2026届高考化学二轮复习　微点突破练　 催化机理、反应历程与循环图分析

微点突破练　催化机理、反应历程与循环图分析 题型1 反应机理、催化机理分析 1．(2025·陕西省渭南市高三下学期二模考试)可以催化脱除，脱除反应为，脱除过程如下图所示，下列说法正确的是 A．图乙中催化剂对的吸附强度强于图甲 B．脱除过程不属于氧化还原反应 C．该反应的平衡常数 D．催化剂的活性在脱除过程中不会改变 2．(2025·河北省邢台市清河中学高三下学期4月模拟预测)近日，我国科学研究者利用反应，研究发现在t℃，的体积分数()为时，催化剂催化上述反应时，NO的去除率最高。表示活性氧。下列说法错误的是 A．反应过程中存在键的形成与断裂 B．不断升高体系温度，NO的去除率一定增大 C．由图示可知，NO通过氮原子与催化剂形成配位键 D．在t℃下，较高时与CO直接反应，致使NO转化率降低 3．(2025·四川省绵阳市高三上学期一诊)研究表明，2-氯二乙硫醚()由于分子中氯原子位硫原子的参与，其碱性条件下的水解速率比1-氯己烷快很多，这一效应称为邻基参与，可表示如下： 下列说法错误的是 A．2-氯二乙硫醚中硫原子和碳原子均采取杂化 B．水解时生成中间体 C．邻基参与效应降低了2-氯二乙硫醚水解反应的活化能 D．的水溶性小于 题点2 反应历程中的能量图像分析 4．(2025·天津市河北区高三下学期总复习质量检测（一）)氮氧化物()是大气的主要污染物，某研究小组利用催化剂ZAg对NO催化转化的反应过程与能量变化的关系如图所示。下列说法错误的是 A．总反应的热化学方程式： B．过渡态的稳定性： C．反应过程的决速步骤为放热反应 D．催化剂ZAg降低了反应的活化能，但不能改变反应热 5．(2025·四川省名优校联盟高三下学期一模考试)研究氨及其合成工艺在工、农业上有着重要意义，下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分，下列说法错误的是 A．该反应历程包含6个基元反应 B．上图反应历程中，实线表示使用了铁催化剂 C．该历程中的决速反应为： D．该反应为放热反应，升温会减小正反应的热力学倾向 6．(2025·北京市朝阳区高三下学期二模)在水溶液的作用下，反应过程中能量变化示意图如下所示(其中a、b代表过渡态1或过渡态2中的一种)。 下列说法不正确的是 A．从反应物到产物，无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇 B．溴原子的电负性比碳原子的大，能形成极性较强的，较易断裂 C．b代表过渡态2，经历该过渡态生成 D．生成乙醇的反应是取代反应，生成乙烯的反应是消去反应 7．(2025·河北省沧州市沧衡八县联考高三下学期一模)苯甲醛制得苯甲酸苯乙酯的反应机理及历程如下，下列说法错误的是 A．生成物的碳原子涉及、两种杂化方式 B．过程②对整个反应的速率快慢起决定性作用 C．相比较中间体1、3，中间体2更稳定 D．乙二醛可与乙二醇合成六元环状化合物 8．(2025·北京市清华附中朝阳学校三模)科学家提出一种大气中在和作用下转变为的机理（图1），其能量变化如图2所示。 已知：的结构式为 下列说法不正确的是 A．①中涉及键的断裂与生成 B．②③均发生了氧化还原反应 C．由图2可知，该过程的决速步是① D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 题点3 循环图分析 9．(2025·河北省秦皇岛市昌黎第一中学高三下学期“赢在百日”第一次模拟演练)碳酸氢钠催化氢化制备甲酸盐是现代储氢的新研究方向，其可能的反应历程如图所示。 下列说法错误的是 A．物质L和均为反应的催化剂 B．反应过程中发生了极性键和非极性键的断裂和形成 C．总反应的离子方程式为 D．用代替，反应可得 10．(2025·河南省信阳市息县中学联考)是电解铝烟气的主要组分之一，属于强温室气体，其温室效应指数为的7390倍。我国科学家用作为催化剂实现了100％催化水解，其历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．总反应为 B．不能改变总反应的 C．反应过程中，Ga-F、C-F键既有断裂又有形成 D．反应过程中涉及的小分子包含两种非极性分子 11．(2025·山西省临汾市高三下学期考前适应性训练考试（二）)丙二醇脱氧脱水反应的循环机理如图所示。下列说法错误的是 A．降低了反应的焓变，加快了反应速率 B．反应历程中存在极性键、非极性键的断裂和形成 C．反应③属于氧化还原反应 D．若将原料换为乙二醇，有乙烯生成 12．(2025·河北省石家庄市高三下学期教学质量检测（一）)在电催化5-羟甲基糠醛(HMF)加氢制备2，5-呋喃二甲醇(BHMF)的反应中，碳负载的纳米Pb/PbO复合催化剂发挥了关键作用，其阴极的催化反应路径如图所示(H*代表活性氢)。下列说法错误的是 A．反应过程中有非极性键的断裂与形成 B．H*转化为会降低BHMF的产率 C．生成BHMF的电极反应式为 D．Pb/PbO复合催化剂能提供双中心活性位点吸附HMF和H* 题点4 反应历程、催化机理、循环图分析综合 13．(2025·云南省保山市腾冲市第五中学高三下学期二模)科研人员利用高压气流将水微滴喷射到涂覆催化剂的石墨网上，研究常温制氨，其反应历程中微粒转化关系如图1所示，相对能量变化关系如图2所示，吸附在催化剂表面的物质用“*”标注。下列说法正确的是 A．反应过程中存在非极性键的断裂与形成及极性键的断裂 B．由图1反应历程可以看出，生成需要消耗 C．Ⅱ表示的微粒符号是 D．反应历程中化学反应速率最慢的反应是 14．(2025·四川省绵阳市高三上学期一诊)以作催化剂，利用合成气制备烃类物质的反应机制如下： 根据图示，利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为 。下列说法正确的是 (填序号)。 a．反应物吸附过程只断裂极性键 b．偶联过程中只形成非极性键 c．整个反应过程中无极性键生成 15．(2025·四川省眉山市东坡区一模)以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ∆H＝ －87 kJ/mol。研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如下图甲所示： 第一步： 2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s) ∆H1 第二步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ∆H2 图中ΔE＝ kJ/mol，反应速率较快的是 反应(填“第一步”或“第二步”)，理由是 。 16．(2025·广西壮族自治区柳州市一模)和在某催化剂表面合成，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。步骤Ⅰ~Ⅲ中活化能最小的步骤是 (填序号)，写出步骤Ⅳ的反应方程式 。 17．(2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学一模)和CO是常见的环境污染气体。 (1)对于反应来说，“”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：第一步为；则第二步为 (写方程式)。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。 (2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示： 容易得到的副产物有CO和，其中相对较少的副产物为 ；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中 (填字母)的能量变化。 A．     B． C．     D． 18．(2025·四川省泸州市高三上学期第一次教学质量诊断性考试)丙烯()是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下两种方法。丙烷直接脱氢制丙烯 反应I：   回答下列问题： (1)反应I在 (选填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 (2)为提高丙烯的产率，设计了一种管状反应器，工作原理如图所示。图中选择性透过膜透过的一种产物分子X是 ，该反应器能提高丙烯产率的原因是 。 (3)以下是在某催化剂上丙烷脱氢的反应历程图(*表示吸附在催化剂上，TS表示过渡态) 研究表明键的断裂是反应中的速控步骤(速率最慢的基元反应)，实验测得用和(注：D是氘，键能：)进行反应的速率近似相等。据此可知，上述反应历程图中速控步骤基元反应的方程式为 。图中对应的能量：是 (选填①或②)，“”是 (选填③或④)。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 微点突破练　催化机理、反应历程与手循环图分析 题型1 反应机理、催化机理分析 1．(2025·陕西省渭南市高三下学期二模考试)可以催化脱除，脱除反应为，脱除过程如下图所示，下列说法正确的是 A．图乙中催化剂对的吸附强度强于图甲 B．脱除过程不属于氧化还原反应 C．该反应的平衡常数 D．催化剂的活性在脱除过程中不会改变 【答案】A 【解析】图甲Fe2O3中带正电荷的铁元素和H2S中带正电荷的氢元素之间的斥力较大，而图乙Fe2O3中带负电荷的氧元素和H2S中带正电荷的氢元素之间的引力较大，则图甲中Fe2O3对H2S的吸附能力弱于图乙，A正确；图中铁元素的化合价由+3价降低至+2价，硫元素的化合价由-2价升高至0价，属于氧化还原过程，B错误；该反应的平衡常数表达式为，C错误；脱除一段时间后，析出的硫单质附着在催化剂表面，会影响催化剂的活性，活性降低，D错误。故选A。 2．(2025·河北省邢台市清河中学高三下学期4月模拟预测)近日，我国科学研究者利用反应，研究发现在t℃，的体积分数()为时，催化剂催化上述反应时，NO的去除率最高。表示活性氧。下列说法错误的是 A．反应过程中存在键的形成与断裂 B．不断升高体系温度，NO的去除率一定增大 C．由图示可知，NO通过氮原子与催化剂形成配位键 D．在t℃下，较高时与CO直接反应，致使NO转化率降低 【答案】B 【解析】由图示可知，NO→N2的过程存在π键的形成与断裂，A正确；温度不断升高，催化剂可能失活，致使NO去除率降低，B错误；与催化剂成键的主要是N原子和C原子，C正确；CO与O2反应得到CO2，即CO还原剂变少，可能导致NO转化率降低，D正确。故选B。 3．(2025·四川省绵阳市高三上学期一诊)研究表明，2-氯二乙硫醚()由于分子中氯原子位硫原子的参与，其碱性条件下的水解速率比1-氯己烷快很多，这一效应称为邻基参与，可表示如下： 下列说法错误的是 A．2-氯二乙硫醚中硫原子和碳原子均采取杂化 B．水解时生成中间体 C．邻基参与效应降低了2-氯二乙硫醚水解反应的活化能 D．的水溶性小于 【答案】B 【解析】在2-氯二乙硫醚中碳原子均形成了四个共价键，硫原子连接着两个乙基，形成了两个单键，硫和碳均采取杂化， A正确；根据题目所给信息，水解时生成的中间体应为：，B错误；根据题目所给信息， 2-氯二乙硫醚在碱性条件下水解速率比1-氯己烷快很多是由于邻基参与效应，故邻基参与效应降低了2-氯二乙硫醚水解反应的活化能，C正确；中含有羟基，可与水分子形成氢键，的水溶性小于，D正确。故选B。 题点2 反应历程中的能量图像分析 4．(2025·天津市河北区高三下学期总复习质量检测（一）)氮氧化物()是大气的主要污染物，某研究小组利用催化剂ZAg对NO催化转化的反应过程与能量变化的关系如图所示。下列说法错误的是 A．总反应的热化学方程式： B．过渡态的稳定性： C．反应过程的决速步骤为放热反应 D．催化剂ZAg降低了反应的活化能，但不能改变反应热 【答案】C 【解析】由图示可知，总反应的热化学方程式为，A正确；能量越低越稳定，因此过渡态的稳定性：，B正确；决速步骤为活化能最大的慢反应，反应过程的决速步骤为，此反应为吸热反应，C错误；反应热只与反应物的始态和终态有关系，与反应过程无关，催化剂能降低反应活化能，但不能改变反应热，D正确。故选C。 5．(2025·四川省名优校联盟高三下学期一模考试)研究氨及其合成工艺在工、农业上有着重要意义，下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分，下列说法错误的是 A．该反应历程包含6个基元反应 B．上图反应历程中，实线表示使用了铁催化剂 C．该历程中的决速反应为： D．该反应为放热反应，升温会减小正反应的热力学倾向 【答案】A 【解析】图中每个过渡态都是一个基元反应，图中共有4个过渡态，则图中基元反应有4个，A错误；催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应物和生成物的总能量，所以曲线中表示使用了铁催化剂的线是实线，B正确；控速反应是活化能最大的反应，第一个基元反应的反应活化能最大，决速反应为，C正确；工业合成氨采用铁催化剂，其正反应为放热反应，温度低平衡逆向移动，D正确。故选A。 6．(2025·北京市朝阳区高三下学期二模)在水溶液的作用下，反应过程中能量变化示意图如下所示(其中a、b代表过渡态1或过渡态2中的一种)。 下列说法不正确的是 A．从反应物到产物，无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇 B．溴原子的电负性比碳原子的大，能形成极性较强的，较易断裂 C．b代表过渡态2，经历该过渡态生成 D．生成乙醇的反应是取代反应，生成乙烯的反应是消去反应 【答案】C 【解析】生成乙醇的活化能小于生成乙烯的活化能，乙醇的能量小于乙烯和水的总能量，所以无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇，A正确；溴原子的电负性比碳原子的大，能形成极性较强的，溴乙烷生成乙烯、乙醇都断裂CBr键，说明较易断裂，B正确；过渡态2生成CH3CH2OH和Br-，过渡态2表示a，C错误；溴乙烷中Br原子被羟基取代生成乙醇，属于取代反应，溴乙烷生成乙烯发生消去反应，D正确。故选C。 7．(2025·河北省沧州市沧衡八县联考高三下学期一模)苯甲醛制得苯甲酸苯乙酯的反应机理及历程如下，下列说法错误的是 A．生成物的碳原子涉及、两种杂化方式 B．过程②对整个反应的速率快慢起决定性作用 C．相比较中间体1、3，中间体2更稳定 D．乙二醛可与乙二醇合成六元环状化合物 【答案】B 【解析】生成物苯环和羰基上的碳原子采取杂化、亚甲基上的碳原子采取杂化，A正确；过程②活化能不是最大，不是决速步，B错误；由反应历程图可知，中间体2的能量比中间体1和3的能量都低，中间体2更稳定，C正确；根据该机理，一个醛基可与一个羟基生成一个酯基，所以乙二醛可与乙二醇反应生成环乙二酸乙二酯，D正确。故选B。 8．(2025·北京市清华附中朝阳学校三模)科学家提出一种大气中在和作用下转变为的机理（图1），其能量变化如图2所示。 已知：的结构式为 下列说法不正确的是 A．①中涉及键的断裂与生成 B．②③均发生了氧化还原反应 C．由图2可知，该过程的决速步是① D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 【答案】B 【解析】①中与硫原子相连的O－H键断裂，生成HNO2涉及键的生成，A正确； ②中反应S元素由+5价变为+6价，N元素由+4价变为+3价，发生了氧化还原反应，③中反应无元素化合价发生变化，没有发生氧化还原反应，B错误；由图2可知，步骤①正反应的活化能最大，反应速率最慢，则该过程的决速步是①，C正确；和、反用生成，S化合价升高2，是还原剂，被还原为HNO2，N化合价降低1，是氧化剂，由得失电子守恒可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为，D正确。故选B。 题点3 循环图分析 9．(2025·河北省秦皇岛市昌黎第一中学高三下学期“赢在百日”第一次模拟演练)碳酸氢钠催化氢化制备甲酸盐是现代储氢的新研究方向，其可能的反应历程如图所示。 下列说法错误的是 A．物质L和均为反应的催化剂 B．反应过程中发生了极性键和非极性键的断裂和形成 C．总反应的离子方程式为 D．用代替，反应可得 【答案】B 【解析】第①步L参与反应，第④步又生成L，第②步R—NH2参加反应，第③步又生成R—NH2，则物质L和R—NH2均为反应的催化剂，A正确；反应过程中有H－H键断开和C－O键断开，有N－H键和H－O键生成，有极性键、非极性键断开和极性键生成，没有非极性键的形成，B错误；由反应物和生成物可知，总反应的离子方程式为，C正确；由第③步反应可知，用 D2代 替 H2，反应可得，D正确。故选B。 10．(2025·河南省信阳市息县中学联考)是电解铝烟气的主要组分之一，属于强温室气体，其温室效应指数为的7390倍。我国科学家用作为催化剂实现了100％催化水解，其历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．总反应为 B．不能改变总反应的 C．反应过程中，Ga-F、C-F键既有断裂又有形成 D．反应过程中涉及的小分子包含两种非极性分子 【答案】C 【解析】由循环反应图示得，先参加反应，后又生成，故其为催化剂，总反应方程式为，A正确；为催化剂，催化剂改变反应历程，降低活化能，不改变总反应的，B正确；反应过程中，Ga-F既有断裂又有形成，C-F键只有断裂没有形成，C错误；反应过程中涉及的小分子有CF4、CO2、H2O、HF，其中CF4、CO2为非极性分子，D正确。故选C。 11．(2025·山西省临汾市高三下学期考前适应性训练考试（二）)丙二醇脱氧脱水反应的循环机理如图所示。下列说法错误的是 A．降低了反应的焓变，加快了反应速率 B．反应历程中存在极性键、非极性键的断裂和形成 C．反应③属于氧化还原反应 D．若将原料换为乙二醇，有乙烯生成 【答案】A 【解析】第①步参加反应，第④步生成，为总反应的催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率，但是焓变不变，A错误；第①步有O－H极性键断裂和H－O极性键生成，第③步有碳碳非极性键断裂，第④步有碳碳非极性键形成，B正确；反应③中元素有价态变化，属于氧化还原反应，C正确；根据反应机理，若将原料换为乙二醇，有乙烯和甲醛生成，D正确。故选A。 12．(2025·河北省石家庄市高三下学期教学质量检测（一）)在电催化5-羟甲基糠醛(HMF)加氢制备2，5-呋喃二甲醇(BHMF)的反应中，碳负载的纳米Pb/PbO复合催化剂发挥了关键作用，其阴极的催化反应路径如图所示(H*代表活性氢)。下列说法错误的是 A．反应过程中有非极性键的断裂与形成 B．H*转化为会降低BHMF的产率 C．生成BHMF的电极反应式为 D．Pb/PbO复合催化剂能提供双中心活性位点吸附HMF和H* 【答案】A 【解析】反应过程中有H-O、C=O极性键的断裂，H-H非极性键的形成，H-O、C-H极性键的形成，A错误；H*与HMF形成，若H*转化为会降低BHMF的产率，B正确；水得电子生成OH-和H*，H*与HMF反应生成BHMF，电极反应式为，C正确；Pb/PbO复合催化剂能提供双中心活性位点吸附HMF（PbO）和H*（Pb），D正确。故选A。 题点4 反应历程、催化机理、循环图分析综合 13．(2025·云南省保山市腾冲市第五中学高三下学期二模)科研人员利用高压气流将水微滴喷射到涂覆催化剂的石墨网上，研究常温制氨，其反应历程中微粒转化关系如图1所示，相对能量变化关系如图2所示，吸附在催化剂表面的物质用“*”标注。下列说法正确的是 A．反应过程中存在非极性键的断裂与形成及极性键的断裂 B．由图1反应历程可以看出，生成需要消耗 C．Ⅱ表示的微粒符号是 D．反应历程中化学反应速率最慢的反应是 【答案】D 【解析】由图1知，反应过程中发生了氮氮非极性键的断裂、氮氢极性键的断裂、氮氢极性键的形成，没有非极性键的形成，A错误；生成需要消耗，B错误；生成Ⅱ的反应为为， Ⅱ为，C错误；由图2反应历程可知，化学反应速率最慢的是生成Ⅰ的反应，方程式为，D正确。故选D。 14．(2025·四川省绵阳市高三上学期一诊)以作催化剂，利用合成气制备烃类物质的反应机制如下： 根据图示，利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为 。下列说法正确的是 (填序号)。 a．反应物吸附过程只断裂极性键 b．偶联过程中只形成非极性键 c．整个反应过程中无极性键生成 【答案】 4H2＋2COCH2＝CH2＋2H2O b 【解析】根据图示，利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为4H2＋2COCH2＝CH2＋2H2O。 根据图示，反应物吸附过程断裂了H－H非极性键和碳氧极性键，a错误；偶联过程中只形成C－C非极性键，b正确；整个反应过程中有O－H极性键生成，c错误。故选b。 15．(2025·四川省眉山市东坡区一模)以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ∆H＝ －87 kJ/mol。研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如下图甲所示： 第一步： 2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s) ∆H1 第二步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ∆H2 图中ΔE＝ kJ/mol，反应速率较快的是 反应(填“第一步”或“第二步”)，理由是 。 【答案】 ＋72.5 第一步 第一步的活化能小 【解析】图中ΔE为第二步反应的反应热，故ΔE＝∆H2＝∆H－∆H1＝（－87＋159.5） kJ·mol－1 ＝＋72.5 kJ·mol－1 ；反应速率较快的是第一步，理由是第一步反应的活化能小。 16．(2025·广西壮族自治区柳州市一模)和在某催化剂表面合成，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。步骤Ⅰ~Ⅲ中活化能最小的步骤是 (填序号)，写出步骤Ⅳ的反应方程式 。 【答案】Ⅲ (或) 【解析】由图可知，步骤Ⅰ~Ⅲ中活化能最小的步骤是Ⅲ，步骤Ⅳ的反应物为，生成物为，写出步骤Ⅳ的反应方程式为：(或)。 17．(2025·湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学一模)和CO是常见的环境污染气体。 (1)对于反应来说，“”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：第一步为；则第二步为 (写方程式)。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。 (2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示： 容易得到的副产物有CO和，其中相对较少的副产物为 ；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中 (填字母)的能量变化。 A．     B． C．     D． 【答案】(1) FeO＋＋COFe＋＋CO2 大于 (3) CH2O A 【解析】（1）由催化剂定义可知，第一步反应＋第二步反应＝总反应，则第二步反应的方程式为FeO＋＋COFe＋＋CO2；第二步反应对总反应速率没有影响，说明第一步是慢反应，控制总反应速率，第二步反应速率大于第一步反应速率，则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能； （2）由图可知，生成CO反应的活化能为：0.95eV—0.28eV＝0.67eV，生成CH2O反应的活化能为2.73eV—(—0.60)eV＝3.33eV，活化能越大，反应速率越小，产物的量越小，则较少的副产物为CH2O；化学反应的决速步骤为活化能较大的慢反应，由图可知，反应的活化能最大，反应速率最慢，要使反应速率加快，主要降低的能量变化，选A。 18．(2025·四川省泸州市高三上学期第一次教学质量诊断性考试)丙烯()是合成高聚物的重要原料。由丙烷生产丙烯有以下两种方法。丙烷直接脱氢制丙烯 反应I：   回答下列问题： (1)反应I在 (选填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 (2)为提高丙烯的产率，设计了一种管状反应器，工作原理如图所示。图中选择性透过膜透过的一种产物分子X是 ，该反应器能提高丙烯产率的原因是 。 (3)以下是在某催化剂上丙烷脱氢的反应历程图(*表示吸附在催化剂上，TS表示过渡态) 研究表明键的断裂是反应中的速控步骤(速率最慢的基元反应)，实验测得用和(注：D是氘，键能：)进行反应的速率近似相等。据此可知，上述反应历程图中速控步骤基元反应的方程式为 。图中对应的能量：是 (选填①或②)，“”是 (选填③或④)。 【答案】(1)高温 (2) 透过膜层再经Ar吹扫，使脱离平衡体系，平衡正向移动，丙烯的产率提高 (3) ① ③ 【解析】（1）反应I的，反应能自发进行的条件是，则在高温条件下自发进行；（2）该反应器能提高乙烯的产率，则反应Ⅰ平衡正向移动，通过减小H2的浓度即可实现，X为H2；提高丙烯产率的原因是，透过膜层再经Ar吹扫，使脱离平衡体系，平衡正向移动，丙烯的产率提高； （3）键的断裂是反应中的速控步骤，则键断裂的基元反应是；该步骤为控速步骤，对应的TS1垒能最高，故TS1对应的是①；总反应为吸热反应，的能量高于，对应的是③。 1 学科网（北京）股份有限公司 $