2021届高考化学专题模拟试题精编：化学反应机理.docx

1、化学反应机理1、（2020威海二模，15）（不定项）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)2NCH2OH*B该历程中最大能垒(活化能)为2.16eVC该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)2H2(g)N(CH3)3(g)H2O(g) H1.02evmol1D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】A从以上分析知，该历程中最小能垒为0.22，是由(CH3)2N

2、CH2OH*转化为(CH3)2NCH2的反应，化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*(CH3)2NCH2OH*，A正确；B该历程中最大能垒(活化能)为1.19eV，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1.02ev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) H1.02NAevmol1，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；故选A。2、（2020威海一模，15）（不定项）已知丙烯与发

3、生加成反应有两种可能，如图1所示；其中丙烯加的位能曲线图如图2所示。下列说法错误的是（ ）A过渡态（）比过渡态（）稳定B生成的过程所需活化能较低，速率快C中碳原子的杂化方式相同D丙烯与发生加成反应，主要生成产物【答案】C【解析】A据图可知过渡态()比过渡态()能量更低，所以更稳定，故A正确；B活化能越小反应速率越快，据图可知生成的过程所需活化能较低，反应速率较快，故B正确；C中均有一个碳原子为sp2杂化，其他碳原子均为sp3杂化，故C错误；D据图可知生成的过程所需活化能较低，反应更容易进行，选择性更强，所以主要产物为，故D正确；故答案为C。3、（2020泰安五模，13）（不定项）工业上常利用C

4、O2和NH3合成尿素CO(NH2)2，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是（ ）ANH2COONH4为合成尿素反应的中间产物B反应逆反应的活化能反应正反应的活化能C反应在热力学上进行趋势很大D2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(1)的焓变H=El-E2【答案】CD【解析】A.从图像可知，合成尿素的过程中生成了NH2COONH4，其为合成尿素反应的中间产物，A正确；B.活化能是指化学反应中反应物分子到达活化分子所需的最小能量，由图像可知，反应逆反应的活化能反应正反应的活化能，B正确；C.反应为吸热反应，在热力学上进行趋势较小，C错误；D.2

5、NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(1)为放热反应，H =生成物的总能量-反应物的总能量0，即H=E2-E1，D错误；答案选CD。4、（2020泰安二模，15）（不定项）水煤气变换反应为：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我国研究人员结合实验与计算机模拟结果，揭示了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程(如图所示)，其中吸附在金催化剂表面上的物质用标注。下列说法正确的是A水煤气变换反应的H0B该历程中最大能垒(活化能)E正=1.70 eVC步骤只有H-H键和H-O键形成D步骤的转化关系可表示为：CO+OH+H2O(g)=COOH+H2O【答案】AD【解析】

6、A根据图象分析可知：水煤气的生成过程经过了过渡态1和过渡态2，最后生成产物的能量低于反应物，则该反应为放热，反应的H0B都为O-H键的断裂过程C由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为D放热最多阶段的化学方程式为CHO*+3H*CO*+4H*【答案】AD【解析】AH=生成物相对能量-反应物相对能量，根据图示可知生成物的能量比反应物的能量高，因此该反应为吸热反应，H0，A正确；B根据图示可知过程是断裂H-O键，过程断裂的是C-H键，B错误；C催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，方式I的活化能低，说明甲醇裂解过程主要精力方式为I，C错误；D由图可知CHO*和3H*转化为CO*和4H*这

7、一步放出热量最多，反应方程式为：CHO*+3H*CO*+4H*，D正确；故合理选项是AD。10、（2020聊城二模，15）（不定项）科学工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了在PtSiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在PtSiO2催化剂表面上的物种用“ ”标注，Ts表示过渡态。下列有关叙述正确的是A前三步总反应的H0BHOCO转化为CO和OH为吸热过程C催化剂通过参与化学反应，能降低反应的活化能，提高反应物的转化率D历程中活化能(能垒)最小的反应方程式为【答案】AD【解析】A由图像分析可知，前三步总反应，反应物能量高，生成物能量低，故反应放热，H0，A正确；

8、B根据图像，转化为和是图中的第三步反应，是放热过程，B错误；C催化剂只能增大反应速率，不会影响平衡，对转化率无影响，C错误；D根据图像分析可知， 活化能最小，D正确；故答案选AD。11、（2020德州一模，15）（不定项）水煤气变换反应为：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。下列说法正确的是（ ）A水煤气变换反应的H0B步骤的化学方程式为：CO+OH+H2O(g)=COOH+H2OC步骤只有非极性键HH键形成D该历程中最大能垒(活化能)E正=2.02eV

9、【答案】BD【解析】A.由示意图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，H0，故A错误；B由示意图可知，步骤为CO、OH、H2O(g)和H反应生成COOH、H2O和H，反应的化学方程式为：CO+OH+H2O(g)=COOH+H2O，故B正确；C由示意图可知，步骤除有非极性键HH键形成外，还要碳氧极性键和氢氧极性键生成，故C错误；D由示意图可知，步骤的能垒最大，E正=1.86eV（0.16eV）=2.02eV，故D正确；故选BD。12、（2020滨州三模，9）科研人员提出CeO2催化合成DMC需经历三步反应，示意图如图：下列说法正确的是（ ）ADMC与过量NaOH溶液反应生成C

10、O32-和甲醇BCeO2可有效提高反应物的平衡转化率C、中均有OH的断裂D生成DMC总反应的原子利用率为100%【答案】A【解析】ADMC为CH3OCOOCH3，属于酯类，酯在碱性条件下可发生水解：CH3OCOOCH3+2NaOH=2CH3OH+Na2CO3，A正确；BCeO2为催化剂，催化剂只影响化学反应速率，不影响平衡；所以催化剂不能提高反应物的平衡转化率，B错误；C中CH3OH生成CH3O-催化剂，CH3OH中的O-H键断裂；中没有O-H键断裂；CH3OH生成CH3OCOOCH3，CH3OH中的O-H键断裂，C错误；D总反应为：2CH3OH+CO2CH3OCOOCH3+H2O，除了生成D

11、MC外，还生成了水，因此原子利用率不是100%，D错误；故合理选项是A。13、（2020滨州二模，13）（不定项）据预测，到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳（AC）表面的迁移，对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用，其机理如图所示，其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是A图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解BAC表面作用的温度不同，H2S的去除率不同CH2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等D图中反应过程中只有HS键的断裂，没有HS键的形成【答案】D【解析】图中阴影部分H2S(g)H2S(ad)为H2S在催化剂表面的吸

12、附，H2S(ad)2H(ad)+S(ad)表示H2S的离解，选项A正确；温度高时气态硫会反应生成H2S等，温度低时会变成固态的硫，选项B正确；观察图示可知H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等，选项C正确；图中阴影部分出现H(ad)、S(ad)，有HS键的断裂，部分S(g)与H2(g)生成H2S(g)，存在HS键的形成，选项D错误。14、（2020泰安四模，10）某科研人员提出HCHO(甲醛）与O2在羟基磷灰石（HAP)表面催化生成H2O的历程，该历程示意图如下（图中只画出了 HAP的部分结构）：下列说法不正确的是AHAP能提高HCHO与O2的反应速率BHCHO在反

13、应过程中，有C-H键发生断裂C根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2D该反应可表示为：HCHO+O2CO2+H2O【答案】C【解析】A.根据图知，HAP在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，所以是总反应的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，因此该反应中HAP作催化剂而提高反应速率，A正确；B.HCHO在反应中有C-H断裂和C=O键形成，所以甲醛被氧化生成二氧化碳和水，B正确；C.根据图知，CO2分子中的氧原子一部分还来自于甲醛，C错误；D.该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应方程式为HCHO+O2CO2+H2O，D正确；故合理选项是C。15（2

14、020潍坊三模，10）“接触法制硫酸”的主要反应是2SO2+O22SO3在催化剂表面的反应历程如下：下列说法正确的是A使用催化剂只能加快正反应速率B反应的活化能比反应大C该反应的催化剂是V2O4D过程中既有VO键的断裂，又有VO键的形成【答案】D【解析】A.催化剂能同等幅度地改变正、逆反应速率，加快正反应速率的同时也加快逆反应速率，故A错误；B.一般情况下，反应的活化能越小，反应速率越快，故反应的活化能比反应小；故B错误；C.催化剂是反应前后质量和化学性质都没有发生变化的物质，从反应历程图中可知，本反应的催化剂为V2O5，故C错误；D.历程中反应有VO键的断裂，反应有VO键的形成，故D正确；本

15、题答案为：D16、（2020淄博一模，13）（不定项）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下图所示。下列说法正确的是A过程中钛氧键断裂会释放能量B该反应中，光能和热能转化为化学能C使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率DCO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g) =2CO(g) + O2(g) H= + 30 kJ/mol【答案】B【解析】A化学键断裂需要吸收能量，过程中钛氧键断裂会吸收能量，故A错误；B根据图示，该反应中，光能和热能转化为化学能，故 B正确；C催化剂通过降低反应的

16、活化能提高化学反应速率，催化剂不能降低反应的焓变，故C错误；D反应物总能量-生成物总键能=焓变，CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g) =2CO(g) + O2(g) H=15982- 10722-496=+ 556 kJ/mol，故D错误。17、（2020烟台一模，11）（不定项）我国学者研究出一种用于催化 DMO 和氢气反应获得 EG 的纳米反应器，如图是反应的微观过程示意图。下列说法不正确的是ACu纳米颗粒是一种胶体，能将氢气解离成氢原子BEG能发生聚合反应生成高分子C1molDMO完全转化为EG时消耗2molH2D催化过程中断裂的化学键有 HH、CO、CO【答案】AC【解析】AC

17、u纳米颗粒是单质，能将氢气解离成氢原子，不是胶体，A选项错误；B由微观过程示意图可知，EG是乙二醇，分子中含有2个醇羟基，因此能发生缩聚反应形成高分子化合物，B选项正确；CDMO为草酸二甲酯(CH3OOCCOOCH3)，DMO与H2反应产生CH3OH和CH3OOCCH2OH、H2O，1 mol DMO反应需要3mol H2，若完全转化为EG时消耗6mol H2，C选项错误；DCH3COOCOOCH3+4H2CH3OH+HOCH2CH2OH，由图及反应可知催化过程中断裂的化学健有HH、CO、CO，D选项正确；答案选AC。18、（2020枣庄二调，12）（不定项）CO与N2O是汽车尾气中污染大气的

18、成分，研究表明CO与N2O在Fe+作用下生成无害气体，发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分別为： N2O+Fe+N2+FeO+(慢)； FeO+COCO2+Fe+(快)。下列说法不正确的是（ ）A是氧化还原反应，不是氧化还原反应B两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定CFe+使反应的活化能减小，增大反应速率DFeO+在该反应过程中作催化剂【答案】AD【解析】A、两反应中都含有变价元素，都是氧化还原反应，A不正确；B两步反应中反应物的总能量都高于生成物的总能量，均为放热反应，总反应的化学反应速率，由速率慢的反应(即反应)决定，B正确；CFe+为反应的催化剂，降低反应的活

19、化能，加快反应速率，C正确；DFeO+在该反应过程中是催化剂的中间产物，D不正确；故选AD。19、（2020潍坊二模，11）（不定项）燃煤工业锅炉烟气中含有1%-3%的CO和0.02%0.04%的NO，在新型催化剂作用下可消除CO和NO两种有害气体，反应机理如图所示，在反应过程中CO可被O2氧化。下列说法中正确的是A温度越高越有利于有害气体消除BO2浓度越大催化除杂效果越好C催化反应的速率由氧化吸附过程决定D总反应方程式为2NO+2CO=N2+2CO2【答案】C【解析】A在一定温度下，催化剂的活性能达到最大限度，有利于有害气体的消除，若温度过高，使催化剂失去活性，不利于有害气体的消除，故A错误；BO2浓度稍微增大，可以利于反应正向进行，但是O2浓度太大会把一氧化碳氧化，则不利于有害气体的消除，故B错误；C催化反应的速率由慢反应决定的，即氧化吸附过程决定，故C正确；D根据两步反应，2NO+O22NO2，2NO2+4CON2+4CO2，+，得到的总反应为2NO+O2+4CON2+4CO2，故D错误；答案选C。