易错专题10 反应机理-2024年高考化学考前易错聚焦含解析

易错专题10反应机理-2024年高考化学考前易错聚焦易错专题10反应机理聚焦易错点：►易错点一有效碰撞理论►易错点二反应机理典例精讲易错点一有效碰撞理论【易错典例】例1目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法错误的是A．第②、③步反应均释放能量B．该反应进程中有二个过渡态C．酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能D．总反应速率由第①步反应决定【解题必备】有效碰撞理论（1）化学反应发生的条件：在化学反应中，反应物分子不断发生碰撞，大多数碰撞无法发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生化学反应，能发生有效碰撞的分子是活化分子。普通反应物分子形成活化分子所需要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞。发生有效碰撞不仅有能量的因素，还有空间因素，只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。（2）反应历程：发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量称为活化能。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。如图所示，反应的活化能是E1，反应热是E1－E2。在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于最慢的一步。【变式突破】1．（2024·河南·洛宁县第一高级中学高三阶段练习）臭氧层中O3分解过程如图所示，下列说法不正确的是A．催化反应①是吸热反应，催化反应②是放热反应B．E1是催化反应①对应的正反应活化能C．温度升高，总反应的正反应速率的增加幅度大于逆反应速率的增加幅度D．(E2+△H)是催化反应②对应的逆反应活化能2．（2024·广东佛山·二模）一种催化制备的部分反应历程和能量变化如图所示，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．有4个基元反应B．升温有利于的吸附C．反应不是决速步D．增大的投入量，可提高其平衡转化率3．（2024·吉林·三模）甲醇用途广泛，可用作溶剂、防冻剂、燃料，也可用于生产生物柴油，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇，涉及的反应如下，回答下列问题：反应ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=−91.5kJ∙mol−1反应ii：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2=−49.9kJ∙mol−1反应iii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=+41.6kJ∙mol−1(1)在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)：①CO2的电子式为。②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式。③m=(计算结果保留两位有效数字，已知1eV=1.6×10−22kJ)。(2)反应ⅰ的Arrhenius经验公式Rlnk=−+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C均为常数，T为温度)，实验数据如图中曲线M所示。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线N所示，则实验可能改变的外界条件是。(3)将一定量的CO2(g)和H2(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ii和iii．在相同温度不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。①图中表示CH3OH的选择性的曲线是(填“m”“n”或“p”)，简述判断方法。②反应体系中组分CO2(g)、CO(g)的浓度随时间变化情况如图所示。0～15s时间段内，CH3OH的平均反应速率为mol·L−1·s−1(保留两位有效数字)。易错点二反应机理【易错典例】例2（2024·河南·高三阶段练习）由簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法错误的是A．在循环中起催化作用B．该反应可用于制取合成气、C．过程中包含反应D．反应过程中金属元素、V的价态均不变【解题必备】1.反应机理：（1）应反机理是用来描述某反应物到反应产物所经由的全部基元反应，就是把一个复杂反应分解成若干个基元反应，以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，然后按照一定规律组合起来，从而阐述复杂反应的内在联系，以及总反应与基元反应内在联系。（2）反应机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率大小等。典型的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。（3）反应机理中包含的基元反应是单分子反应或双分子反应。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。（4）认识化学反应机理，任何化合物的每一步反应都应该是在该条件下此类化合物的通用反应。2.催化剂与化学反应：化学反应中，反应分子原有的某些化学键，必须解离并形成新的化学键，这需要一定的活化能。在某些难以发生化学反应的体系中，加入有助于反应分子化学键重排的第三种物质（催化剂）其作用可降低反应的活化能。催化剂能改变反应的途径、降低反应的活化能、加快反应速率，但不能改变反应热的符号与数值、不能改变平衡的移动方向。解答时注意题干信息的理解应用，通过分析化学反应过程，明确反应过程中催化剂的作用和能量变化、化学键的变化。左图虚线表示催化剂对反应的影响，右图为催化反应历程示意图。【变式突破】4．（2024·云南曲靖·二模）半导体光催化是指半导体材料吸收光子，产生光生电子和空穴，从而引发一系列反应的过程。一种光催化选择性氧化甲烷制备甲醇的机理如图所示，下列说法错误的是A．转化①是吸热过程B．的电子式为C．转化②发生的反应可表示为D．光照下可以加快该反应的速率，且不改变反应的焓变5．（2024·江苏·淮海中学高三期末）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。下列说法中正确的是A．该脱硝过程总反应的△H＞0B．由状态④到状态⑤发生了氧化还原反应C．总反应的化学方程式为4NH3+2NO+2O26H2O+3N2D．依据反应历程能量变化，反应过程中不同态物质体系稳定性降低6．（2024·福建厦门·高三期末）催化剂(Fe，Al)/MIL-53可直接选择性氧化甲烷制甲醇，节省能耗。(1)(Fe，Al)/MIL-53制备方法如下：Al(NO3)3•9H2O+Al/MIL-53(Fe，Al)/MIL-53。①对苯二甲酸的结构简式为_______，该分子中最多_______个原子共平面。②生成（Fe，Al)/MIL-53过程中溶液pH_______(填“变大”或“变小”)。③(Fe，Al）/MIL-53中Fe3+位于O原子形成的_______空隙中，1个对苯二甲酸根离子最多能形成_______个配位键。(2)(Fe，Al)/MIL-53催化CH4制CH3OH的机理如图，其中虚线表示吸附状态。①ii转化为iii的过程中，破坏的微粒间作用力有_______(填标号)。A．σ键B．配位键C．离子键D．极性键E.非极性键②该催化循环中铁元素价态有_______种。(3)用FeCl3•6H2O和对苯二甲酸合成Fe/MIL-53。两种催化剂在上述催化过程中相对能量的变化情况如图。①Fe/MIL-53催化过程中决速步骤为_______(化学键变化角度答题)。②(Fe，Al)/MIL-53催化效果更佳的原因是_______。考点精练1．（2024·广西·二模）是一种特别的共轭体系。在高温条件下可以由分子经过5步氢提取和闭环脱氢反应生成。其中第一步过程的反应机理和能量变化如下：下列说法错误的是A．反应过程中有极性键的断裂和形成B．图示历程中的基元反应，速率最慢的是第3步C．制备的总反应方程式为：D．从的结构分析，结构中五元环和六元环结构的数目分别为6、102．（2024·重庆·一模）我国科技工作者用钾离子促进电催化合成尿素可能的反应机理如图。与其他步骤相比，碳氮键的形成过程活化能更高。下列说法正确的是A．尿素中氮原子采取杂化 B．步骤①和③的反应速率较其他步骤快C．步骤⑥发生的是氧化反应 D．以上过程中涉及极性键的形成和断裂3．（2024·河北·二模）硅铝酸盐沸石离子交换分子筛M-ZSM-5(M为Fe、Co、Ni、Cu)催化N2O氧化CH4制甲醇的反应机理如图所示，下列说法错误的是A．反应②的原子利用率为B．反应①、②、③、⑥、⑦中，的化合价发生了改变C．M-ZSM-5能降低氧化制甲醇反应的活化能，改变反应的D．总反应为4．（2024·广东惠州·三模）一定条件下，1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可与HCl发生催化加成，反应如下：反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是A．反应活化能：反应I<反应ⅡB．反应焓变：反应I<反应ⅡC．增加HCl浓度不会改变平衡时产物Ⅱ和产物I的比例D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ5．（2024·黑龙江·二模）1，2-丙二醇可用作制备不饱和聚酯树脂的原料，在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油配合用作润湿剂。已知1，2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是A．的化学式为B．催化过程中金属元素成键数发生改变C．是该反应的催化剂，可通过降低反应的活化能来提高化学反应速率D．整个反应的化学方程式为6．（2024·重庆·二模）一种合金催化剂催化水解释氢的反应机理如图所示。下列说法正确的是A．使用催化剂增大反应的活化能和反应速率B．反应过程中B原子杂化方式不变C．反应过程中无配位键断裂D．若将换成，则有HD和生成7．（2024·湖南怀化·二模）一种利用和直接合成的反应历程如下图所示。下列说法中错误的是A．总反应的原子利用率理论上可达100%B．步骤2中，若完全反应，则理论上转移电子数目为2NAC．降低了反应的活化能，加快了反应速率D．和中Pd的化合价不相同8．（2024·广东茂名·二模）我国科研人员探究了不同催化剂电化学催化生产HCOOH的催化性能，反应机理如图所示。下列说法不正确的是A．使用三种催化剂，反应历程都分4步进行B．该反应过程仅涉及键的断裂与形成C．相同条件下，HCOOH（l）比（g）稳定D．相同条件下，使用催化剂In（101）时，反应过程中*OCHO所能达到的最高浓度更大9．（2024·云南大理·二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应(均为气体)经历三个基元反应阶段，反应历程如下图所示(TS表示过渡态)。下列说法错误的是A．该过程包含一个吸热反应和两个放热反应B．反应②逆反应的活化能为C．该过程的总反应为D．反应③生成2mol时，转移电子数为10．（2024·广东·一模）乙烯氢化的热化学方程式为，使用不同含Au催化剂的反应历程如图所示。下列说法错误的是A．1mol的能量小于1mol与1mol具有的能量之和B．该反应的焓变：C．过渡态物质的稳定性：过渡态1>过渡态2D．相应的活化能：催化剂AuF>催化剂11．（2024·河南信阳·二模）基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基中，用于催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“”标注，下列说法中错误的是A．整个反应历程中有四个基元反应B．过渡态相对能量：C．物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程D．反应决速步的活化能为0.95eV12．（2024·湖南益阳·三模）溴代叔丁烷与乙醇的反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是A．溴代叔丁烷与乙醇的反应为吸热B．溴代叔丁烷和乙醇的总反应速率由反应Ⅲ决定C．氯代叔丁烷和乙醇中发生相似的反应，则反应I的活化能将增大D．由该反应原理可推知，二溴乙烷和乙二醇反应可制得环丁烷13．（2024·江西萍乡·二模）二氧化碳催化加氢制甲醇，能助力“碳达峰”，发生以下反应：反应①

反应②

资料：催化剂上吸附或沉积太多的水，碳等，易使催化剂中毒。(1)反应②在热力学上自发进行的趋势大于反应①，其原因是。(2)已知反应①的速率方程，，(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知，(填“>”“<”或“=”)。(3)压强为100kPa下，将1mol和2mol通过装有催化剂的反应器充分反应，平衡时和CO的选择性、的转化率随温度的升高曲线如图所示①图中曲线a代表的是。②在上述条件下合成甲醇的适宜工业条件是。A．100～300K

B．500～600K

C．900～1000K

D．1000K以上③573K时，反应②平衡常数(写计算式，为以气体的物质的量分数表示的平衡常数)。(4)催化加氢制低碳烯烃(2～4个C的烯烃)某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了直接合成低碳烯烃，并给出了其可能的反应历程(如图所示)。Zn-Ca-O无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性，首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到的还原过程；SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。注：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。①理论上、反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为。②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是。14．（2024·四川眉山·二模）氮氧化物进入同温层可对臭氧层造成破坏，对人类生活造成不利影响，目前工业上可采用多种方法对废气中的氮氧化物进行脱除，回答下列问题：(1)SCR法主要是针对柴油发动机产生的的处理工艺，原理是和在选择性催化剂表面转化为和，反应历程中的能量变化如下图所示：其中决定总反应速率的步骤是，SCR法会产生高分散度的烟尘，会使催化剂的活性下降，原因是。(2)甲烷脱硝：

①已知甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol，

，

，则甲烷脱硝反应的kJ/mol。②800K时，为提高NO的平衡转化率，理论上可以采取的措施有：。A．恒容时增加

B．恒压时通入一定量的ArC．移去部分

D．选择合适的催化剂③一定温度下，将按一定比例混合的反应气匀速通过恒容催化反应器，测得NO去除率同转化率随反应温度的变化关系如下图所示：当T>780K时，NO去除率随温度升高而降低的原因是；若反应气中，起始总压为66kPa，甲烷的平衡转化率为80%(若不考虑过程中存在的其他副反应)，计算该温度下反应的分压平衡常数(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，保留两位有效数字)。(3)中国科学院研究人员报道了一种以铜锡合金为催化剂，在电催化条件下还原NO高效合成氨的方法，并通过DFT计算研究了反应可能得机理如下(*表示催化剂表面吸附位，如表示吸附于催化剂表面的NOH)：Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

上述反应机理中，第Ⅲ步的转化机理为；若电路中有4mol电子通过，其中生成的选择性为95%，则阴极生成的物质的量为mol。15．（2024·辽宁抚顺·模拟预测）甲醇和乙醇都是清洁能源，也是重要的化工原料。回答下列问题：(1)工业上利用合成气合成甲醇：已知：①；②；③上述反应中的。(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO和1molH2，在固体催化剂作用下合成甲醇：，下列叙述错误的是___________(填字母)。A．当CO体积分数不变时达到平衡状态B．平衡后充入少量氩气，平衡不移动C．平衡后再充入0.1molCO和0.1molH2，CO平衡转化率增大D．增大催化剂质量，正、逆反应速率同倍数增大(3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：，其反应历程如图a所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。该总反应在下(高温、低温、任意温度)自发进行；图示历程包括个基元反应；其中决速反应是反应(填序号)，写出该步反应式：。(4)工业上，可以采用CO2催化还原制备CH3OH、CH3CH2OH．发生反应如下：①(主反应)；②(主反应)；③(副反应)。一定温度下，在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1molCO2和3molH2，发生上述反应，其中一个容器使用水分子膜分离技术，另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得CO2平衡转化率与压强关系如图b所示。其他条件相同，增大压强，CO2平衡转化率增大，其原因是；采用水分子膜分离技术的容器是(填“甲”或“乙”)。(5)一定温度下，向总压强恒定为100kPa的反应器中充入1molCO2和3molH2，发生(4)中反应①②③，达到平衡时CO2转化率为60%，生成CH3CH2OH与CO各为0.1mol，则反应①的平衡常数为。(写出数字表达式即可，分压=总压×物质的量分数)16．（2024·安徽合肥·一模）精脱硫技术主要用于煤气中羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)的转化。回答下列问题：(1)利用焦炉煤气中的H2可脱除煤气中羰基硫(COS)。羰基硫氢化反应历程有途径I和途径Ⅱ两种可能，如图所示：①已知羰基硫氢化反应速率较快，推测其更合理的反应历程是途径(填“I”或“Ⅱ”)。②反应的△H=kJ·mol-1。(2)MoS2可作羰基硫氢化反应的催化剂，催化机理如图所示：不同钼(Mo)含量的MoS2催化剂对COS转化率和H2S的选择性不同，实验数据如图所示。根据图中数据，选择(填“3.4%Mo”或“8.7%Mo”)作催化剂效果最好；当H2S选择性低于100%时表明部分COS气体与催化剂发生了反应，催化剂有吸硫现象，若H2S选择性高于100%，可能的原因是。(3)金属Mo的晶胞如图所示，若原子a、b的坐标分别为(0，0，0)、(1，0，0)，则原子c的坐标为，设晶体密度为ρg·cm3，则晶胞参数为pm(阿伏加德罗常数的值为NA)。(4)一定温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1：4的CS2(g)和H2(g)，发生反应，容器内气体压强随时间变化如下表所示。时间/min050100150200250300压强/kPa10088.079.872.468.265.065.0①0-250min内，H2分压的平均变化值为kPa·min-l。②该温度下，平衡常数Kp=(kPa)-2(列出计算式)。易错专题10反应机理聚焦易错点：►易错点一有效碰撞理论►易错点二反应机理典例精讲易错点一有效碰撞理论【易错典例】例1目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列说法错误的是A．第②、③步反应均释放能量B．该反应进程中有二个过渡态C．酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能D．总反应速率由第①步反应决定B【解析】A.根据反应历程，结合图可知，第②③步均为反应物总能量高于生成物的总能量，为放热反应，选项A正确；B.根据过渡态理论，反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡态，由图可知，该反应进程中有三个过渡态，选项B错误；C.酸催化剂能同时降低正、逆反应的活化能，选项C正确；D.活化能越大，反应速率越慢，决定这总反应的反应速率，由图可知，第①步反应的活化能最大，总反应速率由第①步反应决定，选项D正确。【解题必备】有效碰撞理论（1）化学反应发生的条件：在化学反应中，反应物分子不断发生碰撞，大多数碰撞无法发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生化学反应，能发生有效碰撞的分子是活化分子。普通反应物分子形成活化分子所需要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞。发生有效碰撞不仅有能量的因素，还有空间因素，只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。 （2）反应历程：发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量称为活化能。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。如图所示，反应的活化能是E1，反应热是E1－E2。在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于最慢的一步。【变式突破】1．（2024·河南·洛宁县第一高级中学高三阶段练习）臭氧层中O3分解过程如图所示，下列说法不正确的是A．催化反应①是吸热反应，催化反应②是放热反应B．E1是催化反应①对应的正反应活化能C．温度升高，总反应的正反应速率的增加幅度大于逆反应速率的增加幅度D．(E2+△H)是催化反应②对应的逆反应活化能C【解析】A．由图可知，反应①中生成物的总能量高于反应总能量的反应，该反应是吸热反应，而反应②的生成物的总能量低于反应总能量的反应，该反应是放热反应，A正确；B．根据过渡态理论，E1是催化反应①对应的正反应的活化能，(E2+△H)是催化反应②对应的逆反应的活化能，B正确；C．由图可知，该反应的反应物总能量比生成物的总能量高，因此该反应宗反应是放热反应，温度改变对吸热反应影响更大，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，说明温度升高，总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度，C错误；D．根据过渡态理论，E1是催化反应①对应的正反应的活化能，(E2+△H)是催化反应②对应的逆反应的活化能，D正确。2．（2024·广东佛山·二模）一种催化制备的部分反应历程和能量变化如图所示，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．有4个基元反应B．升温有利于的吸附C．反应不是决速步D．增大的投入量，可提高其平衡转化率C【解析】A．根据图示可知，该过程包含、2个基元反应，A错误；B．，升高温度不利于的吸附，B错误；C．活化能较大，反应速率较慢，是决速步，C正确；D．增大的投入量，可提高反应速率，但不能提高平衡转化率，D错误。3．（2024·吉林·三模）甲醇用途广泛，可用作溶剂、防冻剂、燃料，也可用于生产生物柴油，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇，涉及的反应如下，回答下列问题：反应ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=−91.5kJ∙mol−1反应ii：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2=−49.9kJ∙mol−1反应iii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=+41.6kJ∙mol−1(1)在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)：①CO2的电子式为。②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式。③m=(计算结果保留两位有效数字，已知1eV=1.6×10−22kJ)。(2)反应ⅰ的Arrhenius经验公式Rlnk=−+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C均为常数，T为温度)，实验数据如图中曲线M所示。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线N所示，则实验可能改变的外界条件是。(3)将一定量的CO2(g)和H2(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ii和iii．在相同温度不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。①图中表示CH3OH的选择性的曲线是(填“m”“n”或“p”)，简述判断方法。②反应体系中组分CO2(g)、CO(g)的浓度随时间变化情况如图所示。0～15s时间段内，CH3OH的平均反应速率为mol·L−1·s−1(保留两位有效数字)。【答案】(1)CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2*(g)0.95eV(2)加入了高效催化剂(3)m反应ii是气体体积减小的反应，反应iii是气体体积不变的反应，增大压强时平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，甲醇选择性增大，一氧化碳转化率减小，且甲醇选择性和一氧化碳选择性之和为10.0017【解析】（1）①已知CO2是共价化合物，故CO2的电子式为，故答案为：；②决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应，反应速率快慢由反应的活化能决定，活化能越大，反应速率越慢，由反应历程图中数据可知，活化能=过渡态能量-起始态能量，各个步骤中活化能分别为：0.7eV、0.8eV、0.2eV、0.2eV、0.7eV、(1.4-m)eV，其中最大的数值为[-0.1-(-0.9)]eV=0.8eV，该步骤的反应方程式为CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2*(g)，故答案为：CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2*(g)；③反应iCO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH1=-91.5kJ/mol，由图可知，1molCO(g)和2molH2的总能量与CH3OH(g)的总能量之差为91.5kJ，反应历程图中的E表示的是1个CO分子和2个H2分子的相对总能量与1个CH3OH分子的相对总能量之差为meV，相对总能量E═meV=≈0.95eV，即m=0.95，故答案为：0.95eV；（2）由图可知，曲线M的Rlnk随T的增大减小幅度大，曲线N的Rlnk随T的增大减小幅度小，即温度一定时二者的活化能不相等，催化剂能降低反应的活化能，所以曲线N实验可能改变的外界条件是加入了高效催化剂，故答案为：加入了高效催化剂；（3）①反应ii是气体体积减小的反应，反应iii是气体体积不变的反应，增大压强时平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，CH3OH(g)的选择性增大，CO的选择性减小，并且CH3OH(g)的选择性增和CO的选择性之和为100%，所以曲线n表示CO2的平衡转化率，曲线m表示CH3OH(g)的选择性，曲线n表示CO(g)的选择性，故答案为：m；反应ii是气体体积减小的反应，反应iii是气体体积不变的反应，增大压强时平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，甲醇选择性增大，一氧化碳转化率减小，且甲醇选择性和一氧化碳选择性之和为1；②由题干图像信息可知，15s末CO2的浓度为0.3mol/L，CO的浓度为0.175mol/L，由三段式分析可知：，则15s内CH3OH的浓度变化量为0.5-0.3-0.175=0.025mol/L，故0～15s时间段内，CH3OH的平均反应速率为=0.0017mol·L−1·s−1，故答案为：0.0017。易错点二反应机理【易错典例】例2（2024·河南·高三阶段练习）由簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法错误的是A．在循环中起催化作用B．该反应可用于制取合成气、C．过程中包含反应D．反应过程中金属元素、V的价态均不变D【解析】A．由催化循环Ⅰ、Ⅱ及催化剂性质知，A项正确；B．图中循环Ⅰ、Ⅱ反应都为H2O重整CH4()，得到合成气：和，B项正确；C．由图示可知，循环Ⅰ中，在UV的作用下，，C项正确；D．、、中钒的化合价一定不同，D项错误。【解题必备】1.反应机理：（1）应反机理是用来描述某反应物到反应产物所经由的全部基元反应，就是把一个复杂反应分解成若干个基元反应，以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，然后按照一定规律组合起来，从而阐述复杂反应的内在联系，以及总反应与基元反应内在联系。（2）反应机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率大小等。典型的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。（3）反应机理中包含的基元反应是单分子反应或双分子反应。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。（4）认识化学反应机理，任何化合物的每一步反应都应该是在该条件下此类化合物的通用反应。2.催化剂与化学反应：化学反应中，反应分子原有的某些化学键，必须解离并形成新的化学键，这需要一定的活化能。在某些难以发生化学反应的体系中，加入有助于反应分子化学键重排的第三种物质（催化剂）其作用可降低反应的活化能。催化剂能改变反应的途径、降低反应的活化能、加快反应速率，但不能改变反应热的符号与数值、不能改变平衡的移动方向。解答时注意题干信息的理解应用，通过分析化学反应过程，明确反应过程中催化剂的作用和能量变化、化学键的变化。左图虚线表示催化剂对反应的影响，右图为催化反应历程示意图。【变式突破】4．（2024·云南曲靖·二模）半导体光催化是指半导体材料吸收光子，产生光生电子和空穴，从而引发一系列反应的过程。一种光催化选择性氧化甲烷制备甲醇的机理如图所示，下列说法错误的是A．转化①是吸热过程B．的电子式为C．转化②发生的反应可表示为D．光照下可以加快该反应的速率，且不改变反应的焓变A【解析】A．由图可知，转化①为共价键的形成过程，形成共价键的过程为放热过程，故A错误；B．是含有极性键和非极性键的自由基，电子式为，故B正确；C．由图可知，转化②发生的反应为酸性条件下CH3OOH得到电子发生还原反应生成甲醇和水，反应式为，故C正确；D．由图可知，是反应的催化剂，所以光照下可以加快该反应的速率，且不改变反应的焓变，故D正确。5．（2024·江苏·淮海中学高三期末）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。下列说法中正确的是A．该脱硝过程总反应的△H＞0B．由状态④到状态⑤发生了氧化还原反应C．总反应的化学方程式为4NH3+2NO+2O26H2O+3N2D．依据反应历程能量变化，反应过程中不同态物质体系稳定性降低B【解析】A．根据图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，则总反应焓变△H＜0，A项错误；B．由图1可知，状态④到状态⑤中O的化合价发生变化，发生了氧化还原反应，B项正确；C．由图1知，该过程反应物有：NH3、NO、O2，生成物有H2O、N2，依据参数配平反应为：4NH3+4NO+O26H2O+4N2，C项错误；D．物质能量越低越稳定，依据反应历程能量变化，反应过程中不同态物质体系稳定性升高，D项错误。6．（2024·福建厦门·高三期末）催化剂(Fe，Al)/MIL-53可直接选择性氧化甲烷制甲醇，节省能耗。(1)(Fe，Al)/MIL-53制备方法如下：Al(NO3)3•9H2O+Al/MIL-53(Fe，Al)/MIL-53。①对苯二甲酸的结构简式为_______，该分子中最多_______个原子共平面。②生成（Fe，Al)/MIL-53过程中溶液pH_______(填“变大”或“变小”)。③(Fe，Al）/MIL-53中Fe3+位于O原子形成的_______空隙中，1个对苯二甲酸根离子最多能形成_______个配位键。(2)(Fe，Al)/MIL-53催化CH4制CH3OH的机理如图，其中虚线表示吸附状态。①ii转化为iii的过程中，破坏的微粒间作用力有_______(填标号)。A．σ键B．配位键C．离子键D．极性键E.非极性键②该催化循环中铁元素价态有_______种。(3)用FeCl3•6H2O和对苯二甲酸合成Fe/MIL-53。两种催化剂在上述催化过程中相对能量的变化情况如图。①Fe/MIL-53催化过程中决速步骤为_______(化学键变化角度答题)。②(Fe，Al)/MIL-53催化效果更佳的原因是_______。【答案】(1)

18

变小

八面体

4(2)

ADE

2(3)

甲烷均裂生成甲基

与Fe/MIL-53相比，(Fe，Al)/MIL-53催化时决速步能垒低，反应速率更快；过多相近Fe位点上的羧基被H2O2取代，会导致配合物框架坍塌而溶解【解析】(1)①对苯二甲酸含有1个苯环和2个羧基，两个羧基取代了苯环对位上的氢原子，该有机物结构简式为：对苯二甲酸，含有1个苯环和2个羧基，两个羧基取代了苯环对位上的氢原子，该有机物结构简式为：，该结构中，苯环为平面结构，羧基中的C一定和苯环共面，另外3个原子可能和苯环共面，则最多18个原子共面；②生成(Fe，Al）/MIL-53过程中对苯二甲酸羧基中的H被Al、Fe替换，转化为H+，则溶液pH变小；③(Fe，Al）/MIL-53中Fe3+位于中心位置，而6个O原子形成八面体，则Fe3+位于八面体空隙中，1个对苯二甲酸根离子含有4个具有孤对电子的O原子，则最多能形成4个配位键。(2)①ii转化为iii的过程中，破坏了H-O之间的单键即σ键、极性键，还破坏了O-O之间的非极性键，没有破坏配位键以及离子键；②该催化循环中铁元素价态有+3价、+6价两种化合价。(3)①相对能量越大，反应速率越慢，为决速步骤，则Fe/MIL-53催化过程中决速步骤为甲烷均裂生成甲基；②(Fe，Al)/MIL-53催化时，相对能量更低，则催化效果更佳的原因是与Fe/MIL-53相比，(Fe，Al)/MIL-53催化时决速步能垒低，反应速率更快；过多相近Fe位点上的羧基被H2O2取代，会导致配合物框架坍塌而溶解。考点精练1．（2024·广西·二模）是一种特别的共轭体系。在高温条件下可以由分子经过5步氢提取和闭环脱氢反应生成。其中第一步过程的反应机理和能量变化如下：下列说法错误的是A．反应过程中有极性键的断裂和形成B．图示历程中的基元反应，速率最慢的是第3步C．制备的总反应方程式为：D．从的结构分析，结构中五元环和六元环结构的数目分别为6、102．（2024·重庆·一模）我国科技工作者用钾离子促进电催化合成尿素可能的反应机理如图。与其他步骤相比，碳氮键的形成过程活化能更高。下列说法正确的是A．尿素中氮原子采取杂化 B．步骤①和③的反应速率较其他步骤快C．步骤⑥发生的是氧化反应 D．以上过程中涉及极性键的形成和断裂3．（2024·河北·二模）硅铝酸盐沸石离子交换分子筛M-ZSM-5(M为Fe、Co、Ni、Cu)催化N2O氧化CH4制甲醇的反应机理如图所示，下列说法错误的是A．反应②的原子利用率为B．反应①、②、③、⑥、⑦中，的化合价发生了改变C．M-ZSM-5能降低氧化制甲醇反应的活化能，改变反应的D．总反应为4．（2024·广东惠州·三模）一定条件下，1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可与HCl发生催化加成，反应如下：反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是A．反应活化能：反应I<反应ⅡB．反应焓变：反应I<反应ⅡC．增加HCl浓度不会改变平衡时产物Ⅱ和产物I的比例D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ5．（2024·黑龙江·二模）1，2-丙二醇可用作制备不饱和聚酯树脂的原料，在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油配合用作润湿剂。已知1，2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是A．的化学式为B．催化过程中金属元素成键数发生改变C．是该反应的催化剂，可通过降低反应的活化能来提高化学反应速率D．整个反应的化学方程式为6．（2024·重庆·二模）一种合金催化剂催化水解释氢的反应机理如图所示。下列说法正确的是A．使用催化剂增大反应的活化能和反应速率B．反应过程中B原子杂化方式不变C．反应过程中无配位键断裂D．若将换成，则有HD和生成7．（2024·湖南怀化·二模）一种利用和直接合成的反应历程如下图所示。下列说法中错误的是A．总反应的原子利用率理论上可达100%B．步骤2中，若完全反应，则理论上转移电子数目为2NAC．降低了反应的活化能，加快了反应速率D．和中Pd的化合价不相同8．（2024·广东茂名·二模）我国科研人员探究了不同催化剂电化学催化生产HCOOH的催化性能，反应机理如图所示。下列说法不正确的是A．使用三种催化剂，反应历程都分4步进行B．该反应过程仅涉及键的断裂与形成C．相同条件下，HCOOH（l）比（g）稳定D．相同条件下，使用催化剂In（101）时，反应过程中*OCHO所能达到的最高浓度更大9．（2024·云南大理·二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应(均为气体)经历三个基元反应阶段，反应历程如下图所示(TS表示过渡态)。下列说法错误的是A．该过程包含一个吸热反应和两个放热反应B．反应②逆反应的活化能为C．该过程的总反应为D．反应③生成2mol时，转移电子数为10．（2024·广东·一模）乙烯氢化的热化学方程式为，使用不同含Au催化剂的反应历程如图所示。下列说法错误的是A．1mol的能量小于1mol与1mol具有的能量之和B．该反应的焓变：C．过渡态物质的稳定性：过渡态1>过渡态2D．相应的活化能：催化剂AuF>催化剂11．（2024·河南信阳·二模）基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基中，用于催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“”标注，下列说法中错误的是A．整个反应历程中有四个基元反应B．过渡态相对能量：C．物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程D．反应决速步的活化能为0.95eV12．（2024·湖南益阳·三模）溴代叔丁烷与乙醇的反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是A．溴代叔丁烷与乙醇的反应为吸热B．溴代叔丁烷和乙醇的总反应速率由反应Ⅲ决定C．氯代叔丁烷和乙醇中发生相似的反应，则反应I的活化能将增大D．由该反应原理可推知，二溴乙烷和乙二醇反应可制得环丁烷13．（2024·江西萍乡·二模）二氧化碳催化加氢制甲醇，能助力“碳达峰”，发生以下反应：反应①

反应②

资料：催化剂上吸附或沉积太多的水，碳等，易使催化剂中毒。(1)反应②在热力学上自发进行的趋势大于反应①，其原因是。(2)已知反应①的速率方程，，(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知，(填“>”“<”或“=”)。(3)压强为100kPa下，将1mol和2mol通过装有催化剂的反应器充分反应，平衡时和CO的选择性、的转化率随温度的升高曲线如图所示①图中曲线a代表的是。②在上述条件下合成甲醇的适宜工业条件是。A．100～300K

B．500～600K

C．900～1000K

D．1000K以上③573K时，反应②平衡常数(写计算式，为以气体的物质的量分数表示的平衡常数)。(4)催化加氢制低碳烯烃(2～4个C的烯烃)某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了直接合成低碳烯烃，并给出了其可能的反应历程(如图所示)。Zn-Ca-O无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性，首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到的还原过程；SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。注：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。①理论上、反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为。②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是。14．（2024·四川眉山·二模）氮氧化物进入同温层可对臭氧层造成破坏，对人类生活造成不利影响，目前工业上可采用多种方法对废气中的氮氧化物进行脱除，回答下列问题：(1)SCR法主要是针对柴油发动机产生的的处理工艺，原理是和在选择性催化剂表面转化为和，反应历程中的能量变化如下图所示：其中决定总反应速率的步骤是，SCR法会产生高分散度的烟尘，会使催化剂的活性下降，原因是。(2)甲烷脱硝：

①已知甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol，

，

，则甲烷脱硝反应的kJ/mol。②800K时，为提高NO的平衡转化率，理论上可以采取的措施有：。A．恒容时增加

B．恒压时通入一定量的ArC．移去部分

D．选择合适的催化剂③一定温度下，将按一定比例混合的反应气匀速通过恒容催化反应器，测得NO去除率同转化率随反应温度的变化关系如下图所示：当T>780K时，NO去除率随温度升高而降低的原因是；若反应气中，起始总压为66kPa，甲烷的平衡转化率为80%(若不考虑过程中存在的其他副反应)，计算该温度下反应的分压平衡常数(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，保留两位有效数字)。(3)中国科学院研究人员报道了一种以铜锡合金为催化剂，在电催化条件下还原NO高效合成氨的方法，并通过DFT计算研究了反应可能得机理如下(*表示催化剂表面吸附位，如表示吸附于催化剂表面的NOH)：Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

上述反应机理中，第Ⅲ步的转化机理为；若电路中有4mol电子通过，其中生成的选择性为95%，则阴极生成的物质的量为mol。15．（2024·辽宁抚顺·模拟预测）甲醇和乙醇都是清洁能源，也是重要的化工原料。回答下列问题：(1)工业上利用合成气合成甲醇：已知：①；②；③上述反应中的。(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO和1molH2，在固体催化剂作用下合成甲醇：，下列叙述错误的是___________(填字母)。A．当CO体积分数不变时达到平衡状态B．平衡后充入少量氩气，平衡不移动C．平衡后再充入0.1molCO和0.1molH2，CO平衡转化率增大D．增大催化剂质量，正、逆反应速率同倍数增大(3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：，其反应历程如图a所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。该总反应在下(高温、低温、任意温度)自发进行；图示历程包括个基元反应；其中决速反应是反应(填序号)，写出该步反应式：。(4)工业上，可以采用CO2催化还原制备CH3OH、CH3CH2OH．发生反应如下：①(主反应)；②(主反应)；③(副反应)。一定温度下，在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1molCO2和3molH2，发生上述反应，其中一个容器使用水分子膜分离技术，另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得CO2平衡转化率与压强关系如图b所示。其他条件相同，增大压强，CO2平衡转化率增大，其原因是；采用水分子膜分离技术的容器是(填“甲”或“乙”)。(5)一定温度下，向总压强恒定为100kPa的反应器中充入1molCO2和3molH2，发生(4)中反应①②③，达到平衡时CO2转化率为60%，生成CH3CH2OH与CO各为0.1mol，则反应①的平衡常数为。(写出数字表达式即可，分压=总压×物质的量分数)16．（2024·安徽合肥·一模）精脱硫技术主要用于煤气中羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)的转化。回答下列问题：(1)利用焦炉煤气中的H2可脱除煤气中羰基硫(COS)。羰基硫氢化反应历程有途径I和途径Ⅱ两种可能，如图所示：①已知羰基硫氢化反应速率较快，推测其更合理的反应历程是途径(填“I”或“Ⅱ”)。②反应的△H=kJ·mol-1。(2)MoS2可作羰基硫氢化反应的催化剂，催化机理如图所示：不同钼(Mo)含量的MoS2催化剂对COS转化率和H2S的选择性不同，实验数据如图所示。根据图中数据，选择(填“3.4%Mo”或“8.7%Mo”)作催化剂效果最好；当H2S选择性低于100%时表明部分COS气体与催化剂发生了反应，催化剂有吸硫现象，若H2S选择性高于100%，可能的原因是。(3)金属Mo的晶胞如图所示，若原子a、b的坐标分别为(0，0，0)、(1，0，0)，则原子c的坐标为，设晶体密度为ρg·cm3，则晶胞参数为pm(阿伏加德罗常数的值为NA)。(4)一定温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1：4的CS2(g)和H2(g)，发生反应，容器内气体压强随时间变化如下表所示。时间/min050100150200250300压强/kPa10088.079.872.468.265.065.0①0-250min内，H2分压的平均变化值为kPa·min-l。②该温度下，平衡常数Kp=(kPa)-2(列出计算式)。参考答案1．A【解析】A．该过程中涉及C-H断裂，C-C断裂和C-C、H-H形成，无极性键的形成，A错误；B．由反应机理可知，该历程包含3个基元反应，其中第三个基元反应的活化能最大，反应3速率最慢，B正确；C．由图可知，该过程总反应为：，C正确；D．由的结构分析，可知其中含有1个五元环，10个六元环，每脱两个氢形成1个五元环，则总共含有6个五元环，10个六元环，D正确；故选A。2．D【解析】A．尿素的结构简式为，其中N原子形成三个σ键，另外还含有1个孤电子对，采取sp3杂化，故A错误；B．与其他步骤相比，碳氮键的形成过程活化能更高，活化能越高，速率越慢，由图可知步骤①和③的过程形成碳氮键，所以步骤①和③的反应速率较其他步骤慢，故B错误；C．由图可知步骤⑥过程中得电子，即发生的是还原反应，故C错误；D．由图可知步骤①和③的过程形成碳氮键，步骤④和⑤的过程断裂氮氧键，所以以上过程中涉及极性键的形成和断裂，故D正确；故答案为：D。3．C【解析】A．根据反应②的反应物和产物结构式，反应物中的原子全部得到产物，原子利用率为100%，A正确；B．反应①、②、③、⑥、⑦中，根据题中所给结构式可以判断，M的化合价发生了改变，B正确；C．催化剂能降低反应活化能，增大反应速率，但是不会改变反应的ΔH，C错误；D．根据反应机理图，总反应正确，D正确；本题选C。4．B【解析】A．短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应I<反应Ⅱ，A正确；B．反应I、Ⅲ为放热反应，根据盖斯定律，反应Ⅱ也是放热反应，相同物质的量的反应物，反应I放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量，反应放出的热量越多，其焓变越小，因此反应焓变：反应I>反应Ⅱ，B错误；C．由图可以看出产物I和产物Ⅱ存在可逆反应，则产物Ⅱ和产物I的比值即该可逆反应的平衡常数K，由于平衡常数只与温度有关，所以增加HCl浓度平衡时产物Ⅱ和产物I的比例不变，C正确；D．根据图中信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ，D正确；故选B。5．D【解析】A．由题干反应历程图可知，反应②为，则为，A正确；B．由图可知，成键数发生改变，正确；C．催化剂通过降低反应的活化能来提高化学反应速率，正确；D．整个反应的化学方程式为：+2H2O，D错误；本题选D6．D【解析】A．使用催化剂，降低反应活化能，加快反应速率，A错误；B．①过程中B原子由杂化变为杂化，B错误；C．中，N原子提供孤对电子与B原子形成配位键，①过程中有配位键的断裂，C错误；D．由反应流程可知，若将换成，则在过程①中生成，过程②中成HD，D正确；故选D。7．D【分析】由图示可知，步骤1为：+H2→Pd+2HCl+2Cl-、步骤2为：Pd+O2+2Cl-→、步骤3为：+2HCl→+H2O2，所以总反应为：；A．总反应为，理论上反应物全部转化为H2O2，故原子利用率理论上为100%，故A正确；B．步骤2为Pd+O2+2Cl-→，若完全反应，则理论上转移电子数目为2NA，故B正确；C．由分步反应及总反应可知，为催化剂，催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，故C正确；D．中Cl化合价为-1价，则Pd元素为+2价，中Cl化合价为-1价、O化合价为-1价，则Pd元素为+2价，Pd的化合价相同，故D错误；故选D。8．B【解析】A．使用三种催化剂，反应历程中4次活化能的改变，反应历程都分4步进行，A正确；B．在In(101)反应过程CO2转化→HCOOH，反应历程同时涉及π键的断裂与形成，B错误；C．HCOOH（l）所具有的能量比（g）低，能量越低越稳定，C正确；D．相同条件下，使用催化剂In（101）时，活化能较低反应速率较快，反应过程中*OCHO所能达到的最高浓度更大，D正确；故选D。9．D【分析】从图中可得出三个热化学方程式：反应①：2NO=N2O2△H1=+199.2kJ∙mol-1；反应②：N2O2+CO=CO2+N2O△H2=-513.5kJ∙mol-1；反应③：CO2+N2O+CO=2CO2+N2△H3=-306.6kJ∙mol-1据此分析解题。A．由图可知，三个基元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，①属于吸热反应，A正确；B．正反应活化能减焓变值为逆应活化能，反应②逆反应的活化能为130kJ∙mol-1-(-513.5)kJ∙mol-1=，B正确；C．利用盖斯定律，将反应①+②+③得，△H=+199.2kJ∙mol-1+(-513.5kJ∙mol-1)+(-306.6)kJ∙mol-1]=-620.9kJ∙mol-1，C正确；D．反应③：CO2+N2O+CO=2CO2+N2△H3=--306.6kJ∙mol-1，根据反应式可知N的化合价+1→0价，生成2mol时，转移电子数为，D错误；故选D。10．C【解析】A．该反应为放热反应，故1mol的能量小于1mol与1mol具有的能量之和，A正确；B．反应的，B正确；C．过渡态1的能量大于过渡态2的能量，能量越低越稳定，则稳定性：过渡态1<过渡态2，C错误；D．由图可知，相应的活化能：催化剂AuF>催化剂，D正确；故答案为：C。11．C【解析】A．从微观上看，反应物分子一般总是经过若干的简单反应步骤，才最后转化为产物分子的。每一个简单的反应步骤，就是一个基元反应。基元反应步骤要求反应物一步变成生成物，没有任何中间产物，由图可知，整个反应历程中有四个基元反应，故A正确；B．由图可知，过渡态相对能量的大小顺序为，故B正确；C．由图可知，吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量，为放热过程，故C错误；D．反应的活化能越大，反应速率越慢，反应决速步为慢反应，由图可知，反应H2CO*+H=H3CO-H的活化能最大，反应速率最慢，则反应决速步的活化能为0.35eV—(—0.60eV)=0.95eV，故D正确；故选C。12．C【解析】A．根据反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，A错误；B．由图可知，反应Ⅰ的活化能最大，所以溴代叔丁烷和乙醇的总反应速率由反应Ⅰ决定，B错误；C．由图可知，反应Ⅰ中碳卤键会断裂，C-Cl的键长小于C-Br，所以C-Cl的键能大，断裂需要的能量多，反应Ⅰ的活化能将增大，C正确；D．由该反应原理可知醇在反应过程中断裂羟基的O-H键，卤代烃断裂碳卤键，会生成醚键，所以二溴乙烷和乙二醇反应不能制得环丁烷，D错误；故选C。13．(1)反应②是放热反应，而反应①是吸热反应(2)<(3)或甲醇的选择性B(4)6∶1太少，形成的氧原子空位少，催化能力较弱；太多，生成的过多，使催化剂中毒【解析】（1）根据反应反应自发进行，反应②在热力学上自发进行的趋势大于反应①，其原因是反应②是放热反应，而反应①是吸热反应。（2）已知反应①的速率方程，，(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，，温度下反应达到平衡时，，，则此时平衡正向移动。由此推知，。（3）①反应①正向吸热，升高温度，平衡正向移动，反应②正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，一氧化碳选择性增大，CH3OH的选择性降低，故曲线a表示或甲醇的选择性，故曲线c表示CO的选择性，曲线b表示CO2的转化率。②根据曲线，温度过高，甲醇选择性降低，温度过低，反应速率太慢，在上述条件下合成甲醇的适宜工业条件是500～600K，故选B。③573K时，甲醇选择性85%，二氧化碳转化率为60%，列出三段式为：可得，，解得x=0.09，y=0.51，平衡时总物质的量为1.98mol，反应②平衡常数。（4）①H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程，即由得失电子守恒有3H2~CH3OH~6H*，所以消耗6molH*产生1molCH3OH；理论上、反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为6∶1。②结合反应过程，若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是太少，形成的氧原子空位少，催化能力较弱；太多，生成的过多，使催化剂中毒。14．(1)H的移除烟尘覆盖在催化剂表面，减少了催化剂与反应物的接触面积(2)—982.8ACT>780K时反应已达平衡，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO去除率降低0.071(3)NOH*+H++e-→N*+H2O0.76【解析】（1）反应的活化能越大，反应速率越慢，反应的决速步骤为慢反应，由图可知，氢的移出步骤时反应的活化能最大，反应速率最慢，则决定总反应速率的步骤是氢的移出；烟尘覆盖在催化剂表面，减少了催化剂与反应物的接触面积，所以SCR法会产生高分散度的烟尘会使催化剂的活性下降，故答案为：H的移出；烟尘覆盖在催化剂表面，减少了催化剂与反应物的接触面积；（2）①由题意可知，甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=—890.3kJ/mol，将已知反应依次编号①②③，由盖斯定律可知，反应①—②×2—③可得甲烷脱硝反应，则反应ΔH=(—890.3kJ/mol)—(−44kJ/mol)×2—(+180.5kJ/mol)=—982.8kJ/mol，故答案为：—982.8；②A．恒容时增加氧气