摘要:
**基本信息**
聚焦反应过程与能量变化图像分析,按过渡态能垒、循环转化、直线转化三类机理图像系统设题,强化科学思维与化学观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|过渡态能垒图像|5题|结合能垒图考查活化能、决速步骤、产物稳定性|从能量变化理解反应历程,建立“能垒-速率-平衡”关联|
|循环转化机理图像|5题|通过催化循环图分析中间产物、键变化及反应热|以循环模型串联物质转化与能量关系,体现催化剂作用|
|直线转化机理图像|5题|依据线性反应路径图判断反应热、键断裂与形成|从基元反应分步理解总反应,强化证据推理能力|
内容正文:
专题01 反应过程与能量变化图像分析
类型01 考查反应历程过渡态能垒图像的分析与应用
1.(25-26高二上·广东揭阳·期末)25℃时,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:下列说法不正确的是
A.在该反应条件下,产物2比产物1稳定
B.乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面并放出热量
C.生成产物1的决速步骤活化能为
D.反应达到平衡时,升温可提高产物2产率
【答案】D
【解析】A.从图中可知,产物2的能量比产物1低,根据能量越低越稳定的原则,产物2比产物1稳定,A正确;B.从图中可知,乙醇吸附在固体酸分子筛表面形成中间体后,体系的相对能量降低,该过程为放热过程,故放出热量;乙醇中的O原子与固体酸分子筛中的H原子形成分子间氢键,因此乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面,B正确;C.生成产物1的决速步骤为活化能最高的一步,从图中可知生成产物1时活化能最高为36.7+9.3=46kcal/mol,C正确;D.生成产物2的反应为放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,产物2产率降低,D错误;故答案选D。
2.(25-26高二上·重庆·期末)碳酸二甲酯()是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了一种合成方案,其反应机理如图所示,吸附在催化剂表面上的物种用*标注,下列说法正确的是
A.第1步基元反应的能垒为125.7 eV
B.反应过程中有极性键的断裂和生成
C.该合成反应总反应的活化能:
D.该过程中,决速步骤为:
【答案】B
【解析】A.第1步基元反应的能垒应为过渡态Ⅰ能量与吸附态反应物的差值,即103.1×102 eV - (-22.6×102 eV )= 125.7×102 eV,A错误;B. 反应中涉及CH3OH的O-H键(极性键)断裂、CO2的C=O键(极性键)断裂,以及新的C-O键(极性键)生成,存在极性键的断裂和生成,B正确;C. 总反应中,初始反应物能量(0 eV)低于最终产物能量(112.1 eV),为吸热反应,正反应活化能E正(最高过渡态157.2 eV - 0 eV = 157.2 eV)大于逆反应活化能E逆(157.2 eV - 112.1 eV = 45.1 eV),C错误;D.决速步骤是活化能最大的基元反应,第一步基元反应活化能125.7×102 eV,第一步基元反应的活化能最大,为决速步骤,反应为:CH3OH*+,D错误;故选B。
3.(25-26高二上·四川眉山·期末)甲烷分子断开1 mol C-H键需要吸收440 kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下,可在较低温度下发生裂解反应,甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注)。下列说法正确的是
A.步骤②反应为吸热反应
B.使用该催化剂,反应的焓变减小
C.甲烷催化裂解成C和需要吸收1760 kJ能量
D.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
【答案】D
【解析】A.由图可知,步骤②反应物总能量大于生成物总能量,则步骤②反应为放热反应,A错误;B.催化剂不能改变反应物、生成物的能量,因而不能改变反应的焓变,B错误;C.CH4存在4个C-H键,断开4 mol C-H需要吸收能量Q=440 kJ×4=1760 kJ,而不是甲烷催化裂解成C和H2需要吸收的能量,C错误;D.由图可知:C可吸附在催化剂的表面,则催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积,D正确;故答案选D。
4.(25-26高二上·重庆·期末)科学家研究发现,Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A.该反应的决速步骤是:中间体中间体3
B.Ni作为该反应的催化剂,降低了反应的活化能
C.该过程只涉及极性键的断裂和形成
D.该反应的热化学方程式为:
【答案】A
【解析】A.反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的决速步骤,由图可知,中间体2→中间体3的活化能最大,反应速率最慢,所以该反应的决速步是中间体2→中间体3,A正确;B.由图可知,镍参与的反应为:Ni+C2H6=NiCH2+CH4,则镍是反应的反应物,不是反应的催化剂,B错误;C.由图可知,反应中涉及C-C非极性键的断裂,并非只涉及极性键的断裂和生成,C错误;D.由图可知,该反应的热化学方程式为: ,D错误;故选A。
5.(25-26高二上·湖南湘西·期末)在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法错误的是
A.总反应是吸热反应
B.和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
C.①转化为②的进程中,决速步骤为
D.两种不同催化剂作用下丙烷的平衡转化率不同
【答案】D
【解析】A.由相对能量图可知,生成物的总能量大于反应物的总能量,故总反应为吸热反应,A正确;B.由图可知,和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态能量更低,更稳定,B正确;C.活化能最高的一步为反应的决速步,由图可知,①转化为②的进程中的决速步骤为过渡态2对应的基元反应,即,C正确;D.催化剂仅改变反应速率,不影响平衡移动,故两种不同催化剂作用下丙烷的平衡转化率相同,D错误;故答案选D。
类型02 考查循环转化机理图像的分析与应用
6.(25-26高二上·内蒙古包头·期末)燃油汽车尾气中含有一定量的NO,用活化后的作催化剂,在有氧条件下用氨气将NO还原成的一种反应历程如图所示。下列叙述错误的是
A.的分子结构模型:
B.是反应过程的中间产物
C.活化后的使活化能和反应热均降低
D.总反应为:
【答案】C
【解析】A.分子的空间构型为V形,题给分子结构模型与的空间结构相符,A正确;
B.题给物质在反应方程中生成后又被消耗,属于反应过程的中间产物,B正确;C.活化后的为该反应的催化剂,催化剂可降低反应的活化能,但不能改变反应的反应热,C错误;D.根据反应历程,反应物为、、,生成物为、,结合原子守恒配平可得总反应为,D正确;故选C。
7.(25-26高二上·浙江杭州·期末)催化剂作用下,甲酸释氢反应机理和相对能量变化情况分别如图1和如图2,下列说法不正确的是
A.第二步是反应的决速步骤
B.HCOOH催化释氢反应热化学方程式为
C.HCOOH催化释氢过程有配位键、极性键和非极性键的形成
D.用HCOOD催化释氢,则生成HD
【答案】B
【解析】A.反应的决速步骤由活化能最大的步骤决定,根据图2能量变化,步骤二活化能最大,因此第二步是决速步骤,A正确;B.热化学方程式中,焓变是1mol反应的能量变化,单位为;图2给出的是一个甲酸分子反应的能量变化,不能直接作为摩尔反应的焓变,B错误;C.反应过程中,反应物吸附在催化剂上时形成配位键;生成时形成极性键,生成时形成非极性键,因此过程有配位键、极性键、非极性键形成,C正确;D.吸附于催化剂后,先生成、,随后发生C-H键断裂生成和,第三步骤中与二者结合生成,D正确;故选B。
8.(25-26高二下·广西南宁·阶段检测)甲醇(CH3OH)与CO催化制备乙酸(CH3COOH)的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(已知:1eV=96.5kJ/mol)。下列说法错误的是
A.该过程涉及非极性键的形成
B.该反应中,HI、H2O为中间产物
C.该反应有三个基元反应,反应iii为该历程的决速步骤
D.总反应的热化学方程式为CH3OH(l)+CO(g)=CH3COOH(l)
【答案】B
【解析】A.该过程涉及碳碳键(即非极性键)的形成,A正确;B.HI在反应中先参与反应(步骤i),最终又生成(步骤iii),属于催化剂;H2O是反应i的产物、步骤iii的反应物,为中间产物,B错误;C.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应,故反应iii为该历程的决速步骤,C正确;D.由图可知,该反应放热且每分子甲醇的转化涉及能量为3.05eV,通过单位换算为3.05×96.5kJ/mol=294.325kJ/mol,D正确;故答案为:B。
9.(25-26高二下·广东东莞·阶段检测)含铁沸石是将温室气体和转化为有机物的有效催化剂,如图是与直接氧化的反应途径示意图,下列有关说法正确的是
A.中间产物2→3的转化是因为电负性,电负性较强的更易与带正电的结合
B.中间产物3→4不存在极性键的断裂
C.中间产物4→5碳原子的杂化方式全部改变
D.中间产物6→催化剂1有能量的变化
【答案】D
【解析】A.通过配位键与结合,中端基N、O均能做配位原子,由于电负性,N的配位能力更强,更易与结合,2→3的转化是分子在催化剂上的重排,随后在3→4的过程中脱去,该因果关系不成立,A错误;B.3→4的过程中,极性键断裂,释放出,存在极性键的断裂,B错误;C.中碳原子为杂化,形成中间产物5后,转化为,仍然为杂化,故中间产物4→5碳原子的杂化方式未改变,C错误;D.6→催化剂1的过程中,断裂配位键,生成产物,存在化学键的断裂和形成,化学反应都伴随能量变化,故有能量变化,D正确;故选D。
10.(25-26高二下·河南新乡·阶段检测)常温常压下利用铜基催化剂实现单个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),下列说法不正确的是
A.该反应的总反应方程式为,反应热
B.生成是化学反应的决速步骤
C.的过程中有极性键的形成和有非极性键的断裂
D.铜基催化剂通过参与反应改变反应路径,降低了反应的活化能,减小了反应的焓变
【答案】D
【解析】A.根据反应机理,总反应为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水,配平得总反应方程式:;由能量变化图可知,生成物总能量低于反应物总能量,反应放热,,A正确;B.反应的决速步骤由活化能最大、反应速率最慢的步骤决定。由能量图可知,生成这一步的活化能最大,因此是总反应的决速步骤,B正确;C.CO2生成的过程中,中H-H非极性键断裂,形成C-H极性键,C正确;D.催化剂可以改变反应路径、降低反应活化能,但焓变只与反应物和生成物的总能量差有关,催化剂不改变反应的焓变,D错误;故选D。
类型03 考查直线转化机理图像的分析与应用
11.(25-26高二下·安徽宣城·阶段检测)与在催化剂(简写为)表面催化生成和的历程示意图如下。下列说法正确的是
A.该反应的
B.反应过程中有极性共价键和非极性共价键的断裂和形成
C.羟基磷灰石()的作用是降低反应的活化能
D.正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】C
【解析】A.由反应历程的能量变化可知,反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,,A错误;B.反应中断裂的键有中的极性共价键、中的非极性共价键,形成的键只有、中的极性共价键,不存在非极性共价键的形成,B错误;C.羟基磷灰石(HAP)是该反应的催化剂,催化剂的作用是改变反应历程,降低反应的活化能,C正确;D.放热反应的正反应活化能逆反应活化能,因此正反应的活化能小于逆反应的活化能,D错误;故答案选C。
12.(25-26高二上·河南驻马店·开学考试)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:
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,有键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了键
D.该反应的焓变(反应热)与反应的途径有关
【答案】D
【解析】A.由图可知,反应物是 和,经过催化反应后生成。总反应方程式为,反应的原子利用率为100%,A正确;B.甲烷分子中含有4个C-H键。在转化为乙酸的过程中,甲烷分子需要失去一个氢原子,并与二氧化碳分子结合。从图中也可以看出,甲烷活化后形成了甲基并与催化剂相连,随后与结合。这个过程必然伴随着甲烷分子中C-H键的断裂,B正确;C.观察图中的能量变化曲线,状态①的能量高于状态②的能量。因此,从状态①转化为状态②的过程是一个能量降低的过程,即放出能量,同时,状态①是和活化的分别吸附在催化剂上的状态,而状态②是它们结合后的状态。在和转化为的过程中,需要形成新的碳碳键,C正确;D.反应的焓变只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,D错误;故选D。
13.(25-26高二下·浙江·期中)和在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下,下列说法不正确的是
A.曲线b表示使用催化剂时能量变化
B.在该过程中,、断键形成N原子和H原子
C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有极性键的
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】D
【解析】A.根据图像可知,b线所代表的过程中活化能较低,因此曲线b表示使用催化剂时能量变化,A正确;B.在反应过程中,断键形成N原子,断键形成H原子,B正确;C.NH3含有N-H键,由N和H两种原子构成,为极性键,C正确;D.由能量变化的示意图可知,合成氨为放热反应,则反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,D错误;故选D。
14.(25-26高二下·江苏扬州·阶段检测)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下,能量与反应进程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.键角:
B.第①步反应只存在键变化
C.总反应的,说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
D.乙烯在酸催化下水合制乙醇一定不需要加热就能进行
【答案】C
【解析】A.H3O+和H2O的中心O均为杂化,H3O+中O只有1对孤电子对,H2O中O有2对孤电子对;孤电子对越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小,因此键角:,A错误;B.第①步反应中,乙烯的π键断裂,同时生成了新的C−H σ键,并非只有π键变化,B错误;C.反应焓变ΔH=反应物键能总和−生成物键能总和,总反应ΔH<0,说明反应物键能总和小于生成物键能总和,C正确;D.反应的吸放热与反应是否需要加热无必然联系,放热反应也可能需要加热才能发生,该反应实际生产中需要加热条件,D错误;故答案为C。
15.(25-26高二下·广西玉林·阶段检测)标记的乙酸甲酯在足量溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:,能量变化如图所示。已知为快速平衡,下列说法正确的是
A.反应结束后,溶液中存在
B.反应Ⅲ为决速步
C.反应结束后,溶液中存在
D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
【答案】A
【解析】A. 原本标记在乙酸甲酯的羰基氧上,根据反应历程的快速质子转移平衡,可进入乙酸分子,乙酸中的会与水溶液中的氧发生交换,最终水中会存在,因此溶液中存在,A正确;B. 决速步由活化能最大、反应速率最慢的一步决定。从能量图可知:反应Ⅰ的活化能远大于反应Ⅲ的活化能,因此决速步是反应Ⅰ,B错误;C. 酯碱性水解断裂的是酰氧键(,断裂羰基碳与烷氧基之间的键),始终在羰基(乙酸)部分,烷氧基的氧为普通氧,因此产物甲醇为,不存在,C错误;D.图示总反应的焓变=(反应Ⅰ的活化能-反应Ⅱ的活化能)+(反应Ⅲ的活化能-反应Ⅳ的活化能)≠反应Ⅰ的活化能-反应Ⅳ的活化能,D错误;故选A。
1.(25-26高二下·江苏盐城·期中)化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新型燃烧技术。以为燃料的化学链燃烧原理如图-1所示。在一定温度与压强下,先后交替以一定流速向反应器中通入空气、,循环发生载氧体储氧和供氧反应。以镧(La)铁氧化物作载氧体供氧时,的氧化反应首先经历了由至的逐步脱氢过程,该反应历程中的相对能量变化如图-2所示(TS表示过渡态;*表示载氧体表面吸附位点,如表示吸附在载氧体表面的)。
下列说法错误的是
A.逐步脱氢过程中属于放热反应的共有3步
B.脱氢反应的决速步骤需要克服的相对能量是1.50 eV
C.甲烷燃料电池是将甲烷燃烧的热能转化为电能
D.与直接在空气中燃烧相比,化学链燃烧的优点之一是减少氮氧化物等污染物的排放
【答案】C
【解析】A.逐步脱氢过程中,产物相对能量低于反应物的反应为放热反应:、、,共3步放热反应,A正确;B.决速步骤为活化能最大的步骤,各步活化能分别为:为,为,为,为,最大活化能为,B正确;C.甲烷燃料电池是原电池装置,其能量转化形式是将甲烷的化学能直接转化为电能,不经过热能这一中间环节;而“甲烷燃烧的热能转化为电能”是火力发电的过程,与燃料电池的原理不符,C错误;D.直接在空气中燃烧时,空气中的和在高温下会反应生成氮氧化物();而化学链燃烧中,不直接与空气接触,载氧体提供的氧参与反应,避免了被氧化,因此能减少氮氧化物的排放,D正确;故选C。
2.(25-26高二下·宁夏石嘴山·期中)丙烯与氯化氢反应过程中物质和能量变化如图。下列说法错误的是
A.中间体Ⅰ比中间体Ⅱ能量低,更稳定
B.该条件下,丙烯与HCl反应有两种产物,以1-氯丙烷为主
C.丙烯与HCl反应涉及非极性键的断裂和极性键的形成
D.中间体Ⅰ在中间体中的占比大
【答案】B
【解析】A.根据右侧能量图,中间体Ⅰ的能量低于中间体Ⅱ。根据“能量越低越稳定”的原则,中间体Ⅰ更稳定,A正确;B.从能量图看,生成中间体I的活化能更低,反应更易进行,该条件下,丙烯与HCl反应,中间体I对应产物为2-氯丙烷,而非1-氯丙烷,因此该条件下反应产物以2-氯丙烷为主,B错误;C.丙烯与HCl反应时,C=C双键中的π键(非极性键)断裂,形成C-H键和C-Cl键(均为极性键),该反应确实涉及非极性键的断裂和极性键的形成,C正确;D.从能量图可以看出,生成中间体Ⅰ的活化能低于生成中间体Ⅱ的活化能,因此生成中间体Ⅰ的反应速率更快,生成的中间体Ⅰ多,中间体Ⅰ在中间体中的占比更大,D正确;故答案选B。
3.(25-26高二下·广东惠州·阶段检测)工业上,采用氢气还原法处理尾气中,发生反应: ,能量变化如图所示(分两步基元反应),下列说法正确的是
A.升温可以增大NO的平衡转化率
B.该反应的决速反应为基元反应②
C.反应②的热化学方程式为
D.使用合适的催化剂可以增大该反应的
【答案】C
【解析】A.由图可知,总反应是放热反应,升温平衡逆向移动,NO的转化率会减小,A项错误;B.由图可知,能垒:①>②,基元反应①是决速步骤,B项错误;C.反应②的焓变:
,C项正确;D.使用催化剂只改变反应速率,不能改变焓变,D项错误;故选C。
4.(25-26高二下·广西南宁·期中)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:下列说法正确的是
A.整个反应是放热过程
B.反应i包含3个基元反应
C.总反应的速率控制步骤的相对能量为2.69 eV
D.Ga2O2NH是总反应的催化剂
【答案】B
【解析】A.由图可知,生成物能量高于反应物能量,总反应为吸热反应,A错误;B.反应i从经历过渡态TS1、TS2、TS3,说明该反应分三步进行,包含3个基元反应,B正确;C.整个反应历程中,活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的反应步骤,其活化能为,C错误;D.是反应i的生成物,反应ii的反应物,故为总反应的中间产物,D错误;故答案选B.
5.(25-26高二下·湖北十堰·期中)甲烷制备甲醇的反应机理如图。已知直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法正确的是
A.若与反应,生成的氘代甲醇只有CD3OH
B.反应①和反应②中均涉及氢原子成键变化
C.该反应为放热反应,升温,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.与CH2D2反应,单位时间内氘代甲醇的产量
【答案】D
【解析】A.反应①中,与反应时,断裂的是C-H或C-D键,生成的中间产物有两种,最终可得到和两种氘代甲醇,并非只有,A错误;B.根据反应机理图可知,反应②形成碳氧单键,未涉及氢原子成键变化,B错误;C.根据图示可知,总反应为放热反应,故升温平衡逆移,正逆反应速率均增大,正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度,C错误;D.直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则O更容易和H而不是和D生成羟基,故氘代甲醇的产量,D正确;故选D。
6.(25-26高二下·河南许昌·期中)在Pb基催化剂作用下苯乙炔加氢制苯乙烷的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,Ph表示苯基)。
下列叙述错误的是
A.为放热反应
B.的
C.反应路径中,决速步骤为过渡态为TS1的基元反应
D.一定温度下,增大投料比,有利于增大苯乙炔的平衡转化率
【答案】C
【解析】A.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,该反应,为放热反应,A正确;B.气态苯乙炔被催化剂吸附变为吸附态,过程中体系混乱度减小,因此熵变,B正确;C.总反应的决速步骤是活化能最大的基元反应(活化能越大,反应速率越慢,决定总反应速率),活化能过渡态能量 该步骤反应物的能量,计算得:TS1对应活化能:,TS3对应活化能:,TS3对应活化能更大,因此决速步骤是TS3的基元反应,不是TS1,C错误;D.是该反应的反应物,一定温度下,增大投料比,相当于提高反应物的浓度,平衡正向移动,苯乙炔的平衡转化率增大,D正确;故选C。
7.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程及能量变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.总反应为
B.总反应的决速步为反应①
C.该反应催化剂为,为中间产物
D.该总反应的
【答案】D
【解析】A.根据图示可以看出反应过程中CO变为CO2,N2O变成N2,因此总反应化学方程式为,A正确;B.反应①正反应活化能是149.6 kJ/mol ,反应②正反应的活化能是108.22 kJ/mol ,活化能越大,反应速率越慢,反应①的活化能更大,所以反应①是总反应的决速步骤,B正确;C.根据图示可知,可以看出反应的催化剂为,是中间产物,C正确;D.ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,根据图示可知反应的能量变化为ΔH=(-361.22)-0=-361.22 kJ/mol ,D错误;故选D。
8.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)I.天津地处环渤海湾,海水资源丰富。科研人员把铁的配合物Fe3+L (L为配体)溶于弱碱性的海水中,制成吸收液,将气体H2S转化为单质硫,改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段:①H2S的吸收氧化;②Fe3+L的再生。反应原理如下:
①
②
回答下列问题:
(1)该工艺的总反应方程式为_______。1 mol H2S(g)发生该反应的热量变化为_______。Fe3+L在总反应中的作用是_______。
Ⅱ.直接氧化法脱硫。反应历程与体系能量变化如下图所示(TS表示过渡态)。
(2)上述反应历程共涉及_______个基元反应。
(3)其中化学反应速率最慢的步骤的活化能为_______kJ∙mol-1。
(4)以下反应的焓变能表示H2S燃烧热的是_______。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)或 放出热量 作催化剂或降低反应活化能
(2)5
(3)182.1
(4)D
【解析】(1)①
②
依据盖斯定律,将反应①×2+②得,该工艺的总反应方程式为或,其 ∆H=(-a kJ∙mol-1)×2+(-b kJ∙mol-1)=-(2a+b) kJ∙mol-1,热化学方程式为 ∆H=-(2a+b) kJ∙mol-1,即2 mol H2S(g)发生该反应放出热量(2a+b) kJ,则1 mol H2S(g)发生该反应的热量变化为:放出热量。反应中,Fe3+L是催化剂,Fe2+L是中间产物,则Fe3+L在总反应中的作用是:作催化剂或降低反应活化能。
(2)由图可知,上述反应历程中,共涉及5个过渡态,即涉及5个基元反应。
(3)在基元反应中,①→②活化能为140.6 kJ/mol,②→③活化能为(18.0 kJ∙mol-1)-(7.4 kJ∙mol-1)=10.6 kJ∙mol-1,③→④活化能为(-130.4 kJ∙mol-1)-(-166.5 kJ∙mol-1)=36.1 kJ∙mol-1,④→⑤活化能为(-187.9 kJ∙mol-1)-(-370.0 kJ∙mol-1)=182.1 kJ∙mol-1,⑤→⑥活化能为(-138.5 kJ∙mol-1)-(-290.1kJ∙mol-1)=151.6 kJ∙mol-1,活化能最大的为④→⑤,其化学反应速率最慢。
(4)A. 中,H2S(g)为2mol,产物之一为S(s),燃烧不充分,A不符合题意;B. 中,产物之一为S(s),燃烧不充分,B不符合题意;C. 中,H2S(g)为2 mol,不符合燃烧热的定义,C不符合题意;D. 中,H2S(g)为1 mol,产物为SO2(g)和H2O(l),燃烧充分,产物稳定,D符合题意;故选D。
1.(2023·浙江·高考真题)一定条件下,苯基丙炔()可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是
A.反应焓变:反应I>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应I<反应Ⅱ
C.增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
【答案】C
【解析】A.反应I、Ⅲ为放热反应,相同物质的量的反应物,反应I放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反应放出的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应I>反应Ⅱ,故A正确;B.短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快,速率越快,其活化能越小,则反应活化能:反应I<反应Ⅱ,故B正确;C.产物I和产物II存在可逆反应,则产物II和产物I的比值即该可逆反应的平衡常数K,由于平衡常数只与温度有关,所以增加HCl浓度平衡时产物II和产物I的比例不变,故C错误;D.根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ,故D正确。
综上所述,答案为C。
2.(2024·安徽·高考真题)某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率,则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。
【解析】A.X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应,A项不符合题意;B.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能,B项符合题意;C.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,C项不符合题意;D.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0,且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,D项不符合题意;选B。
3.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A.步骤①反应为
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是
【答案】D
【分析】结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,和苯生成,和、反应生成、和水,据此解答。
【解析】A.结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,故A正确;B.步骤③为放热反应,,即正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B正确;C.在催化循环中V的化合价由+5降低到+4,所以起氧化作用,故C正确;D.根据分析,步骤③生成的物质Z是,故D错误;答案选D。
4.(2025·广西·高考真题)某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图,表示活化能。下列说法错误的是
A.是反应的催化剂 B.步骤①发生了键断裂
C.反应速率:历程历程I D.反应热:历程历程I
【答案】D
【解析】A.由图可知,在反应历程中先被消耗,后又生成,是反应的催化剂,A正确;B.由图可知,步骤①中转化为,发生了键断裂,B正确;C.由图可知,历程I中活化能最大为112.8kJ/mol(决速步),历程II中活化能最大为91.5kJ/mol(决速步),活化能越大,反应速率越慢,则反应速率:历程历程I,C正确;D.由图可知,历程和历程I起始反应物和最终生成物相同,反应热相等,D错误;故选D。
5.(2023·广东·高考真题)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行 B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡 D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】C
【解析】A.由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;B.由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;C.由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;D.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确;故选C。
6.(2024·北京·高考真题)苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓作催化剂
【答案】C
【解析】A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确;B.根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,故B正确;C.M的六元环中与相连的C为杂化,苯中大键发生改变,故C错误;D.苯的硝化反应中浓作催化剂,故D正确;故选C。
7.(2024·广东·高考真题)对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A.B. C. D.
【答案】A
【解析】提高反应温度,增大,说明反应的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确,故选A。
8.(2024·贵州·高考真题)AgCN与可发生取代反应,反应过程中的C原子和N原子均可进攻,分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物)。
由图示信息,下列说法错误的是
A.从生成和的反应都是放热反应
B.过渡态TS1是由的C原子进攻的而形成的
C.Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱
D.生成放热更多,低温时是主要产物
【答案】D
【解析】A.由反应历程及能量变化图可知,两种路径生成的产物的总能量均低于反应物,故从生成和的反应都是放热反应,A项正确;B.与Br原子相连的C原子为,由反应历程及能量变化图可知,过渡态TS1是由CN-的C原子进攻的,形成碳碳键,B项正确;C.由反应历程及能量变化图可知,后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物,分别断开的是和,且后者吸收更多的能量,故Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱,C项正确;D.由于生成所需要的活化能高,反应速率慢,故低温时更容易生成,为主要产物,D项错误;故选D。
9.(2025·河南·高考真题)在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A.总反应是放热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C.和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D.①转化为②的进程中,决速步骤为
【答案】C
【解析】A.由图可知,生成物能量高,总反应为吸热反应,A错误;B.平衡常数只和温度有关,与催化剂无关,B错误;C.由图可知,丙烷被催化剂a吸附后能量更低,则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定, C正确;D.活化能高的反应速率慢,是反应的决速步骤,故决速步骤为*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H,D错误;故选C。
10.(2025·河北·高考真题)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
下列说法错误的是
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
【答案】D
【解析】A.观察历程图可知,反应ⅰ中的相对能量为0,经TS1、TS2、TS3完成反应,生成和,此时的相对能量为0.05eV,因此体系能量在反应中增加,则该反应为吸热过程,A正确;B.反应ⅱ中因脱去步骤需要经过TS5,则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差,即3.39eV-0.70eV=2.69eV,B正确;C.反应ⅲ从生成经历过渡态TS6、TS7,说明该反应分两步进行,包含2个基元反应,C正确;D.整反应历程中,活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV),所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中,D错误;故选D。
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专题01
反应过程与能量变化图像分析
题组A类型突破
类型01考查反应历程过渡态能垒图像的分析与应用
1.D
2.B
3.D
4.A
5.D
类型02考查循环转化机理图像的分析与应用
6.c
7.B
8.B
9.D
10.D
类型03考查直线转化机理图像的分析与应用
11.c
12.D
13.D
14.C
15.A
题组B
能力进阶
1.c
2.B
3.c
4.B
5.D
6.c
7.D
8.(1)2H,S+0,FeL2H,0+2S↓或2H,S(g)+0,(g)e
"L(a2H.O(I)+28(s)
放出a+
2
kJ热量
作催化剂或降低反应活化能
1/2
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(2)5
(3)182.1
(4)D
题组C高考挑战
1.C
2.B
3.D
4.D
5.C
6.c
7.A
8.D
9.C
10.D
2/2
专题01 反应过程与能量变化图像分析
类型01 考查反应历程过渡态能垒图像的分析与应用
1.(25-26高二上·广东揭阳·期末)25℃时,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:下列说法不正确的是
A.在该反应条件下,产物2比产物1稳定
B.乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面并放出热量
C.生成产物1的决速步骤活化能为
D.反应达到平衡时,升温可提高产物2产率
2.(25-26高二上·重庆·期末)碳酸二甲酯()是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了一种合成方案,其反应机理如图所示,吸附在催化剂表面上的物种用*标注,下列说法正确的是
A.第1步基元反应的能垒为125.7 eV
B.反应过程中有极性键的断裂和生成
C.该合成反应总反应的活化能:
D.该过程中,决速步骤为:
3.(25-26高二上·四川眉山·期末)甲烷分子断开1 mol C-H键需要吸收440 kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下,可在较低温度下发生裂解反应,甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注)。下列说法正确的是
A.步骤②反应为吸热反应
B.使用该催化剂,反应的焓变减小
C.甲烷催化裂解成C和需要吸收1760 kJ能量
D.催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
4.(25-26高二上·重庆·期末)科学家研究发现,Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法正确的是
A.该反应的决速步骤是:中间体中间体3
B.Ni作为该反应的催化剂,降低了反应的活化能
C.该过程只涉及极性键的断裂和形成
D.该反应的热化学方程式为:
5.(25-26高二上·湖南湘西·期末)在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法错误的是
A.总反应是吸热反应
B.和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
C.①转化为②的进程中,决速步骤为
D.两种不同催化剂作用下丙烷的平衡转化率不同
类型02 考查循环转化机理图像的分析与应用
6.(25-26高二上·内蒙古包头·期末)燃油汽车尾气中含有一定量的NO,用活化后的作催化剂,在有氧条件下用氨气将NO还原成的一种反应历程如图所示。下列叙述错误的是
A.的分子结构模型:
B.是反应过程的中间产物
C.活化后的使活化能和反应热均降低
D.总反应为:
7.(25-26高二上·浙江杭州·期末)催化剂作用下,甲酸释氢反应机理和相对能量变化情况分别如图1和如图2,下列说法不正确的是
A.第二步是反应的决速步骤
B.HCOOH催化释氢反应热化学方程式为
C.HCOOH催化释氢过程有配位键、极性键和非极性键的形成
D.用HCOOD催化释氢,则生成HD
8.(25-26高二下·广西南宁·阶段检测)甲醇(CH3OH)与CO催化制备乙酸(CH3COOH)的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(已知:1eV=96.5kJ/mol)。下列说法错误的是
A.该过程涉及非极性键的形成
B.该反应中,HI、H2O为中间产物
C.该反应有三个基元反应,反应iii为该历程的决速步骤
D.总反应的热化学方程式为CH3OH(l)+CO(g)=CH3COOH(l)
9.(25-26高二下·广东东莞·阶段检测)含铁沸石是将温室气体和转化为有机物的有效催化剂,如图是与直接氧化的反应途径示意图,下列有关说法正确的是
A.中间产物2→3的转化是因为电负性,电负性较强的更易与带正电的结合
B.中间产物3→4不存在极性键的断裂
C.中间产物4→5碳原子的杂化方式全部改变
D.中间产物6→催化剂1有能量的变化
10.(25-26高二下·河南新乡·阶段检测)常温常压下利用铜基催化剂实现单个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),下列说法不正确的是
A.该反应的总反应方程式为,反应热
B.生成是化学反应的决速步骤
C.的过程中有极性键的形成和有非极性键的断裂
D.铜基催化剂通过参与反应改变反应路径,降低了反应的活化能,减小了反应的焓变
类型03 考查直线转化机理图像的分析与应用
11.(25-26高二下·安徽宣城·阶段检测)与在催化剂(简写为)表面催化生成和的历程示意图如下。下列说法正确的是
A.该反应的
B.反应过程中有极性共价键和非极性共价键的断裂和形成
C.羟基磷灰石()的作用是降低反应的活化能
D.正反应的活化能大于逆反应的活化能
12.(25-26高二上·河南驻马店·开学考试)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:
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,有键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了键
D.该反应的焓变(反应热)与反应的途径有关
13.(25-26高二下·浙江·期中)和在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下,下列说法不正确的是
A.曲线b表示使用催化剂时能量变化
B.在该过程中,、断键形成N原子和H原子
C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有极性键的
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
14.(25-26高二下·江苏扬州·阶段检测)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下,能量与反应进程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.键角:
B.第①步反应只存在键变化
C.总反应的,说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
D.乙烯在酸催化下水合制乙醇一定不需要加热就能进行
15.(25-26高二下·广西玉林·阶段检测)标记的乙酸甲酯在足量溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:,能量变化如图所示。已知为快速平衡,下列说法正确的是
A.反应结束后,溶液中存在
B.反应Ⅲ为决速步
C.反应结束后,溶液中存在
D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
1.(25-26高二下·江苏盐城·期中)化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新型燃烧技术。以为燃料的化学链燃烧原理如图-1所示。在一定温度与压强下,先后交替以一定流速向反应器中通入空气、,循环发生载氧体储氧和供氧反应。以镧(La)铁氧化物作载氧体供氧时,的氧化反应首先经历了由至的逐步脱氢过程,该反应历程中的相对能量变化如图-2所示(TS表示过渡态;*表示载氧体表面吸附位点,如表示吸附在载氧体表面的)。
下列说法错误的是
A.逐步脱氢过程中属于放热反应的共有3步
B.脱氢反应的决速步骤需要克服的相对能量是1.50 eV
C.甲烷燃料电池是将甲烷燃烧的热能转化为电能
D.与直接在空气中燃烧相比,化学链燃烧的优点之一是减少氮氧化物等污染物的排放
2.(25-26高二下·宁夏石嘴山·期中)丙烯与氯化氢反应过程中物质和能量变化如图。下列说法错误的是
A.中间体Ⅰ比中间体Ⅱ能量低,更稳定
B.该条件下,丙烯与HCl反应有两种产物,以1-氯丙烷为主
C.丙烯与HCl反应涉及非极性键的断裂和极性键的形成
D.中间体Ⅰ在中间体中的占比大
3.(25-26高二下·广东惠州·阶段检测)工业上,采用氢气还原法处理尾气中,发生反应: ,能量变化如图所示(分两步基元反应),下列说法正确的是
A.升温可以增大NO的平衡转化率
B.该反应的决速反应为基元反应②
C.反应②的热化学方程式为
D.使用合适的催化剂可以增大该反应的
4.(25-26高二下·广西南宁·期中)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:下列说法正确的是
A.整个反应是放热过程
B.反应i包含3个基元反应
C.总反应的速率控制步骤的相对能量为2.69 eV
D.Ga2O2NH是总反应的催化剂
5.(25-26高二下·湖北十堰·期中)甲烷制备甲醇的反应机理如图。已知直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法正确的是
A.若与反应,生成的氘代甲醇只有CD3OH
B.反应①和反应②中均涉及氢原子成键变化
C.该反应为放热反应,升温,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.与CH2D2反应,单位时间内氘代甲醇的产量
6.(25-26高二下·河南许昌·期中)在Pb基催化剂作用下苯乙炔加氢制苯乙烷的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,Ph表示苯基)。
下列叙述错误的是
A.为放热反应
B.的
C.反应路径中,决速步骤为过渡态为TS1的基元反应
D.一定温度下,增大投料比,有利于增大苯乙炔的平衡转化率
7.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程及能量变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.总反应为
B.总反应的决速步为反应①
C.该反应催化剂为,为中间产物
D.该总反应的
8.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)I.天津地处环渤海湾,海水资源丰富。科研人员把铁的配合物Fe3+L (L为配体)溶于弱碱性的海水中,制成吸收液,将气体H2S转化为单质硫,改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段:①H2S的吸收氧化;②Fe3+L的再生。反应原理如下:
①
②
回答下列问题:
(1)该工艺的总反应方程式为_______。1 mol H2S(g)发生该反应的热量变化为_______。Fe3+L在总反应中的作用是_______。
Ⅱ.直接氧化法脱硫。反应历程与体系能量变化如下图所示(TS表示过渡态)。
(2)上述反应历程共涉及_______个基元反应。
(3)其中化学反应速率最慢的步骤的活化能为_______kJ∙mol-1。
(4)以下反应的焓变能表示H2S燃烧热的是_______。
A.
B.
C.
D.
1.(2023·浙江·高考真题)一定条件下,苯基丙炔()可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是
A.反应焓变:反应I>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应I<反应Ⅱ
C.增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
2.(2024·安徽·高考真题)某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
3.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A.步骤①反应为
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是
4.(2025·广西·高考真题)某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图,表示活化能。下列说法错误的是
A.是反应的催化剂 B.步骤①发生了键断裂
C.反应速率:历程历程I D.反应热:历程历程I
5.(2023·广东·高考真题)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行 B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡 D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
6.(2024·北京·高考真题)苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓作催化剂
7.(2024·广东·高考真题)对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A.B. C. D.
8.(2024·贵州·高考真题)AgCN与可发生取代反应,反应过程中的C原子和N原子均可进攻,分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物)。
由图示信息,下列说法错误的是
A.从生成和的反应都是放热反应
B.过渡态TS1是由的C原子进攻的而形成的
C.Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱
D.生成放热更多,低温时是主要产物
9.(2025·河南·高考真题)在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为,反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A.总反应是放热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C.和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D.①转化为②的进程中,决速步骤为
10.(2025·河北·高考真题)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
下列说法错误的是
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
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