选择题押题练(五)　催化剂、活化能与反应历程.docVIP

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选择题押题练(五)催化剂、活化能与反应历程

1.硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题。甲酸(HCOOH)在纳米级Pd表面分解为活性H2和CO2，再经下列历程实现NOeq\o\al(－,3)的催化还原，进而减少污染。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)分别表示Fe3O4中的二价铁和三价铁。下列说法错误的是()

A．Fe3O4参与了该循环历程

B．HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂

C．H2在反应历程中生成的H＋起到调节体系pH的作用

D．在整个历程中，1molH2可还原1molNOeq\o\al(－,3)

解析：选DFe3O4参与了该循环历程，因为铁离子有价态的变化，故A正确；HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂，而后形成了碳氧双键，故B正确；酸性条件下，NOeq\o\al(－,3)比NOeq\o\al(－,2)的氧化性更强，H＋起到调节体系pH的作用，故C正确；在整个历程中，2molFe2＋可还原1molNOeq\o\al(－,3)，氢气还原Fe3＋，故D错误。

2．据文献报道，金红石Ti3＋L3表面催化氮气固定机理如图所示，下列叙述错误的是()

A．催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的ΔH

B．该催化固氮总反应为3H2＋N2===2NH3

D．整个催化过程中存在N—Ti键的断裂和生成

解析：选A催化剂不能改变反应的ΔH，A错误。

3．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下：

下列说法错误的是()

A．若起始时的水分子为HDO，则生成的氢气可能有两种分子

B．过程Ⅰ、Ⅱ均为吸热过程

C．过程Ⅲ中形成了非极性共价键

D．使用催化剂不改变水煤气变换反应的ΔH

解析：选A若起始时的水分子为HDO，分析题图可知，过程Ⅲ生成的氢分子可能是H2、D2和HD，故A错误；过程Ⅰ、Ⅱ是水分子中化学键断裂的过程，为吸热过程，B正确；过程Ⅲ中氢原子形成了氢分子，氢分子中化学键为非极性共价键，C正确；使用催化剂不改变反应的热效应，D正确。

4．ShyamKattle等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物种用·标注，Ts表示过渡态。下列有关说法错误的是()

A．物质被吸附在催化剂表面形成过渡态过程是吸热的

B．形成过渡态Ts1的活化能为1.05eV

C．前三步的总能量变化为ΔH＝－2.05eV

D．反应历程中能量变化最大的反应的方程式为·HOCO＋eq\f(7,2)H2(g)===·CO＋·OH＋eq\f(7,2)H2(g)

解析：选DA项，从图示可看出形成过渡态物质的能量都是升高的，正确；B项，从图中能量差可知，过渡态Ts1的能量为0.15eV，则该步的活化能为[0.15－(－0.9)]eV＝1.05eV，正确；C项，根据图示首尾能量数据可知，该过程的总能量降低了2.05eV，则焓变ΔH＝－2.05eV，正确；D项，前三步中能量变化最大的是第二步，该步骤分两步形成稳定的微粒，反应的方程式为·HOCO＋eq\f(7,2)H2(g)===·CO＋·OH＋·H＋3H2(g)，错误。

5．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法不正确的是()

A．CO2分解过程中存在所有旧化学键断裂和新化学键的形成

B．增大TiO2的比表面积可提高催化效率

C．该反应中光能和热能转化为化学能

D．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)ΔH＝＋556kJ·mol－1

解析：选ACO2分解生成CO和O2的过程中，过程③CO2中只断裂一个碳氧双键，并不是所有化学键断裂，A错误；增大TiO2的比表面积就增大了TiO2的接触面积和吸附能力，可提高催化效率，B正确；从图示可以看出，光能和热能转化为化学能，C正确；从图中键能数据可计算出，CO2分解反应的焓变ΔH＝(2×1598－2×1072－496)kJ·mol－1＝＋556kJ·mol－1，D正确。