【高考二轮复习】2023年高考化学精讲+精练+小测（全国通用）——专题10 化学反应机理与历程（测）（原卷版+解析版）

专题10  化学反应机理与历程

一、选择题(本题包括35小题，每小题2分，共70分，每小题只有一个选项符合题意)

1．(2023·河南省新安县第一高级中学高三质检)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法正确的是(    )

A．每活化一个氧分子吸收0.29eV的能量

B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV

C．氧分子的活化是C-C键的断裂与C-O键的生成过程

D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂

2．利用铜-铈氧化物(xCuO·yCeO2)，Ce是活泼金属催化氧化除去H2 中少量CO的可能机理如图所示。下列说法正确的是(    )

A．反应(i)中Cu、Ce化合价均升高

B．铜的价电子排布为3d104s1，位于元素周期表d区

C．若用18O2参与反应，一段时间后，18O不可能现在铜–铈氧化物中

D．反应一段时间后催化剂活性下降，可能是CuO被还原成Cu所致

3．(2023·江西省南昌二中高三模拟)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用，一种利用电化学制备NH3的转化历程如图所示。下列说法错误的是(    )

A．步骤Ⅱ发生的既是化合反应，也是氧化还原反应

B．步骤Ⅲ的化学方程式Li3N+3H2O=NH3+3LiOH

C．该历程总反应为2N2+6H2O=4NH3+3O2

D．由该历程说明N2的氧化性强于O2

4．(2023·河南省名校高三期中联考)阿特拉津(ATZ)是农业中使用广泛且难以降解的除草剂，某科学组织研究发现，以FeSx@MoS2为催化剂(呈花束状)催化活化过一硫酸盐(PMS)降解阿特拉津(ATZ)取得了良好的效果，其反应机理如图所示：

下列说法错误的是(    )

A．PMS对应的酸为H2SO5，该酸含有过氧键

B．生成SO4·-的途径之一为2SO5·-=2SO4·-＋1O2

C．流程中直接氧化ATZ的微粒只有1O2

D．S2-、以及Fe0可以促进Fe2＋再生

5．(2023·福建省宁德市高三区域性学业质量检测)硼氢化钠(NaBH4)被称为“万能还原剂”，能与水反应产生H2，NaBH4在催化剂钌(44Ru)表面与水反应的历程如图所示：

下列说法不正确的是(   )

A．元素钌(44Ru)位于第5周期Ⅷ族

B．若将NaBH4中的H用D代替，反应后生成的气体中含有H2、HD和D2

C．过程③中产生1mol H2，转移电子物质的量为2mol

D．NaBH4与水反应的离子方程式为：BH4-+4H2O=B(OH)4-+4H2↑

6．(2022·浙江省浙南名校高三联考)在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示，研究发现：其他条件不变时，可以用HCOOK溶液代替HCOOH获得H2。下列说法不正确的是(    )

A．HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成HD

B．A、B、C均为该反应过程中的中间产物

C．用HCOOK溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的速率和氢气的纯度

D．催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成

7．(2023·江苏省镇江市高三开学考试)    ΔH的反应机理如下：

反应I：V2O5(s)＋SO2(g)V2O4(s)＋SO3(g)   ΔH1＝24 kJ·mol－1

反应II：2V2O4(s)＋O2(g)2V2O5(s)   ΔH2＝-246 kJ·mol－1

反应中的能量变化如图，下列说法不正确的是(     ) 

A．ΔH＝-198kJ·mol－1                                   B．反应I的ΔS＞0

C．通入过量空气，可提高SO2的平衡转化率    D．反应速率由反应I决定

8．(2023·甘肃省永昌县高三第一次模拟考试)我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的历程如图(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

9．(2022·河南·宝丰县第一高级中学高三阶段练习)在亚纳米金属钯(Pd)团簇作用下，过氧化氢可以直接将苯高效催化转化为苯酚，催化剂中掺杂碱金属离子可改变催化能力，反应历程如图(*表示吸附态，TS表示过渡态)，下列说法错误的是(    )

A．苯与H2O2反应生成苯酚是放热反应

B．反应历程中，存在反应+O*→

C．使用Pd－Na+催化剂后，每一步的产物均比使用Pd催化剂更稳定

D．其他条件相同时，使用掺杂Na+的催化剂，单位时间内可得更多苯酚产品

10．(2023·湖南省益阳市高三质量检测)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。下列说法中正确的是(    )

A．相同条件下，路径①的反应速率最快

B．路径④属于放热反应

C．路径②CH3I*+Cl*= CH3*+ICl是基元反应

D．过渡态中最稳定的是TS1，产物最稳定的是路径④的

11．(2023·河北省曲阳县第一高级中学高三摸底考试)利用水煤气(CO、H2)制备甲烷(CH4)的热化学方程式为CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H。如图为在钴催化剂表面上进行该反应的历程，其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。

下列说法正确的是(   )

A．该反应的ΔH =-243.5kJ·mol-1

B．反应过程中发生极性键和非极性键的断裂与生成

C．决定反应速率快慢的反应为CO*+2H*+2H2(g)=C*+O*+2H*+2H2(g)

D．若使用更高效催化剂，则该反应的ΔH的绝对值将增大

12．(2022·重庆市南开中学高三模拟检测)苯和液溴反应进程中的能量变化如图所示。已知：

①断裂化学键所需要的能量()：

②

③

下列叙述不正确的是(    )

A．该反应的 

B．第二步是该反应的决速步骤

C．该反应的原子利用率约为 

D．可用溶液除去产物溴苯中混有的Br2

13．(2022·上海市敬业中学高三模拟)H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)能量曲线如图。描述正确的是(    )

A．反应①为放热反应，反应②为吸热反应

B．若加入催化剂可降低反应热

C．热化学方程式为H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)-218kJ

D．若反应的生成物为2HCl(g)+I2(s)，则反应热数值将变大

14．(2022·北京市101中学三模)下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。

下列说法正确的是(    )

A．①表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程

B．②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同

C．由图可知CO (g)+H2O (g) =CO2(g)+H2(g)为吸热反应

D．相同条件下，反应速率④>②

15．(2023·浙江省十校联盟高三10月月考)自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是(    )

A．反应物的键能总和大于生成物的键能总和

B．该历程中最大正反应的活化能E正=186.19 kJ∙mol-1

C．两种产物中P2更稳定，相同条件下Z转化为产物的速率：v(P1)＜v(P2)

D．使用催化剂能提高产物P2的平衡产率

16．由X、Y转化为M的反应历程如图所示，下列说法错误的是

A．①→②的总过程放热                   B． M是CH3COOH

C．反应过程中形成C-H键                 D．反应X＋Y→M的原子利用率为100%

17．CO2选择性加氢制甲醇是解决温室应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。下图是CO2催化加氢的反应机理图(“*”表示微粒吸附在催化剂表面)。有关说法错误的是

A．状态②、④和⑥为反应的过渡态

B．状态A到状态B的变化不能说明H2断键变成氢原子要放出能量

C．状态①到③发生的反应方程式为：CO2*+H=HCOO*

D．更改催化剂不会改变状态③到状态④的能量大小

18．(2023·重庆市拔尖强基联盟联合高三检测)中国科学院于良等科学研究者实现了常温常压下利用铜催化乙炔选择性氢化制乙烯，副产物是C4H6。其反应机理如下图所示(其中吸附在铜催化剂表面上的物种用*标注)。

下列说法正确的是(    )

A．由图1可知，转化为C4H6(g)时，有C—H的形成，无C—C形成

B．由图2可知，反应中H2O是还原剂

C．决定制乙烯速率快慢的反应为：

D．生成C2H4(g)的速率比生成C4H6(g)的速率慢

19．(2023·湖北省黄冈市高三期中质量抽测)中石化的《丁烯双键异构化的方法》获得第二十届中国专利优秀奖。在100kPa和298K下，丁烯双键异构化反应的机理如图所示。下列说法错误的是(    )

A．上述两种烯烃均能发生加成反应、氧化反应

B．比的稳定性差

C．由C-H、C=C、C-C的键能可计算出该异构化反应的焓变

D．以上两种丁烯分子，每个分子中最多都有8个原子在同一平面上

20．(2023·山西省平遥县第二中学校高三检测)2022年诺贝尔化学奖授予三位科学家，以表彰他们在点击化学和生物正交化学研究方面的贡献。点击化学是指可以像拼积本一样便捷的合成人们所需要的化学分子。以下是叠氮化物与炔发生的经典CuAAC点击反应。注：[Cu]指Cu+

下列说法错误的是(    )

A．[Cu]可应用于生物正交反应的“点击”

B．反应中要保护[Cu]，防止其氧化或歧化

C．分别在两个待拼接分子中引入叠氨基与炔基，在[Cu]的“点击”下，可完成分子的拼接

D．在反应历程中，存在共价键的断裂与离子键的生成

21．(2023·江西省部分学校高三质量检测)如图是催化硅氢化反应(Si-H与C=C的加成)的机理：

下列叙述错误的是(    )

A．硅氢化反应为CH2=CHCH2 R′+HSiR3→R′(CH2)3SiR3

B．反应过程中Pt的成键数目未发生变化

C．该反应过程包含四个动态配位平衡

D．6a、6b、6c是该反应的中间体，5b是催化剂

22．(2023·吉林省长春市高三质量监测)中国科学家研究在催化剂上用H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-l)如图所示。下列说法错误的是(    )

A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原

B．生成NH3的总反应方程式为2NO+5H22NH3+2H2O

C．决定NO生成NH3速率的基元反应为HNO+H→NH2O

D．在催化剂上，更容易被H2还原为NH3

23．有机框架铁催化某反应的机理如下，图中中有5个氧配体，其中3个是中性配体(贡献的价态是0)，2个是负一价配体(贡献的价态是-1)。

下列说法正确的是(   )

A．化合物a中铁显+5价 B．由"吸附态b”到“过渡态1”释放能量

C．反应过程中Fe的成键数目保持不变 D．总反应为C2H6+N2OC2H5OH+N2

24．中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ∙mol-1)如图所示，下列说法错误的是 (   )

A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原

B．生成NH3的总反应方程式为 2NO+5H22NH3+2H2O

C．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为N2

D．该过程中涉及极性键、非极性键的断裂和形成

25．(2022·浙江省宁波市高三下学期模拟考试二模)Buchwald-Hartwig偶联反应(布赫瓦尔德-哈特维希反应)是合成芳胺的重要方法，反应机理如图(图中Ar表示芳香烃基，---表示为副反应)。下列说法不正确的是(   )

A．3、5和8都是反应的中间体

B．该过程仅涉及加成反应

C．理论上1mol最多能消耗2mol

D．若原料用和，则可能得到的产物为、和

26．(2022·浙江省普通高中强基联盟高三统测)偶联反应机理如图，下列说法正确的是(    )

A．若原料用苯乙炔和CH2=CHBr，则产物是 

B．R1X变为发生了氧化反应

C．该反应只用了一种催化剂LnPd

D．适量添加Na2CO3有利于提高产率

27．(2022·浙江省绍兴市高三选考科目适应性考试二模)某实验小组设计一种固定CO2的方法，下列说法不正确的是(    )

A．由H2NCH2CH2NHCH2CH2Cl在一定条件下可缩聚成X

B．在cat催化下，总反应为CO2+3H2=CH3OH+H2O

C．Y和Z均为内盐

D．该过程涉及还原反应、脱水反应、加成反应

28．(2022·浙江省温州市高三高考适应性测试二模)某课题组设计一种以甲醇辅助固定CO2的方法，原理如图。下列说法不正确的是(   )

A．化合物A为CH3OH

B．若用HOCH2CH2OH辅助固定，则产物可能为

C．反应原料中的原子100%转化为产物

D．反应②的类型为加成反应

29．(2022·浙江省名校协作体高三下学期化学模拟联考)化合物A( )进行如下图所示的反应(图中16e表示中心原子周围总共有16个电子)，下列说法不正确的是(    )

A．X为H2，总反应为用丙烯和氢气为原料制备丙烷

B．反应过程涉及氧化还原反应

C．D的结构可能为：

D．化合物C、D、E为同分异构体，且中心原子的化合价不同

30．(2022·浙江省宁波“十校”高三下学期联考)一种有机小分子催化多氟芳香化合物的取代反应机理如图。下列说法不正确的是(　　)

A．该反应是取代反应，原子利用率不为100%

B．物质2是催化剂，物质4和7是中间产物

C．物质2向物质4转化过程中，有氮碳键、氮氟键的形成

D．若物质5是 ，则产物一定为

31．(2023·浙江省浙里卷天下高三开学测试)氢气作为清洁高效、可持续“零碳”能源被广泛研究，水煤气变换反应()的氧化还原机理和羧基机理如图所示。对CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)  ΔH的热化学方程式的表述不正确的是(    )

A．氧化还原机理途径：H=ΔH1+ΔH2+ΔH5a+ΔH7

B．羧基机理途径：ΔH=ΔH1+ΔH4+ΔH5d+ΔH7

C．两种机理途径都存在氢氧键断裂和氢氧键的形成

D．加入催化剂能改变机理途径，同时影响的值

32．(2023·浙江省宁波市高三选考模拟考试)可利用酰胺型铱金属配合物通过硝基芳烃还原串联N－苄基化反应制备。反应机理如图(其中Ph－代表苯基，[Ir]代表)下列说法不正确的是(    )

A．反应I过程中有水生成

B．反应IV涉及加成反应和消去反应

C．该过程反应原料为硝基苯和苯甲醇

D．用CH3CH2CH2OH替代上述过程中的同类物质参与反应，可以合成

33．(2023·浙江省普通高校招生高三选考模拟)过氧硫酸氢根参与烯烃的不对称环氧化反应的机理如图，下列说法不正确的是(    )

A．该反应有水的生成

B．利用此反应可将乙烯氧化为环氧乙烷

C．过氧硫酸氢根是该反应的催化剂

D．通过调节环境的酸碱性，可以控制部分极性共价键的断裂

34．(2023·浙江省强基联盟高三上学期10月统测)科研人员提出CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)的反应过程如下图所示，下列说法正确的是(     )

A．反应步骤①②③都发生了键的断裂

B．( )与碳酸()互为同系物

C．步骤②中CO2分子中碳原子的杂化方式没有改变

D．合成DMC的总反应方程式为

35．(2023·浙江省浙南名校联盟高三上学期第一次联考)以钒化合物作催化剂制备高纯度次氯酸的机理如图，已知钒元素V最高化合价为+5价，N(His404)、 N(His496)为氨基酸，下列说法不正确的是(     )

A．反应①④中，都形成配位键，都有氢氧键的断裂和形成

B．反应过程中，钒化合物甲是催化剂，乙、丙、丁、戊是中间产物

C．在该催化循环过程中，中心原子V的化合价和VSEPR模型发生了改变

D．此图钒化合物的每一次循环使无机物发生的净反应：H2O2+Cl-+H+=HOCl+H2O

二、非选择题(本题包括4小题，共30分)

36．(12分)(2023·安徽省A10联盟高三阶段考试)H2S、NO、SO2是有害气体，处理有害气体的工艺原理有以下几种：

(1)一种脱除H2S回收硫工艺的两个阶段主要反应分别如下：

第一阶段：2H2S(g)＋3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g)

第二阶段：4H2S(g)＋2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g)

理论上，该工艺需控制第二阶段与第一阶段参加反应的H2S的物质的量之比_______，若过小，导致的结果是_______。

(2)有氧条件下，NO在催化剂作用下可被NH3还原为N2。

①在钒基催化剂作用下的脱硝反应机理如上图所示，该机理中体现氧化性的微粒有_______种。

②由上图可知，其总反应方程式为_______。

(3)如图表示光催化氧化技术可生成羟基自由基()以及H2O2，也可以用于脱硫。

光照时，价带失去电子并产生有强氧化性的空穴()，在导带、价带均能产生，其过程可表示为：

①导带：O2+e-=O2-、_______；价带：_______。

②该过程中消耗2.24L氧气(标准状况下)，则最多可脱硫(以计)_______g。

37．(10分)(2023·山东省日照市高三期中联考)利用生物浸出黄铜矿(主要成分CuFeS2，含有少量SiO2杂质)回收其中铁和铜的工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)Cu2+的生物浸出原理如图：浸出温度不宜过高，其原因是_____，反应①的离子方程式为____。

(2)浸渣的主要成分为____(填化学式)，操作1的名称为____。

(3)分离Cu2+的原理如下：Cu2++2(HR)org(CuR2)org+2H+。根据流程，反萃取加入的试剂应该为_____(填化学式)。

(4)检验滤液2中是否存在Fe3+，可选用_____(填标号)。

A．KSCN溶液 B．K4[Fe(CN)6]溶液 C．K3[Fe(CN)6]溶液 D．KMnO4溶液

(5)“一系列操作”包括_____、洗涤、干燥。

38．(4分)利用污泥燃烧产生的还原性气体(NH3、CO等)也可还原烟气中的NOx。CO还原NO的反应历程中相对能量变化如图：

该历程中最大能垒(活化能)E正=____kJ·mol-1，该步骤的化学方程式是______________________。

39．(4分)中科院大连化物所路芳研究员团队设计并制备了一种介孔二氧化硅纳米球催化剂，可通过催化断裂生物质中键和键，而将木质纤维素生物质直接高效转化为天然气，生物质衍生醇1-丙醇和2-丙醇在催化剂表面的反应历程如图所示：

2-丙醇转化为1-丙醇的反应属于_______(填“吸热”或“放热”)反应，由CH3CHOHCH3(g)制备CH4(g)的反应历程中最大能垒(活化能) E正=_______ eV。