2022届高考化学抢分强化练-题型6.1催化剂及反应历程、能量图

第=page2222页，共=sectionpages2323页2022届高考化学选择题型抢分强化练——题型6.1催化剂及反应历程、能量图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=+a

kJ/mol

(a>0)

B.1mol

CH3OH(g)和1mol

H2O(g)的总能量大于1mol

CO2(g)和3mol2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家格哈德·埃特尔，以表彰其在固体表面化学研究领域作出的开拓性贡献。下图是氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程示意图，下列有关合成氨反应的叙述中不正确的是(    )A.过程②需吸收能量，过程③则放出能量

B.常温下该反应难以进行，是因为常温下反应物的化学键难以断裂

C.在催化剂的作用下，该反应的ΔH变小而使反应变得更容易发生

D.该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成合成氨反应12N2(g)+32HA.该反应的ΔH=−46 kJ·mol−1

B.该反应机理中最大活化能为79 kJ·mol−1

C.我国科学家提出了由CO2和CH4转化为

下列有关说法错误的是(

)A.原料到产品的总反应属于加成反应

B.CH3COOH分子中最多有7个原子共平面

C.①→②放出热量并形成了C一C键

D.CH4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.该过程将太阳能转化成为化学能

B.该过程中，只涉及非极性键的断裂与生成

C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3

D.原料气N2可通过分离液态空气获得最近罗格斯大学研究人员利用电催化技术高效率地将CO2转化为X和Y(如图)，X、Y可用作制备塑料、黏合剂和药品的前体等。下列说法正确的是(    )

A.图中能量转换方式只有2种

B.X、Y分子中所含的官能团相同

C.X、Y均是电解时的阴极产物

D.CO2转化为X反应的原子利用率为我国科学家以MoS2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应过程与相对能量模拟计算结果如图。下列说法错误的是(

)A.Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化

B.两种电解质溶液环境下从N2→NH3的焓变不同

C.MoSN2O和CO是环境污染性气体，可在催化条件下转化为无害气体，反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是(

A.加入催化剂使反应的△H变小

B.该反应的热化学方程式为：

C.反应物的总键能大于生成物的总键能

D.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能某反应在有无催化剂条件下的能量变化如图所示，下列说法不正确的是(    )

A.反应过程a无催化剂参与

B.该反应为放热反应，热效应等于ΔH

C.使用催化剂可改变该反应的活化能

D.有催化剂条件下，反应的活化能等于E1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MoS2对N2的活化

B.两种电解质溶液环境下从的焓变不同

C.MoS2(Li2SO含有酚类物质的废水来源广泛，危害较大。含酚废水不经处理排入水体，会危害水生生物的繁殖和生存；饮用水含酚，会影响人体健康。某科研结构研究出一种高效光催化剂BMO(Bi2MoO6)A.光催化剂BMO可降低丁基酚氧化反应的ΔH

B.在丁基酚氧化过程中BMO表现出强还原性

C.苯环上连有—OH和—C4H9的同分异构体共有12种(不考虑立体异构)

工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)   ΔH=−92.4kJ·mol−1，反应过程可用下图模拟(表示N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Ⅲ为吸热反应

C.催化剂可降低整个反应的活化能，因此使ΔH增大

D.1mol N2和3mol 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，H2O2是氧化产物

C.每生成1mol O2，阶段Ⅱ中转移电子335℃时，在恒容密闭反应器中1.00 mol C10H18l催化脱氢的反应过程如下：

反应1：C10H18(l)⇌C10H12(l)+3H2(g)  ΔH1

反应2A.使用催化剂能改变反应历程

B.更换催化剂后ΔH1、ΔH2也会随之改变

C.8h时，反应1、2都未处于平衡状态

D.x1显著低于x2，是由于反应2的活化能比反应1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焓变相同

C.合成氨的过程是吸热反应

D.若使用催化剂，生成等量的NH3研究表明N2O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ΔH<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+我国科研人员提出了以Ni / Al2O3为催化剂，由CO2和下列说法不正确的是(

)A.总反应方程式为：CO2+4H2⇌CH4+2H2O

CO2和C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→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：热催化合成氨面临的两难问题是：釆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CO2和CH4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→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：研究表明N2O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△H<0

B.Fe+使反应的活化能减小

C.总反应若在2L的密闭容器中进行，温度越高反应速率一定越快

D.Fe+N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为N2O(g)+CO(g)⇌CO2下列说法正确的是

A.由图甲可知：ΔH1=ΔH+ΔH2

B.由图乙可知：ΔH=−226 kJ·mol−1

C.我国科学家实现了在室温下以MoS2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.

∗N2→∗N2H在Na2SO4溶液中更容易进行

B.N2gN2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为N2O(g)+CO(g)⇌CO2(g)+A.由图1可知：△H1=△H−△H2

B.由图2可知△H=+226

kJ⋅mol−1

C.为了实现转化需不断向反应器中补充一定温度下，向10mL 0.40mol/L H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示，反应分两步进行：①2Fet/min03610V(09.917.222.4A.Fe2+是该反应过程的催化剂

B.0～10min的平均反应速率：v(H2O2)=0.02mol·L−1·min−1一定条件下，在水溶液中1molCl−，ClOx−(x=1,2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是(    )A.e是ClO3−

B.−116kJ/mol

C.a，b，c，d，e中c最稳定

D.b→a+c反应的活化能为60kJ/mol向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是(A.反应HCO3−(aq)+H+(aq)= CO2(g)+H2O(l)为放热反应

B.CO3答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A.由图可知，反应Ⅱ是发热反应，热化学方程式为：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2

(g)△H=−a

kJ/mol

(a>0)，故A错误；

B.由图可知，CH3OH(g)和H2O(g)生成CO2(g)和H2(g)的反应是吸热反应，则1mol

CH3OH(g)和1mol

H2O(g)的总能量小于1mol

CO2(g)和3mol

H2(g)的总能量，故B错误；

C.催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，所以选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，有利于减少过程中的能耗，故C正确；

D.CO(g)在反应I中生成，又在反应II中消耗，所以CO(g)是中间产物，不是催化剂，故D错误；【解析】【分析】

本题考查了化学反应能量变化情况，根据示意图进行分析是关键，题目较简单。

【解答】

A.过程②是分子断键变成原子的过程，需要吸收能量，过程③形成新键释放能量，故A正确；

B.常温下该反应难以进行，是因为常温下反应物的化学键难以断裂，故B正确；

C.催化剂对反应的焓变无影响，故C错误；

D.根据图像信息可知，在化学反应中存在化学键的断裂与形成，故D正确。

故选C。

3.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查化学反应与能量，焓变的计算化学平衡移动等相关知识，难度不大，注意图像的分析。

【解答】

A.该反应生成物的总能量减去反应物的总能量即为反应热ΔH，由图可知ΔH=−46 kJ·mol−1，故A项正确；

B.该反应机理中的活化能即为每一步骤的过渡态的总能量减去该步骤的反应物的总能量，计算可得包含过渡态2步骤的活化能最高，为79 kJ·mol−1，故B项正确；

C.该反应过渡态的能量不会随着温度的改变而改变，故C项错误；

D.该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右移动，故D项正确。

故选C。

【解析】【分析】

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.由图中分析，1mol甲烷和1mol二氧化碳反应生成1mol乙酸，总反应属于加成反应，故A正确；

B.CH3COOH分子中最多有6个原子共平面

，故B错误；

C.①→②的焓值降低，过程为放热过程，观察示意图，有C−C键形成，故C正确；

D.CH4→CH3COOH过程中，有C−H键发生断裂，故D正确。【解析】【分析】

本题考查了化学反应中能量的转化，判断氧化剂与还原剂，难度一般。

【解答】

A.该反应利用太阳能来合成氨气，将太阳能转化为化学能，A选项正确；

B.水分子中是极性键断裂，氨中是极性键生成，B选项错误；

C.该反应化学反应方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，C选项正确；

D.N2【解析】【分析】

本题考查能量转化、有机物的结构、电解原理等，属于一题多点型题目，题目的起点高、落点低，旨在考查学生对基础知识的掌握以及迁移运用能力。

【解答】

A.能量转化有电能转化为化学能、光能转化为电能、风能转化为电能等，故A错误；

B.由结构可知，X含有醛基、羰基，而Y含有羟基、醚键、碳碳双键，故B错误；

C.电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，CO2转化为X、Y时碳元素的价态均降低，发生还原反应，则X、Y均是电解时的阴极产物，故C正确；

D.CO2转化为X的反应还有氧气生成，故原子利用率小于100%，故D错误。

故选C。

【解析】【分析】

本题主要考查了反应热和焓变及反应历程等相关知识，注意掌握反应热焓变的概念，能够从图中读出所需的有效信息是解题关键，难度不大。

【解答】

A.Li2SO4溶液对应反应的活化能低，利于MoS2对N2的活化，故A正确；

B.MoS2在两种电解质溶液环境中作催化剂只能改变反应的活化能，而不能改变反应的焓变，故B错误；

C.MoS2(Li2SO4溶液)将反应决速步(∗N2→∗【解析】【分析】

本题主要考查化学反应与能量变化，注意反应物能量和生成物能量的相对大小来判断反应的吸放热，难度不大。

【解答】

A.加入催化剂，反应的△H不变，故A错误；

B.该反应的热化学方程式为：N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)，△H=−(360−134)

kJ·mol−1=−226 kJ·mol−1，故B正确；

C.由图可知，该反应为放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，故C错误；

D.该反应正反应的活化能134kJ·mol【解析】【分析】本题通过图象考查了反应的活化能和热效应，把握反应中能量变化、催化剂对反应的影响为解答的关键，题目难度不大。【解答】

ABC.由图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的反应过程，反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应放热，催化剂不能改变焓变，但可以改变反应的活化能，A.B.C项正确；

D.有催化剂条件下，反应的活化能为E1，D项错误。

故选D。

10.【答案】D【解析】【分析】

本题考查化学反应中相对能量变化分析，反应热和焓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Li2SO4溶液中 ​∗N的相对能量较低，因此Li2SO4溶液有利于MoS2对N2的活化

，故A错误；

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

C.根据图示可知，在MoS2(Li2SO4溶液)情况下，反应决速步(∗N2【解析】【分析】

本题主要考查了同分异构体以及催化剂对反应热的影响等知识，较为基础，难度不大。

【解答】

A.催化剂可以降低反应的活化能，不能改变焓变，故A错误；

B.在反应中BMO变成BMO+失去电子，表现出还原性，故B正确；

C.苯环上连有—OH和—C4H9，丁基与羟基有邻、间、对三种位置，并且丁基有四种结构，故丁基酚共有12种，故C正确；

D.BMO作为催化剂参与化学反应，在反应前后质量和性质不变，可以循环利用，故D正确。

故选A【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Ⅲ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ΔH不变，故C错误；

D.该反应是一个可逆反应，1 mol N2和3 mol H2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。

【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2H2O=H2O2+H2↑，阶段II为2H2O2=2H2O +O2↑，总反应为2H2O=2H2↑+O2↑，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2H2O=H2O2+H2↑，生成H【解析】【分析】

本题考查化学平衡、盖斯定律的应用等知识，题目难度不大，明确化学平衡及其影响为解答关键，注意掌握盖斯定律的内容及应用方法，试题培养了学生的分析能力及综合应用能力。

【解答】

A.不同的催化剂反应历程不同，故A正确；

B.催化剂能降低反应需要的活化能，不会对反应的△H产生影响，故B错误；

C.8h后，C10H8的产率x2还在增大，说明反应2未达平衡状态，c(H2)还在改变，反应1也未处于平衡状态，故C正确；

D.降低活化能，能提高反应速率，会提高相同时间段的产率，故D正确。

故选【解析】【分析】

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→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，ΔH<0；合成氨的逆反应为吸热反应ΔH>0，焓变不相同，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。

16.【答案】【解析】【分析】

本题考查反应热与焓变，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ΔH<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N2O+CO=N2+CO2，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++【解析】【分析】

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CH4和H2O，总反应方程式为：CO2

+ 4H2⇌

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=O【解析】【分析】

本题考查反应热与焓变，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→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CH4+CO22CO+2【解析】【分析】

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，氮氮三键没有断裂，故A错误；

B.①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为形成Ti−H−Fe−∗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−F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【解析】【分析】

本题考查反应热与焓变，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，注意选项B为解答的易错点，题目难度不大。

【解答】

由图可知，发生，Ni为催化剂，且化学反应中有化学键的断裂和生成，①→②放出热量，以此来解答。

A.①→②中能量降低，放出热量，故A错误；

B.Ni在该反应中做催化剂，改变反应的途径，不改变反应物、生成物，故B正确；

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

D.由图可知，反应的总化学方程式可表示为：，故D正确。

21.【答案】C

【解析】解：A.由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A正确；

B.Fe+作催化剂，使反应的活化能减小，故B正确；

C.温度高时Fe+失去催化活性，则温度较高时反应速率可能减小，故C错误；

D.由图可知，Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步中均为反应物总能量大于生成物总能量，则均为放热反应，故D正确；

故选：C。

A.由图可知，反应物总能量大于生成物总能量；

B.【解析】【分析】

本题考查了化学反应能量变化、图象分析、盖斯定律的理解应用、注意反应活化能的大小比较，题目难度中等。

【解答】

A.①N2O+Pt2O+=Pt2O2++N2

△H1，②Pt2O2++CO=Pt2O++CO2

△H2，结合盖斯定律计算①+②得到N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g)△H=△H1+△H2，故【解析】【分析】

本题考查反应热与焓变，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∗N2→