2025年北京高考化学一轮专练——过渡态理论与反应历程题10道

2025年北京高考一轮专练——过渡态理论与反应历程题 10 道答案版 一、单选题 1．（2024·北京海淀·101 中学统考三模）下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。 下列说法正确的是 A．①表示 CO 和H2O从催化剂表面脱离的过程 B．②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同 C．由图可知COg H2Og CO2 g H2 g 为吸热反应 D．相同条件下，反应速率④>② 2．（2024·北京东城·统考二模）下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。 下列说法正确的是（ ） ①表示 CO 和 H2O 从催化剂表面脱离的过程 ②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同 C．由图可知 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为吸热反应 D．本历程中的催化剂通过改变水煤气变化反应的焓变，来实现改变其反应速率 学科网（北京）股份有限公司 3．（2024·北京·模拟预测）某科研人员提出 HCHO 与 O2 在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成 CO2、H2O 的历程，该历程示意图如下(图中只画出了 HAP 的部分结构)。下列叙述错误的是（ ） A．该历程中 HCHO 中所有的 C-H 键均断裂 B．该过程的总反应为 HCHO+O2 HAP CO2+H2O C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 D．生成物 CO2 中的氧原子由 HCHO 和 O2 共同提供 4．（2024·北京东城·北京一七一中校考三模）2021 年我国科学家实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。有关物质的转化过程示意如下： 下列说法不正确的是 A．反应①中分解H2O 制备H2 需从外界吸收能量 B．反应②中CO2 CH3OH ，碳原子的杂化方式发生了变化 C．核磁共振、X 射线衍射等技术可检测合成淀粉与天然淀粉的组成结构是否一致 D．C6→淀粉的过程中只涉及 O-H 键的断裂和形成 5．（2024·北京·一模）图中展示的是乙烯催化氧化的过程(部分相关离子未画出)，下列描述不正确的是 ( 4 )A． PbCl2- 和 Cu2+在反应中都是催化剂 B．该转化过程中，有非极性键的断裂与极性键的形成 C．该转化过程中，酸性条件下过程 V 涉及反应为 4Cu+ +O2+4H+=4Cu2++2H2O D．乙烯催化氧化的反应方程式为 CH2=CH2+O2 催化剂 CH3CHO+H2O 6．（2024·北京房山·统考二模）甲硫醇是一种重要的化工原料，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如图。下列说法中不．正．确．的是 A．上述过程中总反应是取代反应 B．反应前后碳原子的成键数目没有发生变化 C．若 CD3OD 和 H2S 参与，则可能生成 CHD2SH 和 D2O D．催化剂的使用可大大提升反应物硫化氢和甲醇的转化率 7．（2024·北京东城·北京市第一六六中学校考三模）氮掺杂的碳材料可以有效催化燃料电池中O2 的还原反应，其催化机理如图。 途径一：A→B→C→F 途径二：A→B→C→D→E下列说法不．正．确．的是 ( 2 2 2 )A．途径一中存在极性共价键的断裂与形成 B．途径一的电极反应是O 2H 2e=H O C．途径二，1mol O2 得到 4mol e D．氮掺杂的碳材料降低了反应的焓变 8．（2024·北京·模拟预测）甲硫醇是一种重要的化工原料，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如下；下列说法中不．正．确．的是 A．上述过程的总反应是取代反应 B．反应前后碳原子的成键数目没有发生变化 C．若CD3OD和H2S 参与，则可能生成CHD2SH和D2O D．控制乙醇浓度不变，提高硫化氢的用量，乙醇的转化率持续增大 9．（2024·北京西城·北京市回民学校校考模拟预测）将 H2S 和空气的混合气体通入 FeCl3、FeCl2、CuCl2 的混合溶液中反应回收 S，其物质转化如图所示。下列叙述不．正．确．的是 A．H2S 和空气通过上述循环的目的是降低活化能，提高总反应速率 B．在转化过程中能循环利用的物质是 FeCl3 和 CuCl2 学科网（北京）股份有限公司 C．该过程的总反应式为：2H2S+O2 催化剂 2H2O+2S↓ D．若有 1molH2S 发生图示转化的同时消耗 O2 为 0.4mol，则混合液中 Fe3+浓度增大 二、多选题 10．（2024·北京丰台·北京市第十中学校考三模）丙烯与HBr 加成过程及能量变化如下图， 下列说法正确的是 A．Ⅰ和Ⅱ为中间产物，Ⅰ比Ⅱ稳定 B．两种加成方式的决速步分别是②和④ 生成 1-溴丙烷的速率大于生成 2-溴丙烷的速率 D．升高相同温度，反应③速率的增大程度大于反应① 参考答案： 1．B 【详解】A．由题干反应历程图信息可知，①表示 CO 和H2O在催化剂表面吸附的过程，A 错误； B．由题干反应历程图信息可知，②和④中化学键变化相同均为 H2O 中的 H-O 键，因此吸收的能量相同，B 正确； C．由题干反应历程图信息可知，反应CO g H2Og CO2 g H2 g 中反应物 CO 和 H2O 的总能量高于生成物 CO2 和 H2 的总能量，故为放热反应，C 错误； D．由题干反应历程图信息可知，过程②需要的活化能(1.59-(-0.32))=1.91eV 低于反应④的活化能 (1.86-(0.16))=2.02eV，相同条件下，活化能越大，反应速率越慢，故反应速率④＜②，D 错误；故答案为：B。 2．B 【详解】A．由题吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，所以①表示 CO 和 H2O 在催化剂表面吸附的过程，A 项错误； B．②和④中化学键变化相同，断裂的均为 H-O 键，②中吸收的能量为[1.25-（-0.32）] eV=1.57 eV，④中吸收的能量为[1.41-（-0.16）] eV=1.57 eV，二者吸收的能量相同，B 项正确； C．由图可知 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为放热反应，反应物的能量大于生成物的能量，且放出的热量为 0.72eV， C 项错误； D．催化剂降低反应的活化能，但是不能改变反应的焓变，D 项错误；答案选 B。 3．C 【详解】A．反应 HCHO→CO2，HCHO 中所有的 C-H 键均断裂，A 项正确； B．根据题干所示，反应物为 HCHO 和 O2，生成物为 CO2 和 H2O，HAP 做催化剂，反应方程式为： HCHO+O2 HAP CO2+H2O，B 项正确； ( == )C．该反应与甲醛和氧气燃烧：HCHO+O2 点燃 CO2+H2O 能量变化大致相同，甲醛燃烧为放热反应，故题中反应也为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，C 项错误； D．根据图示反应时 HCHO 中 C-H 键均断裂，连接 O2 提供的一个 O 原子形成 CO2，则生成物 CO2 中的氧原子由 HCHO 和 O2 共同提供，D 项正确；答案选 C。 4．D 【详解】A．已知 H2 在氧气中燃烧是一个放热反应，则可知反应①中分解H2O 制备H2 需从外界吸收能量，A 正 学科网（北京）股份有限公司 确； B．已知 CO2 中 C 原子周围的价层电子对数为 2+ 1 (4-2×2) =2，则 C 原子为 sp 杂化，而 CH3OH 中 C 原子均以单 2 键与周围的 3 个 H 和一个 O 原子形成 4 个σ键，则该 C 原子以 sp3 杂化，则反应②中CO2 CH3OH ，碳原子 的杂化方式发生了变化，B 正确； C．核磁共振可以检测有机物中不同环境的 H 原子种类，X 射线衍射则可以检测晶体与非晶体和晶体的结构，则可用核磁共振、X 射线衍射等技术可检测合成淀粉与天然淀粉的组成结构是否一致，C 正确； D．由题干反应历程图可知，C6→淀粉的过程中涉及 O-H 键和 O-C 键的断裂，C-O 键的形成，D 错误；故答案为：D。 5．D ( 4 )【分析】由图可知，乙烯催化氧化的过程中，即做反应物又做生成物的PbCl2- 和 Cu2+是反应的催化剂，乙烯和氧 气是反应物，乙醛是反应的生成物，乙烯催化氧化的反应方程式为 2CH2=CH2+O2 催化剂 2CH3CHO。 ( 4 )【详解】A．由分析可知，即做反应物又做生成物的PbCl2- 和 Cu2+是反应的催化剂，故 A 正确； B．由图可知，过程 V 中氧气转化为水时，存在氧气分子中氧氧非极性键断裂和生成水分子时有氢氧极性键的形成，故 B 正确； C．由图可知，过程Ⅴ中氧气与亚铜离子反应生成铜离子和水，反应的离子方程式为 4Cu+ +O2+4H+=4Cu2++2H2O， 故 C 正确； D．由分析可知，乙烯催化氧化的反应方程式为 2CH2=CH2+O2 催化剂 故选 D。 6．D 2CH3CHO，故 D 错误； 【详解】A．据图可知总反应为 CH3OH+H2S 催化剂 CH3SH+H2O，-HS 取代了甲醇中-OH 的反应，属于取代反应，A 正确； B．甲醇反应生成 CH3SH，反应前后碳原子的成键数目均为 4，没有发生变化，B 正确； C．若 CD3OD 和 H2S 参与，则在第④步反应后，催化剂表面会吸附有 H、OD、D，若 OD 和 D 结合，H 与 CD2 结合，则可能生成 CHD2SH 和 D2O，C 正确； D．催化剂可以加快反应速率，但不能改变平衡转化率，D 错误；综上所述答案为 D。 7．D 【详解】A．由图中信息可知，途径一中有 C-O 键、O-H 键的形成，也有 C-O 键的断裂，选项 A 正确； B．途径一的过程中有 O2 的参与和二次增加H+、e-，最后从催化剂中放出 H2O2,其电极反应是O2 2H 2e =H2O2 ， 选项 B 正确； C．途径二中，有 O2 参与，途中二次增加 H+、e-和一次增加 2H+、2e-，故 1mol O2 得到 4mol e ，选项 C 正确； D．氮掺杂的碳材料降低了反应的活化能，但不能改变焓变，选项 D 不正确；答案选 D。 8．D 【详解】A．由图可知，反应为-HS 取代了甲醇中-OH 的反应，属于取代反应，A 正确； B．甲醇通过反应生成 CH3SH，反应前后碳原子的成键数目均为 4，没有发生变化，B 正确； C．由图可知，反应中甲醇中羟基被-HS 取代生成 CH3SH，且甲基中有 1 个氢被 H2S 中氢代替，羟基断裂后分解为氢氧原子，羟基中氢和甲基中被代替的氢生成水分子，故若CD3OD和H2S 参与，则可能生成CHD2SH和D2O ， C 正确； D．由图可知，反应中反应③步中甲基发生转移存在化学键的断裂与形成，为关键的一步，故控制乙醇浓度不变， 提高硫化氢的用量，乙醇的转化率不一定会增加，D 错误；故选 D。 9．D 【详解】A. 总反应为硫化氢和氧气反应生成硫和水， H2S 和空气通过上述循环相当于铁离子和铜离子作了催化剂，催化剂能降低活化能，提高总反应速率，A 正确； B. 在转化过程中能循环利用的离子是铁离子和铜离子，则对应的物质是FeCl3 和CuCl2 ， B 正确； ( 2 2 2 2 2 2 )C. 由图可知反应物为 H S、O ，生成物为 H O、S，该过程的总反应式为：2H S+O 催化剂 2H O+2S↓，C 正确； D. 总反应为硫化氢和氧气反应生成硫和水，若有1mol H2S 发生图示转化，则失去电子为 2mol，若同时消耗O2 为 0.4mol ，则得到电子为 1.6mol，则混合液中Fe3 浓度因消耗而减小，D 错误；答案选 D。 10．AD 【详解】A．由图可知中间产物Ⅱ为 1-溴丙烷，中间产物Ⅰ为 2-溴丙烷，中间产物Ⅰ能量比中间产物Ⅱ低，所以Ⅰ比Ⅱ 稳定，故 A 项正确； B．反应速率的快慢取决于慢反应，所以两种加成方式的决速步分别是①和③，故 B 项错误； C．由图可知生成 1-溴丙烷的活化能 E2 大于生成 2-溴丙烷的活化能 E1，所以生成 1-溴丙烷的速率小于生成 2-溴丙烷的速率，故 C 项错误； 的温度区间，升高相同的温度，活化能大的反应速率常数增大的倍数较大，活化能小的速率常数扩大的倍数较小，所以反应③速率的增大程度大于反应①，故 A 项正确； 故选 AD。 $$