内容正文:
专题过关作业(十八)
1.C [根据图中物质的转化关系知反应物有NH3、NO、O2,生成物有N2和H2O,根据过程中含V粒子的结构式判断化学键的变化。反应过程中既有O==O和N—H的断裂,又有N≡N和H—O的形成,A正确;反应过程中H—O—V4+中的V由+4价升高到+5价,化合价升高,被氧化,B正确;由转化示意图可知,整个过程中反应物为NH3、NO、O2,生成物有N2和H2O,在钒系催化剂作用下脱硝反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,C错误;由转化示意图可知,V5+—O-…+H3N—N==O在反应过程中生成后又被消耗,则是反应中间体,D正确。]
2.CD [由题图可知,反应①为吸热反应,反应②为放热反应,R(g)===T(g)为放热反应。升高温度,①平衡正向移动、②平衡逆向移动,c(T)减小,c(I)增大,故减小,R(g)===T(g)为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,减小,A正确;反应①的活化能小于反应②,则反应①的速率大于反应②,开始时 I的生成速率大于消耗速率,浓度增大,随着反应进行,I的消耗速率大于生成速率,浓度减小,所以不使用催化剂M,反应历程中c(I)先增大后减小,B正确;反应焓变取决于反应物和生成物的总能量,加入催化剂不能改变反应焓变,C错误;催化剂M能催化第②步反应,反应②速率增大,反应①速率不变,D错误。]
3.A [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H2,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,电极反应为HMF+2H2O+2e-===BHMF+2OH-,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。]
4.C [由图可知,与N生成中间体的反应为加成反应,A错误;反应历程中苯环变成,中间体带正电荷说明苯环的大π键被破坏,B错误;中间体2的能量低于中间体1,且生成中间体1反应的活化能大于生成中间体2,所以从反应速率和中间体稳定性看都更利于生成中间体2,C正确;三氟甲苯与N生成中间体1和中间体2的过程均为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,D错误。]
5.BD [由图甲可知,化合物4转化为化合物1时,氢气生成水,被氧化,因此铁元素化合价降低被还原,化合物1转化为化合物2时,二氧化碳生成甲酸根离子,碳元素化合价降低,因此铁元素化合价升高,A错误;化合物1到化合物2的过程中二氧化碳中的碳氧键断裂,生成碳氢键,B正确;化合物2与水反应生成化合物3和HCOO-过程是放热反应,则化合物2与水的总键能小于化合物3与HCOO-的总键能,C错误;图乙中峰存在3个过渡态,则包括三步基元反应;峰值越大则活化能越大,活化能越大则反应越慢,决定总反应速率的是慢反应,第二步反应的活化能最大,故第二步为决速步,D正确。]
6.解析:(1)2H2(g)+2NO(g)⥫⥬N2(g)+2H2O(g)正反应为气体物质的量减少的反应,ΔS<0,ΔH=-666 kJ·mol-1,所以该反应在低温条件下更有利于自发进行;焓变=反应物总键能-生成物总键能,(436×2+632×2-x-464×4) kJ·mol-1=-666 kJ·mol-1,x=946。
(2)慢反应决定总反应速率,上述反应机理中,速率控制步骤为②;根据盖斯定律①+②+③得2H2(g)+2NO(g)⥫⥬N2(g)+2H2O(g) ΔH=(b-a-c)kJ·mol-1<0,(a+c)>b。
答案:(1)低温 946 (2)② >
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专题过关作业(十八)
选择题和题空突破化学反应与热能
(分值:30分)
(选择题每小题5分,每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1.(2025·内江一模)钒系催化剂催化脱硝部分机理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是( )
A.反应过程中既有极性键又有非极性键的断裂和形成
B.反应过程中H—O—V4+被氧化
C.脱硝反应为4NH3+3O22N2+6H2O
D.V5+—O-…+H3N—N==O是反应中间体
2.(2025·德州质检)某温度下,在密闭容器中充入一定量的R(g),发生反应R(g)===T(g),该反应经历两步:①R(g)===I(g),②I(g)===T(g),催化剂M能催化第②步反应,反应历程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.升高温度,减小,且减小
B.不使用催化剂M,反应历程中c(I)先增大后减小
C.使用催化剂M,反应①的ΔH不变,反应②的ΔH减小
D.使用催化剂M,反应②速率不变,反应①速率增大
3.(2025·信阳二模)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H2会降低BHMF的产率
C.生成BHMF的电极反应为HMF+2H2O+2e-===BHMF+2OH-
D.Pb/PbO复合催化剂能提供双中心活性位点吸附HMF和H*
4.(2025·衡阳一模)三氟甲苯()与浓硝酸反应可生成和,该反应历程中生成两种中间体的能量变化示意图如下,下列说法正确的是( )
A.与N生成中间体的反应为取代反应
B.反应历程中,苯环的大π键未发生变化
C.从反应速率和中间体稳定性看都更利于生成中间体2
D.三氟甲苯与N生成中间体1和中间体2的过程均放热
5.(2025·临沂联考)我国科学家成功催化氢化CO2获得甲酸。利用化合物1催化氢化CO2的反应过程如图甲所示(Bu表示丁基),其中化合物2与水反应生成化合物3和HCOO-过程中的能量变化如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲的转化过程中元素化合价均未发生变化
B.化合物1到化合物2的过程中存在碳氧键的断裂和碳氢键的形成
C.化合物2与水的总键能大于化合物3与HCOO-的总键能
D.图乙表示的反应历程包括三步基元反应,第二步为决速步
6.(5分)(2025·武汉模拟,节选)(1)已知有关化学键的键能数据如下表:
化学键
H—H
N≡O
N≡N
H—O
键能/
(kJ·mol-1)
436
632
x
464
氢气转化NO的热化学方程式为2H2(g)+2NO(g)⥫⥬N2(g)+2H2O(g) ΔH=-666 kJ·mol-1,该反应在________(填“高温”或“低温”)条件下更有利于自发进行;表格中x=________。(2分)
(2)研究表明,反应2H2(g)+2NO(g)⥫⥬N2(g)+2H2O(g)按如下机理进行(a、b、c均为正数):
①2NO(g)⥫⥬N2O2(g) ΔH=-a kJ·mol-1 快平衡
②N2O2(g)+H2(g)⥫⥬N2(g)+H2O2(g) ΔH=+b kJ·mol-1 慢平衡
③H2O2(g)+H2(g)⥫⥬2H2O(g) ΔH=-c kJ·mol-1 快平衡
上述反应机理中,速率控制步骤为________(填步骤前的标号),(a+c)________(填“>”“=”或“<”)b。(3分)
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