
新高考強(qiáng)調(diào)素養(yǎng)為本的情境化命題,高考通過真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè),考查學(xué)生的信息獲取能力和創(chuàng)新思維。近幾年高考中,化學(xué)反應(yīng)機(jī)理(反應(yīng)歷程)試題頻繁出現(xiàn),題目主要以圖示的形式來描述某一化學(xué)變化所經(jīng)由的全部反應(yīng),就是把一個復(fù)雜反應(yīng)分解成若干個反應(yīng),然后按照一定規(guī)律組合起來,從而達(dá)到闡述復(fù)雜反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系的目的。
1.在催化下,丙烷與氧氣反應(yīng)制備丙烯的部分反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯誤的是
A.該過程的總反應(yīng)為:
B.為中間產(chǎn)物,其中N元素的化合價(jià)為+3價(jià)
C.增大的量,的平衡轉(zhuǎn)化率增大
D.不管發(fā)生包含①的歷程還是發(fā)生包含②的歷程,最終生成的水的量不變
2.選擇性催化還原()是目前最有效且應(yīng)用最廣的除去的方法,在催化劑上發(fā)生反應(yīng)的機(jī)理如圖所示,其中TS表示過渡態(tài)。下列說法正確的是
A.反應(yīng)歷程中最大的能壘為
B.歷程中的
C.該反應(yīng)分3步進(jìn)行
D.在反應(yīng)歷程中有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的斷裂與形成
3.我國某科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)催化劑用于光熱催化加氫制。其反應(yīng)歷程如圖所示(*表示吸附在催化劑表面)。的選擇性等于的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量之比。下列敘述正確的是
A.在歷程中能壘最大為
B.該反應(yīng)歷程中,的選擇性為100%
C.催化劑表面上、CO脫附都會放出能量
D.反應(yīng)歷程中有極性鍵的斷裂與形成
4.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,(g)與HCl(g)反應(yīng)生成(g)和(g)的反應(yīng)歷程與相對能量的示意圖如下。下列說法正確的是
A.
B.其他條件不變,往反應(yīng)體系中加入適量(g)可有效提高反應(yīng)速率
C.其他條件不變,適當(dāng)升高溫度可提高加成產(chǎn)物中的比例
D.歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
5.XH和反應(yīng)生成X或XO的能量-歷程變化如圖。在恒溫恒容的密閉容器中加入一定量的XH和,t1 min時(shí)測得,下列有關(guān)說法不正確的是
A.t1 min時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比初始狀態(tài)更大
B.
C.只改變反應(yīng)溫度,t1 min時(shí)可能出現(xiàn)
D.相同條件下,在()時(shí)測定,可能出現(xiàn)
6.汽車尾氣中CO與NO轉(zhuǎn)化的三段反應(yīng)歷程及各物質(zhì)的相對能量如圖所示,其中TS代表過渡態(tài),IM表示反應(yīng)過程中的復(fù)雜中間產(chǎn)物,每段歷程的反應(yīng)物相對總能量定義為0.下列說法不正確的是
A.反應(yīng)①決定尾氣轉(zhuǎn)化的快慢
B.反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),反應(yīng)②、③為放熱反應(yīng)
C.由上圖可判斷過渡態(tài)的相對能量:TS1>TS3>TS2
D.采用對反應(yīng)③選擇性高的催化劑可以避免尾氣中出現(xiàn)
7.在催化下,丙烷與氧氣反應(yīng)制備丙烯的部分反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列敘述錯誤的是
A.催化劑可以同時(shí)產(chǎn)生多種反應(yīng)歷程
B.含C微粒參與的反應(yīng)均有元素化合價(jià)變化
C.增大的量,反應(yīng)熱和平衡產(chǎn)率不變
D.當(dāng)主要發(fā)生包含②的歷程時(shí),最終生成的水量改變
8.據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,某反應(yīng)的反應(yīng)歷程如圖所示。下列有關(guān)該歷程的說法正確的是
A.總反應(yīng)化學(xué)方程式為
B.是催化劑
C.該反應(yīng)只使用了一種催化劑
D.屬于分解反應(yīng)
9.近日,中國科學(xué)院化學(xué)物理研究所李燦院士團(tuán)隊(duì)揭示催化劑(C3O4)上催化水氧化產(chǎn)氧歷程如圖所示(注明: s、ms、μs表示秒、毫秒、微秒)。下列敘述錯誤的是
A.第(1)步反應(yīng)為總反應(yīng)的控速反應(yīng)
B.C原子價(jià)電子排布式為3d74s2,位于周期表中第四周期第Ⅷ族
C.從總反應(yīng)看,每生成標(biāo)況22. 4LO2必轉(zhuǎn)移3ml 電子
D.該反應(yīng)過程中三步都斷裂了極性鍵
10.一定條件下,反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下,下列說法不正確的是
A.由歷程I可計(jì)算,的總鍵能
B.由歷程Ⅱ可知,相同條件下的濃度比的濃度對反應(yīng)速度影響更大
C.相同條件下,的平衡轉(zhuǎn)化率,歷程I歷程Ⅱ
D.由歷程I和歷程Ⅱ可得,
參考答案:
1.C
【詳解】A.根據(jù)反應(yīng)機(jī)理,反應(yīng)物為丙烷和氧氣,生成物為丙烯和水,NO為催化劑,總反應(yīng)為:,選項(xiàng)A正確;
B.中H為+1價(jià),O為-2價(jià),根據(jù)化合物中各元素代數(shù)和為0可知,N元素為+3價(jià),選項(xiàng)B正確;
C.NO是催化劑,增大NO的量,丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率不變,選項(xiàng)C錯誤;
D.由A中總反應(yīng)可知,包含①的歷程還是②的歷程,最終生成水的量不變,選項(xiàng)D正確;
答案選C。
2.A
【分析】TS表示過渡態(tài),由圖可知反應(yīng)一共分作6步,能壘最大的即活化能最大的是第二步。
【詳解】A.由圖可知,第二步反應(yīng)能壘最大,為,A項(xiàng)正確;
B.最后一步反應(yīng)可知反應(yīng)物的能量小于生成物的能量,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),,B項(xiàng)錯誤;
C.TS表示過渡態(tài),由圖可知反應(yīng)分6步進(jìn)行,C項(xiàng)錯誤;
D.反應(yīng)歷程中沒有非極性共價(jià)鍵的斷裂,D項(xiàng)錯誤;
答案選A。
3.D
【詳解】A.由圖可知,在歷程中能壘最大的是的能壘為0.77eV,故A錯誤;
B.CO2加氫生成了副產(chǎn)物CO、CH3OH、CH4的選擇性小于100%,B項(xiàng)錯誤;
C.由圖可知,是脫附過程,需要吸收能量,C項(xiàng)錯誤;
D.反應(yīng)歷程中過程中有極性鍵的斷裂,過程中有極性鍵的生成,故D正確;
故選D。
4.C
【分析】過渡態(tài)物質(zhì)的總能量與反應(yīng)物總能量的差值為活化能,即圖中峰值越大則活化能越大,峰值越小則活化能越小,活化能越小反應(yīng)越快,活化能越大反應(yīng)越慢,決定總反應(yīng)速率的是慢反應(yīng);
【詳解】A.、對應(yīng)兩者的反應(yīng)物、生成物均不同,故反應(yīng)的焓變不同,故,A錯誤;
B.由圖可知,歷程Ⅰ、歷程Ⅱ的決速步均為第一步,故其他條件不變,往反應(yīng)體系中加入適量(g)不會有效提高反應(yīng)速率,B錯誤;
C.由圖可知,反應(yīng)歷程Ⅱ的最大活化能更大,受溫度的影響程度更大,故其他條件不變,適當(dāng)升高溫度可提高加成產(chǎn)物中的比例,C正確;
D.由圖可知,歷程Ⅰ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為: ;歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為: ,D錯誤;
故選C。
5.D
【分析】由圖可知XH和反應(yīng)生成X或XO都是放熱反應(yīng),相對而言生成的活化能更低,反應(yīng)速率更快,時(shí)間上要出現(xiàn)時(shí)間上要比t1 min 更短。
【詳解】A.據(jù)圖可知生成1ml氣體物質(zhì)的量減小生成1ml,生成1ml氣體物質(zhì)的量增加2ml,因?yàn)閠1 min時(shí)測得,所以t1 min時(shí)氣體總的物質(zhì)的量是增大的,因此t1 min時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比初始狀態(tài)更大,A正確;
B.由圖可知,B正確;
C.XH和反應(yīng)生成X或XO都是放熱反應(yīng),相對而言生成的活化能更低,反應(yīng)速率更快,只改變反應(yīng)溫度,t1 min時(shí)可能出現(xiàn),C正確;
D.根據(jù)題干信息t1 min時(shí)測得,說明是動力學(xué)產(chǎn)物,時(shí)間上要出現(xiàn)時(shí)間上要比t1 min 更短,D錯誤;
故選D。
6.D
【詳解】A.由圖可知,反應(yīng)①的活化能最高,為298.4-42.6=255.8,反應(yīng)②、③的活化能分別為108.4、226.1,活化能越高反應(yīng)速率越慢,慢反應(yīng)決定整個反應(yīng)的速率,故反應(yīng)①決定尾氣轉(zhuǎn)化的快慢,A正確;
B.由圖可知,反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),反應(yīng)②、③為放熱反應(yīng),B正確;
C.圖中可知三個過渡態(tài)的能量分別為298.4、130.0、248.3,故過渡態(tài)的相對能量:TS1>TS3>TS2,C正確;
D.采用對反應(yīng)③選擇性高的催化劑不代表反應(yīng)②的產(chǎn)物會完全消耗,無法避免尾氣中不出現(xiàn),D錯誤;
故選D。
7.D
【詳解】A.由圖可知NO可同時(shí)參與反應(yīng)①和反應(yīng)②過程,由此可知催化劑可以同時(shí)產(chǎn)生多種反應(yīng)歷程,故A正確;
B.由圖可知含C微粒參與的反應(yīng)均存在電子得失,有元素化合價(jià)變化,故B正確;
C.NO為催化劑,增大的量,對反應(yīng)熱和化學(xué)平衡無影響,故C正確;
D.無論反應(yīng)經(jīng)過①還是②,總反應(yīng)都是丙烷和氧氣生成丙烯和水,最終生成的水不變,故D錯誤;
故選:D。
8.D
【分析】該反應(yīng)歷程為:O2+H-O-Fe(Ⅱ)→H2O+O=Fe(Ⅲ),NH3+Ti4+→Ti4+???NH3,O=Fe(Ⅲ)+Ti4+???NH3→Ti4+???NH2???H-O-Fe(Ⅱ),Ti4+???NH2???H-O-Fe(Ⅱ)+NO→Ti4+???NH2-N=O???H-O-Fe(Ⅱ),Ti4+???NH2-N=O???H-O-Fe(Ⅱ)→H-O-Fe(Ⅱ)+Ti4+???NH2-N=O,Ti4+???NH2-N=O→N2+H2O+Ti4+,由反應(yīng)歷程可知,參加反應(yīng)的有O2、NH3和NO,生成物有N2和H2O,反應(yīng)方程式為:2NO+4NH3+2O23N2+6H2O,反應(yīng)中Ti4+、H-O-Fe(Ⅱ)是催化劑,Ti4+???NH3、Ti4+???NH2-N=O等物質(zhì)是中間產(chǎn)物,以此解答該題。
【詳解】A.由圖可知,總反應(yīng)的反應(yīng)物為O2、NO和NH3,生成物為N2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NO+4NH3+2O23N2+6H2O,A錯誤;
B.由分析可知,在反應(yīng)歷程中,現(xiàn)生成了Ti4+???NH2-N=O,后又消耗了Ti4+???NH2-N=O,則Ti4+???NH2-N=O是中間產(chǎn)物,B錯誤;
C.由分析可知,反應(yīng)中Ti4+、H-O-Fe(Ⅱ)是催化劑,C錯誤;
D.分解反應(yīng)為一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上物質(zhì)的反應(yīng),則Ti4+???NH2-N=O→Ti4++N2+H2O屬于分解反應(yīng),D正確;
故答案為:D。
9.C
【詳解】A.1s=103ms(毫秒)=106μs(微秒),需要時(shí)間越短,速率越快,速控反應(yīng)是速率最小步驟,即活化能最大反應(yīng),步驟(1)是速控步驟,A正確;
B.C為27號元素,價(jià)電子排布式為3d74s2,位于周期表中第四周期第Ⅷ族,B正確;
C.水被氧化生成O2,生成1ml O2時(shí)轉(zhuǎn)移4ml電子,C錯誤;
D.上述三步都斷裂了氫氧鍵(極性鍵),D正確;
故選C。
10.A
【詳解】A.由圖可知,1mlSO2的活化能為,的總鍵能不是,故A錯誤;
B.由歷程Ⅱ可知,相同條件下使用V2O5作催化劑增大的濃度后,反應(yīng)的活化能降低,反應(yīng)速率加快,則的濃度比的濃度對反應(yīng)速度影響更大,故B正確;
C.催化劑不改變化學(xué)平衡的轉(zhuǎn)化率,則相同條件下,的平衡轉(zhuǎn)化率,歷程I歷程Ⅱ,故C正確;
D.催化劑不改變化學(xué)反應(yīng)熱,由歷程I和歷程Ⅱ可得,,故D正確;
故選A。
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