高考化学二轮专题复习 选择题押题练3 催化剂、活化能与反应历程（含解析）

选择题押题练（三）  催化剂、活化能与反应历程

1．我国科学家提出了由CO2和CH4转化为CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下：

下列有关说法错误的是(　　)

A．原料到产品的总反应属于加成反应

B．CH3COOH分子中最多有7个原子共平面

C．①→②放出热量并形成了C—C键

D．CH4→CH3COOH过程中，有两种类型的化学键断裂

解析：选B　根据图示可知CH4与CO2生成CH3COOH的总反应为CH4＋CO2CH3COOH，该反应为加成反应，A正确；CH3COOH中羧基中的C采用sp2杂化，又O—H键可以旋转，所以—COOH中的4个原子可以共面，结合CH4为正四面体结构知，与羧基相连的甲基中最多有一个C和一个H与其共面，因此CH3COOH中最多有6个原子共平面，B错误；根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出热量，对比①和②，可知①→②形成了C—C键，C正确；结合题图知，CH4→CH3COOH过程中，C—H键、C===O键均发生断裂，D正确。

2．臭氧层可阻止紫外线辐射，氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．过程Ⅰ中断裂极性键C—F键

B．臭氧被破坏的过程中Cl作催化剂

C．过程Ⅱ和Ⅲ中不涉及电子转移

D．CFCl3的空间构型是正四面体形

解析：选B　A项，过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和Cl，断裂极性键C—Cl键，错误；B项，根据题图信息可知，过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2，过程Ⅲ可表示为ClO＋O===O2＋Cl，Cl在反应前后没有发生改变，在该过程中作催化剂，正确；C项，由过程Ⅱ和Ⅲ反应的化学方程式可知，反应过程中存在电子转移，错误；D项，CFCl3的中心原子为C，价层电子对数为4，空间构型是四面体形，不是正四面体形，错误。

3．[双选]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)　ΔH<0，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均为放热过程

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AB　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错误；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．《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8，其中S为＋6价)去除废水中正五价砷[As(Ⅴ)]的研究成果，其反应机理模型如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．1 mol S2O含NA个过氧键

B．溶液的pH越小，越有利于去除废水中的正五价砷

C．自由基·OH有强氧化性

D．Fe3＋转化为Fe2＋的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋

解析：选B　S2O的结构式为，故1 mol S2O中含NA个过氧键，A项正确；溶液pH过小，不利于形成Fe(OH)3、Fe(OH)2沉淀，也就不利于Fe(OH)2、Fe(OH)3、As(Ⅴ)共沉淀，B项错误；·OH中氧原子的最外层有7个电子，易获得一个电子，故·OH有强氧化性，C项正确；题给离子方程式满足电荷守恒、得失电子守恒、原子守恒，D项正确。

5．[双选]Shyam Kattle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1.05 eV

C．前三步的总能量变化为ΔH＝2.05 eV

D．反应历程中能量变化最大的反应的方程式为

·HOCO＋H2(g)===·CO＋·OH＋H2(g)

解析：选CD　A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0.15 eV，则该步的活化能为[0.15－(－0.9)] eV＝1.05 eV，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2.05 eV，则焓变ΔH＝－2.05 eV，错误；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＋H2(g)===·CO＋·OH＋·H＋3H2(g)，错误。

6．[双选]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＝＋30 kJ·mol－1

解析：选BC　CO2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＝(2×1 598－2×1 072－496)kJ·mol－1＝＋556 kJ·mol－1，D错误。

7．[双选]我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂Cu和Cu2O，在水溶液中用H原子将CO2高效还原为重要工业原料之一的甲醇，反应机理如下图。下列有关说法不正确的是(　　)

A．CO2生成甲醇是通过多步还原反应实现的

B．催化剂Cu结合含碳微粒，催化剂Cu2O结合氢原子

C．该催化过程中只涉及化学键的形成，未涉及化学键的断裂

D．有可能通过调控反应条件获得甲醛等有机物

解析：选BC　二氧化碳生成COOH，为还原反应；CO生成CHO发生还原反应，CHO生成CH2O为还原反应，CH2O生成CH3O为还原反应，CH3O生成甲醇为还原反应，所以CO2生成甲醇是通过多步还原反应实现的，故A正确；根据图知，催化剂Cu结合H原子，催化剂Cu2O结合含碳微粒，故B错误；该催化过程发生化学反应，所以该反应中有化学键的形成和断裂，故C错误；CHO和H生成CH2O，需要Cu2O作催化剂，所以可通过调控反应条件获得甲醛等有机物，故D正确。