备战2025年高考二轮复习化学（通用版）选择题热点练11 反应机理图像及分析（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（通用版）选择题热点练11 反应机理图像及分析（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了95 eV，CO2制甲醇的反应历程如图，49 kcal·ml-1，8 kJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。
学生用书P271
(选择题每小题3分)
1.(2024·甘肃二模)某种含铜微粒可用于汽车尾气脱氮的催化剂,催化机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.图中所有铜的配合物中铜的配位数有2、3、4、6四种情况
B.在配离子[Cu(NH3)2]+中,NH3提供孤电子对,Cu+提供空轨道
C.状态③到状态④的变化过程中有O—H键的形成
D.该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O
答案:A
解析:图中所有铜的配合物中铜的配位数有2、3、4三种情况,A错误;在配离子[Cu(NH3)2]+中,NH3为配体,提供孤电子对,Cu+提供空轨道,B正确;状态③到状态④的变化过程中有H2O生成,即有O—H键的形成,C正确;根据反应历程图可知,加入2NH3、2NO、12O2,生成2N2、3H2O,该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,D正确。
2.(2024·贵州六校联盟联考三)生物质脂肪酸脱羧机理为在温和条件下生产烷烃产品提供了一条可持续的途径,光催化脂肪酸脱羧历程如图所示,下列说法错误的是( )
A.光催化脱羧反应不需要高温或有毒试剂,减少了对环境的污染,是一种绿色合成方法
B.脱羧反应为R—CH2COO--e-CO2↑+R—C·H2
C.R—CH2COO-与R—C·H2均可稳定存在
D.烷基自由基在富氢表面发生还原反应
答案:C
解析:光催化脱羧反应在温和条件下生产烷烃产品,减少了对环境的污染,是一种绿色合成方法,A正确;根据图示,脱羧反应为R—CH2COO--e-CO2↑+R—C·H2,B正确;R—C·H2自由基易发生反应生成烷烃,故不能稳定存在,C错误;烷基自由基在富氢表面结合氢原子发生还原反应生成相应烷烃,D正确。
3.(2024·辽宁沈阳一模)基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基C3N4中,用于催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注,下列说法中错误的是( )
A.整个反应历程中有极性键的断裂和生成
B.过渡态相对能量:TS55>TS44>TS77
C.物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程
D.反应决速步的活化能为0.95 eV
答案:C
解析:由图可知,一氧化碳催化加氢生成甲醇的反应中有极性键的断裂和生成,A正确;过渡态相对能量的大小顺序为TS55>TS44>TS77,B正确;吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量,为放热过程,C错误;反应的活化能越大,反应速率越慢,反应决速步为慢反应,由图可知,反应H2CO*+H2*H3CO-H*的活化能最大,反应速率最慢,则反应决速步的活化能为0.35 eV-(-0.60 eV)=0.95 eV,D正确。
4.(2024·安徽黄山二模)CO2制甲醇的反应历程如图:
已知:
Ⅰ.CO2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;
Ⅱ.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制甲醇的方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
B.反应中经历了In—C、In—O键的形成和断裂
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
答案:C
解析:由图可知,二氧化碳制备甲醇的反应为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),A正确;反应中经历了In—C、In—O键的形成和断裂,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,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,D正确。
5.(2024·江西九江十校第二次联考)已知反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的势能曲线示意图如下(…表示吸附作用,A表示催化剂,TS表示过渡态分子):
下列有关说法正确的是( )
A.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成
B.若在任意温度下均能自发进行,则反应为吸热反应
C.该反应中只有两种物质能够吸附N2O分子
D.过程Ⅲ中最大能垒(活化能)为37.49 kcal·ml-1
答案:A
解析:从图可看出过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成,A正确;若反应在任意温度下均能自发进行,ΔH0,该反应为放热反应,B错误;反应过程中,A、A—O、A—O2三种物质都能吸附N2O,C错误;过程Ⅲ中最大能垒(活化能)为37.49 kcal·ml-1-(-44.68) kcal·ml-1=82.17 kcal·ml-1,D错误。
6.(2024·安徽安庆二模)中科大某课题组通过自由基杂环反应直接合成各种C60稠合的内酰胺,应用于钙钛矿电池器件中。底物与Cu(Ⅰ)物种通过电子转移经历两种途径得到目标产物D。下列说法错误的是( )
A.Cu(Ⅰ)物种是催化剂
B.底物具有氧化性
C.两种途径不同,总反应的反应热也不同
D.合成过程中C60中碳碳双键断裂
答案:C
解析:Cu(Ⅰ)第一步消耗,最后一步生成,是催化剂,A正确;底物将Cu(Ⅰ)氧化为Cu(Ⅱ),具有氧化性,B正确;两种途径虽不同,但反应热相同,C错误;由图可知,C60中有六元环上的碳碳双键发生了断裂,D正确。
7.(2024·陕西渭南质检Ⅰ)由单键旋转而产生的异构体称为构象异构体,将正丁烷分子中的C2和C3旋转不同的角度可以得到正丁烷的构象势能关系图。下列说法正确的是( )
A.正丁烷的构象异构体中所占比例最大的是(ⅳ)
B.相同条件下,(ⅲ)转化成(ⅰ)的速率比逆向转化得快
C.构象异构体之间的转化存在化学键的断裂和生成
D.由(ⅰ)转化为(ⅳ)的转化能垒为18.8 kJ·ml-1
答案:B
解析:从图中可知,正丁烷的构象异构体中,(ⅰ)的势能最小,最稳定,因此正丁烷的构象异构体中所占比例最大的是(ⅰ),A错误;(ⅲ)转化成(ⅰ)是放热反应,正反应的活化能低于逆反应的活化能,因此(ⅲ)转化成(ⅰ)的速率比逆向转化得快,B正确;构象异构体因正丁烷分子中C2和C3旋转不同角度而形成,没有化学键的断裂和生成,C错误;从图中可知,(ⅲ)转化为(ⅳ)的转化能垒为18.8 kJ·ml-1,(ⅰ)转化为(ⅳ)的转化能垒为22.6 kJ·ml-1,D错误。
8.(2024·江西九江十校第二次联考)研究表明,在催化剂AuCl/C作用下,CH≡CH+HCl
CH2CH—Cl的反应历程如图所示:
注:“2→3”可表示为HCl+AuClHCl/AuCl
下列有关说法不正确的是( )
A.4→5的化学方程式可表示为HCl/AuCl+
CH≡CHCH2CHCl/AuCl
B.保持体系中C2H2分压不变,增大HCl分压可提高反应催化效率
C.反应过程中有极性共价键和非极性共价键断裂
D.反应物在催化剂表面经历过程“扩散→吸附(活性位点)→表面反应→脱附”
答案:B
解析:由图可知,4→5为乙炔与吸附在催化剂AuCl上的HCl反应,化学方程式为CH≡CH+HCl/AuClCH2CHCl/AuCl,A正确;若保持体系中C2H2分压不变,HCl分压过高时,HCl的体积分数过高,催化剂吸附的较多,阻碍了乙炔与其接触,降低反应催化效率,B错误;反应过程中有H—Cl极性共价键和C—C非极性共价键断裂,C正确;反应物在催化剂表面经历1→2过程扩散,2→3过程HCl在AuCl上吸附(活性位点),4→5过程乙炔和HCl在催化剂表面反应,5→6过程生成产物氯乙烯从催化剂上脱附,D正确。
9.(2024·吉林省吉林地区三模)空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐(含SO42-、HSO4-)生成的三个阶段的转化机理,其主要过程示意图如图,下列说法错误的是( )
A.SO32-和NO2-的中心原子的杂化轨道类型分别是sp3、sp2
B.整个过程中有H2O参加反应,而且包含了硫氧键的断裂与形成
C.1 ml SO3-在第Ⅱ、Ⅲ两个阶段共失去电子数目为NA
D.硫酸盐转化过程中发生的总反应方程式为SO32-+2NO2+H2OHSO4-+NO2-+HNO2
答案:B
解析:由图可知,硫酸盐转化过程中发生的反应为二氧化氮与亚硫酸根离子和水反应生成亚硝酸、亚硝酸根离子和硫酸氢根离子,反应的离子方程式为SO32-+2NO2+H2OHSO4-+NO2-+HNO2,反应中氮元素的化合价降低被还原,二氧化氮是反应的氧化剂,硫元素化合价升高被氧化,亚硫酸根离子是反应的还原剂。
SO32-和NO2-的中心原子的价层电子对数为3+6+2-3×22=4、2+5+1-2×22=3,杂化轨道类型分别是sp3、sp2,A正确;由图可知,整个过程中有H2O参加反应,但是没有硫氧键的断裂,B错误;由图可知SO3-在第Ⅱ、Ⅲ两个阶段被氧化生成HSO4-,则反应中消耗1 ml SO3-,共失去电子数目为1 ml×(6-5)×NA ml-1=NA,C正确;由分析可知,硫酸盐转化过程中发生的总反应方程式为SO32-+2NO2+H2OHSO4-+NO2-+HNO2,D正确。