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选择题突破6　化学反应机理、历程、能垒图像
选择题1~13题,每题3分,共39分
A卷
1.(2024·山东威海一模)乙烷催化氧化为乙醛在合成化学和碳资源利用等方面均有重大意义。在Fe+催化下乙烷氧化成乙醛的机理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.C2H6、CH3CHO中C原子杂化方式均为sp3
B.Fe+一定不能改变乙烷氧化成乙醛的转化率
C.根据图示机理,可推测X、Y分别为H2O、C2H5OH
D.每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物质的量小于2 mol
2.(2024·山西运城质检)不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.步骤①和②的有机产物可通过红外光谱鉴别
B.步骤③、④的反应涉及手性碳原子的生成
C.步骤⑤的产物L-脯氨酸是该反应的催化剂
D.若用苯甲醛和作为原料,也可完成上述羟醛缩合反应
3.(2024·山东潍坊一模)1,2-丙二醇可用作制备不饱和聚酯树脂的原料,在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油配合用202作润湿剂。已知1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.X的化学式为H2O
B.催化过程中金属元素Mo成键数发生改变
C.MoO3是该反应的催化剂,可通过降低反应的活化能来提高化学反应速率
D.整个反应的化学方程式为++CH3CHO
4.在汞盐溶液催化下HC≡CH与水反应生成CH3CHO的反应历程如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.HC≡CH→CH3CHO过程中,C原子的杂化方式发生1种变化
B.过程①中,Hg2+与水分子中电负性较小的原子以配位键结合形成配离子
C.HC≡CH与水反应生成CH3CHO的焓变ΔH=(E5-E1) kJ·mol-1
D.其他条件不变,增大乙炔浓度会使乙炔平衡转化率减小
5.(2024·湖南长郡中学质检)硫酸盐还原菌(SRB)会腐蚀许多金属及合金。模拟SRB诱导腐蚀碳素钢发生厌氧电化学腐蚀实验,实验后发现碳素钢表面覆盖物成分是硫化物(主要含FeS),腐蚀机理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.碳素钢厌氧腐蚀过程中SRB做还原剂
B.温度越高,SRB诱导碳素钢厌氧腐蚀速率越快
C.碳作负极,电极反应为H++e-===H
D.该实验生成FeS的总反应:8H++4Fe+S===FeS+3Fe2++4H2O
6.(2024·安徽滁州质检)中国科学院化学研究所发表了CO2催化氢化机理。其机理中化合物1(s)→化合物2(s)的过程和其相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.选择更优催化剂可以提升单位时间内CO2的转化率
B.该过程的总反应速率主要由过程①决定
C.化合物1(s)→化合物2(s)的过程包含两个基元反应
D.低温有利于化合物1(s)→化合物2(s)的反应自发进行
7.(2024·山东淄博一模)水催化氧化机理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.钴位于元素周期表中的d区
B.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率
C.在转化过程中Co的化合价没有发生变化
D.该机理总反应式:2H2O—→O2↑+4H++4e-
8.(2024·山西临汾一模)2023年10月7日,《临汾日报》发表题为《全省首家氢能源公共自行车,落地曲沃》的报道。氢能源是清洁的二次能源,水煤气的变换反应H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)是一种重要的制氢手段,金基二元合金团簇(Au12Cu)催化水煤气变换反应发生的氧化还原机理有A和B两种途径(*表示物质吸附在催化剂上)。
下列有关说法正确的是(　　)
A.Au12Cu不参与制氢的化学反应
B.Au12Cu可提高H2的平衡产率
C.水煤气的变换反应历程中同时存在极性键、非极性键的断裂和形成
D.根据图2,反应途径A更有利于水煤气的变换反应
B卷
9.(2024·河南平顶山一模)光催化氧化甲烷制甲醛的机理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.在光催化剂表面会发生反应H2O+h+===H++·OH
B.CH3OOH为中间产物
C.上述过程中有非极性键的断裂与生成
D.含O分子参与的反应一定有电子转移
10.(2024·山东东营一模)纳米Ni-Pd催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法错误的是(　　)
A.纳米尺寸Ni-Pd有利于加快反应速率
B.反应过程中有极性键的断裂与形成
C.反应过程中不需要持续补充CO2
D.总反应的原子利用率为100%
11.(2024·河北石家庄质检)三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家利用(CH3)2NCHO(简称DMF)在铜催化作用下转化得到N(CH3)3,下图是计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法错误的是(　　)
A.该反应为放热反应,降温可提高DMF的平衡转化率
B.该历程包含6个基元反应,最大能垒(活化能)为1.19 eV
C.设法提高N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g)的速率可以提高总反应速率
D.若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会吸收1.02 eV·NA的能量
12.(2024·河南郑州一模)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S、HS)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.S和N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 mol S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S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2
13.我国某科研团队发现了钌(Ru)单原子催化剂可电催化还原氮气合成氨,不同催化载体的电催化还原历程中的能量变化如图所示。已知:*表示吸附在催化剂表面的物种。下列说法正确的是(　　)
A.不同的催化载体可改变电催化还原的ΔH,提高反应速率
B.不同催化载体的电催化还原历程中,活化能最大的步骤相同
C.Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氢原子
D.钌单原子电催化还原氮气合成氨反应的ΔH>0
选择题突破6　化学反应机理、历程、能垒图像
1.C　[A.CH3CHO中羰基碳为sp2杂化,错误;B.由题干反应历程图可知,Fe+催化过程中存在副反应,导致改变了乙烷氧化成乙醛的转化率,错误;C.由题干反应历程图可知,反应[(C2H5)Fe(OH)]+—→[(C2H4)Fe]++X、[(C2H5)Fe(OH)]+—→Fe2++Y,根据质量守恒可知,X、Y分别为H2O、C2H5OH,正确;D.由题干反应历程图可知,若无副反应,则每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物质的量等于2 mol,但过程中存在副反应发生,且生成的Fe+能还原N2O,故消耗N2O的物质的量大于2 mol,错误。]
2.D　[A.①和②的有机产物分别为、,两者含有不同的官能团,可通过红外光谱鉴别,正确;B.同一碳原子连接四个不同的原子或者原子团的碳原子为手性碳原子,步骤③和④的生成物均有手性碳原子的生成,正确;C.L-脯氨酸在步骤①参与反应,在步骤⑤又生成,是该反应的催化剂,正确;D.苯甲醛和均含有苯环,不含α-氢,则不可完成上述羟醛缩合反应,错误。]
3.D　[A.由题干反应历程图可知,反应②为
,则X为H2O,正确;B.由图可知,Mo成键数发生改变,正确;C.催化剂MoO3通过降低反应的活化能来提高化学反应速率,正确;D.整个反应的化学方程式为2++CH3CHO+2H2O,错误。]
4.D　[由乙炔的结构简式可知,乙炔分子中C原子的杂化方式为sp,乙醛分子中C原子的杂化方式为sp2、sp3,则C原子的杂化方式发生2种变化,A错误。过程①中,具有空轨道的Hg2+与水分子中具有孤电子对的氧原子通过配位键形成配离子[Hg(H2O)]2+,水分子中O的电负性大于H的,B错误。由题图可知,[Hg(H2O)]2+和HC≡CH的能量之和为E1 kJ·mol-1,所以乙炔与水反应生成CH3CHO的焓变ΔH<(E5-E1) kJ·mol-1,C错误。其他条件不变,增大乙炔的浓度可以使平衡正向移动,但乙炔的平衡转化率减小,D正确。]
5.D　[A.氢原子将+6价的硫酸根离子还原为-2价的硫离子,SRB不做还原剂,错误;B.温度超过一定范围,硫酸盐还原菌(SRB)活性下降,速率减慢,错误;C.碳作正极,电极反应为H++e-===H,错误;D.根据示意图可知,总反应的化学方程式为8H++4Fe+S===FeS+3Fe2++4H2O,正确。]
6.B　[A.催化剂可以加快反应速率,从而可以提升单位时间内CO2的转化率,正确;B.过程①的活化能为(6.05-0.00) kJ·mol-1=6.05 kJ·mol-1,②的活化能为(11.28-2.08) kJ·mol-1=9.20 kJ·mol-1,过程①的活化能小于过程②的活化能,过程①的反应速率大于过程②的反应速率,故该过程的总反应速率主要由过程②决定,错误;C.化合物1经两步反应转化为化合物2,每步反应均为基元反应,正确;D.由能量关系图可知化合物1(s)→化合物2(s)的反应为放热反应,则低温有利于反应自发进行,正确。]
7.C　[A.钴为27号元素,价层电子排布式为3d74s2,位于元素周期表中的d区,正确;B.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,正确;C.如在过程中,H、O化合价不变,Co失去电子,化合价升高,错误;D.由水催化氧化机理图可知,该机理总反应式:2H2O—→O2↑+4H++4e-,正确。]
8.D　[A.据题给信息,催化剂参与了制氢的化学反应,错误;B.催化剂不影响化学平衡,不可能提高H2的平衡产率,错误;C.水煤气的变换反应历程中存在极性键的断裂,极性键、非极性键的形成,无非极性键的断裂,错误;D.根据图2,反应途径A最高能垒比途径B的最高能垒低,反应速率快,更有利于水煤气的变换反应,正确。]
9.C　[A.根据图中信息可知,在光催化剂表面会发生反应H2O+h+===H++·OH,正确;B.根据图中信息生成甲醛之前的物质为中间产物CH3OOH,正确;C.上述过程中有非极性键O—O的断裂,但没有非极性键的生成,错误;D.含O分子参与的反应为具有化合价的变化,例如O2转化为·OOH,该过程得到电子,正确。]
10.D　[A.纳米Ni-Pd催化剂能降低反应活化能,加快反应速率,正确;B.由图可知,反应过程中有极性键的断裂与形成,正确;C.由图可知,该反应的总反应为碳酸氢钠与氢气反应生成甲酸钠和水,二氧化碳是反应的中间产物,所以反应过程中不需要持续补充二氧化碳,正确;D.由图可知,该反应的总反应为碳酸氢钠与氢气反应生成甲酸钠和水,反应所得产物不唯一,所以反应中原子利用率不是100%,错误。]
11.D　[A.由图可知,该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,DMF的平衡转化率增大,正确;B.由图可知,该历程包含6个基元反应,最大能垒(活化能)为1.19 eV,正确;C.反应的活化能越大,反应速率越慢,总反应的速率取决于慢反应,由图可知,最大能垒(活化能)为1.19 eV,反应的方程式为N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g),正确;D.由反应物和生成物的相对能量可知,反应放热为0 eV-(-1.02 eV)=1.02 eV,1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出1.02 eV·NA的能量,错误。]
12.B　[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S+2NO2+H2O===HS+N+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。A.S和N的中心原子的价层电子对数为3+=4、2+=3,杂化轨道类型分别是sp3、sp2,正确;B.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,错误;C.由图可知S在第Ⅱ、Ⅲ两个阶段被氧化生成HS,则反应中消耗1 mol S,共失去电子数目为1 mol×(6—5)×NA mol-1=NA个,正确;D.由分析可知,硫酸盐转化过程中发生的总反应方程式为S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2,正确。]
13.C　[使用不同的催化载体,不能改变反应的ΔH,但可以通过改变反应历程来提高反应速率,A项错误。由题图可知,Ru@Zr32O63催化中,活化能最大的步骤为*NNH2+*H—→NH3+*N;Ru@NC2催化中,活化能最大的步骤为*NNH+*H—→*NNH2,故不同催化载体的电催化还原历程中,活化能最大的步骤不同,B项错误。催化剂吸附氢原子后能量越低,越稳定,Ru@Zr32O63吸附氢原子后能量为-0.2 eV,Ru@NC2吸附氢原子后能量为-0.42 eV,故Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氢原子,C项正确。由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则钌单原子电催化还原氮气合成氨反应的ΔH<0,D项错误。](共27张PPT)
选择题突破6　化学反应机理、历程、能垒图像
第三篇　专项练增分提能
选择题重要考点强化练
A卷
1.(2024·山东威海一模)乙烷催化氧化为乙醛在合成化学和碳资源利用等方面均有重大意义。在Fe+催化下乙烷氧化成乙醛的机理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.C2H6、CH3CHO中C原子杂化方式均为sp3
B.Fe+一定不能改变乙烷氧化成乙醛的转化率
C.根据图示机理,可推测X、Y分别为H2O、C2H5OH
D.每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物质的量小于2 mol
C
解析　A.CH3CHO中羰基碳为sp2杂化,错误;B.由题干反应历程图可知,Fe+催化过程中存在副反应,导致改变了乙烷氧化成乙醛的转化率,错误;C.由题干反应历程图可知,反应[(C2H5)Fe(OH)]+—→[(C2H4)Fe]++X、[(C2H5)Fe(OH)]+—→Fe2++Y,根据质量守恒可知,X、Y分别为H2O、C2H5OH,正确;D.由题干反应历程图可知,若无副反应,则每生成1 mol CH3CHO,消耗N2O的物质的量等于2 mol,但过程中存在副反应发生,且生成的Fe+能还原N2O,故消耗N2O的物质的量大于2 mol,错误。
2.(2024·山西运城质检)不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
D
3.(2024·山东潍坊一模)1,2-丙二醇可用作制备不饱和聚酯树脂的原料,在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油配合用202作润湿剂。已知1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
D
4.在汞盐溶液催化下HC≡CH与水反应生成CH3CHO的反应历程如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.HC≡CH→CH3CHO过程中,C原子的
杂化方式发生1种变化
B.过程①中,Hg2+与水分子中电负性较
小的原子以配位键结合形成配离子
C.HC≡CH与水反应生成CH3CHO的焓变ΔH=(E5-E1) kJ·mol-1
D.其他条件不变,增大乙炔浓度会使乙炔平衡转化率减小
D
解析　由乙炔的结构简式可知,乙炔分子中C原子的杂化方式为sp,乙醛分子中C原子的杂化方式为sp2、sp3,则C原子的杂化方式发生2种变化,A错误。过程①中,具有空轨道的Hg2+与水分子中具有孤电子对的氧原子通过配位键形成配离子[Hg(H2O)]2+,水分子中O的电负性大于H的,B错误。由题图可知,[Hg(H2O)]2+和HC≡CH的能量之和为E1 kJ·mol-1,所以乙炔与水反应生成CH3CHO的焓变ΔH<(E5-E1) kJ·mol-1,C错误。其他条件不变,增大乙炔的浓度可以使平衡正向移动,但乙炔的平衡转化率减小,D正确。
5.(2024·湖南长郡中学质检)硫酸盐还原菌(SRB)会腐蚀许多金属及合金。模拟SRB诱导腐蚀碳素钢发生厌氧电化学腐蚀实验,实验后发现碳素钢表面覆盖物成分是硫化物(主要含FeS),腐蚀机理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.碳素钢厌氧腐蚀过程中SRB做还原剂
B.温度越高,SRB诱导碳素钢厌氧腐蚀速率越快
C.碳作负极,电极反应为H++e-===H
D.该实验生成FeS的总反应:8H++4Fe+S===FeS+
3Fe2++4H2O
D
解析　A.氢原子将+6价的硫酸根离子还原为-2价的硫离子,SRB不做还原剂,错误;B.温度超过一定范围,硫酸盐还原菌(SRB)活性下降,速率减慢,错误;C.碳作正极,电极反应为H++e-===H,错误;D.根据示意图可知,总反应的化学方程式为8H++4Fe+S===FeS+3Fe2++4H2O,正确。
6.(2024·安徽滁州质检)中国科学院化学研究所发表了CO2催化氢化机理。其机理中化合物1(s)→化合物2(s)的过程和其相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.选择更优催化剂可以提升单位时间内CO2的转化率
B.该过程的总反应速率主要由过程①决定
C.化合物1(s)→化合物2(s)的过程包含两个基元反应
D.低温有利于化合物1(s)→化合物2(s)的反应自发进行
B
解析　A.催化剂可以加快反应速率,从而可以提升单位时间内CO2的转化率,正确;B.过程①的活化能为(6.05-0.00) kJ·mol-1=6.05 kJ·mol-1,②的活化能为(11.28-2.08) kJ·mol-1=9.20 kJ·mol-1,过程①的活化能小于过程②的活化能,过程①的反应速率大于过程②的反应速率,故该过程的总反应速率主要由过程②决定,错误;C.化合物1经两步反应转化为化合物2,每步反应均为基元反应,正确;D.由能量关系图可知化合物1(s)→化合物2(s)的反应为放热反应,则低温有利于反应自发进行,正确。
7.(2024·山东淄博一模)水催化氧化机理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.钴位于元素周期表中的d区
B.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率
C.在转化过程中Co的化合价没有发生变化
D.该机理总反应式:2H2O—→O2↑+4H++4e-
C
下列有关说法正确的是(　　)
A.Au12Cu不参与制氢的化学反应
B.Au12Cu可提高H2的平衡产率
C.水煤气的变换反应历程中同时存在极性键、非极性键的断裂和形成
D.根据图2,反应途径A更有利于水煤气的变换反应
D
解析　A.据题给信息,催化剂参与了制氢的化学反应,错误;B.催化剂不影响化学平衡,不可能提高H2的平衡产率,错误;C.水煤气的变换反应历程中存在极性键的断裂,极性键、非极性键的形成,无非极性键的断裂,错误;D.根据图2,反应途径A最高能垒比途径B的最高能垒低,反应速率快,更有利于水煤气的变换反应,正确。
B卷
9.(2024·河南平顶山一模)光催化氧化甲烷制甲醛的机理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.在光催化剂表面会发生反应H2O+h+
===H++·OH
B.CH3OOH为中间产物
C.上述过程中有非极性键的断裂与生成
D.含O分子参与的反应一定有电子转移
C
解析　A.根据图中信息可知,在光催化剂表面会发生反应H2O+h+===H++·OH,正确;B.根据图中信息生成甲醛之前的物质为中间产物CH3OOH,正确;C.上述过程中有非极性键O—O的断裂,但没有非极性键的生成,错误;D.含O分子参与的反应为具有化合价的变化,例如O2转化为·OOH,该过程得到电子,正确。
10.(2024·山东东营一模)纳米Ni-Pd催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法错误的是(　　)
A.纳米尺寸Ni-Pd有利于加快反应速率
B.反应过程中有极性键的断裂与形成
C.反应过程中不需要持续补充CO2
D.总反应的原子利用率为100%
D
解析　A.纳米Ni-Pd催化剂能降低反应活化能,加快反应速率,正确;B.由图可知,反应过程中有极性键的断裂与形成,正确;C.由图可知,该反应的总反应为碳酸氢钠与氢气反应生成甲酸钠和水,二氧化碳是反应的中间产物,所以反应过程中不需要持续补充二氧化碳,正确;D.由图可知,该反应的总反应为碳酸氢钠与氢气反应生成甲酸钠和水,反应所得产物不唯一,所以反应中原子利用率不是100%,错误。
11.(2024·河北石家庄质检)三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家利用(CH3)2NCHO(简称DMF)在铜催化作用下转化得到N(CH3)3,下图是计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法错误的是(　　)
A.该反应为放热反应,降温可提高
DMF的平衡转化率
B.该历程包含6个基元反应,最大能垒(活化能)为1.19 eV
C.设法提高N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g)的速率可以提高总反应速率
D.若1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会吸收1.02 eV·NA的能量
D
解析　A.由图可知,该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,DMF的平衡转化率增大,正确;B.由图可知,该历程包含6个基元反应,最大能垒(活化能)为1.19 eV,正确;C.反应的活化能越大,反应速率越慢,总反应的速率取决于慢反应,由图可知,最大能垒(活化能)为1.19 eV,反应的方程式为N(CH3)3+OH*+H*===N(CH3)3(g)+H2O(g),正确;D.由反应物和生成物的相对能量可知,反应放热为0 eV-(-1.02 eV)=1.02 eV,1 mol DMF完全转化为三甲胺,则会释放出1.02 eV·NA的能量,错误。
12.(2024·河南郑州一模)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S、HS)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.S和N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 mol S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S+2NO2+H2O=== HS+N+HNO2
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S+2NO2+H2O===HS+N+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。A.S和N的中心原子的价层电子对数为3+=4、2+=3,杂化轨道类型分别是sp3、sp2,正确;B.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,错误;C.由图可知S在第Ⅱ、Ⅲ两个阶段被氧化生成HS,则反应中消耗1 mol S,共失去电子数目为1 mol×(6—5)×NA mol-1=NA个,正确;D.由分析可知,硫酸盐转化过程中发生的总反应方程式为S+2NO2+H2O===HS+N+HNO2,正确。
13.我国某科研团队发现了钌(Ru)单原子催化剂可电催化还原氮气合成氨,不同催化载体的电催化还原历程中的能量变化如图所示。已知:*表示吸附在催化剂表面的物种。下列说法正确的是(　　)
A.不同的催化载体可改变电催化还原的ΔH,提高
反应速率
B.不同催化载体的电催化还原历程中,活化能最
大的步骤相同
C.Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氢原子
D.钌单原子电催化还原氮气合成氨反应的ΔH>0
C
解析　使用不同的催化载体,不能改变反应的ΔH,但可以通过改变反应历程来提高反应速率,A项错误。由题图可知,Ru@Zr32O63催化中,活化能最大的步骤为*NNH2+*H—→NH3+*N;Ru@NC2催化中,活化能最大的步骤为*NNH+*H—→*NNH2,故不同催化载体的电催化还原历程中,活化能最大的步骤不同,B项错误。催化剂吸附氢原子后能量越低,越稳定,Ru@Zr32O63吸附氢原子后能量为-0.2 eV,Ru@NC2吸附氢原子后能量为-0.42 eV,故Ru@NC2比Ru@Zr32O63更有利于吸附氢原子,C项正确。由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,则钌单原子电催化还原氮气合成氨反应的ΔH<0,D项错误。

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