热点题型8 反应历程、反应机理的图像问题-2025年解密高考化学大一轮复习精讲精练（人教版2019）

2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第七章 化学反应速率和化学平衡 热点题型8 反应历程、反应机理的图像问题 【专题讲解】 讲解一　基元反应　过渡态理论 1．基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应都称为基元反应。 2．对于基元反应aA＋bB===gG＋hH，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k称为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。有时称其为质量作用定律。 3．许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应： ①I2===I＋I(快) ②H2＋2I===2HI(慢) 其中慢反应为整个反应的决速步骤。 4．过渡态理论 如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。 (1)该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。 (2)由A、B生成C的反应为吸(填“吸”或“放”，下同)热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。 (3)第一步为慢(填“快”或“慢”，下同)反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步反应。 讲解二———催化剂的催化反应机理分析 催化剂催化某一反应机理的分析。此类试题需要对反应机理真实情境进行分析，思维转化大，考查考生的迁移运用能力和创新思维，具有一定的难度。故非常有必要从催化剂的特性、催化的机理等角度进行深入的分析，找到解决新情境问题的思维方法。 1．催化剂具有的三大特征 催化剂是通过降低反应活化能，从而改变了反应的途径，此即催化剂加速化学反应的主要原因所在。总结起来，催化剂的特征主要表现在这样几个方面： 第一，催化剂可以改变反应速率，但其自身在反应前后的组成、质量和化学性质不变。 第二，催化剂不改变化学平衡。即催化剂既能加快正向反应的速率，也能加快逆向反应的速率，从而缩短化学反应达到平衡的时间。 第三，催化剂具有特殊的选择性，不同类型的反应，需要选择不同的催化剂。同一种反应物，使用不同的催化剂，可以得到不同的产物。 2．认识催化剂的四大误区 误区1 催化剂不参加化学反应 实际上，催化剂不是不参加化学反应，而是在化学反应前后，催化剂的化学性质基本不变。例如在铜催化乙醇生成乙醛的反应中，铜参与反应的原理如下： 第一步为2Cu＋O2===2CuO， 第二步为CuO＋CH3CH2OH―→Cu＋CH3CHO＋H2O，这两步反应方程式的加和为O2＋2CH3CH2OH―→CH3CHO＋2H2O。显然催化剂参与了化学反应 误区2 一种反应只有一种催化剂 实际上一个反应可以有多种催化剂，只是我们常选用催化效率高的，对环境污染小，成本低的催化剂，如双氧水分解的催化剂可以是二氧化锰，也可以是氯化铁，当然还可以硫酸铜等 误区3 催化剂都是加快化学反应速率 实际上，催化剂有正催化剂与负催化剂，正催化剂加快化学反应速率，负催化剂是减慢化学反应速率的 误区4 催化剂的效率与催化剂的量无关 实际上，催化剂参与了化学反应，是第一反应物。既然是反应物，催化剂的表面积，催化剂的浓度大小必然影响化学反应速率。比如用酵母催化剂做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化剂的用量是会改变催化效率的 3．探究催化剂的催化机理 从催化剂的组成入手，结合常见化学反应，探究相关催化剂的催化机理。 (1)金属单质催化剂 金属催化剂是一类重要的工业催化剂，主要包括块状催化剂，分散或者负载型的金属催化剂。几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。 乙醇在氧气环境下加热(250 ℃～350 ℃)，以金属单质铜作为催化剂，可以收集获得产物乙醛这一反应，其反应方程式如下： 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O 在有充足氧气的条件下，由于乙醇结构中α碳上的氢较为活泼，铜(Cu)与氧气(O2)加热条件下得到的弱氧化剂氧化铜(CuO)可以将其转化成醛： (2)酸催化剂 酸催化剂催化是指催化剂与反应物分子之间，通过给出质子或接受电子对作用，形成活泼的正碳离子中间化合物(活化的主要方式)，继而分解为产物的催化过程。中学阶段接触最多的酸催化剂是稀硫酸和浓硫酸。 乙醇(CH3CH2OH)和乙酸(CH3COOH)在加热的条件下生成乙酸乙酯，反应催化剂是浓硫酸，具体反应方程式为 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O 催化剂浓硫酸主要有两方面作用，一方面，浓硫酸质子化羰基，加强了羰基碳的缺电子性，促使乙醇作为亲核试剂进攻，形成四面体过渡态： 浓硫酸的另一个作用是具有吸水性，吸收反应中的生成物水，使得反应向正向推进。 [思维建模]　催化反应机理的分析思维模型 【跟踪训练】 1．[2025届·湖北·模拟考试联考]已知1，3－丁二烯与HBr加成的能量—反应进程图如图所示（图中、、表示各步正向反应的焓变）。下列说法错误的是( ) A.反应时间越长，1，3－丁二烯与HBr反应得到1－溴－2－丁烯的比例越大 B.0℃、短时间tmin内，的1，3－丁二烯与HBr完全反应得到两种产物的比例为7：3（设反应前后体积不变），则生成3－溴－1－丁烯的平均速率为 C.1，3－丁二烯与HBr反应，生成3－溴－1－丁烯的反应热为，生成1－溴－2－丁烯的反应热为 D.与烯烃结合的一步为决速步骤，进攻时活化能小的方向得到3－溴－1－丁烯 2．[2024秋·高二·贵州贵阳·月考联考]合成尿素是利用的途径之一，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素的反应分两步进行： ⅰ. ⅱ. 结合反应过程中的能量变化图，下列说法错误的是( ) A.活化能：反应ⅰ<反应ⅱ B.反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应 C.增大的投料比，二氧化碳的平衡转化率增大 D.的 3．[2024秋·高二·甘肃张掖·月考联考]富氧条件下，一种利用氨通过铜交换沸石催化还原氮氧化物的原理如图，下列说法正确的是( ) A.是该反应的催化剂，能提高总反应的平衡转化率 B.总反应方程式为 C.该过程属于人工固氮 D.每转移，生成 4．[2024秋·高二·吉林四平·月考联考]我国科研人员提出了以为催化剂，由和转化为产品的反应历程，其示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A.总反应的化学方程式为 B.催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 C.在反应历程中，与断裂吸收能量 D.反应过程中，催化剂改变反应路径，降低反应的活化能 5．[2024秋·高二·江西宜春·月考校考]CO用于处理大气污染物的反应过程如左图所示，反应过程中的能量变化如右图所示(IM表示吸附状态、TS表示过渡状态)。下列说法错误的是( ) A.总反应的热化学方程式为 B.反应①的活化分子百分数大于反应②的活化分子百分数 C.该过程中断裂的共价键与形成的共价键类型不完全相同 D.催化剂吸附过程中会降低体系能量，解吸过程则会增大体系能量 6．标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是( ) A. B.可计算Cl—Cl键能为 C.相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为： 7．在恒容密闭容器中发生反应：，其反应速率与浓度关系式为（k为常数，只与温度有关，m、n为反应级数，均为正整数），在某温度下测得有关数据如表所示。 序号 ① 0.05 0.20 0.207 ② 0.20 0.80 13.248 ③ 0.10 0.20 0.828 下列说法正确的是( ) A.m+n=3 B.k＝20.7 C.该反应的平衡常数表达式为 D.反应时，加入适宜的催化剂，和k均变大 8．已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示。 下列关于三个反应进程的说法错误的是( ) A. B.平衡时W的转化率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ C.生成Z的速率：Ⅲ>Ⅱ D.X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应 9．甲烷-甲醇-碘甲烷热化学循环如图（图中各物质均为气态）所示。下列说法错误的是( ) A.反应①的 B.①②③均发生氧化还原反应 C.反应③在高温下能自发进行，则其， D.上述热化学循环实现了水的分解 10．[2025届·贵州遵义·一模]Rh（Ⅰ）-Ru（Ⅲ）双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理和各基元反应活化能垒如图所示。其中Cat.表示催化剂，TS和TN分别表示各基元反应的过渡态和产物。下列说法错误的是( ) A.反应中Ru的成键数目不变 B.该羰基化反应每消耗1mol生成1mol C.由生成经历了4个基元反应，其中第四步反应速率最慢 D.Rh（Ⅰ）-Ru（Ⅲ）双金属配合物降低了反应的活化能，但不改变反应的焓变 11．[2025届·河南·一模联考]盐酸羟胺（）是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是( ) A.电池工作时，Pt电极是正极 B.图2中，A为和，B为 C.电池工作时，每消耗2.24LNO（标准状况下），左室溶液质量增加3.3g D.电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降 12．[2024年甘肃高考真题]甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是( ) A. B.步骤2逆向反应的 C.步骤1的反应比步骤2快 D.该过程实现了甲烷的氧化 13．[2025届·河南·一模联考]CPU针脚(含有大量Cu、Ni和Co等金属，金含量1%左右)中金的绿色回收包括四个步骤：富金、溶金、萃金和成金。其中萃金步骤使用与溶金时形成的在溶液中发生高度特异性的自组装、快速共沉淀形成具有延伸结构的一维复合物，结构如图所示。下列说法正确的是( ) A.富金时，通过稀硫酸可以有效地除去Cu、Ni和Co B.溶金时，形成的中含离子键、非极性键和配位键 C.萃金时，形成的一维复合物具有超分子的特征 D.成金时，还原一维复合物，最多生成 14．“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼，其反应历程如下所示。下列说法正确的是( ) A.该反应历程中铁元素的化合价不变 B.若用替换，则生成 C.预测羟胺难溶于液氨中 D.与电负性有关 15．2024年我国科学家首次提出通过双中心（和作电极材料）催化电解草酸和羟胺的混合溶液合成甘氨酸（）的方法。其中，X电极区的反应原理示意图如下。下列说法正确的是( ) 双中心催化示意图 A.甘氨酸是手性分子 B.X电极接直流电源正极 C.越大，电解效率越高 D.“快速氢化”的电极反应式为： 16．[2025届·安徽·一模联考]实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理如图(已知极易结合转化为ROH)。下列说法错误的是( ) A.该反应催化剂的核磁共振氢谱有四组峰 B.苯甲醛合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为： C.该反应是一个最理想的“原子经济”反应 D.久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸，能加快该历程反应速率 17．[2024秋·高三·云南·学业水平联考]我国科研团队将工业废气中的在催化条件下还原，实现了的绿色合成。主要反应有： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： （1）对反应Ⅰ： ①______。 ②已知：，图1中表示与T之间的关系正确的是______（填字母）。 ③相对能量及其部分反应历程关系如图2（A1~A4，B1~B4表示过渡态）。反应更容易按路径_____（填A或B）发生，该路径中形成过渡态_____（填编号）的反应速率最慢。 ④下列说法正确的是_________。 A.平衡时， B.催化剂降低了反应的活化能，可以增大平衡转化率 C.恒温密闭的刚性容器中，的分压不变时体系达到平衡状态 D.反应过程中催化剂可能会“中毒”，需对反应气进行净化处理 （2）在恒压密闭容器中，分别按投料比为和通入气体，若只发生反应Ⅰ和Ⅱ，的平衡转化率及的选择性S随温度的变化曲线如图所示。 已知： ①投料比为时，的平衡转化率曲线为______（填“e”或“f”）。 ②温度升高，选择性降低、的平衡转化率升高的原因是______。 ③投料比为、温度为320℃时，反应Ⅱ的平衡常数______（写出计算式即可，用物质的量分数代替平衡浓度）。 （3）甲醇有多种用途，甲醇碱性（KOH）燃料电池中负极的电极反应式为。 18．[2025届·湖北·模拟考试联考]“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 反应a： 反应b： 回答下列问题： （1）反应________kJ/mol，该反应正向自发的条件为________（填“高温”或“低温”）自发。 （2）在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态，甲烷的质量分数随温度变化的关系如图下1所示，曲线x对应的________。 （3）恒压、750℃时，和按物质的量之比1:3投料，反应经如上图2流程（主要产物已标出）可实现高效转化。 ①下列说法错误的是________（填标号）。 A.CaO与的反应可促进氧化CO的平衡右移 B.和CaO都可以循环利用 C.在过程ii将还原为单质铁 D.过程ii产生的最终被CaO吸收了 ②过程ⅱ平衡后通入He，CO的物质的量的变化是________（填“升高”“降低”或“不变”）。 （4）还原能力（R）可衡量转化效率，（同一时段内与的物质的量变化量之比）。常压下和按物质的量之比1:3投料，发生反应a和b。某一时段内和的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。 ①结合图3分析图4，R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是________。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法正确的是________（填标号）。 A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率 B.温度越低，含氢产物中占比越高 C.改变催化剂提高转化率，R值一定增大 19．[2025届·河南·一模联考]三氯硅烷在空气中极易燃烧，与水剧烈反应，是制造有机硅化合物、生产多晶硅的基本原料。请回答下列问题： (1)多晶硅由与在还原炉中进行气相沉积反应得到，写出气相沉积反应的化学方程式___________。 (2)的纯度会影响多晶硅的质量。工业上通过氯化反应将中的含碳杂质甲基氯硅烷[，]与氯气反应转化为高氯含量的甲基氯硅烷，后续再进行精馏除杂。从分子间作用力的角度，分析氯化反应的目的是___________。 (3)氯化反应中，也可能与反应。某温度下，在恒容反应器中，先通入氮气，然后将反应器抽至真空(约0.1MPa)，缓慢充入一定量的和充分反应。通入氮气的作用是___________。 (4)在和反应体系中，释放氯原子与反应有a、b两种反应机理(如图所示，TS表示过渡态)。 ①和按反应机理a进行反应时，若要提高的平衡转化率，可以采取的措施有___________(答一点)。 ②和主要按反应机___________(填“a”或“b”)进行反应，理由是___________。 ③的___________。 ④中的含碳杂质和也能发生类似的氯化反应，生成的同时还生成了与互为同分异构体的化合物M，则化合物M的结构简式为___________。 20．[2024春·高二·江苏淮安·月考联考]我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是( ) A.生成总反应的原子利用率为100% B.过程中，有C—H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C—C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第七章 化学反应速率和化学平衡 热点题型8 反应历程、反应机理的图像问题 【专题讲解】 讲解一　基元反应　过渡态理论 1．基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应都称为基元反应。 2．对于基元反应aA＋bB===gG＋hH，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k称为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。有时称其为质量作用定律。 3．许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应： ①I2===I＋I(快) ②H2＋2I===2HI(慢) 其中慢反应为整个反应的决速步骤。 4．过渡态理论 如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。 (1)该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。 (2)由A、B生成C的反应为吸(填“吸”或“放”，下同)热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。 (3)第一步为慢(填“快”或“慢”，下同)反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步反应。 讲解二———催化剂的催化反应机理分析 催化剂催化某一反应机理的分析。此类试题需要对反应机理真实情境进行分析，思维转化大，考查考生的迁移运用能力和创新思维，具有一定的难度。故非常有必要从催化剂的特性、催化的机理等角度进行深入的分析，找到解决新情境问题的思维方法。 1．催化剂具有的三大特征 催化剂是通过降低反应活化能，从而改变了反应的途径，此即催化剂加速化学反应的主要原因所在。总结起来，催化剂的特征主要表现在这样几个方面： 第一，催化剂可以改变反应速率，但其自身在反应前后的组成、质量和化学性质不变。 第二，催化剂不改变化学平衡。即催化剂既能加快正向反应的速率，也能加快逆向反应的速率，从而缩短化学反应达到平衡的时间。 第三，催化剂具有特殊的选择性，不同类型的反应，需要选择不同的催化剂。同一种反应物，使用不同的催化剂，可以得到不同的产物。 2．认识催化剂的四大误区 误区1 催化剂不参加化学反应 实际上，催化剂不是不参加化学反应，而是在化学反应前后，催化剂的化学性质基本不变。例如在铜催化乙醇生成乙醛的反应中，铜参与反应的原理如下： 第一步为2Cu＋O2===2CuO， 第二步为CuO＋CH3CH2OH―→Cu＋CH3CHO＋H2O，这两步反应方程式的加和为O2＋2CH3CH2OH―→CH3CHO＋2H2O。显然催化剂参与了化学反应 误区2 一种反应只有一种催化剂 实际上一个反应可以有多种催化剂，只是我们常选用催化效率高的，对环境污染小，成本低的催化剂，如双氧水分解的催化剂可以是二氧化锰，也可以是氯化铁，当然还可以硫酸铜等 误区3 催化剂都是加快化学反应速率 实际上，催化剂有正催化剂与负催化剂，正催化剂加快化学反应速率，负催化剂是减慢化学反应速率的 误区4 催化剂的效率与催化剂的量无关 实际上，催化剂参与了化学反应，是第一反应物。既然是反应物，催化剂的表面积，催化剂的浓度大小必然影响化学反应速率。比如用酵母催化剂做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化剂的用量是会改变催化效率的 3．探究催化剂的催化机理 从催化剂的组成入手，结合常见化学反应，探究相关催化剂的催化机理。 (1)金属单质催化剂 金属催化剂是一类重要的工业催化剂，主要包括块状催化剂，分散或者负载型的金属催化剂。几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。 乙醇在氧气环境下加热(250 ℃～350 ℃)，以金属单质铜作为催化剂，可以收集获得产物乙醛这一反应，其反应方程式如下： 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O 在有充足氧气的条件下，由于乙醇结构中α碳上的氢较为活泼，铜(Cu)与氧气(O2)加热条件下得到的弱氧化剂氧化铜(CuO)可以将其转化成醛： (2)酸催化剂 酸催化剂催化是指催化剂与反应物分子之间，通过给出质子或接受电子对作用，形成活泼的正碳离子中间化合物(活化的主要方式)，继而分解为产物的催化过程。中学阶段接触最多的酸催化剂是稀硫酸和浓硫酸。 乙醇(CH3CH2OH)和乙酸(CH3COOH)在加热的条件下生成乙酸乙酯，反应催化剂是浓硫酸，具体反应方程式为 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O 催化剂浓硫酸主要有两方面作用，一方面，浓硫酸质子化羰基，加强了羰基碳的缺电子性，促使乙醇作为亲核试剂进攻，形成四面体过渡态： 浓硫酸的另一个作用是具有吸水性，吸收反应中的生成物水，使得反应向正向推进。 [思维建模]　催化反应机理的分析思维模型 【跟踪训练】 1．[2025届·湖北·模拟考试联考]已知1，3－丁二烯与HBr加成的能量—反应进程图如图所示（图中、、表示各步正向反应的焓变）。下列说法错误的是( ) A.反应时间越长，1，3－丁二烯与HBr反应得到1－溴－2－丁烯的比例越大 B.0℃、短时间tmin内，的1，3－丁二烯与HBr完全反应得到两种产物的比例为7：3（设反应前后体积不变），则生成3－溴－1－丁烯的平均速率为 C.1，3－丁二烯与HBr反应，生成3－溴－1－丁烯的反应热为，生成1－溴－2－丁烯的反应热为 D.与烯烃结合的一步为决速步骤，进攻时活化能小的方向得到3－溴－1－丁烯 【答案】C 【解析】略 2．[2024秋·高二·贵州贵阳·月考联考]合成尿素是利用的途径之一，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素的反应分两步进行： ⅰ. ⅱ. 结合反应过程中的能量变化图，下列说法错误的是( ) A.活化能：反应ⅰ<反应ⅱ B.反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应 C.增大的投料比，二氧化碳的平衡转化率增大 D.的 【答案】：D 【解析】： A.由题干图示信息可知，即活化能：反应ⅰ<反应ⅱ，A正确； B.由题干图示信息可知，反应ⅰ的反应物总能量大于生成物的总能量为放热反应，反应ⅱ的反应物总能量小于生成物的总能量为吸热反应，B正确； C.增大的投料比，即增大的浓度，上述平衡正向移动，导致二氧化碳的平衡转化率增大，C正确； D.由题干信息可知，反应ⅰ为：，反应ⅱ为：，反应ⅰ+反应ⅱ可得反应，根据盖斯定律可知，，D错误； 故选D。 3．[2024秋·高二·甘肃张掖·月考联考]富氧条件下，一种利用氨通过铜交换沸石催化还原氮氧化物的原理如图，下列说法正确的是( ) A.是该反应的催化剂，能提高总反应的平衡转化率 B.总反应方程式为 C.该过程属于人工固氮 D.每转移，生成 【答案】：B 【解析】： A.是该反应的催化剂，可以加快反应速率，但不能提高总反应的平衡转化率，A错误； B.根据图像，反应物为、和，生成物为，为催化剂，总反应方程式为，B正确； C.该过程是含氮化合物转化为氮气单质，不属于固氮，C错误； D.根据总反应，，转移，所以每转移，生成，标况下体积为，D错误； 故选B。 4．[2024秋·高二·吉林四平·月考联考]我国科研人员提出了以为催化剂，由和转化为产品的反应历程，其示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A.总反应的化学方程式为 B.催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 C.在反应历程中，与断裂吸收能量 D.反应过程中，催化剂改变反应路径，降低反应的活化能 【答案】：B 【解析】：由题图可知和转化为产品的同时还生成水，总反应的化学方程式为，A项正确；催化剂对平衡无影响，使用催化剂，反应物的转化率不变，B项错误；和为反应物，反应历程中与断裂吸收能量，C项正确；催化剂改变反应的途径，降低反应的活化能，D项正确。 5．[2024秋·高二·江西宜春·月考校考]CO用于处理大气污染物的反应过程如左图所示，反应过程中的能量变化如右图所示(IM表示吸附状态、TS表示过渡状态)。下列说法错误的是( ) A.总反应的热化学方程式为 B.反应①的活化分子百分数大于反应②的活化分子百分数 C.该过程中断裂的共价键与形成的共价键类型不完全相同 D.催化剂吸附过程中会降低体系能量，解吸过程则会增大体系能量 【答案】：B 【解析】：反应①为，②为。 A.根据盖斯定律，反应①+②=CO处理大气污染物总反应的热化学方程式为，A正确； B.根据反应历程图，反应①的活化能，反应②的活化能，反应①的活化能大于反应②的活化能，则反应①是总反应的决速步，反应①的活化分子百分数小于反应②的活化分子百分数，B错误； C.该过程中断裂氮氧共价键，形成氮氮非极性共价键和碳氧极性共价键，故断裂的共价键与形成的共价键类型不完全相同，C正确； D.由图可知，催化剂吸附过程中会降低体系能量，则解吸过程则会增大体系能量，D正确； 故选B。 6．标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是( ) A. B.可计算Cl—Cl键能为 C.相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为： 【答案】：C 【解析】：图解剖析 根据历程Ⅰ，的，根据历程Ⅱ，的反应热，则，A项正确；根据图示，Cl（g）的相对能量为，由于的相对能量为0，故的，即Cl—Cl键能为，B项正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C项错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即，D项正确。 7．在恒容密闭容器中发生反应：，其反应速率与浓度关系式为（k为常数，只与温度有关，m、n为反应级数，均为正整数），在某温度下测得有关数据如表所示。 序号 ① 0.05 0.20 0.207 ② 0.20 0.80 13.248 ③ 0.10 0.20 0.828 下列说法正确的是( ) A.m+n=3 B.k＝20.7 C.该反应的平衡常数表达式为 D.反应时，加入适宜的催化剂，和k均变大 【答案】：A 【解析】：根据表中①③组数据可知，，m=2，根据表中①②组数据可知，，A正确；根据表中①组数据可知，， B错误；该反应的平衡常数表达式为，C错误；反应时，加入适宜的催化剂，反应速率加快，故k变大，但催化剂不能改变反应的，D错误。 8．已知W→Z的能量变化与反应进程的关系如图所示。 下列关于三个反应进程的说法错误的是( ) A. B.平衡时W的转化率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ C.生成Z的速率：Ⅲ>Ⅱ D.X、Y分别参与了进程Ⅱ、Ⅲ的反应 【答案】：C 【解析】：据反应进程图可知，X与Y均为W→Z反应的催化剂，同一个反应的与反应历程无关，所以，A正确；催化剂不影响平衡，所以平衡时W的转化率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ，B正确；在催化进程中，反应的活化能最高的为整个反应的决速步，反应能垒越高速率越慢，所以生成Z的速率：Ⅱ>Ⅲ，C错误；X和Y分别在反应进程Ⅱ、Ⅲ中参与反应，起催化作用，D正确。 9．甲烷-甲醇-碘甲烷热化学循环如图（图中各物质均为气态）所示。下列说法错误的是( ) A.反应①的 B.①②③均发生氧化还原反应 C.反应③在高温下能自发进行，则其， D.上述热化学循环实现了水的分解 【答案】：C 【解析】：根据流程图可知，反应①为，则，A正确；根据流程图可知，①②③均有元素化合价发生变化，故均发生氧化还原反应，B正确；根据流程图可知，反应③为，，若反应③在高温下能自发进行，C错误；甲烷-甲醇-碘甲烷热化学循环的总反应为，实现了水的分解，D正确。 10．[2025届·贵州遵义·一模]Rh（Ⅰ）-Ru（Ⅲ）双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理和各基元反应活化能垒如图所示。其中Cat.表示催化剂，TS和TN分别表示各基元反应的过渡态和产物。下列说法错误的是( ) A.反应中Ru的成键数目不变 B.该羰基化反应每消耗1mol生成1mol C.由生成经历了4个基元反应，其中第四步反应速率最慢 D.Rh（Ⅰ）-Ru（Ⅲ）双金属配合物降低了反应的活化能，但不改变反应的焓变 【答案】：B 【解析】：B.由反应机理可知，总反应为，该羰基化反应每消耗1mol生成2mol，B项错误； 答案选B。 11．[2025届·河南·一模联考]盐酸羟胺（）是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是( ) A.电池工作时，Pt电极是正极 B.图2中，A为和，B为 C.电池工作时，每消耗2.24LNO（标准状况下），左室溶液质量增加3.3g D.电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降 【答案】：C 【解析】：C.含铁的催化电极为正极，其电极反应为：，4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的，3个是右侧溶液迁移过来的；标况下消耗2.24LNO的物质的量，则左室增加的质量为0.1molNO和0.3mol的质量，即增加质量为3.3g，故C正确； 故选C。 12．[2024年甘肃高考真题]甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是( ) A. B.步骤2逆向反应的 C.步骤1的反应比步骤2快 D.该过程实现了甲烷的氧化 【答案】：C 【解析】：A.由能量变化图可知，，A项正确； B.由能量变化图可知，步骤2逆向反应的，B项正确； C.由能量变化图可知，步骤1的活化能，步骤2的活化能，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误； D.该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确； 故选C。 13．[2025届·河南·一模联考]CPU针脚(含有大量Cu、Ni和Co等金属，金含量1%左右)中金的绿色回收包括四个步骤：富金、溶金、萃金和成金。其中萃金步骤使用与溶金时形成的在溶液中发生高度特异性的自组装、快速共沉淀形成具有延伸结构的一维复合物，结构如图所示。下列说法正确的是( ) A.富金时，通过稀硫酸可以有效地除去Cu、Ni和Co B.溶金时，形成的中含离子键、非极性键和配位键 C.萃金时，形成的一维复合物具有超分子的特征 D.成金时，还原一维复合物，最多生成 【答案】：C 【解析】：A.通过稀硝酸氧化的方法可以除去Cu，Ni和Co等杂质金属实现金的富集，故A项错误； B.中不含非极性键，故B项错误； C.自组装是超分子的重要特征，故C项正确； D.，还原一维复合物，最多生成Au的质量为，故D项错误； 故本题选C。 14．“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼，其反应历程如下所示。下列说法正确的是( ) A.该反应历程中铁元素的化合价不变 B.若用替换，则生成 C.预测羟胺难溶于液氨中 D.与电负性有关 【答案】：D 【解析】：先失电子被氧化，后得电子被还原，A错；根据机理，会生成，B错；羟胺能与氨形成分子间氢键，易溶，C错；说明的碱性强于，原因是O的电负性强于N，导致中N的孤电子对更难给出，结合能力差，碱性弱，D正确。 15．2024年我国科学家首次提出通过双中心（和作电极材料）催化电解草酸和羟胺的混合溶液合成甘氨酸（）的方法。其中，X电极区的反应原理示意图如下。下列说法正确的是( ) 双中心催化示意图 A.甘氨酸是手性分子 B.X电极接直流电源正极 C.越大，电解效率越高 D.“快速氢化”的电极反应式为： 【答案】：D 【解析】：手性分子是镜像不能重合的分子（大多数情况下都含有手性碳原子），甘氨酸不是手性分子，A错； X上发生的是还原反应，故X是阴极，接的是电源负极，B错； 阴极区过大会造成羟胺质子化，且可能发生副反应，降低电解效率，C错误；“快速氢化”时每个得4个电子，D正确。 16．[2025届·安徽·一模联考]实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理如图(已知极易结合转化为ROH)。下列说法错误的是( ) A.该反应催化剂的核磁共振氢谱有四组峰 B.苯甲醛合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为： C.该反应是一个最理想的“原子经济”反应 D.久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸，能加快该历程反应速率 【答案】：D 【解析】：A.根据题目所给图可知，该反应的催化剂为苯甲醇钠，其核磁共振氢谱有四组峰，A正确； B.根据题目所给图可知，苯甲醛合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为：，B正确； C.根据总反应方程式，该反应没有副产物，只有目标产物，原子利用率为100%，C正确； D.苯甲酸会使苯甲醇钠转化为苯甲醇，导致催化剂失效，故久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸，会减慢该历程反应速率，D错误； 答案选D。 17．[2024秋·高三·云南·学业水平联考]我国科研团队将工业废气中的在催化条件下还原，实现了的绿色合成。主要反应有： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： （1）对反应Ⅰ： ①______。 ②已知：，图1中表示与T之间的关系正确的是______（填字母）。 ③相对能量及其部分反应历程关系如图2（A1~A4，B1~B4表示过渡态）。反应更容易按路径_____（填A或B）发生，该路径中形成过渡态_____（填编号）的反应速率最慢。 ④下列说法正确的是_________。 A.平衡时， B.催化剂降低了反应的活化能，可以增大平衡转化率 C.恒温密闭的刚性容器中，的分压不变时体系达到平衡状态 D.反应过程中催化剂可能会“中毒”，需对反应气进行净化处理 （2）在恒压密闭容器中，分别按投料比为和通入气体，若只发生反应Ⅰ和Ⅱ，的平衡转化率及的选择性S随温度的变化曲线如图所示。 已知： ①投料比为时，的平衡转化率曲线为______（填“e”或“f”）。 ②温度升高，选择性降低、的平衡转化率升高的原因是______。 ③投料比为、温度为320℃时，反应Ⅱ的平衡常数______（写出计算式即可，用物质的量分数代替平衡浓度）。 （3）甲醇有多种用途，甲醇碱性（KOH）燃料电池中负极的电极反应式为。 【答案】：（1）；a；B；B1到B2；CD （2）e；反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，当温度升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度； （3） 【解析】：（1）①根据盖斯定律，对反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，。 ②，反应Ⅰ，随温度升高，增大，故正确的是a； ③A1~A4，B1~B4，路径B活动化能小，反应更容易按路径B发生；B1到B2的能量壁垒最大，反应速率最慢； ④A.未标注正逆反应，平衡时，正逆反应速率相等，且不同物质表示化学反应速率与化学计量数成正比，A错误 B.催化剂降低了反应的活化能，不能影响化学平衡移动，B错误； C.恒温密闭的刚性容器中，的分压是变量，当平衡时，分压不不变，C正确； D.反应过程中催化剂可能会“中毒”而失效，需对反应气进行净化处理，D正确； 故选CD； （2）①相同条件下，投料比为时比正向移动，转化率增加，的平衡转化率曲线为e； ②反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，当温度升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，从而导致选择性降低、的平衡转化率升高； ③投料比为、温度为320℃时，反应Ⅱ，设反应=3mol，=1mol，设转化了=1mol×10%=0.1mol，=86%，则，列三段式：，，； （3）燃料电池燃料在负极反应，甲醇燃料碱性（KOH）电池中负极的电极反应式为：。 18．[2025届·湖北·模拟考试联考]“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 反应a： 反应b： 回答下列问题： （1）反应________kJ/mol，该反应正向自发的条件为________（填“高温”或“低温”）自发。 （2）在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态，甲烷的质量分数随温度变化的关系如图下1所示，曲线x对应的________。 （3）恒压、750℃时，和按物质的量之比1:3投料，反应经如上图2流程（主要产物已标出）可实现高效转化。 ①下列说法错误的是________（填标号）。 A.CaO与的反应可促进氧化CO的平衡右移 B.和CaO都可以循环利用 C.在过程ii将还原为单质铁 D.过程ii产生的最终被CaO吸收了 ②过程ⅱ平衡后通入He，CO的物质的量的变化是________（填“升高”“降低”或“不变”）。 （4）还原能力（R）可衡量转化效率，（同一时段内与的物质的量变化量之比）。常压下和按物质的量之比1:3投料，发生反应a和b。某一时段内和的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。 ①结合图3分析图4，R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是________。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法正确的是________（填标号）。 A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率 B.温度越低，含氢产物中占比越高 C.改变催化剂提高转化率，R值一定增大 【答案】：（1）；高温 （2）1.0 （3）①D；②升高 （4）①温度升高，开始时反应a的反应速率更快；温度接近600℃，转化率接近100%，温度继续升高，反应b继续进行；②B 【解析】：略 19．[2025届·河南·一模联考]三氯硅烷在空气中极易燃烧，与水剧烈反应，是制造有机硅化合物、生产多晶硅的基本原料。请回答下列问题： (1)多晶硅由与在还原炉中进行气相沉积反应得到，写出气相沉积反应的化学方程式___________。 (2)的纯度会影响多晶硅的质量。工业上通过氯化反应将中的含碳杂质甲基氯硅烷[，]与氯气反应转化为高氯含量的甲基氯硅烷，后续再进行精馏除杂。从分子间作用力的角度，分析氯化反应的目的是___________。 (3)氯化反应中，也可能与反应。某温度下，在恒容反应器中，先通入氮气，然后将反应器抽至真空(约0.1MPa)，缓慢充入一定量的和充分反应。通入氮气的作用是___________。 (4)在和反应体系中，释放氯原子与反应有a、b两种反应机理(如图所示，TS表示过渡态)。 ①和按反应机理a进行反应时，若要提高的平衡转化率，可以采取的措施有___________(答一点)。 ②和主要按反应机___________(填“a”或“b”)进行反应，理由是___________。 ③的___________。 ④中的含碳杂质和也能发生类似的氯化反应，生成的同时还生成了与互为同分异构体的化合物M，则化合物M的结构简式为___________。 【答案】： (1) (2)高氯含量的甲基氯硅烷的相对分子质量大，分子间作用力越大，沸点更高。氯化反应将沸点较低的甲基氯硅烷转化为沸点较高的甲基氯硅烷，精馏效果更好，的纯度更高 (3)避免与空气、水反应 (4)增大浓度(或适当降温或及时分离出生成物)；b；的活化能比的活化能小，按反应机理b反应的速率大；-266.8； 【解析】：（1）多晶硅由与在还原炉中进行气相沉积反应得到，因此反应方程式为：。 （2）高氯含量的甲基氯硅烷的相对分子质量大，分子间作用力越大，沸点更高。氯化反应将沸点较低的甲基氯硅烷转化为沸点较高的甲基氯硅烷，精馏效果更好，的纯度更高。 （3）三氯硅烷在空气中极易燃烧，与水剧烈反应，氯化反应中通入氮气的作用是避免与空气、水反应。 （4）①和按反应机理a进行反应：，该反应是气体分子数不变的放热反应，通过增大浓度、适当降温、及时分离出生成物等均促进平衡正向移动，提高的转化率； ②的活化能比的活化能小，按反应机理b反应的速率大； ③由图可知：， ， 两式相加可得：； ④和发生氯化反应，取代得到，取代得到。 20．[2024春·高二·江苏淮安·月考联考]我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是( ) A.生成总反应的原子利用率为100% B.过程中，有C—H键发生断裂 C.①→②放出能量并形成了C—C键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 【答案】：D 【解析】：分析：A项，生成的总反应为，原子利用率为100%；B项，选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C-C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。 详解：A项，根据图示与在催化剂存在时生成，总反应为，只有一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$