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专题跟踪检测（二）
1.（2024·广东南粤名校联考）反应X→Y的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示，使用催化剂M后反应中物质能量随反应历程的变化如图中曲线②所示，下列说法不正确的是（　　）
A.稳定性：X＜Y
B.使用催化剂降低了该反应的焓变
C.使用催化剂后，反应历程分3步进行
D.使用催化剂后，反应历程中的决速步为X·MY·M
解析：B　由图可知，该反应为反应物X的能量高于生成物Y的能量的放热反应，物质的能量越高越不稳定，则X的稳定性弱于Y，A正确；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但反应的焓变不改变，B错误；使用催化剂发生的反应为X＋MX·M、X·MY·M、Y·MY＋M，则反应历程分3步进行，C正确；反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步，由图可知，使用催化剂后，反应历程中的决速步为X·MY·M，D正确。
2.（2024·琼海嘉积中学模拟）在铁系催化剂的催化作用下，工业合成氨的反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，*表示吸附在催化剂表面。下列说法正确的是（　　）
A.决速步骤：N＋H*N
B.氨气脱附过程放热
C.使用铁催化剂可加快反应速率，提高原料平衡转化率
D.热化学方程式：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－a kJ·mol－1
解析：A　N＋H*N的活化能最大，是该反应机理的慢反应，属于决速步骤，A项正确；由图可知，氨气脱附过程中能量升高，说明氨气脱附过程是吸热过程，B项错误；使用铁催化剂可加快反应速率，但原料平衡转化率不变，C项错误；由反应历程中的物质转化可知热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－2a kJ·mol－1，D项错误。
3.（2024·佛山二次质检）一种催化CH4制备CH3OH的部分反应历程和相对能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是（　　）
A.有4个基元反应
B.升温有利于CH4的吸附
C.反应C＋O*C＋H*＋O*不是决速步
D.增大CH4的投入量，可提高其平衡转化率
解析：C　根据图示可知，该过程包含C＋O*C＋H*＋O*、C＋H*＋O*CH3OH*2个基元反应，A错误；CH4＋O*C＋O*　ΔH＝－7.15 kJ·mol－1，升高温度不利于CH4的吸附，B错误；C＋H*＋O*CH3OH*活化能较大，反应速率较慢，是决速步，C正确；增大CH4的投入量，可提高反应速率，但不能提高平衡转化率，D错误。
4.（2024·辽宁重点高中协作校二模）常温下用S-In催化剂电催化还原CO2制甲酸的机理如图1所示，反应历程如图2所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是（　　）
A.使用S-In催化剂能够提高反应物分子中活化分子的百分数
B.制甲酸过程的决速步骤为HCOO*＋H2O＋e－＋OH－HCOOH*＋2OH－
C.催化剂S2－活性位点在催化过程中的作用是使水分解
D.电催化还原CO2制甲酸反应的ΔS＜0
解析：C　催化剂降低反应的活化能，提高反应物分子中活化分子的百分数，A正确；HCOO*＋H2O＋e－＋OH－HCOOH*＋2OH－为相对能量差值最大的一步，反应速率较慢，为制甲酸过程的决速步骤，B正确；催化剂S2－活性位点在催化过程中的作用是活化水分子，C错误；由图2可知，电催化还原 CO2制甲酸总反应为CO2＋2H2O＋2e－HCOOH＋2OH－，反应后气体分子数减少，则熵变 ΔS＜0，D正确。
5.（2024·绍兴上虞区段考）我国科技工作者运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂（Pd和Rh）表面分解产生H2的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。下列说法不正确的是（　　）
A.参与反应的反应物总键能小于生成物总键能
B.Pd和Rh分别作催化剂时HCOOH分解产生H2的ΔH不同
C.HCOOH吸附在催化剂表面是一个放热过程
D.HCOO*＋H*C＋2H*是该历程的决速步骤
解析：B　由图可知，该反应为放热反应，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＜0，则参与反应的反应物总键能小于生成物总键能，A正确；催化剂不改变反应的ΔH，因此Pd和Rh分别作催化剂时HCOOH分解产生H2的ΔH相同，B错误；由图可知HCOOH吸附在催化剂表面是一个放热过程，C正确；HCOO*＋H*C＋2H*的活化能最高，是该历程的决速步骤，D正确。
6.（2024·广东二模）一定条件下，CH4与FeO＋反应合成CH3OH的反应历程如图所示。已知其他条件不变时，反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时，反应速率会变慢。下列说法正确的是（　　）
说明：过渡态中“”表示化学键未完全断裂或形成。
A.反应历程中的两个反应均涉及氢原子的成键
B.相同条件下，CD4与FeO＋发生上述反应，则其过渡态Ⅰ的能量比b高
C.该反应的ΔH＝（a－e）kJ·mol－1
D.CH3D与FeO＋发生上述反应，只能获得1种有机产物
解析：B　根据图知，反应历程中的第一个反应涉及氢原子的成键，第二个反应没涉及氢原子的成键，A错误；已知其他条件不变时，反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时，反应速率会变慢，所以相同条件下，CD4与FeO＋发生上述反应，反应速率会变慢，则其过渡态Ⅰ的能量比b高，B正确；该反应的ΔH＝（e－a）kJ·mol－1，即生成物的能量减去反应物的能量，C错误；根据图可知，CH3D与FeO＋发生上述反应，可以获得CH3OD、CH2DOH 2种有机产物，D错误。
7.（2024·广东部分学校一模）乙烯氢化的热化学方程式为C2H4（g）＋H2（g）C2H6（g）　ΔH＝a kJ·mol－1，使用不同含Au催化剂的反应历程如图所示。下列说法错误的是（　　）
A.1 mol C2H6（g）的能量小于1 mol C2H4（g）与1 mol H2（g）具有的能量之和
B.该反应的焓变：ΔH＝－129.6 kJ·mol－1
C.过渡态物质的稳定性：过渡态1＞过渡态2
D.相应的活化能：催化剂AuF＞催化剂AuP
解析：C　该反应为放热反应，故1 mol C2H6（g）的能量小于1 mol C2H4（g）与1 mol H2（g）具有的能量之和，A正确；反应C2H4（g）＋H2（g）C2H6（g）的ΔH＝－129.6 kJ·mol－1，B正确；过渡态1的能量大于过渡态2的能量，能量越低越稳定，则稳定性：过渡态1＜过渡态2，C错误；由图可知，相应的活化能：催化剂AuF＞催化剂AuP，D正确。
8.（2024·重庆调研）甲酸常用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2O，在无、有催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.E1－E3＞E4－E10
B.可以通过E1和E2计算HCOOH的总键能
C.途径二中H＋参与反应，是该反应过程的中间产物
D.途径二中反应的快慢由生成的速率决定
解析：D　催化剂能改变反应历程，但不能改变反应的焓变，故E1－E3＝E4－E10，A错误；由题图知，可以通过E1和E2计算甲酸转化为一氧化碳和水的正反应活化能，但不能计算甲酸的总键能，B错误；由图可知，途径二中氢离子先被消耗，后生成，是途径二中的催化剂，C错误；慢反应决定总反应速率，活化能越大反应速率越慢，生成的活化能最大，故途径二反应的快慢由生成的速率决定，D正确。
9.（2024·江西重点中学协作体一模）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.由图可知，决定反应速率的步骤是②
解析：B　由图可知，①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程，A错误；②和④中化学键变化相同，断裂的均为H—O，②中吸收能量[1.25－（－0.32）]eV＝1.57 eV，④中吸收能量为[1.41－（－0.16）]eV＝1.57 eV，两者吸收的能量相同，B正确；CO（g）和H2O（g）的总能量大于CO2（g）和H2（g）的总能量，因此反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）为放热反应，C错误；相同条件下，④的活化能为（1.86＋0.16）eV＝2.02 eV，②的活化能为（1.59＋0.32）eV＝1.91 eV，④的活化能大于②，则反应速率④＜②，决定反应速率的步骤是④，D错误。
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