2026高三二轮专题复习化学习题_专题五　选择题专攻2　催化机理循环图（含解析）

这是一份2026高三二轮专题复习化学习题_专题五　选择题专攻2　催化机理循环图（含解析），共6页。试卷主要包含了研究碳回收利用具有现实意义，CO2制甲醇的反应历程如图等内容，欢迎下载使用。
1.(2023·广东汕头模拟)如图是用钌Ru基催化剂催化CO2g和H2g的反应示意图，当反应生成46 g液态HCOOH时放出31.2 kJ的热量。下列说法错误的是( )
A.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成
B.图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂，物质Ⅱ、Ⅲ为中间产物
C.使用催化剂可以降低反应的活化能，但无法改变反应的焓变
D.由题意知，HCOOHl===CO2g+H2g ΔH=+31.2 kJ·ml-1
2.(2023·广东汕头高三期末)研究碳回收利用具有现实意义。某科研小组研究利用某种催化剂，实现CO2加H2制CH3OH，作用机理如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)，下列有关说法错误的是( )
A.CO2加H2制CH3OH的原子利用率小于100%
B.*HCOO-是反应的中间产物，H2O参与了反应的催化循环
C.在催化剂的表面发生共价键的断裂与形成
D.反应②为*HCOO-+4*H―→*H3CO-+H2O
3.(2024·辽阳高三模拟)常温下，在MS2催化下可实现CH4向CH3OH的直接转化，原理如图。下列说法正确的是( )
A.反应过程中，M的化合价未发生变化
B.生成甲醇的总反应为2CH4+O2===2CH3OH
C.MS2降低了总反应的焓变
D.反应过程中有非极性键的断裂和形成
4.CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯的反应机理如图所示，下列叙述错误的是( )
A.LnNi能提高CO2、C2H4混合体系中活化分子百分数
B.总反应方程式为CO2+CH2==CH2+CH3ICH2==CHCOOCH3+HI
C.反应①中断裂的化学键有极性键和非极性键
D.该反应的原子利用率为100%
5.(2023·武汉高三调研)某新型催化剂能将乙醇催化转化为乙酸和氢气，其反应历程如图所示。下列说法错误的是( )
A.物质Ⅰ为催化剂
B.Ⅱ→Ⅲ的反应类型为氧化反应
C.该历程涉及非极性键的断裂和形成
D.该历程总反应的原子利用率为100%
6.(2023·河北邢台名校联盟高三模拟)金属钯催化乙醇羰基化的反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.在金属钯催化下不能被羰基化的醇中，相对分子质量最小的为60
B.整个反应过程的化学方程式为CH3CH2OH+O2CH3CHO+H2O
C.反应过程中断裂和形成最多的键是Pd—H
D.反应过程中钯的化合价没有变化
7.图中展示的是乙烯催化氧化的过程(部分相关离子未画出)，下列描述错误的是( )
A.PdCl42−和Cu2+在反应中都是催化剂
B.该转化过程中，有极性键的断裂与形成
C.该转化过程中，涉及反应4Cu++O2+4H+===4Cu2++2H2O
D.乙烯催化氧化反应的化学方程式为CH2==CH2+O2CH3CHO+H2O
8.(2024·山东泰安高三一模)Buchwald⁃Hartwig偶联反应，是在钯催化和碱存在下，胺与芳卤的交叉偶联反应。反应机理如图所示(图中Ar—表示芳香烃基，表示发生副反应)。下列说法正确的是( )
A.芳胺中的R若为烷基，其碱性会减弱
B.该变化过程中涉及的有机反应类型仅限于取代反应和加成反应
C.理论上1 ml 最多能消耗1 ml
D.若原料用和，则可能得到的产物为、和
9.(2024·安徽黄山模拟)CO2制甲醇的反应历程如图：
已知：
①CO2与H2在活化后的催化剂表面生成甲醇的反应是放热的可逆反应；
②该过程的副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0。
下列说法错误的是( )
A.CO2制甲醇的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
B.反应中经历了In—C、In—O的形成和断裂
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
D.加压可以提高CO2的平衡转化率
10.(2024·河北沧州泊头市八县联考)相关研究表明，钒基催化剂、铜基催化剂的NH3―SCR催化反应机理(如图所示)非常相似。下列说法正确的是( )
A.两种机理的各步反应均为氧化还原反应
B.反应②中存在极性键和非极性键的断裂和形成
C.V5+和Cu2+是反应的催化剂，V4+和Cu+是中间产物
D.NH3—SCR催化反应为NH3+NON2+H2O+H+
11.(2024·山东临沂高三一模)催化剂GaZrOx催化CO2加氢制甲醇的机理如图所示。已知：图中H2吸附过程表示为H2+2*===2H*；CO2吸附过程表示为CO2+2H*===HCOO*+H*；氢化过程表示为HCOO*+2H2+H*===H3CO*+H*+H2O(*为催化剂活性位点)。下列说法错误的是( )
A.氧空位浓度高，有利于增强CO2的吸附能力
B.CO2活化位点和H2活化位点是相同的
C.脱附过程表示为H3CO*+H*===CH3OH+2*
D.降低氢化过程的活化能，不一定能有效加快甲醇的生成速率
答案精析
1.A [由反应示意图可知反应过程中不存在非极性键的形成，故A错误；催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，但不影响反应的焓变，故C正确；生成46 g液态HCOOH时放出31.2 kJ的热量，该反应的热化学方程式为CO2g+H2g===HCOOHl ΔH=-31.2 kJ·ml-1，则HCOOHl===CO2g+H2g ΔH=+31.2 kJ·ml-1，故D正确。]
2.C [由图可知CO2加H2生成CH3OH和H2O，故原子利用率小于100%，A正确；由图可知，催化剂的作用是吸附和解吸反应过程中生成的水，在催化剂表面没有发生共价键的断裂与形成，说明H2O参与了反应的催化循环，*HCOO-是反应过程中存在的物质，反应开始和结束都没有该物质，是中间产物，B正确，C错误。]
3.B [反应过程中，M的成键数目发生变化，化合价发生变化，A错误；催化剂MS2降低了反应的活化能，但是不改变总反应的焓变，C错误；反应过程中有非极性键的断裂，但是没有非极性键的形成，D错误。]
4.D [LnNi是催化剂，能降低反应的活化能，提高反应物中活化分子的百分数，A正确；CO2、CH2==CH2、CH3I为反应物，CH2==CHCOOCH3、HI为生成物，则总反应方程式为CO2+CH2==CH2+CH3ICH2==CHCOOCH3+HI，B正确；反应①中断裂了极性键(C==O)和非极性键(C==C)，C正确；由总反应方程式可知，除目标产物丙烯酸甲酯外还有HI生成，原子利用率不是100%，D错误。]
5.C [由图可知，反应中物质Ⅰ消耗又生成，为反应的催化剂，A正确；Ⅱ→Ⅲ为去氢生成碳氧双键的反应，反应类型为氧化反应，B正确；该历程只涉及氢分子中氢氢非极性键的生成，不涉及非极性键的断裂，C错误；反应目的是将乙醇催化转化为乙酸和氢气，该历程总反应为C2H5OH+H2OCH3COOH+2H2↑，故原子利用率为100%，D正确。]
6.C [在金属钯催化下不能被羰基化的醇中，与羟基相连的C原子上没有氢原子，最简单的是2⁃甲基⁃2⁃丙醇，相对分子质量为74，故A错误；由图可知，整个过程中CH3CH2OH和O2反应生成CH3CHO和H2O，化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O，故B错误；由图可知，反应过程中断裂和形成最多的键是Pd—H，故C正确；金属钯单质为0价，反应过程中形成了Pd—H，Pd的化合价发生变化，故D错误。]
7.D [过程Ⅳ消耗Cu2+，过程Ⅴ生成Cu2+，过程Ⅰ消耗PdCl42−，过程Ⅳ生成PdCl42−，所以PdCl42−和Cu2+在反应中都起到催化剂的作用，故A正确；由图可知，过程Ⅱ中存在水分子中O—H断裂，过程Ⅴ生成水分子时有氢氧极性键形成，故B正确；过程Ⅴ中O2与Cu+反应生成Cu2+，反应的离子方程式为4Cu++O2+4H+===4Cu2++2H2O，故C正确；反应中，CH2==CH2最终被O2氧化为CH3CHO，则乙烯催化氧化反应的化学方程式为2CH2CH2+O22CH3CHO，故D错误。]
8.D [芳胺中的R若为烷基，烷基是推电子基团，所以其碱性会增强，A错误；根据题意，发生反应：+2+2HBr，理论上1 ml最多能消耗2 ml，C错误；若原料用和，反应的主产物是，副产物为和，D正确。]
9.C [由图可知，催化剂作用下二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，故A正确；由图可知，反应中经历了In—C、In—O的形成和断裂，故B正确；由题给信息可知，二氧化碳制备甲醇的反应为放热反应，副反应为吸热反应，升高温度，主反应平衡向逆反应方向移动，副反应平衡向正反应方向移动，甲醇在平衡时的选择性降低，故C错误；二氧化碳制备甲醇的反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，副反应是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，则加压可以提高二氧化碳的平衡转化率，故D正确。]
10.C [两种机理的各步反应中，①和④中元素化合价无变化，二者均为非氧化还原反应，A项错误；反应②中存在极性键的断裂、极性键和非极性键的形成，不存在非极性键的断裂，B项错误；NH3―SCR催化反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O，D项错误。]
11.B [根据图示，氧空位与二氧化碳作用，氧空位浓度高，有利于增强CO2的吸附能力，故A正确；根据图示，CO2活化位点是氧空位，与H2活化位点不相同，故B错误；根据图示，脱附过程表示为H3CO*+H*===CH3OH+2*，故C正确；降低氢化过程的活化能，氢化过程的速率加快，总反应速率由慢反应决定，所以不一定能有效加快甲醇的生成速率，故D正确。]