2025化学步步高二轮专题复习(七)基元反应

(七)基元反应(选择题1~3题，每小题5分，4~8题，每小题7分，共50分)1.(2024·河南信阳模拟)基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基C3N4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：TS55>TS44>TS77C.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0.95eV答案C解析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；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；反应决速步为慢反应，由图可知，反应H2CO*+H2∗=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2.(2024·湖北模拟)常温常压下利用Cu/ZnO/ZrO催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化如图(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)：下列说法正确的是()A.转化历程有四个基元反应，决速步为HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*B.若无Cu/ZnO/ZrO催化剂，二氧化碳加氢制甲醇不能自发进行C.反应过程中断裂与形成的共价键类型相同D.寻找高效催化剂，有利于CO2的回收利用，使该反应原子利用率达到100%答案A解析由图可知，转化历程有四个基元反应，活化能越大，反应速率越慢，为决速步，决速步为HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*，故A正确；催化剂能改变反应的速率，不能决定反应能否自发进行，故B错误；反应过程中存在极性键与非极性键的断裂与极性键的形成，故C错误；生成物还有水，原子利用率不可能达到100%，故D错误。3.(2024·大理模拟)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643.5kJ·mol-1C.该过程的总反应为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-620.9kJ·mol-1D.反应③生成2molN2时，转移电子数为2NA答案D解析从图中可得出三个热化学方程式：反应①：2NO(g)=N2O2(g)ΔH1=+199.2kJ·mol-1；反应②：N2O2(g)+CO(g)=CO2(g)+N2O(g)ΔH2=-513.5kJ·mol-1；反应③：CO2(g)+N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH3=-306.6kJ·mol-1，三个基元反应中，反应②和反应③为放热反应，反应①为吸热反应，A正确；反应②逆反应的活化能为130kJ·mol-1-(-513.5)kJ·mol-1=643.5kJ·mol-1，B正确；利用盖斯定律，反应①+②+③得，2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1+(-513.5kJ·mol-1)+(-306.6kJ·mol-1)=-620.9kJ·mol-1，C正确；根据反应③可知N的化合价由+1价→0价，生成2molN2时，转移电子数为4NA，D错误。4.NH3选择性催化还原(NH3⁃SCR)是目前最有效且应用最广的除去NOx的方法，在MnZSM⁃5催化剂上发生反应的机理如图所示，其中TS表示过渡态。下列说法正确的是()A.反应历程中最大的能垒为185.05kJ·mol-1B.历程中Z2-［MnOH⁃N2⁃H2O］2+→Z2-［MnOH］2++N2(g)+H2O(g)的ΔH<0C.该反应分3步进行D.在反应历程中有极性共价键和非极性共价键的断裂与形成答案A解析由图可知，第二步反应能垒最大，为185.05kJ·mol-1，A项正确；由最后一步反应可知反应物的能量小于生成物的能量，该反应为吸热反应，ΔH>0，B项错误；TS表示过渡态，由图可知反应分6步进行，C项错误；反应历程中没有非极性共价键的断裂，D项错误。5.(2023·四川校联考模拟)NH3还原技术是当今有效且成熟的去除NOx的技术之一。使用钒催化剂、采用NH3还原技术能有效脱除电厂烟气中的氮氧化物，消除NO的可能反应机理如图所示(“”表示催化剂吸附)。下列说法不正确的是()A.步骤②可表述为NH4+在催化剂的氧化还原位被还原为B.反应过程中消耗1molO2，理论上可处理NO的物质的量为4molC.钒催化剂能加快反应，但不能提高氮氧化物的平衡转化率D.该过程中原子利用率未达到100%答案A解析NH4+变为NH3+，N的化合价由-3价升高到-2价，化合价升高被氧化，催化剂中左侧V由+5价降到+4价，化合价降低被还原，故A错误；根据关系图和电子守恒，1molO2可以得到4mol电子，同时可以氧化4mol催化剂，最终理论上可以处理4molNO，故B正确；总反应方程式中生成物为N2和H26.工业上从海水中制溴的步骤为(Ⅰ)先把盐卤加热到363K后控制pH为3.5，通入氯气把溴置换出来；(Ⅱ)再用空气把溴吹出并用碳酸钠溶液吸收；(Ⅲ)最后再用硫酸酸化，单质溴又从溶液中析出。其中，碳酸钠溶液吸收溴单质的反应可以分三步进行，其反应的机理如图所示。下列说法正确的是()第一步：第二步：第三步：A.由反应机理可知整个反应过程只涉及极性键的断裂和形成B.反应产生的CO2主要是由Br2在水溶液中产生的HBr与溶液中CO3C.对比氯气与Na2CO3溶液的反应，常温下在碱性溶液的稳定性：ClO->BrO-D.当1molBr2完全参与上述反应后，产生的Br-与BrO3−的个数之比为3答案C解析反应中存在Br—Br非极性键的断裂，A错误；第二步反应主要是溴在碱性溶液发生歧化反应生成Br-、BrO-，从而促使CO32−的水解正向进行，生成CO2气体，B错误；BrO-在第三步可以继续发生歧化反应，而ClO-可以在碱性溶液稳定存在，稳定性：ClO->BrO-，C正确；结合得失电子守恒，当1molBr2完全参与上述反应后，产生的Br-与BrO3−的个数之比为5∶17.(2023·北京朝阳区高三下学期模拟)利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels⁃Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels⁃Alder反应催化机理如下，下列说法不正确的是()A.总反应为加成反应B.化合物X为H2OC.Ⅵ是反应的催化剂D.其他条件不变，温度越高，反应速率越快答案D解析由催化机理可知，总反应为，该反应为加成反应，A正确；Ⅰ+Ⅵ—→X+Ⅱ，由Ⅰ、Ⅵ、Ⅱ的结构简式可知，X为H2O，B正确；由催化机理可知，反应消耗了Ⅵ又生成了Ⅵ，Ⅵ是反应的催化剂，C正确；通常其他条件不变，温度越高，反应速率越快，但是酶作催化剂时，高温使酶失去活性降低反应速率，D错误。8.羟醛缩合反应是一种常用的增长碳链的方法。一种合成目标产物(图中⑦)的反应机理如图所示。下列说法错误的是()A.③是该反应的中间产物B.④是该反应的催化剂C.⑥到⑦的过程中没有非极性键的