课时分层检测(37)过渡态理论催化剂对化学反应的影响-【创新大课堂】2026年高三化学一轮总复习

课时分层检测（三十七）过渡态 1.已知反应：2NO(g)+Br2(g)=2NOBr(g) △H=-akJ·mol-1(a>0),其反应机理如下： ①NO(g)十Br2(g)=-NOBr2(g)快 ②NO(g)+NOBr2(g)=2NOBr(g)慢 下列有关该反应的说法正确的是 ( A.该反应的反应速率主要取决于反应①的快慢 B.NOBr2是该反应的催化剂 C.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加 快反应速率 D.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1 2.化学反应A(g)十B(g)=AB(g)△H,在催 化剂K的作用下和无催化剂时的反应过程如图 所示。下列说法错误的是 () ↑能量/kJ/mol) A+K+B AK+B AB+K 反应过程 A.催化剂对反应速率的影响是通过改变反应机 理实现的 B.增加A的量，该反应的△H不变 C.催化剂能降低正逆反应的活化能 D.该反应的△H=EkJ·mol-1 3.异丁烯[CH2-C(CH3)2]是一种重要的化工原 料，常用于制备丁基橡胶、甲基丙烯腈等。资料 表明，异丁烷在固体杂多酸盐（用S表示）作用 下制备异丁烯和H2的反应机理如下： 过程i.CH3-CH(CH3)一CH3+S→ CH3-CH(CH3)-CH3…S; 过程i.CH3—CH(CH3)-CH3…S+S→ CH2=C(CH3)2…S+H2…S; 过程ii.CH2=C(CH3)2…S→CH2=C (CH3)2+S; 过程iV.H2…S→H2(g)+S。 下列说法错误的是 A.总反应的化学方程式为CH3一CH(CH3) CH3- 催化剂CH,-C(CH32+H B.固体杂多酸盐是反应的催化剂，降低了总反 应的活化能 C.CH2-C(CH3)2…S和H2…S均为催化剂 D.过程表示的是异丁烯在固体杂多酸盐表面 的脱附过程 3 理论催化剂对化学反应的影响 4.CO和N2O在Fe作用下转化为N2和CO2,反 应的能量变化及反应历程如图所示，两步基元 反应：①N2O+Fe+-N2+FeO+K1,②CO +FeO+-CO2+Fe+ K2。下列说法不正确 的是 能量 N:O+CO N2+CO2 ●。Oo 0-O001Q000 Fe+N,O→FeO'+N2FeO+C0→Fe+Co2 反应历程 A.该反应△H<0 B.两步反应中，决定总反应速率的是反应① C.升高温度，可提高N2O的平衡转化率 D.Fe+增大了活化分子百分数，加快了化学反 应速率，但不改变反应的△H 5.二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的“清洁能 源”，科学家研究在酸性条件下，用甲醇可合成 二甲醚，反应历程中相对能量变化如图所示。 ↑相对能量/(×10k·mol-1) 1.90 0 -0.86 -2 -2.18 -2.08 -2.17 -3 -3.23 -3.57 -4.77 反应历程 CH,OH+H" HO CH.OH'CH. CH+HO CH.OH+CH, S 下列叙述错误的是 A.循环过程中，催化剂参与了中间反应 B.该历程中最小的能垒（基元反应活化能）为 1.31kJ·mol-1 C.制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式 H 为CH3OCH3→CH3OCH3+H D.总反应方程式为2CH,OH催化剂 CH3OCH3+H2O 6.(2025·广东广州一模)反应R(g)=P(g)在 有水和无水条件下，反应历程如图，图中M表 示中间产物，TS表示过渡态，其它条件相同时， 下列说法正确的是 TS2 --无水 有水 TS1 TS3 M1 M2 反应进程 A.在有水条件下，反应更快达到平衡 B.有水和无水时，反应分别分3步和2步进行 C.反应达到平衡时，升高温度，P的浓度增大 D.无水条件下R的平衡转化率比有水条件下大 7.目前，常利用催化 技术将汽车尾气 4.00 中NO和CO转 3.00 化为CO2和N2。 + 2.00 为研究不同条件 1.00 下对该化学反应 时间 的影响。某课题 组按下表数据进行了实验探究。实验中使用了 等质量的同种催化剂，测得CO的浓度随时间 的变化如图所示。下列说法不正确的是() 编号 I Ⅲ T/℃ 280 360 c(NO) 6.50×10-3 6.5×10-3 6.50×10-3 /(mol·L-1) c(CO) 4.00×10-34.00×10-3 4.00×10-3 /(mol·L1) 催化剂的比表 80.0 120 80.0 面积/(m2·g A.实验Ⅱ的反应温度为280℃ B.由实验I、Ⅱ可知，增大催化剂的比表面积， 该化学反应的反应速率增大 C.实验I达到平衡时，NO的浓度为4.50× 10-3mol·L-1 D.该反应的反应热△H<0 8.(2025·菁师联盟质检)三级溴丁烷乙醇解的反 应进程及势能关系如下图所示，有关说法错误 的是 ( 势能 CH,Ba【CH.bCa H （CH3)3C++Br (CH)COCH +C2HsOH H8+ (CH3)CBr +C2HsOH (CH)CQCzHs(CH)3COC2Hs +Br +HBr 反应进程 38 A.三级溴丁烷乙醇解的反应过程中只存在极性 键的断裂和形成 B.反应：(CH3)3CBr+C2H5OH (CH3)3COC2H5+HBr的△H>0 C.反应：(CH3)3CBr→(CH3)3C++Br的 活化能最大，决定总反应的速率 D.催化剂可以降低反应的活化能，加快反应 速率 9.已知Cl2(g)十CO(g)==COCl2(g)的速率方程 v=kc(Cl2)·c(CO)(k为速率常数)，该反应 可认为经过以下反应历程： 第一步：Cl2（g)一2C1(g)快速平衡 第二步：C1(g)十CO(g)=COCl(g)快速 平衡 第三步：COCI(g)+C2(g)→COC2(g)+CI(g) 慢反应 下列说法正确的是 A.第三步反应的活化能较低，是决速反应 B.C1是该总反应的中间产物，COC1是该总反 应的催化剂 C.c(Cl2)、c(CO)分别增大相同的倍数，对总反 应速率的影响程度前者大 D.升温可使k增大导致反应速率加快 10.在含Fe3+、S2O?和I厂的溶液中，发生反应： S2O(aq)+2I (aq)-2SO (aq)+ I2(aq),其分解机理及反应过程中的能量变化 如图所示。下列有关该反应的说法错误的是 ( ↑能量/Jmol) ① ∩② Fe2(aq) I2(aq) S203 (aq) 2Fe3+(aq)+l2(aq)+2S04(aq) 2Fe=(aq) S2O (aq) 21-(ag) 0 反应过程 A.步骤②决定总反应的速率 B.步骤①是吸热过程，步骤②是放热过程 C.由反应机理可以看出，Fe2+是中间产物 D.反应速率：2w(S2O号)=w(I厂) 11.二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、 发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要 途径之一、常温常压下利用铜基催化剂实现二 氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量 变化图如下（其中吸附在催化剂表面上的粒子 用*标注)，下列说法错误的是 () H20 02(g) Cu/ZnO 吸附 ④ OH CHOH ① 6H+ ③ H20 CHO ② HCOO 1.80h 1.40 1.00 国 0.60 C02(g) 0.20-3H2(g -0.20 反应历程 -0.60 CH OH(g) -1.00 C02 +H20(g) -1.40 +6H HCOO- CHOH -1.80 +5H*CH30* +H20+H+OH+H CH3OH +H20 A.二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应 B.催化剂能改变反应机理，加快反应速率，降 低反应热 C.总反应为CO2(g)+3H2(g)—CH3OH(g) +H2O(g) D.该历程的决速步为HCOO十4H CH2O*+H2O 12.汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表 面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染 物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角 带“”表示吸附状态]： I.NO+Pt(s)-NO* Ⅱ.CO+Pt(s)--CO Ⅲ.NO*—N十O IV.CO*+O*-CO2+Pt(s) V.N*+N*—N2+Pt(s) VI.NO*+N*-N2O+Pt(s) 经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度 随温度T变化关系如图1和图2所示。 4c(反应物)》 c(生成物)】 士CO CO. NO ANO ·N2 To T/℃ 0 T T2TsT4T/℃ 图1 图2 384 (1)图1中温度从Ta升至Tb的过程中，反应 物浓度急剧减小的主要原因是 (2)图2中T2℃时反应V的活化能 (填“<”“>”或“=”)反应Ⅵ的活化能；T3℃时 发生的主要反应为 (填“V”“V”或 “I”)。 13.H2还原NO的化学方程式为2NO(g)+2H2 (g)—N2(g)+2H2O(g)△H<0。 (1)研究表明上述反应历程分两步： I.2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(1)(慢 反应) Ⅱ.H2O2(1)+H2(g)==2H2O(g)(快反应) 该总反应的速率由反应 (填“I”或 “Ⅱ”)决定，反应I的活化能比反应Ⅱ的活化 能 (填“高”或“低”)。 (2)该反应常伴有副产物N2O和NH3的生 成。以Pt作催化剂，用H2还原某废气中的 NO(其他气体不反应)，270℃时H2的体积分 数对H2-NO反应的影响如图所示。随着H2 体积分数的增大，N2的体积分数呈下降趋势， 原因是 ^500 400 300 NH NO 200 100 N2O 0 5001000150020002500 H2的体积分数/(×10) (3)在一定温度下，副产物N2O分解反应的化 学方程式为2N2O(g)—2N2(g)+O2(g),测 得在恒容容器中N2O分解的部分实验数据如 下表。 反应时 0 20 40 60 80 100 间/min c(N2O)/ 0.100.080.060.040.020.00 (mol·L.-1) 0~20min,反应速率v(N2O)为 mol·L1·min-1;若N2O的起始浓度为 0.2mol·L1,则反应至40min时N2O的转 化率a=H2的瞬时浓度为c(H2)=(0.2-0.05)mol·L-1=0.15 mol·L-1,此时C0的瞬时生成速率v=15×0.15×0.2 mol.L-1·s-1=0.45mol·L-1·s1。 课时分层检测（三十七） 1.D2.D3.C4.C5.B6.A7.C8.B9.D10.A11.B 12.答案(1)温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快(2)>V 解析(2)由图2可知，T2℃时，N2的浓度小于N2O的浓度，说明 反应V的反应速率小于反应Ⅵ的反应速率，则反应V的活化能大 于反应Ⅵ的活化能；T3℃时，生成物二氧化碳的浓度最大，说明发 生的主要反应为反应N。 13.答案(1)I高(2)随着H2体积分数的增加，N0反应完后， 在Pt催化下，N2和H2反应生成NH3,所以N2的体积分数呈下 降趋势(3)0.00120% 解析(3)由题给数据可知，0一20min,反应速率为v(N2O)= (0.10-0.08)mol·L =0.001mol·L1·min-1。由题给数据 20 min 可知，反应速率(N2O)与反应物N2O的浓度无关，反应速率恒定 为0.001mol·L1·min1,则反应至40min时N2O的转化率a _0.001mol,L1:min1×40min×100%=20%。 0.20mol·L 课时分层检测（三十八） 1.B2.A3.D4.A5.D6.C7.C8.C9.B10.D11.B 12.C 1答案088 (2)吸热(3)700℃(4)等于 (5)不(6)向逆反应方向进行 解析(1)根据化学方程式CO2(g)十H2(g)=CO(g)+H2O(g) c(CO)·c(H2O) 可知，该反应的平衡常数表达式为K c(C02)·c(H2)。(2)根据 题干中的表格可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明正 反应为吸热反应。(3)根据平衡常数表达式K=c(C0》,c(H,O) c(CO2)·c(H2) 可知，K=3/5=0.6,平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数 为定值，所以此时对应的温度为700℃。(4)化学平衡常数只与温 度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在830℃条件 下，该反应平衡常数的数值都为1.0。(5)830℃达到平衡，扩大容 器体积的瞬间，反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数，根据平 贵索数表选式K-8:可如，反应物和生成瑞同时支 变相同的倍数，Q=K,平衡不移动。（6)1200℃时，Q= c(C0)·c(2,将各物质的浓度代入可得Q=4,而此温度下的 c(CO)·c(H2O) 平衡常数为2.6，即Q>K,所以该反应向逆反应方向进行。 14.答案(1)吸0.20(2)逆反应方向不变(3)升高温度 解析(1)由图可知，升高温度，CO2的平衡浓度增大，说明平衡正 向移动，则该反应的正反应为吸热反应；温度为T与℃时，CO2的平 衡浓度为0.20mol·L1,则该反应的平衡常数K=c(CO2)= 0.20。(2)达到平衡后，保持温度不变，再次通入1molC02,生成 物浓度增大，则平衡逆向移动，平衡常数K只与温度有关，温度不 变，K不变，则再次平衡后容器内的c(CO2)=0.2mol·L-1,根据 阿伏加德罗定律的推论可知，容器内的压强不变。 (0.42)2×(0.42)2 15.答案(1)B（2)1-0.84)4×(1-0.21)c 解析(1)由图可知，温度越高，HC1的平衡转化率越小，则该反应 的△H<0,A项错误；反应中有Cl2生成，当容器内气体的颜色不 再变化时，氯气浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，B项正确； 降低温度，正、逆反应速率均降低，C项错误；其他条件一定时，氧 气的投料越多，平衡正向移动，生成C2的物质的量增大，但氧气 的投料较大，平衡时C12的体积分数不一定增大，D项错误。 (2)c(HCI):c(O2)比值越大，HC1转化率越低，结合图像，最上面 即为c(HCl):c(O2)=1:1的图像，400℃时，HCl平衡转化率为 84%,可列出三段式： 4HC1(g)+02(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) 起始C0 Co 0 0 转化0.84c0 0.21co 0.42c00.42c0 平衡(1-0.84)c0 (1-0.21)co0.42c0 0.42c0 则K(400℃)= c2(C2)·c2(H20) (0.42)2×(0.42)2 c4(HC1)·c(O2)(1-0.84)4X(1-0.21)co 5 课时分层检测（三十九） 1.B2.A3.D4.A5.B6.C 7.答案0.050 7.5 o 解析在此条件，0~4min的x(CH,OH)=p0-0.8p)kPa 4 min 0.05p。kPa·min-1;设平衡时CH3OH反应了xmol,列出三段式： CH OH(g)+CO(g)HCOOCH (g) 起始/mol 2 2 0 转化/mol x x 平衡/mol2-x 2-x x 反应后总物质的量为(4一x)mol,T、V一定时，n和p成正比，所以 4 元070，解得x=1.2,则反应后总物质的量为2.8mol 、2 CH,0H的物质的量分数为号，C0的物质的量分数为号， HCOOCH,,的物质的量分数为号，则K,=pCH0D:pCO (HCOOCH3) 号X0.7p 号x07×号×0.7 kPa1=:5kPa1 Po 8.答案9.1%0.8p 解析设起始时n(CH3COOH)=1mol, CH,COOH(g)-2CO(g)+2H2 (g) 转化 0.2 mol 0.4 mol 0.4 mol CH,COOH(g)-CH(g)+CO2(g) 转化 0.6 mol 0.6 mol 0.6 mol (1-0.2-0.6)mol 乙酸体积分数为0.4+0.4十0.6十0.6T0.2)m0×100%≈ 9.1%,脱骏基反应的K, p(CH4)×p(C02= 0.6p×0.6p (CH COOH) 2.2×2.2kPa 0.2p 2.2 ≈0.8pkPa。 9.答案0.4p15 解析N2O4（g)一一2NO2(g),N2O4气体的平衡转化率为25%，设 起始N2O4的物质的量为x,则平衡时剩余的N2O4的物质的量为 0.75x,生成的NO2的物质的量为0.5x,混合气体平衡总压强为p, 时0，的分压为。020pN:0,分压为。产 pX0.5x pX0.75x 0.6p;反应N20,(g)=2NO2(g)的平衡常数K=06=号。 10.答案 ，X()丁 1-a 解析恒压反应器中，按照n(H2):n(CsH:)=4：1投料，设投 入的苯的物质的量为1mol,发生I、Ⅱ反应，总压为po,平衡时苯 的转化率为α，环己烷的分压为p,则 (g)+3H2(g)= (g) 起始/mol 1 4 0 转化/mol 3a 平衡/mol1-a 4-3a (g)= (g) CH 起始/mol 0 转化/mol x x 平衡/mol Q-x x 反应后平衡体系中总的物质的量为1一a十4-3a十a-x十x=5 3,故平衡时，苯的分压为品，H,的分压为二2，则反应 I的K,= (环己烷) p(苯)·p3(H2)1-a 3 11.答案(1)①0.1②2③50% (2)①<②40%③5