2025高考化學高三化學大二輪專項專題小題各個擊破題型15反應機理歷程能壘圖含答案及解析 - 副本

1．(2024·甘肅卷)甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是()A．E2＝1.41eVB．步驟2逆向反應的ΔH＝＋0.29eVC．步驟1的反應比步驟2快D．該過程實現(xiàn)了甲烷的氧化答案：C解析：由能量變化圖可知，步驟1的活化能E1＝0.70eV，步驟2的活化能E3＝－0.49eV－(－0.71eV)＝0.22eV，步驟1的活化能大于步驟2的活化能，步驟1的反應比步驟2慢，C錯誤。2．(2024·北京卷)苯在濃HNO3和濃H2SO4作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是()A．從中間體到產(chǎn)物，無論從產(chǎn)物穩(wěn)定性還是反應速率的角度均有利于產(chǎn)物ⅡB．X為苯的加成產(chǎn)物，Y為苯的取代產(chǎn)物C．由苯得到M時，苯中的大π鍵沒有變化D．對于生成Y的反應，濃H2SO4作催化劑答案：C解析：生成產(chǎn)物Ⅱ的反應的活化能更低，反應速率更快，且產(chǎn)物Ⅱ的能量更低即產(chǎn)物Ⅱ更穩(wěn)定，以上2個角度均有利于產(chǎn)物Ⅱ，A正確；根據(jù)前后結構對照，X為苯的加成產(chǎn)物，Y為苯的取代產(chǎn)物，B正確；M的六元環(huán)中與—NO2相連的C為sp3雜化，苯中大π鍵發(fā)生改變，C錯誤；苯的硝化反應中濃H2SO4作催化劑，D正確。3．(2024·安徽卷)某溫度下，在密閉容器中充入一定量X(g)，發(fā)生下列反應：X(g)Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)Z(g)(ΔH2<0)，測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的是()答案：B解析：由題圖可知，反應初期隨著時間的推移X的濃度逐漸減小、Y和Z的濃度逐漸增大，后來隨著時間的推移X和Y的濃度逐漸減小、Z的濃度繼續(xù)逐漸增大，說明X(g)Y(g)的反應速率大于Y(g)Z(g)的反應速率，則反應X(g)Y(g)的活化能小于反應Y(g)Z(g)的活化能。X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的ΔH都小于0，故兩個反應均為放熱反應；則符合題意的反應進程示意圖為B項圖示。4．(2024·河北卷)對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究，電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態(tài))。下列說法錯誤的是()A．PDA捕獲CO2的反應為＋CO2→B．路徑2是優(yōu)先路徑，速控步驟反應式為*COeq\o\al(*－,2)＋＋e－→*C2Oeq\o\al(2－,4)＋C．路徑1、3經(jīng)歷不同的反應步驟但產(chǎn)物相同；路徑2、3起始物相同但產(chǎn)物不同D．三個路徑速控步驟均涉及*COeq\o\al(*－,2)的轉化，路徑2、3的速控步驟均伴有PDA再生答案：D解析：根據(jù)題給反應路徑圖可知，PDA(1，3-丙二胺)捕獲CO2的產(chǎn)物為，因此PDA捕獲CO2的反應為＋CO2→，A正確；由反應進程中的能量變化可知，路徑2的最大能壘最小，因此與路徑1和路徑3相比，路徑2是優(yōu)先路徑，且路徑2的最大能壘存在于*COeq\o\al(*－,2)→*C2Oeq\o\al(2－,4)的步驟，根據(jù)反應路徑2圖示可知，該步驟有參與反應，因此速控步驟反應式為*COeq\o\al(*－,2)＋＋e－→*C2Oeq\o\al(2－,4)＋，B正確；根據(jù)反應路徑圖可知，路徑1、3的中間產(chǎn)物不同，經(jīng)歷了不同的反應步驟，但產(chǎn)物均為*MgCO3，而路徑2、3的起始物均為，產(chǎn)物分別為*MgC2O4和*MgCO3，C正確；根據(jù)反應路徑與相對能量的圖像可知，三個路徑的速控步驟中*COeq\o\al(*－,2)都參與了反應，且由B項分析可知，路徑2的速控步驟伴有PDA再生，但路徑3的速控步驟為*COeq\o\al(*－,2)得電子轉化為*CO和*COeq\o\al(2－,3)，沒有PDA的生成，D錯誤。5．(2023·新課標卷)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉化為肼(NH2NH2)，其反應歷程如下所示。下列說法錯誤的是()A．NH2OH、NH3和H2O均為極性分子B．反應涉及N—H、N—O鍵斷裂和N—N鍵生成C．催化中心的Fe2＋被氧化為Fe3＋，后又被還原為Fe2＋D．將NH2OH替換為ND2OD，反應可得ND2ND2答案：D解析：由反應歷程可知，反應過程中，生成的NH2NH2有兩個氫原子來源于NH3，所以將NH2OH替換為ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D錯誤。6．(2023·廣東卷)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應R(g)P(g)。反應歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時，下列說法不正確的是()A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行B．反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大C．使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡D．使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大答案：C解析：由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應速率更快，反應體系更快達到平衡，C錯誤。7．(2023·浙江1月選考)標準狀態(tài)下，氣態(tài)反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是()A．E6－E3＝E5－E2B．可計算Cl—Cl鍵能為2(E2－E3)kJ·mol－1C．相同條件下，O3的平衡轉化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠD．歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應的熱化學方程式為ClO(g)＋O(g)=O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1答案：C解析：根據(jù)歷程Ⅰ，O3(g)＋O(g)2O2(g)的ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1，根據(jù)歷程Ⅱ，O3(g)＋O(g)2O2(g)的反應熱ΔH＝(E5－E2)kJ·mol－1，則E6－E3＝E5－E2，A正確；根據(jù)圖示，Cl(g)的相對能量為(E2－E3)kJ·mol－1，由于Cl2(g)的相對能量為0，故Cl2(g)=Cl(g)＋Cl(g)的ΔH＝2(E2－E3)kJ·mol－1，即Cl—Cl鍵能為2(E2－E3)kJ·mol－1，B正確；歷程Ⅱ使用了催化劑Cl，催化劑不能使平衡發(fā)生移動，則O3的平衡轉化率：歷程Ⅱ＝歷程Ⅰ，C錯誤；歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應為活化能最小的反應，即ClO(g)＋O(g)=O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1，D正確。8．(2022·遼寧高考)利用有機分子模擬生物體內“醛縮酶”催化Diels-Alder反應取得重要進展，榮獲2021年諾貝爾化學獎。某Diels-Alder反應催化機理如下，下列說法錯誤的是()A．總反應為加成反應 B．Ⅰ和Ⅴ互為同系物C．Ⅵ是反應的催化劑 D．化合物X為H2O答案：B解析：和結構不相似、分子組成上也不相差一個或若干個CH2原子團，兩者不互為同系物，B錯誤。9．(2023·湖南卷)N2H4是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L-Ru-NH3]＋表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4，其反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配體NH3失去質子能力增強B．M中Ru的化合價為＋3C．該過程有非極性鍵的形成D．該過程的總反應式：4NH3－2e－=N2H4＋2NHeq\o\al(＋,4)答案：B解析：Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，[L-Ru-NH3]2＋中的Ru帶有更多的正電荷，其與N原子成鍵后，Ru吸引電子的能力比Ru(Ⅱ)強，這種作用使得配體NH3中的N—H鍵極性變強且更易斷裂，因此其失去質子(H＋)的能力增強，A正確；M為[L-Ru-N·H2]＋，當[L-Ru-NH2]＋變?yōu)镸時，N原子的孤電子對拆為2個電子并轉移給Ru1個電子，其中Ru的化合價變?yōu)椋?，B錯誤；該過程M變?yōu)閇L-Ru-NH2-NH2-Ru-L]2＋時，有N—N鍵形成，N—N鍵是非極性鍵，C正確；從整個過程來看，4個NH3失去了2個電子后生成了1個N2H4和2個NHeq\o\al(＋,4)，Ru(Ⅱ)是催化劑，因此，該過程的總反應式為4NH3－2e－=N2H4＋2NHeq\o\al(＋,4)，D正確。10．(2022·山東高考)在NO催化下，丙烷與氧氣反應制備丙烯的部分反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．含N分子參與的反應一定有電子轉移B．由NO生成HONO的反應歷程有2種C．增大NO的量，C3H8的平衡轉化率不變D．當主要發(fā)生包含②的歷程時，最終生成的水減少答案：D解析：根據(jù)題圖反應機理知，含N分子發(fā)生的反應有NO＋·OOH=NO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O=2HONO、NO2＋·C3H7=C3H6＋HONO、HONO=NO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合價依次為＋2價、＋4價、＋3價，上述反應中均有元素化合價的升降，都為氧化還原反應，一定有電子轉移，A正確；根據(jù)題圖，由NO生成HONO的反應歷程有2種，B正確；NO是催化劑，增大NO的量，C3H8的平衡轉化率不變，C正確；無論反應歷程如何，在NO催化下丙烷與O2反應制備丙烯的總反應都為2C3H8＋O2eq\o(,\s\up7(NO))2C3H6＋2H2O，當主要發(fā)生包含②的歷程時，最終生成的水不變，D錯誤。1．(2024·湖南省長郡中學高三月考)二氧化碳選擇性加氫制甲醇是解決溫室效應、發(fā)展綠色能源和實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。常溫常壓下利用銅基催化劑實現(xiàn)二氧化碳選擇性加氫制甲醇的反應機理和能量變化圖如下(其中吸附在催化劑表面上的粒子用*標注)，下列說法錯誤的是()A．催化劑能改變反應機理，加快反應速率，降低反應熱B．二氧化碳選擇性加氫制甲醇是放熱反應C．該歷程的決速步為HCOO*＋4H*=CH3O*＋H2OD．總反應為CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)答案：A2．(2024·廣東六校高三聯(lián)考)反應物(X)轉化為產(chǎn)物(Y)時的能量變化與反應進程的關系如圖曲線①所示，使用催化劑M后能量變化與反應進程的關系如圖曲線②所示。下列說法正確的是()A．穩(wěn)定性：X>YB．使用催化劑降低了該反應的焓變C．使用催化劑后，反應歷程分3步進行D．使用催化劑后，反應歷程中的決速步為X＋M=X·M答案：C解析：X的能量比Y的高，根據(jù)能量越低物質越穩(wěn)定，知穩(wěn)定性：X<Y，A錯誤；使用催化劑可以降低活化能，但不改變焓變，B錯誤；使用催化劑后，反應歷程為X→X·M、X·M→Y·M、Y·M→Y，分3步進行，C正確；由圖可知，使用催化劑后，反應歷程中X·M→Y·M的活化能最大，為決速步，D錯誤。3．(2024·商洛市山陽中學高三一模)FeMnTiOx催化劑對NH3—SCR脫硝技術的反應機理如圖所示，下列說法錯誤的是()A．運用該技術應控制溫度在200℃以下B．較理想的中間產(chǎn)物是NH4NO3C．N2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物D．NH3參與的是非氧化還原反應答案：B解析：根據(jù)脫硝的反應機理，NH4NO3在溫度超過200℃時會反應生成N2O，達不到脫硝目的，因此運用該技術應控制溫度在200℃以下，故A正確；根據(jù)圖示，NH4NO3在溫度超過200℃時會反應生成N2O，NH4NO2可以直接轉化為氮氣和水，因此較理想的中間產(chǎn)物是NH4NO2，故B錯誤；根據(jù)脫硝的反應機理，反應物是氨氣和NO、O2，生成物是氮氣和水，N元素的化合價由－3價升高到0價，＋2價降低為0價，因此N2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，故C正確；根據(jù)圖示，NH3與硝酸或亞硝酸反應生成硝酸銨或亞硝酸銨，沒有元素化合價的變化，是非氧化還原反應，故D正確。4．(2024·福建龍巖市上杭一中高三月考)據(jù)文獻報道，我國學者提出O2氧化HBr生成Br2的反應歷程如圖所示。下列有關該歷程的說法錯誤的是()A．O2氧化HBr生成Br2的總反應為O2＋4HBr=2Br2＋2H2OB．中間體HOOBr和HOBr中Br的化合價相同C．發(fā)生步驟②時，斷裂的化學鍵既有極性鍵又有非極性鍵D．步驟③中，每生成1molBr2轉移2mol電子答案：D解析：步驟③反應為HBr＋HOBr=H2O＋Br2，在該反應中每生成1molBr2轉移1mol電子，D錯誤。5．(2024·福建省廈門一中高三月考)利用煙氣中SO2可回收廢水中的I－，實現(xiàn)碘單質的再生，其反應原理如圖所示，下列說法正確的是()A．反應①～⑤中均有電子的轉移B．NH3轉化為[Co(NH3)6]2＋后鍵角減小C．總反應離子方程式為SO2＋O2＋2I－eq\o(=,\s\up7(催化劑))I2＋SOeq\o\al(2－,4)D．[(NH3)5