2023届高考化学二轮复习选择题突破反应机理图和能量历程图作业含答案

这是一份2023届高考化学二轮复习选择题突破反应机理图和能量历程图作业含答案，共12页。

A卷
1.(2022·保定一模)苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A.反应分三步进行，且各步均为吸热反应
B.决速步的能垒是ΔE2
C.总反应的ΔH＝ΔE1＋ΔE2＋ΔE3
D.升温既能加快反应速率，又能提高该卤代反应的平衡转化率
答案 B
解析 A.根据图中信息得出前两步是吸热反应，第三步是放热反应，故A错误；B.第二步能垒最大，是整个反应的决速步，其能垒是ΔE2，故B正确；C.总反应的焓变是生成物总能量减去反应物总能量或反应物的活化能减去生成物活化能，因此ΔH≠ΔE1＋ΔE2＋ΔE3，故C错误；D.由于总反应是放热反应，故升温可以加快反应速率，但平衡逆向移动，因此不能提高该卤代反应的平衡转化率，故D错误。
2.(2022·唐山二模)Pd－MgO/SiO2界面上甲烷化的过程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A.转化过程中SiO2做催化剂的载体，不参与转化历程
B.反应每生成1 ml H2O，转移4 ml电子
C.反应历程中存在极性键和非极性键的断裂与形成
D.转化过程中涉及氧化还原反应
答案 C
解析 A.由转化过程图可知，SiO2做催化剂的载体，不参与转化历程，A正确；B.根据图示，二氧化碳和氢气在催化剂作用下生成甲烷和水，总反应为4H2＋CO2===CH4＋2H2O，每生成1 ml H2O，有0.5 ml CO2转化为CH4，转移4 ml电子，B正确；C.总反应为4H2＋CO2===CH4＋2H2O，没有非极性键的形成，C错误；D.转化过程中C、H元素化合价发生了改变，涉及氧化还原反应，D正确。
3.工业上除去NO的一种反应机理如图所示。下列说法中错误的是( )
A.该反应的氧化剂为NO、O2
B.反应1决定整个反应的速率快慢
C.反应过程中V元素的化合价发生变化
D.反应中除去1 ml NO，消耗1 ml NH3
答案 B
解析 A.反应2中，一氧化氮参与反应后，N的化合价降低，NO为氧化剂，O元素由0价变为－2价，则O2为氧化剂，故A正确；B.反应中的慢反应决定反应速率，反应1是快速的，故B错误；C.V元素的化合价从反应机理来看，化学键发生改变，则化合价发生改变，故C正确；D.该反应是一个循环反应，由反应1、2可判断，反应中除去1 ml NO，消耗1 ml NH3，故D正确。
4.(2022·重庆抽测)CO与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应：
第一步：Fe*＋N2O===FeO*＋N2(慢)
第二步：FeO*＋CO===Fe*＋CO2(快)
其相对能量与反应历程如图所示，下列说法错误的是( )
A.在整个反应历程中，有极性键的断裂和生成
B.总反应的反应速率由第一步反应决定
C.两步反应均为放热反应
D.FeO和Fe均为反应的催化剂
答案 D
解析 由图示知，第一步反应中断裂了N—O键，第二步反应中形成了C===O键，故A项正确；总反应的反应速率由慢反应决定，B项正确；由图示知，两步反应中反应物的总能量均高于生成物的总能量，因此均为放热反应，C项正确；FeO先生成，后被消耗，为反应的中间产物，D项错误。
5.(2022·秦皇岛三模)在催化剂表面CO2与H2反应的部分历程如图所示，吸附在催化剂表面的物种用“·”标注，Ts表示过渡态。下列说法错误的是( )
A.物质吸附在催化剂表面时通常比其形成的过渡状态稳定
B.②→③是图中①至⑥的历程中的决速步骤
C.③→④的过程中断裂了非极性共价键
D.反应·CO2＋H2(g)===·CO＋H2O(g)的ΔH<0
答案 C
解析 A.从图中可以看出过渡态的能量均比物质吸附在催化剂表面时的能量高，能量越高，物质越不稳定，A正确；B.从图中可以看出，②→③过程的活化能最大，活化能越大，反应速率越慢，故②→③过程是图中①至⑥的历程中的决速步骤，B正确；C.从图中可以看出，③→④的过程中断裂了C—O键，属于极性共价键，C错误；D.根据图中可以看出，反应物的总能量高于生成物，属于放热反应，D正确。
6.北京化工大学研究了过渡金属Pd8簇催化乙炔氢化的反应机理，Pd8簇上的反应中间体亚乙烯基吸附物R，多步连续加氢反应路径的能量变化示意图如下(TS为过渡态，IM为中间体)。下列说法错误的是( )
A.乙炔与氢气加成生成乙烷的反应为放热反应
B.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可提高乙炔的平衡转化率
C.图示反应历程中，最大能垒的反应过程为IM1到TS2
D.乙炔氢化历程中涉及非极性键的断裂
答案 B
解析 A.由图可知，亚乙烯基与氢气反应生成乙烷的反应只是乙炔与氢气加成生成乙烷反应的一部分，不能据此判断整个反应的反应热，其实乙炔与氢气加成生成乙烷的反应为放热反应，故A正确；B.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大反应物在催化剂表面的接触面积，加快反应速率，但化学平衡不移动，不能提高乙炔的平衡转化率，故B错误；C.由图可知，图示反应历程中，最大能垒的反应过程为IM1到TS2，故C正确；D.炔氢化历程中涉及非极性键氢氢键的断裂，故D正确。
7.在Ru－Rh(钌铑)基催化剂表面发生反应制备乙酸的一种机理如图，下列说法正确的是( )
A.该过程中反应①⑤的反应类型相同
B.LiI也是该反应的催化剂
C.制取乙酸的总方程式为：CO2＋H2＋CH3OHCH3COOH
D.反应③中既有非极性键的断裂，又有非极性键的形成
答案 B
解析 A.该过程中反应①为取代，⑤为复分解反应，反应类型不相同，故A错误；B.在循环过程中，反应①消耗LiI，反应⑤又生成等量的LiI，反以LiI是该反应的催化剂，故B正确；C.制取乙酸的总方程式为：CO2＋H2＋CH3OHCH3COOH＋H2O，故C错误；D反应③中CH3—Rh*I和O===C===O均是极性键断裂，没有非极性键的断裂，故D错误。
B卷
8.(2022·长沙适应性考试)以H2O2和HCl为原料制备高纯度次氯酸的机理如图，V为元素钒，其最高化合价为＋5，N(His404)、N(His496)为氨基酸，下列说法错误的是( )
A.该机理中化合物A是中间产物
B.反应过程中，钒的成键数目发生了改变
C.该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成
D.制备机理的总反应的离子方程式为：H2O2＋Cl－＋H＋===HClO＋H2O
答案 A
解析 由图可知，该机理中化合物A作催化剂，A项错误；反应过程中，钒的成键数目有5、6两种，成键数目发生了改变，B项正确；反应过程A→B、B→C中均有氢氧键的断裂和形成，C项正确；根据图中的转化关系，可得制备机理的总反应的离子方程式为H2O2＋Cl－＋H＋===HClO＋H2O，D项正确。
9.(2022·湖南卷改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( )
A.进程Ⅰ是吸热反应
B.平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D.进程Ⅳ中，Z没有催化作用
答案 D
解析 由图可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程Ⅰ是放热反应，A错误；进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此两个进程平衡时P的产率相同，B不正确；进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率：Ⅲ<Ⅱ，C不正确；由图可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z转化为产物P·Z，由于P·Z没有转化为P＋Z，因此，Z没有表现出催化作用，D正确。
10.我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是( )
A.该历程中最小能垒的化学方程式为
(CH3)2NCH2OH*===(CH3)2NCH2＋OH*
B.该历程中最大能垒(活化能)为2.16 eV
C.该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02 eV·ml－1
D.增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大DMF平衡转化率
答案 A
解析 从图中可以看出，在正向进行的反应中，其能垒分别为：－1.23－(－2.16)＝0.93、－1.55－(－1.77)＝0.22、－1.02－(－2.21)＝1.19。A.从以上分析知，该历程中最小能垒为0.22，是由(CH3)2NCH2OH*转化为(CH3)2NCH2的反应，化学方程式为(CH3)2NCH2OH*===(CH3)2NCH2＋OH*，A正确；B.该历程中最大能垒(活化能)为1.19 eV，B不正确；C.该反应的总反应是由(CH3)2NCHO(g)转化为N(CH3)3(g)，但1.02 eV为单个(CH3)2NCHO(g)反应时放出的热量，所以热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02NAeV·ml－1，C不正确；D.增大压强或升高温度均能加快反应速率，但升高温度平衡逆向移动，不能增大DMF平衡转化率，D不正确。
11.研究发现Pd2团簇可催化CO的氧化，在催化过程中路径不同可能生成不同的过渡态和中间产物(过渡态已标出)，下图为路径1和路径2催化的能量变化。下列说法的不正确的是( )
A.该过程中有极性键和非极性键的断裂和生成
B.反应路径2的催化效果更好
C.催化剂不会改变整个反应的ΔH
D.路径1中最大能垒(活化能)E正＝1.77 eV
答案 A
解析 A.由图可知CO在Pd2催化作用下与氧气反应产生CO2，反应过程中CO中C—O极性键、O2中O—O非极性键断裂，CO2中C—O极性键生成，没有非极性键的生成，A错误；B.由图可知：反应路径2所需总的活化能比反应路径1低，反应路径2的催化效果更好，B正确；C.催化剂改变反应的活化能，反应的ΔH只与反应物和生成物有关，催化剂不会改变整个反应的ΔH，C正确；D.路径1的最大能垒(活化能)E正＝－3.96 eV－(－5.73 eV)＝1.77 eV，D正确。
12.BASF高压法制备醋酸，采用的钴碘催化循环过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.HC(CO)4、CH3I均为该反应的催化剂
B.H2O、CH3C(CO)4均为该反应的中间产物
C.CH3C(CO)4与CH3COC(CO)3(H2O)中C的配位数相同
D.总反应方程式为CH3OH＋COCH3COOH
答案 A
解析 A.催化剂是与反应物同时加入，且与反应物反应后又循环再生的物质，或开始加入，经过循环后最终又生成的物质，故HC(CO)4、HI为催化剂，而不是CH3I，A错误；B.H2O、CH3C(CO)4均在过程中产生，且在下一步又被消耗，故为中间产物，B正确；C.CH3C(CO)4中心C与4个CO配体形成配位键，故配位数为4，CH3COC(CO)3H2O中心C与3个CO配体、1个H2O配体之间形成配位键，故配位数也为4，C正确；D.由图示知，CH3OH、CO为反应物，CH3COOH为最终生成物，故总方程式为：CH3OH＋COCH3COOH，D正确。
13.(2022·日照联考)乙炔在Hg(Ⅱ)催化下与水反应生成乙醛，反应历程及相对能垒如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应①中，水分子的氧原子向Hg2＋的空轨道提供孤对电子
B.本反应历程涉及的物质中，CH2===CHOH的稳定性最弱
C.本反应历程中，决定整个反应快慢的决速步为反应④
D.本反应历程中，催化剂Hg(Ⅱ)的化合价始终不变
答案 D
解析 由图可知，反应①中H2O与Hg2＋形成配离子，水分子的氧原子具有孤对电子，可向Hg2＋的空轨道提供孤对电子，从而形成配位键，A项正确；CH2===CHOH的相对能量最高，故其稳定性最弱，B项正确；本反应历程中，反应④需要吸收能量且吸收的能量最多，所以决定整个反应快慢的步骤为反应④，C项正确；中Hg元素的化合价为＋1，D项错误。
14.(2022·青岛二模)丙烯与HBr加成过程及能量变化如下图，下列说法正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ为中间产物，Ⅱ比Ⅰ稳定
B.两种加成方式的决速步分别是②和④
C.生成1－溴丙烷的速率大于生成2－溴丙烷的速率
D.升高相同温度，反应③速率的增大程度大于反应①
答案 D
解析 A.由图可知中间产物Ⅰ能量比中间产物Ⅱ低，所以Ⅰ比Ⅱ稳定，故A项错误；B.反应速率的快慢取决于慢反应，所以两种加成方式的决速步分别是①和③，故B项错误；C.由图可知生成1－溴丙烷的活化能E2大于生成2－溴丙烷的活化能E1，所以生成1－溴丙烷的速率小于生成2－溴丙烷的速率，故C项错误；D.由图中变化分析可知，反应③吸收的热量大于反应①，升高相同温度，反应③速率增大程度大于反应①，故D项正确。