高三化学二轮专题训练　催化机理与反应历程图像分析.docxVIP

催化机理与反应历程图像分析

选择题1~8题,每题3分,共24分

1.(2022·台州中学测试)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用“·”标注。

下列说法不正确的是()

A.水煤气变换为放热反应

B.物质在金催化剂表面吸附过程中能量保持不变

C.该历程中断开一个H—O要吸收能量

D.该历程中正向的最大能垒(活化能)E正=2.02eV

2.18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:

+OH-+CH3O-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Ⅱ、Ⅲ为决速步

B.反应结束后,溶液中存在18OH-

C.反应结束后,溶液中存在CH3

D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变

3.我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)。下列说法正确的是()

A.反应历程中第一步化学反应为决速步骤

B.催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变(ΔH)

C.过渡态物质的稳定性:过渡态2小于过渡态1

D.吸附过程为吸热过程

4.研究CH3I与氯自由基(用Cl*表示)的反应有助于保护臭氧层。已知CH3I与Cl*反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法正确的是()

A.相同条件下,路径①的反应速率最大

B.路径④属于放热反应

C.路径②CH3I+Cl*CH3?

D.过渡态中最稳定的是TS1,产物最稳定的是路径④的

5.(2024·舟山中学测试)苯与Br2在一定条件下能发生如下反应,其中部分转化历程与能量变化如图所示:

下列说法不正确的是()

A.反应焓变:反应Ⅰ反应Ⅱ

B.在该条件下,反应Ⅲ能自发进行

C.苯与Br2主要发生取代反应,生成有机主产物Ⅱ

D.选择相对较短的反应时间能有效增加产物Ⅰ的比例

6.(2024·浙江信息卷)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt?HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图。下列说法不正确的是()

A.在Pt?HY界面因反应活化能降低使H2迅速参与反应

B.反应过程中有非极性键的断裂和生成

C.Pt原子表面上发生的反应有:N+NN2、2H+OH2O、NO+NN2O、3H+NNH3

D.若1molNO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为2NA

7.CH3OH与H2O在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图所示。下列说法正确的是()

A.反应Ⅰ、反应Ⅱ均为放热反应

B.CO分子中σ键和π键数目和CO2相同

C.选择合适的催化剂可降低反应活化能和焓变

D.该反应机理中涉及物质中有两种非极性分子、三种极性分子

8.Aun纳米团簇能催化水煤气变换反应,其微观反应机理如图1所示,反应过程中相对能量的变化如图2所示。已知图2中TS表示过渡态,FS表示稳定的共吸附。下列说法错误的是()

A.水煤气变换反应为H2O+COCO2+H2

B.稳定性:FSe2大于FSe1

C.水煤气变换反应的ΔH0

D.制约总反应速率的反应为CO*+OH*COOH*

催化机理与反应历程图像分析

1.B2.B3.A4.B

5.D[A.根据图中信息,反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,则反应焓变:反应Ⅰ反应Ⅱ,故A正确;B.反应Ⅲ是放热反应、熵增的反应,根据,则在该条件下,反应Ⅲ能自发进行,故B正确;C.苯与Br2主要发生取代反应,生成有机主产物Ⅱ(溴苯),故C正确;D.根据图中信息反应Ⅱ活化能较低,则反应速率较快,而反应Ⅰ活化能较大,反应速率较慢,因此选择相对较短的反应时间能有效增加产物Ⅱ的比例,故D错误。]

6.D[A项,Pt?HY是氢气还原NO的催化剂,在Pt?HY界面上,降低了反应的活化能,从而使H2迅速参与反应,A正确;B项,从图中可以看出,反应过程中有OO、H—H等非极性键的断裂,有N≡N的生成,B正确;C项,从图中可以看出,在左侧的Pt原子表面,发生的反应有:2H+OH2O、NO+NN2O,在右侧的Pt原子表面,发生的反应有N+NN2、3H+NNH3,C正确;D项,从左侧Pt表面可以看出,发生反应2NO+H2N2O+H2O,反应中转移电子的数目为2e-,则1molNO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为NA,D不正确。]

7.D[A.从能量变化图可知反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,A错误;B.每个CO分子中有1个σ键和2个π键,而每个CO2中有2个σ键和2个π键,B错误;C.选择合适的催化剂可降低反应活化能,但不能改变焓变,C错误;D.题述反应机理中涉及物质中有两种非极性分子(H2、CO2),三种极性分子(CH3OH