2023届新高考新教材化学人教版一轮训练-专项提能特训(9)　活化能、催化剂的催化反应机理

专项提能特训(9)活化能、催化剂的催化反应机理1．已知反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－752kJ·mol－1的反应机理如下：①2NO(g)N2O2(g)(快)②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g)(慢)③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g)(快)下列有关说法错误的是()A．①的逆反应速率大于②的正反应速率B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效C．N2O2和N2O是该反应的催化剂D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大解析：C①为快反应，说明反应物的活化能和生成物的活化能都较小，反应更容易发生；②为慢反应，说明反应物的活化能和生成物的活化能都较大，②中反应物的活化能大于①中生成物的活化能，因此①的逆反应速率大于②的正反应速率，A项正确；②反应为慢反应，反应慢说明反应的活化能大，物质微粒发生碰撞时，许多碰撞都不能发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B项正确；反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，C项错误；总反应为放热反应，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D项正确。2．实现温和条件下氨的高效合成一直是催化领域的重要研究课题，硼簇修饰碳纳米管原位负载的纳米金表面电催化合成氨的反应机理如图所示。下列说法错误的是()A．上述转化过程中涉及非极性键的断裂和极性键的生成B．生成NH3的电极总反应式为N2＋6H＋＋6e－=2NH3C．使用纳米金作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率D．当22.4L(标准状况)N2发生反应时，可得到2molNH3解析：D由题图可知，转化过程中涉及氮氮三键(非极性键)的断裂和氮氢键(极性键)的生成，A项正确；由反应历程中物质的转化关系可知，生成NH3的电极总反应式为N2＋6H＋＋6e－=2NH3，B项正确；催化剂的作用是通过降低反应的活化能提高化学反应速率，C项正确；因有副产物生成，故标准状况下22.4LN2发生反应时，得到的NH3的物质的量小于2mol，D项错误。3．我国科学家实现了在铜催化剂作用下DMF[(CH3)2NCHO]向三甲胺[N(CH3)3]的转化。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，其中吸附在铜催化剂表面上的物质用*标注。下列有关说法正确的是()A．步骤③中形成了N—H键B．每生成一个三甲胺分子要吸收1.02eV的能量C．(CH3)2NCH2OH*→(CH3)2NCHeq\o\al(*,2)＋OH*是上述历程中的决速步骤D．由步骤①可知，DMF分子和氢原子吸附在铜催化剂表面上的过程为放出能量的过程解析：D步骤③中(CH3)2NCHOH*转化为(CH3)2NCH2OH*，形成了C—H键，A错误；由反应物和生成物的相对能量可知，反应放热，每生成一个三甲胺分子要放出的热量为0eV－(－1.02eV)＝1.02eV，B错误；(CH3)2NCH2OH*→(CH3)2NCHeq\o\al(*,2)＋OH*的能垒(正反应活化能)为0.22eV，而正反应活化能最高的是步骤⑥，能垒为1.19eV，故步骤⑥是题述历程中的决速步骤，C错误；步骤①为放热过程，该过程包括H—H键的断裂和DMF分子及氢原子吸附的过程，而H—H键的断裂为吸热过程，由能量守恒可知，DMF分子和氢原子吸附在铜催化剂表面上为放出能量的过程，D正确。4．将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。图1反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_________________________________________________________________________________________。图2解析：温度升高，反应速率增大，同时催化剂的活性增大也会提高反应速率。一段时间后催化剂活性增大幅度变小，主要是温度升高使反应速率增大。当温度超过一定值时，催化剂的活性下降，同时氨气与氧气反应