第2章 第1节 重点突破练——反应机理、能垒图像分析题-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第二章　化学反应速率与化学平衡 第一节　化学反应速率 重点突破练——反应机理、 能垒图像分析题 解析：催化剂不能改变平衡转化率，A错误。 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 2．某催化剂催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注，下列说法中错误的是(　　) A．整个反应历程中有极性键的断裂和生成 B．过渡态相对能量：TS55>TS44>TS77 C．物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程 D．反应决速步的活化能为0.95 eV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 3．反应A→C可以通过如图所示两种不同的 进程发生： (a)反应A→C直接发生，半衰期与初始浓度 无关。(b)反应通过两步进行。 则下面的说法中，错误的是(　　) A．A*是反应的催化剂 B．C比A更稳定 C．(b)的反应方式活化能降低，从而能提高反应速率 D．(a)的反应方式中反应速率与A的浓度成正比 解析：催化剂在反应前后不发生变化，A*是中间产物，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 4．由C2H6与N2O制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．每产生1 mol N2可制得0.5 mol CH3CHO B．Fe＋为催化剂，X为C2H5OH C．过程①～⑥中Fe元素呈现的化合价不止一种 D．增加Fe＋的量，平衡时C2H5OH和CH3CHO的物质的量之比不发生变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 解析：由于反应过程中有副反应发生生成X，因此每产生1 mol氮气，制得的乙醛少于0.5 mol，A错误；反应①消耗了Fe＋，反应③和⑥又生成了Fe＋，故Fe＋是反应的催化剂；分析反应③可知反应生成了Fe＋和乙醇，B正确；过程①～⑥铁的化合价出现了多种，比如Fe＋中为＋1价，FeO＋中为＋3价等，C正确；Fe＋作为催化剂，不影响生成物的物质的量，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 解析：加入催化剂，活化能降低，活化分子数增多，活化分子百分数增大，但催化剂不能改变反应的ΔH，A错误；由题图可知，该反应的ΔH＝419 kJ·mol－1－510 kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－1，B错误；曲线Ⅱ表示的是使用催化剂时的能量变化，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 6．我国科研团队研究发现GaZrOx双金属氧 化物可形成氧空位，具有催化性能，可实现CO2 加氢制甲醇，其反应机理如图所示。下列说法正 确的是(　　) A．反应过程中Ga的成键数目保持不变 B．氧空位用于吸附CO2，有利于提高反应 的速率 C．脱附过程中伴随着极性键和非极性键的断裂和形成 D．该反应的原子利用率为100% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 7．我国科研人员研究发现合成氨的反应历程有多种，其中有一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)。下列说法错误的是(　　) A．N2生成NH3是通过多步还原反应生成的 B．过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化不相同 C．适当提高N2分压，可以加快N2(g)―→*N2反应速率，提高N2(g)的转化率 D．大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11 解析：由题图可知，N2生成NH3的过程为N2→N===N—H→H—N===N—H→H—N—NH2→H2N—NH2→NH3，氮元素化合价逐渐降低，即N2生成NH3是通过多步还原反应生成的，A正确；过程Ⅰ是断裂氮氮三键中的一个键，而过程Ⅲ与过程Ⅰ断键不同，所以能量变化不同，B正确；适当提高N2分压可以加快N2(g)→*N2反应速率，但N2的转化率降低，C错误；NH3的及时脱附可留下继续反应的空间而增加催化剂的活性位点，如果大量氨分子吸附在催化剂表面，将会降低反应速率，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：由题图可知，光催化剂作用下 “TiO2·A”电极上产生空穴，水分子在空穴 作用下转化为·OH和氢离子，电极反应式 为H2O＋h＋===·OH＋H＋，故A错误；由 题图可知，乙腈转化为乙酰胺时，没有元素发生化合价变化，属于非氧化还原反应，故B错误；由题图可知，提高丁二腈的选择性关键是抑制副反应a的发生，降低反应c的活化能，加快反应c的反应速率，故C正确；由题图可知，单位时间内产生“空穴”数越多，生成·OH和氢离子的数目越多，反应a、c的反应速率都越快，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 9．乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理、能量与反应进程的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．由图可知总反应一定不需加热就能进行 B．第①步反应只有O—H键发生断裂 C．总反应速率由第①步反应决定 D．第①②③步反应都是放热反应 解析：虽然总反应是放热反应，但第①步反应是吸热反应且活化能较大，所以可能需加热才能进行，A、D不正确；第①步反应中，断裂O—H键、碳碳双键中的一个键，B不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 10．如图(Ea表示活化能)是CH4与Cl2 生成CH3Cl的部分反应过程中各物质的能 量变化关系图，下列说法正确的是(　　) A．题述反应为吸热反应 B．升高温度，Ea1、Ea2均减小，反 应速率加快 C．增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响ΔH的大小 D．第一步反应的速率大于第二步反应的速率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 解析：由题图可知，反应物的总能 量高于生成物的总能量，题述反应为放 热反应，A错误；升高温度，不能降低 反应的活化能，即Ea1、Ea2均不变，但可 以加快反应速率，B错误；增大反应物的 浓度，可提高反应速率，但不改变焓变， 所以增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响ΔH的大小，C正确；第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，所以第一步反应的速率小于第二步反应的速率，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17 路径Ⅰ反应整体上的活化能更低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 18 ΔH2－ΔH1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 19 (2)利用CO2与H2电化学催化还原制备HCOOH的反应机理和不同催化剂(Bi、BiIn或In)下的相对能量变化如图所示(*表示吸附态)。 从CO2与H2电化学催化还原制备HCOOH的反应机理可判断催化剂为____，制得HCOOH的同时生成的产物有HCHO和___________，三种催化剂中使用______效果更好(填“Br”“BiIn”或“In”)。 M CO、H2O BiIn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20 解析：(2)从CO2与H2制备HCOOH的反应机理图中可看出，M先消耗后生成，为催化剂；存在副反应：CO2＋2H2===HCHO＋H2O、CO2＋H2===CO＋H2O，故还有产物HCHO、CO、H2O生成；从不同催化剂(Bi、BiIn或In)下的相对能量与反应进程图可看出，BiIn作催化剂时反应活化能最低，故使用BiIn作催化剂效果更好。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 21 　　　　　　　　　　　　　 R 一、选择题 1．CO2甲烷化也是实现“碳达峰”的重要途径，反应机理如图。 下列说法错误的是(　　) A．该反应使用的催化剂既加快了甲烷化速率，又提高了H2的 平衡转化率 B．H2吸附在催化剂Pd表面而发生反应 C．MgOCO2和MgOCOOH均为该反应过程的中间产物 D．上述甲烷化过程总反应可表示为CO2＋4H2eq \o(=====,\s\up15(催化剂))CH4＋2H2O 5．直接燃煤不仅浪费资源，还会造成环境 污染，目前多采用将煤气化或液化的方法，获得 较为清洁的能源。利用水煤气的主要成分CO和 H2的反应，可以合成燃料CH3OH，已知CO(g)＋ 2H2(g)CH3OH(g)反应过程中的能量变化如图 所示。下列判断正确的是(　　) A．加入催化剂，活化分子数增多，活化分子百分数增大，该反应的ΔH变大 B．该反应的ΔH＝－510 kJ·mol-1 C．曲线Ⅰ表示的是使用催化剂时的能量变化 D．无催化剂时该反应的活化能为419 kJ·mol-1 解析：反应过程中Ga的成键数目有3、4，成键数目发生变化，A错误；结合过程Ⅱ可知，氧空位用于吸附CO2，有利于提高反应的速率，B正确；脱附过程中无非极性键的断裂和形成，C错误；该反应的化学方程式为CO2＋3H2eq \o(=====,\s\up15(催化剂))CH3OH＋H2O，有水生成，原子利用率不为100%，D错误。 8．科学家利用乙腈光催化脱氢偶联高选择性 制丁二腈，反应流程如图所示， 2CH3CNeq \o(――→,\s\up13(ν),\s\do8(H2O))2·CH2CN＋H2↑eq \o(――→,\s\up15(耦合)) 光催化剂在光作用下产生电子和“空穴”(h＋)， 阴极得电子，空穴驱动阳极反应。 下列叙述正确的是(　　) A．“TiO2·A”电极上发生的反应为H2O－h＋===·OH＋H＋ B．乙腈可发生氧化反应生成副产物——乙酰胺 C．提高丁二腈的选择性关键是抑制a反应，降低c反应活化能 D．单位时间内产生“空穴”数越多，c反应越快，而a反应越慢 二、非选择题 11．大气氨有机处理法可有效消除氨污染，同时得到副产品香料(C6H4N2)，反应原理为2C6H7N(s)＋3O2(g)＋2NH3(g)2C6H4N2(s)＋6H2O(g)　ΔH<0(O2和NH3只参与本反应)。 该转化过程路径有如下两种： 路径Ⅰ：C6H7Neq \o(――→,\s\up17([O]))C6H5NO→C6H5NO2eq \o(――→,\s\up17(NH3))C6H6N2Oeq \o(――→,\s\up17(－H2O))C6H4N2 路径Ⅱ：C6H7Neq \o(――→,\s\up17([O]))C6H5NOeq \o(――→,\s\up17(NH3))C6H6N2eq \o(――→,\s\up17([O]))C6H4N2 经测定，转化过程更容易按路径Ⅰ进行，从活化能角度分析其原因为_________________________________。 12．甲酸是一种有机化工原料，广泛用于农药、皮革、医药和橡胶等工业。 (1)HCOOH水溶液在密封石英管中发生如下反应： Ⅰ.HCOOH(aq)CO(aq)＋H2O(l)　ΔH1 Ⅱ.HCOOH(aq) CO2(aq)＋H2(aq)　ΔH2 Ⅲ.HCOOH(aq) H＋(aq)＋HCOO－(aq)　ΔH3 反应CO(aq)＋H2O(l) CO2(aq)＋H2(aq)　ΔH＝__________。 $$