该过程利用太阳光实现高效分解水，实现了太阳能向化学能的转化，故A正确；

B.阶段I中发生的反应为2H2。=H2O2+H2T,生成H2O2时氧元素化合价从-2价升高到-1

价，所以H2O2是氧化产物，故B正确；

C.阶段H中发生的反应为2H2。2=2%0+。23每生成ImolOz，转移2moi电子，故C

正确；

D.过氧化氢不稳定，能量高，分解成的H2。和。2较稳定，所以阶段n发生的反应为放热反

应，故D错误。

故选D。

31.某科研团队研究将磷铝酸（H3PW12O40,以下简称HPW）代替浓硫酸作为酯化反应的催化剂,

但HPW自身存在比表面积小、易溶于有机溶剂而难以重复使用等缺点，将其负载在多孔载体（如

硅藻土、C等）上则能有效克服以上不足，提高其催化活性。用HPW负载在硅藻土上催化制取

乙酸正丁酯的酯化率与HPW负载量的关系（温度：120°C,时间：2h）如图所示，下列说法不

正确的是（）

A.与HPW相比，HPW/硅藻土比表面积显著增加，有助于提高其催化性能

B.当HPW负载量为40%时达到饱和，酯化率最高

C.用HPW/硅藻土代替传统催化剂，可减少设备腐蚀等不足

D.不同催化剂对酯化率的影响程度主要取决于化学反应正向进行的程度

31.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查催化剂对化学反应的影响，难度不大，注意基础知识的积累。

【解答】

A.由题干信息可知，与HPW相比，HPW/硅藻土比表面积显著增加，有助于提高其催化性能，

故A正确；

B.由图可知，当HPW负载量为40%时达到饱和，酯化率最高，故B正确:

C.用HPW/硅藻土代替传统催化剂，可减少设备腐蚀等不足，故C正确；

D.不同催化剂主要影响反应速率，不影响平衡转化率，故D错误。

故选D。

1

32.工业合成氨的反应为电㈤+3H2(g)W2NH3(g)AH=-92.4kJmoP,反应过程可用

下图模拟(I表示电分子，表示H2分子，r表示催化剂)

0°oo♦-•o-o*01

0-0

一，皿

下列说法正确的是

A.过程I为吸热反应，过程IV为放热反应

B.过程II为放热反应，过程in为吸热反应

C.催化剂可降低整个反应的活化能，因此使AH增大

D.lmolN2和3molH2反应，放出的热量小于92.4kJ

32.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查化学反应与能量、可逆反应等知识，掌握基础是解题的关键，难度中等。

【解答】

A.过程I、IV没有化学键的断裂与形成，既不是吸热反应，也不是放热反应，故A错误；

B.过程II为化学键的断裂，是吸热过程，过程ni为化学键形成过程，是放热过程，故B错误；

C.催化剂可降低整个反应的活化能，加快反应的速率，而AH不变，故C错误；

D.该反应是一个可逆反应，1mol电和3mol%反应，生成的氨气的物质的量小于2mol,放

出的热量小于92.4kJ,故D正确。

故选D。

33.十九大报告中提出：要“持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战"。防治大气污染,

需重点治理汽车尾气。在催化剂作用下汽车尾气转化示意图如下，下列有关说法正确的是

()

A.转化过程中所有元素均被氧化

B.NO,CO均能使人体中毒

C.使用催化剂是为了提高反应的平衡转化率

D.汽车尾气中的NO、CO都是汽油燃烧的产物

33.【答案】B

第20页,共40页

【解析】【分析】

本题考查氧化还原反应的概念、物质的性质、催化剂对平衡的影响等，解答这类问题应明确

相关知识的应用，试题难度不大。

【解答】

A.根据氧化还原反应的概念可知有元素被氧化则必有元素被还原，A错误；

B.NO、CO均能使人体中毒，B正确；

C.使用催化剂只能提高反应速率，不能提高反应平衡转化率，C错误；

D.汽车工作时，燃料燃烧放出大量热量使空气中的氮气与氧气发生反应生成NO,因此NO主要

来源不是汽油的燃烧，D错误。

故选B。

34.为了研究在温度对苯催化加氢的影响，以检验新型镇催化剂的性能。采用相同的微型反应

装置，压强为0.78Mpa,氢气、苯的物质的量之比为6.5:1。定时取样分离出氢气后，分析

成分得如下表结果：

温度/C8595100110-240280300340

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