2023新教材人教版化学作业与测评第2章 第1节 重点突破练

化学选择性必修1［人教版］作业与测评重点突破练——反应机理、能垒图像分析题(建议用时：40分钟)一、选择题1．(2022·湖北省华大新高考联盟高三下学期开学考试)在无催化剂和有催化剂条件下，HCN和HNC之间发生HCN(g)HNC(g)异构化反应的历程与相对能量变化如图所示。下列说法错误的是()A．HCN比HNC稳定B．HCN比HNC沸点高C．催化剂不改变正反应与逆反应活化能的差值D．曲线Ⅱ为催化剂条件下的反应历程，其中第一步反应为决速反应答案B解析根据HCN和HNC分子结构特点，可以得出HNC分子间能够形成氢键，而HCN分子间无氢键，所以HCN的沸点低于HNC，B错误。2．(2023·甘肃省金昌市高三模拟)我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的历程如图(吸附在催化剂表面的物质用*标注)。下列说法正确的是()A．反应历程中第一步化学反应为决速步骤B．催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变(ΔH)C．过渡态物质的稳定性：过渡态2小于过渡态1D．吸附过程为吸热过程答案A解析化学反应的决速步骤是慢反应，而活化能越大，反应的速率越慢，由图可知能垒(活化能)最大的是C3Heq\o\al(*,8)到过渡态1的能量，故第一步化学反应为决速步骤，A正确；催化剂不能改变反应的焓变(ΔH)，B错误；物质具有的能量越低越稳定，故过渡态2更稳定，C错误；由图可知吸附过程为放热过程，D错误。3．(2023·长春市高三质量监测)中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上用H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·mol－1)如图所示。下列说法错误的是()A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原B．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H2eq\o(=,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2OC．决定NO生成NH3速率的基元反应为HNO＋H→NH2OD．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3答案C解析由图示可知，生成氨气的过程为NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3，每步反应中N元素化合价都降低，被还原，A正确；由图示可知，生成NH3的总反应为2NO＋5H2eq\o(=,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2O，B正确；生成NH3的基元反应中，NH2O＋H→NH2OH的活化能最大，反应速率最慢，是决定NO生成NH3速率的基元反应，C错误；由图示可知，NO被还原为N2的决速步的活化能明显大于生成NH3的决速步的活化能，D正确。4．(2022·皖南八校高三摸底联考)丙烯与HCl在催化剂作用下发生加成反应：第一步H＋进攻丙烯生成碳正离子，第二步Cl－进攻碳正离子。得到两种产物的反应进程与能量关系如图。下列说法正确的是()A．催化剂可以改变反应的焓变B．过渡态(Ⅰ)比过渡态(Ⅱ)稳定C．生成①的过程所需的活化能较低，速率快D．丙烯与HCl加成反应主要生成CH3CHClCH3答案D解析催化剂可降低反应的活化能，不改变始终态，则加催化剂不能改变反应的焓变，故A错误；能量越低越稳定，根据图示知过渡态(Ⅰ)没有过渡态(Ⅱ)稳定，故B错误；根据图示知，生成①的过程所需的活化能高于生成②的过程所需的活化能，则反应速率较慢，故C错误。5.(2022·八省联考湖北卷)CO2甲烷化也是实现“碳达峰”的重要途径，反应机理如图。下列说法错误的是()A．该反应使用的催化剂既加快了甲烷化速率，又提高了H2的平衡转化率B．H2吸附在催化剂Pd表面而发生反应C．MgOCO2和MgOCOOH均为该反应过程的中间产物D．上述甲烷化过程总反应可表示为CO2＋4H2eq\o(=,\s\up7(催化剂))CH4＋2H2O答案A解析催化剂不能改变平衡转化率，A错误。6．(2022·湖北重点高中高二联考)直接燃煤不仅浪费资源，还会造成环境污染，目前多采用将煤气化或液化的方法，获得较为清洁的能源。利用水煤气的主要成分CO和H2的反应，可以合成燃料CH3OH，已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反应过程中的能量变化如图所示。下列判断正确的是()A．加入催化剂，活化分子数增多，活化分子百分数增大，该反应的ΔH变大B．该反应的ΔH＝－510kJ·mol－1C．曲线Ⅰ表示的是使用催化剂时的能量变化D．该反应的活化能为419kJ·mol－1答案D解析加入催化剂，活化能降低，活化分子数增多，活化分子百分数增大，但催化剂不能改变反应的ΔH，A错误；由图可知，该反应的ΔH＝419kJ·mol－1－510kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1，B错误；曲线Ⅱ表示的是使用催化剂时的能量变化，C错误。7．我国科研人员研究发现合成氨的反应历程有多种，其中有一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*表示)。下列说法错误的是()A．N2生成NH3是通过多步还原反应生成的B．过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化不相同C．适当提高N2分压，可以加快N2(g)→*N2反应速率，提高N2(g)的转化率D．大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率答案C解析由图可知，N2生成NH3的过程为N2→N=N—H→H—N=N—H→H—N—NH2→H2N—NH2→NH3，氮元素化合价逐渐降低，即N2生成NH3是通过多步还原反应生成的，A正确；过程Ⅰ是断裂氮氮三键中的一个键，而过程Ⅲ与过程Ⅰ断键不同，所以所需能量不同，B正确；适当提高N2分压可以加快N2(g)→*N2反应速率，但N2的转化率降低，C错误；NH3的及时脱附可留下继续反应的空间而增加催化剂的活性位，如果大量氨分子吸附在催化剂表面，将会降低反应速率，D正确。8．(2022·河南部分名校高三模拟调研)甲醇羰基化制乙酸的催化剂为可溶性铱配合物(主催化剂)和碘化物(助催化剂)，利用铱配合物[Ir(CO)2I2]－催化甲醇羰基化的反应历程如图所示(其中Me表示CH3，Ac表示COCH3)。下列说法正确的是()A．Ir的成键数目在反应历程中没有发生变化B．HI是反应过程中的催化剂C．CO分压对反应速率没有影响D．存在反应[Ir(CO)2I3(CH3)]－＋CO=Ir(CO)3I2(CH3)＋I－答案D解析Ir的成键数目在反应历程中发生变化，故A错误；HI是反应过程中的中间产物，故B错误；根据图示，总反应为CH3OH＋CO→CH3COOH，CO分压增大，反应速率加快，故C错误。二、非选择题9．(2022·浙江1月选考节选)一氧化碳变换反应：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量－反应过程如图所示。用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：________________________________________________________________________；步骤Ⅱ：________________________________________________________________________。答案M＋H2O=MO＋H2MO＋CO=M＋CO210．(2022·日照市高三校际联合考试)大气氨有机处理法可有效消除氨污染，同时得到副产品香料(C6H4N2)，反应原理为2C6H7N(s)＋3O2(g)＋2NH3(g)2C6H4N2(s)＋6H2O(g)ΔH<0(O2和NH3只参与本反应)。(1)能够提高大气氨有机处理法氨消除率的措施有____________________(至少答一条)。(2)该转化过程路径有如下两种：路径Ⅰ：C6H7Neq\o(→,\s\up7([O]))C6H5NO→C6H5NO2eq\o(→,\s\up7(NH3))C6H6N2Oeq\o(→,\s\up7(－H2O))C6H4N2路径Ⅱ：C6H7Neq\o(→,\s\u