資源簡介

選擇題突破6　化學(xué)反應(yīng)機理、歷程、能壘圖像
選擇題1~13題,每題3分,共39分
A卷
1.(2024·山東威海一模)乙烷催化氧化為乙醛在合成化學(xué)和碳資源利用等方面均有重大意義。在Fe+催化下乙烷氧化成乙醛的機理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.C2H6、CH3CHO中C原子雜化方式均為sp3
B.Fe+一定不能改變乙烷氧化成乙醛的轉(zhuǎn)化率
C.根據(jù)圖示機理,可推測X、Y分別為H2O、C2H5OH
D.每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物質(zhì)的量小于2 mol
2.(2024·山西運城質(zhì)檢)不對稱催化羥醛縮合反應(yīng)的循環(huán)機理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.步驟①和②的有機產(chǎn)物可通過紅外光譜鑒別
B.步驟③、④的反應(yīng)涉及手性碳原子的生成
C.步驟⑤的產(chǎn)物L(fēng)-脯氨酸是該反應(yīng)的催化劑
D.若用苯甲醛和作為原料,也可完成上述羥醛縮合反應(yīng)
3.(2024·山東濰坊一模)1,2-丙二醇可用作制備不飽和聚酯樹脂的原料,在化妝品、牙膏和香皂中可與甘油配合用202作潤濕劑。已知1,2-丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機理如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.X的化學(xué)式為H2O
B.催化過程中金屬元素Mo成鍵數(shù)發(fā)生改變
C.MoO3是該反應(yīng)的催化劑,可通過降低反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率
D.整個反應(yīng)的化學(xué)方程式為++CH3CHO
4.在汞鹽溶液催化下HC≡CH與水反應(yīng)生成CH3CHO的反應(yīng)歷程如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.HC≡CH→CH3CHO過程中,C原子的雜化方式發(fā)生1種變化
B.過程①中,Hg2+與水分子中電負(fù)性較小的原子以配位鍵結(jié)合形成配離子
C.HC≡CH與水反應(yīng)生成CH3CHO的焓變ΔH=(E5-E1) kJ·mol-1
D.其他條件不變,增大乙炔濃度會使乙炔平衡轉(zhuǎn)化率減小
5.(2024·湖南長郡中學(xué)質(zhì)檢)硫酸鹽還原菌(SRB)會腐蝕許多金屬及合金。模擬SRB誘導(dǎo)腐蝕碳素鋼發(fā)生厭氧電化學(xué)腐蝕實驗,實驗后發(fā)現(xiàn)碳素鋼表面覆蓋物成分是硫化物(主要含F(xiàn)eS),腐蝕機理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.碳素鋼厭氧腐蝕過程中SRB做還原劑
B.溫度越高,SRB誘導(dǎo)碳素鋼厭氧腐蝕速率越快
C.碳作負(fù)極,電極反應(yīng)為H++e-===H
D.該實驗生成FeS的總反應(yīng):8H++4Fe+S===FeS+3Fe2++4H2O
6.(2024·安徽滁州質(zhì)檢)中國科學(xué)院化學(xué)研究所發(fā)表了CO2催化氫化機理。其機理中化合物1(s)→化合物2(s)的過程和其相對能量變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.選擇更優(yōu)催化劑可以提升單位時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率
B.該過程的總反應(yīng)速率主要由過程①決定
C.化合物1(s)→化合物2(s)的過程包含兩個基元反應(yīng)
D.低溫有利于化合物1(s)→化合物2(s)的反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
7.(2024·山東淄博一模)水催化氧化機理如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.鈷位于元素周期表中的d區(qū)
B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率
C.在轉(zhuǎn)化過程中Co的化合價沒有發(fā)生變化
D.該機理總反應(yīng)式:2H2O—→O2↑+4H++4e-
8.(2024·山西臨汾一模)2023年10月7日,《臨汾日報》發(fā)表題為《全省首家氫能源公共自行車,落地曲沃》的報道。氫能源是清潔的二次能源,水煤氣的變換反應(yīng)H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)是一種重要的制氫手段,金基二元合金團簇(Au12Cu)催化水煤氣變換反應(yīng)發(fā)生的氧化還原機理有A和B兩種途徑(*表示物質(zhì)吸附在催化劑上)。
下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.Au12Cu不參與制氫的化學(xué)反應(yīng)
B.Au12Cu可提高H2的平衡產(chǎn)率
C.水煤氣的變換反應(yīng)歷程中同時存在極性鍵、非極性鍵的斷裂和形成
D.根據(jù)圖2,反應(yīng)途徑A更有利于水煤氣的變換反應(yīng)
B卷
9.(2024·河南平頂山一模)光催化氧化甲烷制甲醛的機理如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.在光催化劑表面會發(fā)生反應(yīng)H2O+h+===H++·OH
B.CH3OOH為中間產(chǎn)物
C.上述過程中有非極性鍵的斷裂與生成
D.含O分子參與的反應(yīng)一定有電子轉(zhuǎn)移
10.(2024·山東東營一模)納米Ni-Pd催化制備甲酸鈉的機理如下圖所示:
下列說法錯誤的是(　　)
A.納米尺寸Ni-Pd有利于加快反應(yīng)速率
B.反應(yīng)過程中有極性鍵的斷裂與形成
C.反應(yīng)過程中不需要持續(xù)補充CO2
D.總反應(yīng)的原子利用率為100%
11.(2024·河北石家莊質(zhì)檢)三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我國科學(xué)家利用(CH3)2NCHO(簡稱DMF)在銅催化作用下轉(zhuǎn)化得到N(CH3)3,下圖是計算機模擬單個DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示(*表示物質(zhì)吸附在銅催化劑上),下列說法錯誤的是(　　)
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫可提高DMF的平衡轉(zhuǎn)化率
B.該歷程包含6個基元反應(yīng),最大能壘(活化能)為1.19 eV
C.設(shè)法提高N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g)的速率可以提高總反應(yīng)速率
D.若1 mol DMF完全轉(zhuǎn)化為三甲胺,則會吸收1.02 eV·NA的能量
12.(2024·河南鄭州一模)空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。科研人員提出了霧霾微顆粒中硫酸鹽(含S、HS)生成的三個階段的轉(zhuǎn)化機理,其主要過程示意圖如圖,下列說法錯誤的是(　　)
A.S和N的中心原子的雜化軌道類型分別是:sp3、sp2
B.整個過程中有H2O參加反應(yīng),而且包含了硫氧鍵的斷裂與形成
C.1 mol S在第Ⅱ、Ⅲ兩個階段共失去電子數(shù)目為NA
D.硫酸鹽轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的總反應(yīng)方程式為S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2
13.我國某科研團隊發(fā)現(xiàn)了釕(Ru)單原子催化劑可電催化還原氮氣合成氨,不同催化載體的電催化還原歷程中的能量變化如圖所示。已知:*表示吸附在催化劑表面的物種。下列說法正確的是(　　)
A.不同的催化載體可改變電催化還原的ΔH,提高反應(yīng)速率
B.不同催化載體的電催化還原歷程中,活化能最大的步驟相同
C.Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氫原子
D.釕單原子電催化還原氮氣合成氨反應(yīng)的ΔH>0
選擇題突破6　化學(xué)反應(yīng)機理、歷程、能壘圖像
1.C　[A.CH3CHO中羰基碳為sp2雜化,錯誤;B.由題干反應(yīng)歷程圖可知,Fe+催化過程中存在副反應(yīng),導(dǎo)致改變了乙烷氧化成乙醛的轉(zhuǎn)化率,錯誤;C.由題干反應(yīng)歷程圖可知,反應(yīng)[(C2H5)Fe(OH)]+—→[(C2H4)Fe]++X、[(C2H5)Fe(OH)]+—→Fe2++Y,根據(jù)質(zhì)量守恒可知,X、Y分別為H2O、C2H5OH,正確;D.由題干反應(yīng)歷程圖可知,若無副反應(yīng),則每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物質(zhì)的量等于2 mol,但過程中存在副反應(yīng)發(fā)生,且生成的Fe+能還原N2O,故消耗N2O的物質(zhì)的量大于2 mol,錯誤。]
2.D　[A.①和②的有機產(chǎn)物分別為、,兩者含有不同的官能團,可通過紅外光譜鑒別,正確;B.同一碳原子連接四個不同的原子或者原子團的碳原子為手性碳原子,步驟③和④的生成物均有手性碳原子的生成,正確;C.L-脯氨酸在步驟①參與反應(yīng),在步驟⑤又生成,是該反應(yīng)的催化劑,正確;D.苯甲醛和均含有苯環(huán),不含α-氫,則不可完成上述羥醛縮合反應(yīng),錯誤。]
3.D　[A.由題干反應(yīng)歷程圖可知,反應(yīng)②為
,則X為H2O,正確;B.由圖可知,Mo成鍵數(shù)發(fā)生改變,正確;C.催化劑MoO3通過降低反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率,正確;D.整個反應(yīng)的化學(xué)方程式為2++CH3CHO+2H2O,錯誤。]
4.D　[由乙炔的結(jié)構(gòu)簡式可知,乙炔分子中C原子的雜化方式為sp,乙醛分子中C原子的雜化方式為sp2、sp3,則C原子的雜化方式發(fā)生2種變化,A錯誤。過程①中,具有空軌道的Hg2+與水分子中具有孤電子對的氧原子通過配位鍵形成配離子[Hg(H2O)]2+,水分子中O的電負(fù)性大于H的,B錯誤。由題圖可知,[Hg(H2O)]2+和HC≡CH的能量之和為E1 kJ·mol-1,所以乙炔與水反應(yīng)生成CH3CHO的焓變ΔH<(E5-E1) kJ·mol-1,C錯誤。其他條件不變,增大乙炔的濃度可以使平衡正向移動,但乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率減小,D正確。]
5.D　[A.氫原子將+6價的硫酸根離子還原為-2價的硫離子,SRB不做還原劑,錯誤;B.溫度超過一定范圍,硫酸鹽還原菌(SRB)活性下降,速率減慢,錯誤;C.碳作正極,電極反應(yīng)為H++e-===H,錯誤;D.根據(jù)示意圖可知,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為8H++4Fe+S===FeS+3Fe2++4H2O,正確。]
6.B　[A.催化劑可以加快反應(yīng)速率,從而可以提升單位時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率,正確;B.過程①的活化能為(6.05-0.00) kJ·mol-1=6.05 kJ·mol-1,②的活化能為(11.28-2.08) kJ·mol-1=9.20 kJ·mol-1,過程①的活化能小于過程②的活化能,過程①的反應(yīng)速率大于過程②的反應(yīng)速率,故該過程的總反應(yīng)速率主要由過程②決定,錯誤;C.化合物1經(jīng)兩步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化合物2,每步反應(yīng)均為基元反應(yīng),正確;D.由能量關(guān)系圖可知化合物1(s)→化合物2(s)的反應(yīng)為放熱反應(yīng),則低溫有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,正確。]
7.C　[A.鈷為27號元素,價層電子排布式為3d74s2,位于元素周期表中的d區(qū),正確;B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,正確;C.如在過程中,H、O化合價不變,Co失去電子,化合價升高,錯誤;D.由水催化氧化機理圖可知,該機理總反應(yīng)式:2H2O—→O2↑+4H++4e-,正確。]
8.D　[A.據(jù)題給信息,催化劑參與了制氫的化學(xué)反應(yīng),錯誤;B.催化劑不影響化學(xué)平衡,不可能提高H2的平衡產(chǎn)率,錯誤;C.水煤氣的變換反應(yīng)歷程中存在極性鍵的斷裂,極性鍵、非極性鍵的形成,無非極性鍵的斷裂,錯誤;D.根據(jù)圖2,反應(yīng)途徑A最高能壘比途徑B的最高能壘低,反應(yīng)速率快,更有利于水煤氣的變換反應(yīng),正確。]
9.C　[A.根據(jù)圖中信息可知,在光催化劑表面會發(fā)生反應(yīng)H2O+h+===H++·OH,正確;B.根據(jù)圖中信息生成甲醛之前的物質(zhì)為中間產(chǎn)物CH3OOH,正確;C.上述過程中有非極性鍵O—O的斷裂,但沒有非極性鍵的生成,錯誤;D.含O分子參與的反應(yīng)為具有化合價的變化,例如O2轉(zhuǎn)化為·OOH,該過程得到電子,正確。]
10.D　[A.納米Ni-Pd催化劑能降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率,正確;B.由圖可知,反應(yīng)過程中有極性鍵的斷裂與形成,正確;C.由圖可知,該反應(yīng)的總反應(yīng)為碳酸氫鈉與氫氣反應(yīng)生成甲酸鈉和水,二氧化碳是反應(yīng)的中間產(chǎn)物,所以反應(yīng)過程中不需要持續(xù)補充二氧化碳,正確;D.由圖可知,該反應(yīng)的總反應(yīng)為碳酸氫鈉與氫氣反應(yīng)生成甲酸鈉和水,反應(yīng)所得產(chǎn)物不唯一,所以反應(yīng)中原子利用率不是100%,錯誤。]
11.D　[A.由圖可知,該反應(yīng)為反應(yīng)物總能量高于生成物總能量的放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,DMF的平衡轉(zhuǎn)化率增大,正確;B.由圖可知,該歷程包含6個基元反應(yīng),最大能壘(活化能)為1.19 eV,正確;C.反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,總反應(yīng)的速率取決于慢反應(yīng),由圖可知,最大能壘(活化能)為1.19 eV,反應(yīng)的方程式為N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g),正確;D.由反應(yīng)物和生成物的相對能量可知,反應(yīng)放熱為0 eV-(-1.02 eV)=1.02 eV,1 mol DMF完全轉(zhuǎn)化為三甲胺,則會釋放出1.02 eV·NA的能量,錯誤。]
12.B　[由圖可知,硫酸鹽轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的反應(yīng)為二氧化氮與亞硫酸根離子和水反應(yīng)生成亞硝酸、亞硝酸根離子和硫酸氫根離子,反應(yīng)的離子方程式為S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2,反應(yīng)中氮元素的化合價降低被還原,二氧化氮是反應(yīng)的氧化劑,硫元素化合價升高被氧化,亞硫酸根離子是反應(yīng)的還原劑。A.S和N的中心原子的價層電子對數(shù)為3+=4、2+=3,雜化軌道類型分別是sp3、sp2,正確;B.由圖可知,整個過程中有H2O參加反應(yīng),但是沒有硫氧鍵的斷裂,錯誤;C.由圖可知S在第Ⅱ、Ⅲ兩個階段被氧化生成HS,則反應(yīng)中消耗1 mol S,共失去電子數(shù)目為1 mol×(6—5)×NA mol-1=NA個,正確;D.由分析可知,硫酸鹽轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的總反應(yīng)方程式為S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2,正確。]
13.C　[使用不同的催化載體,不能改變反應(yīng)的ΔH,但可以通過改變反應(yīng)歷程來提高反應(yīng)速率,A項錯誤。由題圖可知,Ru@Zr32O63催化中,活化能最大的步驟為*NNH2+*H—→NH3+*N;Ru@NC2催化中,活化能最大的步驟為*NNH+*H—→*NNH2,故不同催化載體的電催化還原歷程中,活化能最大的步驟不同,B項錯誤。催化劑吸附氫原子后能量越低,越穩(wěn)定,Ru@Zr32O63吸附氫原子后能量為-0.2 eV,Ru@NC2吸附氫原子后能量為-0.42 eV,故Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氫原子,C項正確。由題圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則釕單原子電催化還原氮氣合成氨反應(yīng)的ΔH<0,D項錯誤。](共27張PPT)
選擇題突破6　化學(xué)反應(yīng)機理、歷程、能壘圖像
第三篇　專項練增分提能
選擇題重要考點強化練
A卷
1.(2024·山東威海一模)乙烷催化氧化為乙醛在合成化學(xué)和碳資源利用等方面均有重大意義。在Fe+催化下乙烷氧化成乙醛的機理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.C2H6、CH3CHO中C原子雜化方式均為sp3
B.Fe+一定不能改變乙烷氧化成乙醛的轉(zhuǎn)化率
C.根據(jù)圖示機理,可推測X、Y分別為H2O、C2H5OH
D.每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物質(zhì)的量小于2 mol
C
解析　A.CH3CHO中羰基碳為sp2雜化,錯誤;B.由題干反應(yīng)歷程圖可知,Fe+催化過程中存在副反應(yīng),導(dǎo)致改變了乙烷氧化成乙醛的轉(zhuǎn)化率,錯誤;C.由題干反應(yīng)歷程圖可知,反應(yīng)[(C2H5)Fe(OH)]+—→[(C2H4)Fe]++X、[(C2H5)Fe(OH)]+—→Fe2++Y,根據(jù)質(zhì)量守恒可知,X、Y分別為H2O、C2H5OH,正確;D.由題干反應(yīng)歷程圖可知,若無副反應(yīng),則每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物質(zhì)的量等于2 mol,但過程中存在副反應(yīng)發(fā)生,且生成的Fe+能還原N2O,故消耗N2O的物質(zhì)的量大于2 mol,錯誤。
2.(2024·山西運城質(zhì)檢)不對稱催化羥醛縮合反應(yīng)的循環(huán)機理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
D
3.(2024·山東濰坊一模)1,2-丙二醇可用作制備不飽和聚酯樹脂的原料,在化妝品、牙膏和香皂中可與甘油配合用202作潤濕劑。已知1,2-丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機理如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
D
4.在汞鹽溶液催化下HC≡CH與水反應(yīng)生成CH3CHO的反應(yīng)歷程如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.HC≡CH→CH3CHO過程中,C原子的
雜化方式發(fā)生1種變化
B.過程①中,Hg2+與水分子中電負(fù)性較
小的原子以配位鍵結(jié)合形成配離子
C.HC≡CH與水反應(yīng)生成CH3CHO的焓變ΔH=(E5-E1) kJ·mol-1
D.其他條件不變,增大乙炔濃度會使乙炔平衡轉(zhuǎn)化率減小
D
解析　由乙炔的結(jié)構(gòu)簡式可知,乙炔分子中C原子的雜化方式為sp,乙醛分子中C原子的雜化方式為sp2、sp3,則C原子的雜化方式發(fā)生2種變化,A錯誤。過程①中,具有空軌道的Hg2+與水分子中具有孤電子對的氧原子通過配位鍵形成配離子[Hg(H2O)]2+,水分子中O的電負(fù)性大于H的,B錯誤。由題圖可知,[Hg(H2O)]2+和HC≡CH的能量之和為E1 kJ·mol-1,所以乙炔與水反應(yīng)生成CH3CHO的焓變ΔH<(E5-E1) kJ·mol-1,C錯誤。其他條件不變,增大乙炔的濃度可以使平衡正向移動,但乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率減小,D正確。
5.(2024·湖南長郡中學(xué)質(zhì)檢)硫酸鹽還原菌(SRB)會腐蝕許多金屬及合金。模擬SRB誘導(dǎo)腐蝕碳素鋼發(fā)生厭氧電化學(xué)腐蝕實驗,實驗后發(fā)現(xiàn)碳素鋼表面覆蓋物成分是硫化物(主要含F(xiàn)eS),腐蝕機理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.碳素鋼厭氧腐蝕過程中SRB做還原劑
B.溫度越高,SRB誘導(dǎo)碳素鋼厭氧腐蝕速率越快
C.碳作負(fù)極,電極反應(yīng)為H++e-===H
D.該實驗生成FeS的總反應(yīng):8H++4Fe+S===FeS+
3Fe2++4H2O
D
解析　A.氫原子將+6價的硫酸根離子還原為-2價的硫離子,SRB不做還原劑,錯誤;B.溫度超過一定范圍,硫酸鹽還原菌(SRB)活性下降,速率減慢,錯誤;C.碳作正極,電極反應(yīng)為H++e-===H,錯誤;D.根據(jù)示意圖可知,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為8H++4Fe+S===FeS+3Fe2++4H2O,正確。
6.(2024·安徽滁州質(zhì)檢)中國科學(xué)院化學(xué)研究所發(fā)表了CO2催化氫化機理。其機理中化合物1(s)→化合物2(s)的過程和其相對能量變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.選擇更優(yōu)催化劑可以提升單位時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率
B.該過程的總反應(yīng)速率主要由過程①決定
C.化合物1(s)→化合物2(s)的過程包含兩個基元反應(yīng)
D.低溫有利于化合物1(s)→化合物2(s)的反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
B
解析　A.催化劑可以加快反應(yīng)速率,從而可以提升單位時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率,正確;B.過程①的活化能為(6.05-0.00) kJ·mol-1=6.05 kJ·mol-1,②的活化能為(11.28-2.08) kJ·mol-1=9.20 kJ·mol-1,過程①的活化能小于過程②的活化能,過程①的反應(yīng)速率大于過程②的反應(yīng)速率,故該過程的總反應(yīng)速率主要由過程②決定,錯誤;C.化合物1經(jīng)兩步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化合物2,每步反應(yīng)均為基元反應(yīng),正確;D.由能量關(guān)系圖可知化合物1(s)→化合物2(s)的反應(yīng)為放熱反應(yīng),則低溫有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,正確。
7.(2024·山東淄博一模)水催化氧化機理如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A.鈷位于元素周期表中的d區(qū)
B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率
C.在轉(zhuǎn)化過程中Co的化合價沒有發(fā)生變化
D.該機理總反應(yīng)式:2H2O—→O2↑+4H++4e-
C
下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.Au12Cu不參與制氫的化學(xué)反應(yīng)
B.Au12Cu可提高H2的平衡產(chǎn)率
C.水煤氣的變換反應(yīng)歷程中同時存在極性鍵、非極性鍵的斷裂和形成
D.根據(jù)圖2,反應(yīng)途徑A更有利于水煤氣的變換反應(yīng)
D
解析　A.據(jù)題給信息,催化劑參與了制氫的化學(xué)反應(yīng),錯誤;B.催化劑不影響化學(xué)平衡,不可能提高H2的平衡產(chǎn)率,錯誤;C.水煤氣的變換反應(yīng)歷程中存在極性鍵的斷裂,極性鍵、非極性鍵的形成,無非極性鍵的斷裂,錯誤;D.根據(jù)圖2,反應(yīng)途徑A最高能壘比途徑B的最高能壘低,反應(yīng)速率快,更有利于水煤氣的變換反應(yīng),正確。
B卷
9.(2024·河南平頂山一模)光催化氧化甲烷制甲醛的機理如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.在光催化劑表面會發(fā)生反應(yīng)H2O+h+
===H++·OH
B.CH3OOH為中間產(chǎn)物
C.上述過程中有非極性鍵的斷裂與生成
D.含O分子參與的反應(yīng)一定有電子轉(zhuǎn)移
C
解析　A.根據(jù)圖中信息可知,在光催化劑表面會發(fā)生反應(yīng)H2O+h+===H++·OH,正確;B.根據(jù)圖中信息生成甲醛之前的物質(zhì)為中間產(chǎn)物CH3OOH,正確;C.上述過程中有非極性鍵O—O的斷裂,但沒有非極性鍵的生成,錯誤;D.含O分子參與的反應(yīng)為具有化合價的變化,例如O2轉(zhuǎn)化為·OOH,該過程得到電子,正確。
10.(2024·山東東營一模)納米Ni-Pd催化制備甲酸鈉的機理如下圖所示:
下列說法錯誤的是(　　)
A.納米尺寸Ni-Pd有利于加快反應(yīng)速率
B.反應(yīng)過程中有極性鍵的斷裂與形成
C.反應(yīng)過程中不需要持續(xù)補充CO2
D.總反應(yīng)的原子利用率為100%
D
解析　A.納米Ni-Pd催化劑能降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率,正確;B.由圖可知,反應(yīng)過程中有極性鍵的斷裂與形成,正確;C.由圖可知,該反應(yīng)的總反應(yīng)為碳酸氫鈉與氫氣反應(yīng)生成甲酸鈉和水,二氧化碳是反應(yīng)的中間產(chǎn)物,所以反應(yīng)過程中不需要持續(xù)補充二氧化碳,正確;D.由圖可知,該反應(yīng)的總反應(yīng)為碳酸氫鈉與氫氣反應(yīng)生成甲酸鈉和水,反應(yīng)所得產(chǎn)物不唯一,所以反應(yīng)中原子利用率不是100%,錯誤。
11.(2024·河北石家莊質(zhì)檢)三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我國科學(xué)家利用(CH3)2NCHO(簡稱DMF)在銅催化作用下轉(zhuǎn)化得到N(CH3)3,下圖是計算機模擬單個DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示(*表示物質(zhì)吸附在銅催化劑上),下列說法錯誤的是(　　)
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫可提高
DMF的平衡轉(zhuǎn)化率
B.該歷程包含6個基元反應(yīng),最大能壘(活化能)為1.19 eV
C.設(shè)法提高N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g)的速率可以提高總反應(yīng)速率
D.若1 mol DMF完全轉(zhuǎn)化為三甲胺,則會吸收1.02 eV·NA的能量
D
解析　A.由圖可知,該反應(yīng)為反應(yīng)物總能量高于生成物總能量的放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,DMF的平衡轉(zhuǎn)化率增大,正確;B.由圖可知,該歷程包含6個基元反應(yīng),最大能壘(活化能)為1.19 eV,正確;C.反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,總反應(yīng)的速率取決于慢反應(yīng),由圖可知,最大能壘(活化能)為1.19 eV,反應(yīng)的方程式為N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g),正確;D.由反應(yīng)物和生成物的相對能量可知,反應(yīng)放熱為0 eV-(-1.02 eV)=1.02 eV,1 mol DMF完全轉(zhuǎn)化為三甲胺,則會釋放出1.02 eV·NA的能量,錯誤。
12.(2024·河南鄭州一模)空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。科研人員提出了霧霾微顆粒中硫酸鹽(含S、HS)生成的三個階段的轉(zhuǎn)化機理,其主要過程示意圖如圖,下列說法錯誤的是(　　)
A.S和N的中心原子的雜化軌道類型
分別是:sp3、sp2
B.整個過程中有H2O參加反應(yīng),而且包含了
硫氧鍵的斷裂與形成
C.1 mol S在第Ⅱ、Ⅲ兩個階段共失去電子數(shù)目為NA
D.硫酸鹽轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的總反應(yīng)方程式為S+2NO2+H2O=== HS+N+HNO2
B
解析　由圖可知,硫酸鹽轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的反應(yīng)為二氧化氮與亞硫酸根離子和水反應(yīng)生成亞硝酸、亞硝酸根離子和硫酸氫根離子,反應(yīng)的離子方程式為S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2,反應(yīng)中氮元素的化合價降低被還原,二氧化氮是反應(yīng)的氧化劑,硫元素化合價升高被氧化,亞硫酸根離子是反應(yīng)的還原劑。A.S和N的中心原子的價層電子對數(shù)為3+=4、2+=3,雜化軌道類型分別是sp3、sp2,正確;B.由圖可知,整個過程中有H2O參加反應(yīng),但是沒有硫氧鍵的斷裂,錯誤;C.由圖可知S在第Ⅱ、Ⅲ兩個階段被氧化生成HS,則反應(yīng)中消耗1 mol S,共失去電子數(shù)目為1 mol×(6—5)×NA mol-1=NA個,正確;D.由分析可知,硫酸鹽轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生的總反應(yīng)方程式為S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2,正確。
13.我國某科研團隊發(fā)現(xiàn)了釕(Ru)單原子催化劑可電催化還原氮氣合成氨,不同催化載體的電催化還原歷程中的能量變化如圖所示。已知:*表示吸附在催化劑表面的物種。下列說法正確的是(　　)
A.不同的催化載體可改變電催化還原的ΔH,提高
反應(yīng)速率
B.不同催化載體的電催化還原歷程中,活化能最
大的步驟相同
C.Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氫原子
D.釕單原子電催化還原氮氣合成氨反應(yīng)的ΔH>0
C
解析　使用不同的催化載體,不能改變反應(yīng)的ΔH,但可以通過改變反應(yīng)歷程來提高反應(yīng)速率,A項錯誤。由題圖可知,Ru@Zr32O63催化中,活化能最大的步驟為*NNH2+*H—→NH3+*N;Ru@NC2催化中,活化能最大的步驟為*NNH+*H—→*NNH2,故不同催化載體的電催化還原歷程中,活化能最大的步驟不同,B項錯誤。催化劑吸附氫原子后能量越低,越穩(wěn)定,Ru@Zr32O63吸附氫原子后能量為-0.2 eV,Ru@NC2吸附氫原子后能量為-0.42 eV,故Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氫原子,C項正確。由題圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則釕單原子電催化還原氮氣合成氨反應(yīng)的ΔH<0,D項錯誤。

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