2025屆高三化學二輪專題訓練　催化機理與反應歷程圖像分析

催化機理與反應歷程圖像分析選擇題1~8題,每題3分,共24分1.(2022·臺州中學測試)我國學者結合實驗與計算機模擬結果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用“·”標注。下列說法不正確的是()A.水煤氣變換為放熱反應B.物質在金催化劑表面吸附過程中能量保持不變C.該歷程中斷開一個H—O要吸收能量D.該歷程中正向的最大能壘(活化能)E正=2.02eV2.18O標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解,部分反應歷程可表示為:+OH-+CH3O-能量變化如圖所示。已知為快速平衡,下列說法正確的是()A.反應Ⅱ、Ⅲ為決速步B.反應結束后,溶液中存在18OH-C.反應結束后,溶液中存在CH3D.反應Ⅰ與反應Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應的焓變3.我國學者利用催化劑催化丙烷氧化脫氫的歷程如圖所示(吸附在催化劑表面的物質用*標注)。下列說法正確的是()A.反應歷程中第一步化學反應為決速步驟B.催化劑改變了丙烷氧化脫氫的焓變(ΔH)C.過渡態(tài)物質的穩(wěn)定性:過渡態(tài)2小于過渡態(tài)1D.吸附過程為吸熱過程4.研究CH3I與氯自由基(用Cl*表示)的反應有助于保護臭氧層。已知CH3I與Cl*反應有4條可能的反應路徑,如圖所示。圖中TS表示過渡態(tài),IM表示中間體。下列說法正確的是()A.相同條件下,路徑①的反應速率最大B.路徑④屬于放熱反應C.路徑②CH3I+Cl*CH3?D.過渡態(tài)中最穩(wěn)定的是TS1,產(chǎn)物最穩(wěn)定的是路徑④的5.(2024·舟山中學測試)苯與Br2在一定條件下能發(fā)生如下反應,其中部分轉化歷程與能量變化如圖所示:下列說法不正確的是()A.反應焓變:反應Ⅰ>反應ⅡB.在該條件下,反應Ⅲ能自發(fā)進行C.苯與Br2主要發(fā)生取代反應,生成有機主產(chǎn)物ⅡD.選擇相對較短的反應時間能有效增加產(chǎn)物Ⅰ的比例6.(2024·浙江信息卷)氫氣選擇性催化還原NO是一種比NH3還原NO更為理想的方法,備受研究者關注。以Pt?HY為催化劑,氫氣選擇性催化還原NO在催化劑表面的反應機理如下圖。下列說法不正確的是()A.在Pt?HY界面因反應活化能降低使H2迅速參與反應B.反應過程中有非極性鍵的斷裂和生成C.Pt原子表面上發(fā)生的反應有:N+NN2、2H+OH2O、NO+NN2O、3H+NNH3D.若1molNO在催化劑表面參與反應,轉移的電子數(shù)為2NA7.CH3OH與H2O在銅催化劑上的反應機理和能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.反應Ⅰ、反應Ⅱ均為放熱反應B.CO分子中σ鍵和π鍵數(shù)目和CO2相同C.選擇合適的催化劑可降低反應活化能和焓變D.該反應機理中涉及物質中有兩種非極性分子、三種極性分子8.Aun納米團簇能催化水煤氣變換反應,其微觀反應機理如圖1所示,反應過程中相對能量的變化如圖2所示。已知圖2中TS表示過渡態(tài),FS表示穩(wěn)定的共吸附。下列說法錯誤的是()A.水煤氣變換反應為H2O+COCO2+H2B.穩(wěn)定性:FSe2大于FSe1C.水煤氣變換反應的ΔH<0D.制約總反應速率的反應為CO*+OH*COOH*催化機理與反應歷程圖像分析1.B2.B3.A4.B5.D[A.根據(jù)圖中信息,反應Ⅰ是吸熱反應,反應Ⅱ是放熱反應,則反應焓變:反應Ⅰ>反應Ⅱ,故A正確;B.反應Ⅲ是放熱反應、熵增的反應,根據(jù),則在該條件下,反應Ⅲ能自發(fā)進行,故B正確;C.苯與Br2主要發(fā)生取代反應,生成有機主產(chǎn)物Ⅱ(溴苯),故C正確;D.根據(jù)圖中信息反應Ⅱ活化能較低,則反應速率較快,而反應Ⅰ活化能較大,反應速率較慢,因此選擇相對較短的反應時間能有效增加產(chǎn)物Ⅱ的比例,故D錯誤。]6.D[A項,Pt?HY是氫氣還原NO的催化劑,在Pt?HY界面上,降低了反應的活化能,從而使H2迅速參與反應,A正確;B項,從圖中可以看出,反應過程中有OO、H—H等非極性鍵的斷裂,有N≡N的生成,B正確;C項,從圖中可以看出,在左側的Pt原子表面,發(fā)生的反應有:2H+OH2O、NO+NN2O,在右側的Pt原子表面,發(fā)生的反應有N+NN2、3H+NNH3,C正確;D項,從左側Pt表面可以看出,發(fā)生反應2NO+H2N2O+H2O,反應中轉移電子的數(shù)目為2e-,則1molNO在催化劑表面參與反應,轉移的電子數(shù)為NA,D不正確。]7.D[A.從能量變化圖可知反應Ⅰ為吸熱反應,反應Ⅱ為放熱反應,A錯誤;B.每個CO分子中有1個σ鍵和2個π鍵,而每個CO2中有2個σ鍵和2個π鍵,B錯誤;C.選擇合適的催化劑可降低反應活化能,但不能改變焓變,C錯誤;D.題述反應機理中涉及物質中有兩種非極性分子(H2、CO2),三種極性分子(CH3OH、H2O、CO),D正確。]8.D[A.由圖1可知,反應物為H2O和CO,生成物為CO2和H2,故水煤氣變換反應為H2O+COCO2+H2,A正確;B.物質的能量越低越穩(wěn)定,FSe2的能量比FSe1的低,故穩(wěn)定性:FSe