易錯專題10反應機理-2024年高考化學考前易錯聚焦易錯專題10反應機理聚焦易錯點：?易錯點一有效碰撞理論?易錯點二反應機理典例精講易錯點一有效碰撞理論【易錯典例】例1目前認為酸催化乙烯水合制乙醇的反應機理及能量與反應進程的關系如圖所示。下列說法錯誤的是A．第②、③步反應均釋放能量B．該反應進程中有二個過渡態C．酸催化劑能同時降低正、逆反應的活化能D．總反應速率由第①步反應決定【解題必備】有效碰撞理論（1）化學反應發生的條件：在化學反應中，反應物分子不斷發生碰撞，大多數碰撞無法發生反應，只有少數分子的碰撞才能發生化學反應，能發生有效碰撞的分子是活化分子。普通反應物分子形成活化分子所需要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能發生有效碰撞。發生有效碰撞不僅有能量的因素，還有空間因素，只有同時滿足這兩者的要求才能發生有效碰撞。（2）反應歷程：發生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有較高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量稱為活化能。活化能越小，普通分子就越容易變成活化分子。如圖所示，反應的活化能是E1，反應熱是E1－E2。在一定條件下，活化分子所占的百分數是固定不變的。活化分子的百分數越大，單位體積內活化分子數越多，單位時間內有效碰撞的次數越多，化學反應速率越快。活化能越大，反應速率越慢，化學反應取決于最慢的一步。【變式突破】1．（2024·河南·洛寧縣第一高級中學高三階段練習）臭氧層中O3分解過程如圖所示，下列說法不正確的是A．催化反應①是吸熱反應，催化反應②是放熱反應B．E1是催化反應①對應的正反應活化能C．溫度升高，總反應的正反應速率的增加幅度大于逆反應速率的增加幅度D．(E2+△H)是催化反應②對應的逆反應活化能2．（2024·廣東佛山·二模）一種催化制備的部分反應歷程和能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。下列說法正確的是A．有4個基元反應B．升溫有利于的吸附C．反應不是決速步D．增大的投入量，可提高其平衡轉化率3．（2024·吉林·三模）甲醇用途廣泛，可用作溶劑、防凍劑、燃料，也可用于生產生物柴油，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)可以合成甲醇，涉及的反應如下，回答下列問題：反應ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=?91.5kJ?mol?1反應ii：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2=?49.9kJ?mol?1反應iii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=+41.6kJ?mol?1(1)在某催化劑作用下，反應ⅰ的反應歷程如圖所示(圖中數據表示微粒數目以及微粒的相對總能量，*表示吸附在催化劑上)：①CO2的電子式為。②結合反應歷程，寫出反應ⅰ中生成甲醇的決速步驟的反應方程式。③m=(計算結果保留兩位有效數字，已知1eV=1.6×10?22kJ)。(2)反應ⅰ的Arrhenius經驗公式Rlnk=?+C(Ea為活化能，k為速率常數，R和C均為常數，T為溫度)，實驗數據如圖中曲線M所示。當改變外界條件時，實驗數據如圖中曲線N所示，則實驗可能改變的外界條件是。(3)將一定量的CO2(g)和H2(g)充入密閉容器中并加入合適的催化劑，只發生反應ii和iii．在相同溫度不同壓強下測得CO2的平衡轉化率、CH3OH(g)的選擇性和CO的選擇性隨壓強變化曲線如圖所示。①圖中表示CH3OH的選擇性的曲線是(填“m”“n”或“p”)，簡述判斷方法。②反應體系中組分CO2(g)、CO(g)的濃度隨時間變化情況如圖所示。0～15s時間段內，CH3OH的平均反應速率為mol·L?1·s?1(保留兩位有效數字)。易錯點二反應機理【易錯典例】例2（2024·河南·高三階段練習）由簇介導的光輔助水蒸氣重整甲烷的兩個連續催化循環機理如圖所示(“UV”代表紫外線)。下列說法錯誤的是A．在循環中起催化作用B．該反應可用于制取合成氣、C．過程中包含反應D．反應過程中金屬元素、V的價態均不變【解題必備】1.反應機理：（1）應反機理是用來描述某反應物到反應產物所經由的全部基元反應，就是把一個復雜反應分解成若干個基元反應，以圖示的形式來描述某一化學變化所經由的全部反應，然后按照一定規律組合起來，從而闡述復雜反應的內在聯系，以及總反應與基元反應內在聯系。（2）反應機理詳細描述了每一步轉化的過程，包括過渡態的形成，鍵的斷裂和生成，以及各步的相對速率大小等。典型的是基元反應碰撞理論和基元反應過渡態理論。（3）反應機理中包含的基元反應是單分子反應或雙分子反應。完整的反應機理需要考慮到反應物、催化劑、反應的立體化學、產物以及各物質的用量。（4）認識化學反應機理，任何化合物的每一步反應都應該是在該條件下此類化合物的通用反應。2.催化劑與化學反應：化學反應中，反應分子原有的某些化學鍵，必須解離并形成新的化學鍵，這需要一定的活化能。在某些難以發生化學反應的體系中，加入有助于反應分子化學鍵重排的第三種物質（催化劑）其作用可降低反應的活化能。催化劑能改變反應的途徑、降低反應的活化能、加快反應速率，但不能改變反應熱的符號與數值、不能改變平衡的移動方向。解答時注意題干信息的理解應用，通過分析化學反應過程，明確反應過程中催化劑的作用和能量變化、化學鍵的變化。左圖虛線表示催化劑對反應的影響，右圖為催化反應歷程示意圖。【變式突破】4．（2024·云南曲靖·二模）半導體光催化是指半導體材料吸收光子，產生光生電子和空穴，從而引發一系列反應的過程。一種光催化選擇性氧化甲烷制備甲醇的機理如圖所示，下列說法錯誤的是A．轉化①是吸熱過程B．的電子式為C．轉化②發生的反應可表示為D．光照下可以加快該反應的速率，且不改變反應的焓變5．（2024·江蘇·淮海中學高三期末）某種含二價銅的催化劑[CuII(OH)(NH3)]+可用于汽車尾氣脫硝。催化機理如圖1所示，反應過程中不同態物質體系所具有的能量如圖2所示。下列說法中正確的是A．該脫硝過程總反應的△H＞0B．由狀態④到狀態⑤發生了氧化還原反應C．總反應的化學方程式為4NH3+2NO+2O26H2O+3N2D．依據反應歷程能量變化，反應過程中不同態物質體系穩定性降低6．（2024·福建廈門·高三期末）催化劑(Fe，Al)/MIL-53可直接選擇性氧化甲烷制甲醇，節省能耗。(1)(Fe，Al)/MIL-53制備方法如下：Al(NO3)3?9H2O+Al/MIL-53(Fe，Al)/MIL-53。①對苯二甲酸的結構簡式為_______，該分子中最多_______個原子共平面。②生成（Fe，Al)/MIL-53過程中溶液pH_______(填“變大”或“變小”)。③(Fe，Al）/MIL-53中Fe3+位于O原子形成的_______空隙中，1個對苯二甲酸根離子最多能形成_______個配位鍵。(2)(Fe，Al)/MIL-53催化CH4制CH3OH的機理如圖，其中虛線表示吸附狀態。①ii轉化為iii的過程中，破壞的微粒間作用力有_______(填標號)。A．σ鍵B．配位鍵C．離子鍵D．極性鍵E.非極性鍵②該催化循環中鐵元素價態有_______種。(3)用FeCl3?6H2O和對苯二甲酸合成Fe/MIL-53。兩種催化劑在上述催化過程中相對能量的變化情況如圖。①Fe/MIL-53催化過程中決速步驟為_______(化學鍵變化角度答題)。②(Fe，Al)/MIL-53催化效果更佳的原因是_______。考點精練1．（2024·廣西·二模）是一種特別的共軛體系。在高溫條件下可以由分子經過5步氫提取和閉環脫氫反應生成。其中第一步過程的反應機理和能量變化如下：下列說法錯誤的是A．反應過程中有極性鍵的斷裂和形成B．圖示歷程中的基元反應，速率最慢的是第3步C．制備的總反應方程式為：D．從的結構分析，結構中五元環和六元環結構的數目分別為6、102．（2024·重慶·一模）我國科技工作者用鉀離子促進電催化合成尿素可能的反應機理如圖。與其他步驟相比，碳氮鍵的形成過程活化能更高。下列說法正確的是A．尿素中氮原子采取雜化 B．步驟①和③的反應速率較其他步驟快C．步驟⑥發生的是氧化反應 D．以上過程中涉及極性鍵的形成和斷裂3．（2024·河北·二模）硅鋁酸鹽沸石離子交換分子篩M-ZSM-5(M為Fe、Co、Ni、Cu)催化N2O氧化CH4制甲醇的反應機理如圖所示，下列說法錯誤的是A．反應②的原子利用率為B．反應①、②、③、⑥、⑦中，的化合價發生了改變C．M-ZSM-5能降低氧化制甲醇反應的活化能，改變反應的D．總反應為4．（2024·廣東惠州·三模）一定條件下，1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可與HCl發生催化加成，反應如下：反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是A．反應活化能：反應I<反應ⅡB．反應焓變：反應I<反應ⅡC．增加HCl濃度不會改變平衡時產物Ⅱ和產物I的比例D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ5．（2024·黑龍江·二模）1，2-丙二醇可用作制備不飽和聚酯樹脂的原料，在化妝品、牙膏和香皂中可與甘油配合用作潤濕劑。已知1，2-丙二醇脫氧脫水反應的催化循環機理如圖所示。下列說法不正確的是A．的化學式為B．催化過程中金屬元素成鍵數發生改變C．是該反應的催化劑，可通過降低反應的活化能來提高化學反應速率D．整個反應的化學方程式為6．（2024·重慶·二模）一種合金催化劑催化水解釋氫的反應機理如圖所示。下列說法正確的是A．使用催化劑增大反應的活化能和反應速率B．反應過程中B原子雜化方式不變C．反應過程中無配位鍵斷裂D．若將換成，則有HD和生成7．（2024·湖南懷化·二模）一種利用和直接合成的反應歷程如下圖所示。下列說法中錯誤的是A．總反應的原子利用率理論上可達100%B．步驟2中，若完全反應，則理論上轉移電子數目為2NAC．降低了反應的活化能，加快了反應速率D．和中Pd的化合價不相同8．（2024·廣東茂名·二模）我國科研人員探究了不同催化劑電化學催化生產HCOOH的催化性能，反應機理如圖所示。下列說法不正確的是A．使用三種催化劑，反應歷程都分4步進行B．該反應過程僅涉及鍵的斷裂與形成C．相同條件下，HCOOH（l）比（g）穩定D．相同條件下，使用催化劑In（101）時，反應過程中*OCHO所能達到的最高濃度更大9．（2024·云南大理·二模）某反應可有效降低汽車尾氣污染物的排放，一定條件下該反應(均為氣體)經歷三個基元反應階段，反應歷程如下圖所示(TS表示過渡態)。下列說法錯誤的是A．該過程包含一個吸熱反應和兩個放熱反應B．反應②逆反應的活化能為C．該過程的總反應為D．反應③生成2mol時，轉移電子數為10．（2024·廣東·一模）乙烯氫化的熱化學方程式為，使用不同含Au催化劑的反應歷程如圖所示。下列說法錯誤的是A．1mol的能量小于1mol與1mol具有的能量之和B．該反應的焓變：C．過渡態物質的穩定性：過渡態1>過渡態2D．相應的活化能：催化劑AuF>催化劑11．（2024·河南信陽·二模）基于非金屬原子嵌入石墨烯三嗪基中，用于催化一氧化碳加氫生成甲醇的反應歷程如圖，其中吸附在催化劑表面上的物種用“”標注，下列說法中錯誤的是A．整個反應歷程中有四個基元反應B．過渡態相對能量：C．物種吸附在催化劑表面的過程為吸熱過程D．反應決速步的活化能為0.95eV12．（2024·湖南益陽·三模）溴代叔丁烷與乙醇的反應進程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是A．溴代叔丁烷與乙醇的反應為吸熱B．溴代叔丁烷和乙醇的總反應速率由反應Ⅲ決定C．氯代叔丁烷和乙醇中發生相似的反應，則反應I的活化能將增大D．由該反應原理可推知，二溴乙烷和乙二醇反應可制得環丁烷13．（2024·江西萍鄉·二模）二氧化碳催化加氫制甲醇，能助力“碳達峰”，發生以下反應：反應①

反應②

資料：催化劑上吸附或沉積太多的水，碳等，易使催化劑中毒。(1)反應②在熱力學上自發進行的趨勢大于反應①，其原因是。(2)已知反應①的速率方程，，(、分別為正、逆反應速率常數，只與溫度、催化劑有關)。溫度下反應達到平衡時，溫度下反應達到平衡時。由此推知，(填“>”“<”或“=”)。(3)壓強為100kPa下，將1mol和2mol通過裝有催化劑的反應器充分反應，平衡時和CO的選擇性、的轉化率隨溫度的升高曲線如圖所示①圖中曲線a代表的是。②在上述條件下合成甲醇的適宜工業條件是。A．100～300K

B．500～600K

C．900～1000K

D．1000K以上③573K時，反應②平衡常數(寫計算式，為以氣體的物質的量分數表示的平衡常數)。(4)催化加氫制低碳烯烴(2～4個C的烯烴)某研究小組使用Zn-Ga-O/SAPO-34雙功能催化劑實現了直接合成低碳烯烴，并給出了其可能的反應歷程(如圖所示)。Zn-Ca-O無催化活性，形成氧空位后具有較強催化活性，首先在Zn-Ga-O表面解離成2個H*，隨后參與到的還原過程；SAPO-34則催化生成的甲醇轉化為低碳烯烴。注：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化劑上的微粒。①理論上、反應歷程中消耗的H*與生成的甲醇的物質的量之比為。②若原料氣中比例過低、過高均會減弱催化劑活性，原因是。14．（2024·四川眉山·二模）氮氧化物進入同溫層可對臭氧層造成破壞，對人類生活造成不利影響，目前工業上可采用多種方法對廢氣中的氮氧化物進行脫除，回答下列問題：(1)SCR法主要是針對柴油發動機產生的的處理工藝，原理是和在選擇性催化劑表面轉化為和，反應歷程中的能量變化如下圖所示：其中決定總反應速率的步驟是，SCR法會產生高分散度的煙塵，會使催化劑的活性下降，原因是。(2)甲烷脫硝：

①已知甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol，

，

，則甲烷脫硝反應的kJ/mol。②800K時，為提高NO的平衡轉化率，理論上可以采取的措施有：。A．恒容時增加

B．恒壓時通入一定量的ArC．移去部分

D．選擇合適的催化劑③一定溫度下，將按一定比例混合的反應氣勻速通過恒容催化反應器，測得NO去除率同轉化率隨反應溫度的變化關系如下圖所示：當T>780K時，NO去除率隨溫度升高而降低的原因是；若反應氣中，起始總壓為66kPa，甲烷的平衡轉化率為80%(若不考慮過程中存在的其他副反應)，計算該溫度下反應的分壓平衡常數(以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數，保留兩位有效數字)。(3)中國科學院研究人員報道了一種以銅錫合金為催化劑，在電催化條件下還原NO高效合成氨的方法，并通過DFT計算研究了反應可能得機理如下(*表示催化劑表面吸附位，如表示吸附于催化劑表面的NOH)：Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

上述反應機理中，第Ⅲ步的轉化機理為；若電路中有4mol電子通過，其中生成的選擇性為95%，則陰極生成的物質的量為mol。15．（2024·遼寧撫順·模擬預測）甲醇和乙醇都是清潔能源，也是重要的化工原料。回答下列問題：(1)工業上利用合成氣合成甲醇：已知：①；②；③上述反應中的。(2)一定溫度下，在恒容密閉容器中充入1molCO和1molH2，在固體催化劑作用下合成甲醇：，下列敘述錯誤的是___________(填字母)。A．當CO體積分數不變時達到平衡狀態B．平衡后充入少量氬氣，平衡不移動C．平衡后再充入0.1molCO和0.1molH2，CO平衡轉化率增大D．增大催化劑質量，正、逆反應速率同倍數增大(3)甲醇是一種潛在儲氫材料。我國學者研究甲醇在鈀基催化劑表面上分解制氫：，其反應歷程如圖a所示(吸附在催化劑表面的物種用“*”表示)。該總反應在下(高溫、低溫、任意溫度)自發進行；圖示歷程包括個基元反應；其中決速反應是反應(填序號)，寫出該步反應式：。(4)工業上，可以采用CO2催化還原制備CH3OH、CH3CH2OH．發生反應如下：①(主反應)；②(主反應)；③(副反應)。一定溫度下，在甲、乙體積相同的反應容器中分別充入1molCO2和3molH2，發生上述反應，其中一個容器使用水分子膜分離技術，另一個容器不使用水分子膜分離技術。實驗測得CO2平衡轉化率與壓強關系如圖b所示。其他條件相同，增大壓強，CO2平衡轉化率增大，其原因是；采用水分子膜分離技術的容器是(填“甲”或“乙”)。(5)一定溫度下，向總壓強恒定為100kPa的反應器中充入1molCO2和3molH2，發生(4)中反應①②③，達到平衡時CO2轉化率為60%，生成CH3CH2OH與CO各為0.1mol，則反應①的平衡常數為。(寫出數字表達式即可，分壓=總壓×物質的量分數)16．（2024·安徽合肥·一模）精脫硫技術主要用于煤氣中羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)的轉化。回答下列問題：(1)利用焦爐煤氣中的H2可脫除煤氣中羰基硫(COS)。羰基硫氫化反應歷程有途徑I和途徑Ⅱ兩種可能，如圖所示：①已知羰基硫氫化反應速率較快，推測其更合理的反應歷程是途徑(填“I”或“Ⅱ”)。②反應的△H=kJ·mol-1。(2)MoS2可作羰基硫氫化反應的催化劑，催化機理如圖所示：不同鉬(Mo)含量的MoS2催化劑對COS轉化率和H2S的選擇性不同，實驗數據如圖所示。根據圖中數據，選擇(填“3.4%Mo”或“8.7%Mo”)作催化劑效果最好；當H2S選擇性低于100%時表明部分COS氣體與催化劑發生了反應，催化劑有吸硫現象，若H2S選擇性高于100%，可能的原因是。(3)金屬Mo的晶胞如圖所示，若原子a、b的坐標分別為(0，0，0)、(1，0，0)，則原子c的坐標為，設晶體密度為ρg·cm3，則晶胞參數為pm(阿伏加德羅常數的值為NA)。(4)一定溫度下，向恒容密閉容器中充入物質的量之比為1：4的CS2(g)和H2(g)，發生反應，容器內氣體壓強隨時間變化如下表所示。時間/min050100150200250300壓強/kPa10088.079.872.468.265.065.0①0-250min內，H2分壓的平均變化值為kPa·min-l。②該溫度下，平衡常數Kp=(kPa)-2(列出計算式)。易錯專題10反應機理聚焦易錯點：?易錯點一有效碰撞理論?易錯點二反應機理典例精講易錯點一有效碰撞理論【易錯典例】例1目前認為酸催化乙烯水合制乙醇的反應機理及能量與反應進程的關系如圖所示。下列說法錯誤的是A．第②、③步反應均釋放能量B．該反應進程中有二個過渡態C．酸催化劑能同時降低正、逆反應的活化能D．總反應速率由第①步反應決定B【解析】A.根據反應歷程，結合圖可知，第②③步均為反應物總能量高于生成物的總能量，為放熱反應，選項A正確；B.根據過渡態理論，反應物轉化為生成物的過程中要經過能量較高的過渡態，由圖可知，該反應進程中有三個過渡態，選項B錯誤；C.酸催化劑能同時降低正、逆反應的活化能，選項C正確；D.活化能越大，反應速率越慢，決定這總反應的反應速率，由圖可知，第①步反應的活化能最大，總反應速率由第①步反應決定，選項D正確。【解題必備】有效碰撞理論（1）化學反應發生的條件：在化學反應中，反應物分子不斷發生碰撞，大多數碰撞無法發生反應，只有少數分子的碰撞才能發生化學反應，能發生有效碰撞的分子是活化分子。普通反應物分子形成活化分子所需要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能發生有效碰撞。發生有效碰撞不僅有能量的因素，還有空間因素，只有同時滿足這兩者的要求才能發生有效碰撞。 （2）反應歷程：發生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有較高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量稱為活化能。活化能越小，普通分子就越容易變成活化分子。如圖所示，反應的活化能是E1，反應熱是E1－E2。在一定條件下，活化分子所占的百分數是固定不變的。活化分子的百分數越大，單位體積內活化分子數越多，單位時間內有效碰撞的次數越多，化學反應速率越快。活化能越大，反應速率越慢，化學反應取決于最慢的一步。【變式突破】1．（2024·河南·洛寧縣第一高級中學高三階段練習）臭氧層中O3分解過程如圖所示，下列說法不正確的是A．催化反應①是吸熱反應，催化反應②是放熱反應B．E1是催化反應①對應的正反應活化能C．溫度升高，總反應的正反應速率的增加幅度大于逆反應速率的增加幅度D．(E2+△H)是催化反應②對應的逆反應活化能C【解析】A．由圖可知，反應①中生成物的總能量高于反應總能量的反應，該反應是吸熱反應，而反應②的生成物的總能量低于反應總能量的反應，該反應是放熱反應，A正確；B．根據過渡態理論，E1是催化反應①對應的正反應的活化能，(E2+△H)是催化反應②對應的逆反應的活化能，B正確；C．由圖可知，該反應的反應物總能量比生成物的總能量高，因此該反應宗反應是放熱反應，溫度改變對吸熱反應影響更大，升高溫度，化學平衡向吸熱的逆反應方向移動，說明溫度升高，總反應的正反應速率的增加幅度小于逆反應速率的增加幅度，C錯誤；D．根據過渡態理論，E1是催化反應①對應的正反應的活化能，(E2+△H)是催化反應②對應的逆反應的活化能，D正確。2．（2024·廣東佛山·二模）一種催化制備的部分反應歷程和能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。下列說法正確的是A．有4個基元反應B．升溫有利于的吸附C．反應不是決速步D．增大的投入量，可提高其平衡轉化率C【解析】A．根據圖示可知，該過程包含、2個基元反應，A錯誤；B．，升高溫度不利于的吸附，B錯誤；C．活化能較大，反應速率較慢，是決速步，C正確；D．增大的投入量，可提高反應速率，但不能提高平衡轉化率，D錯誤。3．（2024·吉林·三模）甲醇用途廣泛，可用作溶劑、防凍劑、燃料，也可用于生產生物柴油，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)可以合成甲醇，涉及的反應如下，回答下列問題：反應ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=?91.5kJ?mol?1反應ii：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2=?49.9kJ?mol?1反應iii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=+41.6kJ?mol?1(1)在某催化劑作用下，反應ⅰ的反應歷程如圖所示(圖中數據表示微粒數目以及微粒的相對總能量，*表示吸附在催化劑上)：①CO2的電子式為。②結合反應歷程，寫出反應ⅰ中生成甲醇的決速步驟的反應方程式。③m=(計算結果保留兩位有效數字，已知1eV=1.6×10?22kJ)。(2)反應ⅰ的Arrhenius經驗公式Rlnk=?+C(Ea為活化能，k為速率常數，R和C均為常數，T為溫度)，實驗數據如圖中曲線M所示。當改變外界條件時，實驗數據如圖中曲線N所示，則實驗可能改變的外界條件是。(3)將一定量的CO2(g)和H2(g)充入密閉容器中并加入合適的催化劑，只發生反應ii和iii．在相同溫度不同壓強下測得CO2的平衡轉化率、CH3OH(g)的選擇性和CO的選擇性隨壓強變化曲線如圖所示。①圖中表示CH3OH的選擇性的曲線是(填“m”“n”或“p”)，簡述判斷方法。②反應體系中組分CO2(g)、CO(g)的濃度隨時間變化情況如圖所示。0～15s時間段內，CH3OH的平均反應速率為mol·L?1·s?1(保留兩位有效數字)。【答案】(1)CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2*(g)0.95eV(2)加入了高效催化劑(3)m反應ii是氣體體積減小的反應，反應iii是氣體體積不變的反應，增大壓強時平衡正向移動，CO2的平衡轉化率增大，甲醇選擇性增大，一氧化碳轉化率減小，且甲醇選擇性和一氧化碳選擇性之和為10.0017【解析】（1）①已知CO2是共價化合物，故CO2的電子式為，故答案為：；②決速步驟指反應歷程中反應速率最慢的反應，反應速率快慢由反應的活化能決定，活化能越大，反應速率越慢，由反應歷程圖中數據可知，活化能=過渡態能量-起始態能量，各個步驟中活化能分別為：0.7eV、0.8eV、0.2eV、0.2eV、0.7eV、(1.4-m)eV，其中最大的數值為[-0.1-(-0.9)]eV=0.8eV，該步驟的反應方程式為CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2*(g)，故答案為：CO*(g)+2H2(g)=HCO*(g)+H2*(g)；③反應iCO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH1=-91.5kJ/mol，由圖可知，1molCO(g)和2molH2的總能量與CH3OH(g)的總能量之差為91.5kJ，反應歷程圖中的E表示的是1個CO分子和2個H2分子的相對總能量與1個CH3OH分子的相對總能量之差為meV，相對總能量E═meV=≈0.95eV，即m=0.95，故答案為：0.95eV；（2）由圖可知，曲線M的Rlnk隨T的增大減小幅度大，曲線N的Rlnk隨T的增大減小幅度小，即溫度一定時二者的活化能不相等，催化劑能降低反應的活化能，所以曲線N實驗可能改變的外界條件是加入了高效催化劑，故答案為：加入了高效催化劑；（3）①反應ii是氣體體積減小的反應，反應iii是氣體體積不變的反應，增大壓強時平衡正向移動，CO2的平衡轉化率增大，CH3OH(g)的選擇性增大，CO的選擇性減小，并且CH3OH(g)的選擇性增和CO的選擇性之和為100%，所以曲線n表示CO2的平衡轉化率，曲線m表示CH3OH(g)的選擇性，曲線n表示CO(g)的選擇性，故答案為：m；反應ii是氣體體積減小的反應，反應iii是氣體體積不變的反應，增大壓強時平衡正向移動，CO2的平衡轉化率增大，甲醇選擇性增大，一氧化碳轉化率減小，且甲醇選擇性和一氧化碳選擇性之和為1；②由題干圖像信息可知，15s末CO2的濃度為0.3mol/L，CO的濃度為0.175mol/L，由三段式分析可知：，則15s內CH3OH的濃度變化量為0.5-0.3-0.175=0.025mol/L，故0～15s時間段內，CH3OH的平均反應速率為=0.0017mol·L?1·s?1，故答案為：0.0017。易錯點二反應機理【易錯典例】例2（2024·河南·高三階段練習）由簇介導的光輔助水蒸氣重整甲烷的兩個連續催化循環機理如圖所示(“UV”代表紫外線)。下列說法錯誤的是A．在循環中起催化作用B．該反應可用于制取合成氣、C．過程中包含反應D．反應過程中金屬元素、V的價態均不變D【解析】A．由催化循環Ⅰ、Ⅱ及催化劑性質知，A項正確；B．圖中循環Ⅰ、Ⅱ反應都為H2O重整CH4()，得到合成氣：和，B項正確；C．由圖示可知，循環Ⅰ中，在UV的作用下，，C項正確；D．、、中釩的化合價一定不同，D項錯誤。【解題必備】1.反應機理：（1）應反機理是用來描述某反應物到反應產物所經由的全部基元反應，就是把一個復雜反應分解成若干個基元反應，以圖示的形式來描述某一化學變化所經由的全部反應，然后按照一定規律組合起來，從而闡述復雜反應的內在聯系，以及總反應與基元反應內在聯系。（2）反應機理詳細描述了每一步轉化的過程，包括過渡態的形成，鍵的斷裂和生成，以及各步的相對速率大小等。典型的是基元反應碰撞理論和基元反應過渡態理論。（3）反應機理中包含的基元反應是單分子反應或雙分子反應。完整的反應機理需要考慮到反應物、催化劑、反應的立體化學、產物以及各物質的用量。（4）認識化學反應機理，任何化合物的每一步反應都應該是在該條件下此類化合物的通用反應。2.催化劑與化學反應：化學反應中，反應分子原有的某些化學鍵，必須解離并形成新的化學鍵，這需要一定的活化能。在某些難以發生化學反應的體系中，加入有助于反應分子化學鍵重排的第三種物質（催化劑）其作用可降低反應的活化能。催化劑能改變反應的途徑、降低反應的活化能、加快反應速率，但不能改變反應熱的符號與數值、不能改變平衡的移動方向。解答時注意題干信息的理解應用，通過分析化學反應過程，明確反應過程中催化劑的作用和能量變化、化學鍵的變化。左圖虛線表示催化劑對反應的影響，右圖為催化反應歷程示意圖。【變式突破】4．（2024·云南曲靖·二模）半導體光催化是指半導體材料吸收光子，產生光生電子和空穴，從而引發一系列反應的過程。一種光催化選擇性氧化甲烷制備甲醇的機理如圖所示，下列說法錯誤的是A．轉化①是吸熱過程B．的電子式為C．轉化②發生的反應可表示為D．光照下可以加快該反應的速率，且不改變反應的焓變A【解析】A．由圖可知，轉化①為共價鍵的形成過程，形成共價鍵的過程為放熱過程，故A錯誤；B．是含有極性鍵和非極性鍵的自由基，電子式為，故B正確；C．由圖可知，轉化②發生的反應為酸性條件下CH3OOH得到電子發生還原反應生成甲醇和水，反應式為，故C正確；D．由圖可知，是反應的催化劑，所以光照下可以加快該反應的速率，且不改變反應的焓變，故D正確。5．（2024·江蘇·淮海中學高三期末）某種含二價銅的催化劑[CuII(OH)(NH3)]+可用于汽車尾氣脫硝。催化機理如圖1所示，反應過程中不同態物質體系所具有的能量如圖2所示。下列說法中正確的是A．該脫硝過程總反應的△H＞0B．由狀態④到狀態⑤發生了氧化還原反應C．總反應的化學方程式為4NH3+2NO+2O26H2O+3N2D．依據反應歷程能量變化，反應過程中不同態物質體系穩定性降低B【解析】A．根據圖2可知，反應物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應，則總反應焓變△H＜0，A項錯誤；B．由圖1可知，狀態④到狀態⑤中O的化合價發生變化，發生了氧化還原反應，B項正確；C．由圖1知，該過程反應物有：NH3、NO、O2，生成物有H2O、N2，依據參數配平反應為：4NH3+4NO+O26H2O+4N2，C項錯誤；D．物質能量越低越穩定，依據反應歷程能量變化，反應過程中不同態物質體系穩定性升高，D項錯誤。6．（2024·福建廈門·高三期末）催化劑(Fe，Al)/MIL-53可直接選擇性氧化甲烷制甲醇，節省能耗。(1)(Fe，Al)/MIL-53制備方法如下：Al(NO3)3?9H2O+Al/MIL-53(Fe，Al)/MIL-53。①對苯二甲酸的結構簡式為_______，該分子中最多_______個原子共平面。②生成（Fe，Al)/MIL-53過程中溶液pH_______(填“變大”或“變小”)。③(Fe，Al）/MIL-53中Fe3+位于O原子形成的_______空隙中，1個對苯二甲酸根離子最多能形成_______個配位鍵。(2)(Fe，Al)/MIL-53催化CH4制CH3OH的機理如圖，其中虛線表示吸附狀態。①ii轉化為iii的過程中，破壞的微粒間作用力有_______(填標號)。A．σ鍵B．配位鍵C．離子鍵D．極性鍵E.非極性鍵②該催化循環中鐵元素價態有_______種。(3)用FeCl3?6H2O和對苯二甲酸合成Fe/MIL-53。兩種催化劑在上述催化過程中相對能量的變化情況如圖。①Fe/MIL-53催化過程中決速步驟為_______(化學鍵變化角度答題)。②(Fe，Al)/MIL-53催化效果更佳的原因是_______。【答案】(1)

18

變小

八面體

4(2)

ADE

2(3)

甲烷均裂生成甲基

與Fe/MIL-53相比，(Fe，Al)/MIL-53催化時決速步能壘低，反應速率更快；過多相近Fe位點上的羧基被H2O2取代，會導致配合物框架坍塌而溶解【解析】(1)①對苯二甲酸含有1個苯環和2個羧基，兩個羧基取代了苯環對位上的氫原子，該有機物結構簡式為：對苯二甲酸，含有1個苯環和2個羧基，兩個羧基取代了苯環對位上的氫原子，該有機物結構簡式為：，該結構中，苯環為平面結構，羧基中的C一定和苯環共面，另外3個原子可能和苯環共面，則最多18個原子共面；②生成(Fe，Al）/MIL-53過程中對苯二甲酸羧基中的H被Al、Fe替換，轉化為H+，則溶液pH變小；③(Fe，Al）/MIL-53中Fe3+位于中心位置，而6個O原子形成八面體，則Fe3+位于八面體空隙中，1個對苯二甲酸根離子含有4個具有孤對電子的O原子，則最多能形成4個配位鍵。(2)①ii轉化為iii的過程中，破壞了H-O之間的單鍵即σ鍵、極性鍵，還破壞了O-O之間的非極性鍵，沒有破壞配位鍵以及離子鍵；②該催化循環中鐵元素價態有+3價、+6價兩種化合價。(3)①相對能量越大，反應速率越慢，為決速步驟，則Fe/MIL-53催化過程中決速步驟為甲烷均裂生成甲基；②(Fe，Al)/MIL-53催化時，相對能量更低，則催化效果更佳的原因是與Fe/MIL-53相比，(Fe，Al)/MIL-53催化時決速步能壘低，反應速率更快；過多相近Fe位點上的羧基被H2O2取代，會導致配合物框架坍塌而溶解。考點精練1．（2024·廣西·二模）是一種特別的共軛體系。在高溫條件下可以由分子經過5步氫提取和閉環脫氫反應生成。其中第一步過程的反應機理和能量變化如下：下列說法錯誤的是A．反應過程中有極性鍵的斷裂和形成B．圖示歷程中的基元反應，速率最慢的是第3步C．制備的總反應方程式為：D．從的結構分析，結構中五元環和六元環結構的數目分別為6、102．（2024·重慶·一模）我國科技工作者用鉀離子促進電催化合成尿素可能的反應機理如圖。與其他步驟相比，碳氮鍵的形成過程活化能更高。下列說法正確的是A．尿素中氮原子采取雜化 B．步驟①和③的反應速率較其他步驟快C．步驟⑥發生的是氧化反應 D．以上過程中涉及極性鍵的形成和斷裂3．（2024·河北·二模）硅鋁酸鹽沸石離子交換分子篩M-ZSM-5(M為Fe、Co、Ni、Cu)催化N2O氧化CH4制甲醇的反應機理如圖所示，下列說法錯誤的是A．反應②的原子利用率為B．反應①、②、③、⑥、⑦中，的化合價發生了改變C．M-ZSM-5能降低氧化制甲醇反應的活化能，改變反應的D．總反應為4．（2024·廣東惠州·三模）一定條件下，1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可與HCl發生催化加成，反應如下：反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是A．反應活化能：反應I<反應ⅡB．反應焓變：反應I<反應ⅡC．增加HCl濃度不會改變平衡時產物Ⅱ和產物I的比例D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ5．（2024·黑龍江·二模）1，2-丙二醇可用作制備不飽和聚酯樹脂的原料，在化妝品、牙膏和香皂中可與甘油配合用作潤濕劑。已知1，2-丙二醇脫氧脫水反應的催化循環機理如圖所示。下列說法不正確的是A．的化學式為B．催化過程中金屬元素成鍵數發生改變C．是該反應的催化劑，可通過降低反應的活化能來提高化學反應速率D．整個反應的化學方程式為6．（2024·重慶·二模）一種合金催化劑催化水解釋氫的反應機理如圖所示。下列說法正確的是A．使用催化劑增大反應的活化能和反應速率B．反應過程中B原子雜化方式不變C．反應過程中無配位鍵斷裂D．若將換成，則有HD和生成7．（2024·湖南懷化·二模）一種利用和直接合成的反應歷程如下圖所示。下列說法中錯誤的是A．總反應的原子利用率理論上可達100%B．步驟2中，若完全反應，則理論上轉移電子數目為2NAC．降低了反應的活化能，加快了反應速率D．和中Pd的化合價不相同8．（2024·廣東茂名·二模）我國科研人員探究了不同催化劑電化學催化生產HCOOH的催化性能，反應機理如圖所示。下列說法不正確的是A．使用三種催化劑，反應歷程都分4步進行B．該反應過程僅涉及鍵的斷裂與形成C．相同條件下，HCOOH（l）比（g）穩定D．相同條件下，使用催化劑In（101）時，反應過程中*OCHO所能達到的最高濃度更大9．（2024·云南大理·二模）某反應可有效降低汽車尾氣污染物的排放，一定條件下該反應(均為氣體)經歷三個基元反應階段，反應歷程如下圖所示(TS表示過渡態)。下列說法錯誤的是A．該過程包含一個吸熱反應和兩個放熱反應B．反應②逆反應的活化能為C．該過程的總反應為D．反應③生成2mol時，轉移電子數為10．（2024·廣東·一模）乙烯氫化的熱化學方程式為，使用不同含Au催化劑的反應歷程如圖所示。下列說法錯誤的是A．1mol的能量小于1mol與1mol具有的能量之和B．該反應的焓變：C．過渡態物質的穩定性：過渡態1>過渡態2D．相應的活化能：催化劑AuF>催化劑11．（2024·河南信陽·二模）基于非金屬原子嵌入石墨烯三嗪基中，用于催化一氧化碳加氫生成甲醇的反應歷程如圖，其中吸附在催化劑表面上的物種用“”標注，下列說法中錯誤的是A．整個反應歷程中有四個基元反應B．過渡態相對能量：C．物種吸附在催化劑表面的過程為吸熱過程D．反應決速步的活化能為0.95eV12．（2024·湖南益陽·三模）溴代叔丁烷與乙醇的反應進程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是A．溴代叔丁烷與乙醇的反應為吸熱B．溴代叔丁烷和乙醇的總反應速率由反應Ⅲ決定C．氯代叔丁烷和乙醇中發生相似的反應，則反應I的活化能將增大D．由該反應原理可推知，二溴乙烷和乙二醇反應可制得環丁烷13．（2024·江西萍鄉·二模）二氧化碳催化加氫制甲醇，能助力“碳達峰”，發生以下反應：反應①

反應②

資料：催化劑上吸附或沉積太多的水，碳等，易使催化劑中毒。(1)反應②在熱力學上自發進行的趨勢大于反應①，其原因是。(2)已知反應①的速率方程，，(、分別為正、逆反應速率常數，只與溫度、催化劑有關)。溫度下反應達到平衡時，溫度下反應達到平衡時。由此推知，(填“>”“<”或“=”)。(3)壓強為100kPa下，將1mol和2mol通過裝有催化劑的反應器充分反應，平衡時和CO的選擇性、的轉化率隨溫度的升高曲線如圖所示①圖中曲線a代表的是。②在上述條件下合成甲醇的適宜工業條件是。A．100～300K

B．500～600K

C．900～1000K

D．1000K以上③573K時，反應②平衡常數(寫計算式，為以氣體的物質的量分數表示的平衡常數)。(4)催化加氫制低碳烯烴(2～4個C的烯烴)某研究小組使用Zn-Ga-O/SAPO-34雙功能催化劑實現了直接合成低碳烯烴，并給出了其可能的反應歷程(如圖所示)。Zn-Ca-O無催化活性，形成氧空位后具有較強催化活性，首先在Zn-Ga-O表面解離成2個H*，隨后參與到的還原過程；SAPO-34則催化生成的甲醇轉化為低碳烯烴。注：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化劑上的微粒。①理論上、反應歷程中消耗的H*與生成的甲醇的物質的量之比為。②若原料氣中比例過低、過高均會減弱催化劑活性，原因是。14．（2024·四川眉山·二模）氮氧化物進入同溫層可對臭氧層造成破壞，對人類生活造成不利影響，目前工業上可采用多種方法對廢氣中的氮氧化物進行脫除，回答下列問題：(1)SCR法主要是針對柴油發動機產生的的處理工藝，原理是和在選擇性催化劑表面轉化為和，反應歷程中的能量變化如下圖所示：其中決定總反應速率的步驟是，SCR法會產生高分散度的煙塵，會使催化劑的活性下降，原因是。(2)甲烷脫硝：

①已知甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol，

，

，則甲烷脫硝反應的kJ/mol。②800K時，為提高NO的平衡轉化率，理論上可以采取的措施有：。A．恒容時增加

B．恒壓時通入一定量的ArC．移去部分

D．選擇合適的催化劑③一定溫度下，將按一定比例混合的反應氣勻速通過恒容催化反應器，測得NO去除率同轉化率隨反應溫度的變化關系如下圖所示：當T>780K時，NO去除率隨溫度升高而降低的原因是；若反應氣中，起始總壓為66kPa，甲烷的平衡轉化率為80%(若不考慮過程中存在的其他副反應)，計算該溫度下反應的分壓平衡常數(以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數，保留兩位有效數字)。(3)中國科學院研究人員報道了一種以銅錫合金為催化劑，在電催化條件下還原NO高效合成氨的方法，并通過DFT計算研究了反應可能得機理如下(*表示催化劑表面吸附位，如表示吸附于催化劑表面的NOH)：Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

上述反應機理中，第Ⅲ步的轉化機理為；若電路中有4mol電子通過，其中生成的選擇性為95%，則陰極生成的物質的量為mol。15．（2024·遼寧撫順·模擬預測）甲醇和乙醇都是清潔能源，也是重要的化工原料。回答下列問題：(1)工業上利用合成氣合成甲醇：已知：①；②；③上述反應中的。(2)一定溫度下，在恒容密閉容器中充入1molCO和1molH2，在固體催化劑作用下合成甲醇：，下列敘述錯誤的是___________(填字母)。A．當CO體積分數不變時達到平衡狀態B．平衡后充入少量氬氣，平衡不移動C．平衡后再充入0.1molCO和0.1molH2，CO平衡轉化率增大D．增大催化劑質量，正、逆反應速率同倍數增大(3)甲醇是一種潛在儲氫材料。我國學者研究甲醇在鈀基催化劑表面上分解制氫：，其反應歷程如圖a所示(吸附在催化劑表面的物種用“*”表示)。該總反應在下(高溫、低溫、任意溫度)自發進行；圖示歷程包括個基元反應；其中決速反應是反應(填序號)，寫出該步反應式：。(4)工業上，可以采用CO2催化還原制備CH3OH、CH3CH2OH．發生反應如下：①(主反應)；②(主反應)；③(副反應)。一定溫度下，在甲、乙體積相同的反應容器中分別充入1molCO2和3molH2，發生上述反應，其中一個容器使用水分子膜分離技術，另一個容器不使用水分子膜分離技術。實驗測得CO2平衡轉化率與壓強關系如圖b所示。其他條件相同，增大壓強，CO2平衡轉化率增大，其原因是；采用水分子膜分離技術的容器是(填“甲”或“乙”)。(5)一定溫度下，向總壓強恒定為100kPa的反應器中充入1molCO2和3molH2，發生(4)中反應①②③，達到平衡時CO2轉化率為60%，生成CH3CH2OH與CO各為0.1mol，則反應①的平衡常數為。(寫出數字表達式即可，分壓=總壓×物質的量分數)16．（2024·安徽合肥·一模）精脫硫技術主要用于煤氣中羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)的轉化。回答下列問題：(1)利用焦爐煤氣中的H2可脫除煤氣中羰基硫(COS)。羰基硫氫化反應歷程有途徑I和途徑Ⅱ兩種可能，如圖所示：①已知羰基硫氫化反應速率較快，推測其更合理的反應歷程是途徑(填“I”或“Ⅱ”)。②反應的△H=kJ·mol-1。(2)MoS2可作羰基硫氫化反應的催化劑，催化機理如圖所示：不同鉬(Mo)含量的MoS2催化劑對COS轉化率和H2S的選擇性不同，實驗數據如圖所示。根據圖中數據，選擇(填“3.4%Mo”或“8.7%Mo”)作催化劑效果最好；當H2S選擇性低于100%時表明部分COS氣體與催化劑發生了反應，催化劑有吸硫現象，若H2S選擇性高于100%，可能的原因是。(3)金屬Mo的晶胞如圖所示，若原子a、b的坐標分別為(0，0，0)、(1，0，0)，則原子c的坐標為，設晶體密度為ρg·cm3，則晶胞參數為pm(阿伏加德羅常數的值為NA)。(4)一定溫度下，向恒容密閉容器中充入物質的量之比為1：4的CS2(g)和H2(g)，發生反應，容器內氣體壓強隨時間變化如下表所示。時間/min050100150200250300壓強/kPa10088.079.872.468.265.065.0①0-250min內，H2分壓的平均變化值為kPa·min-l。②該溫度下，平衡常數Kp=(kPa)-2(列出計算式)。參考答案1．A【解析】A．該過程中涉及C-H斷裂，C-C斷裂和C-C、H-H形成，無極性鍵的形成，A錯誤；B．由反應機理可知，該歷程包含3個基元反應，其中第三個基元反應的活化能最大，反應3速率最慢，B正確；C．由圖可知，該過程總反應為：，C正確；D．由的結構分析，可知其中含有1個五元環，10個六元環，每脫兩個氫形成1個五元環，則總共含有6個五元環，10個六元環，D正確；故選A。2．D【解析】A．尿素的結構簡式為，其中N原子形成三個σ鍵，另外還含有1個孤電子對，采取sp3雜化，故A錯誤；B．與其他步驟相比，碳氮鍵的形成過程活化能更高，活化能越高，速率越慢，由圖可知步驟①和③的過程形成碳氮鍵，所以步驟①和③的反應速率較其他步驟慢，故B錯誤；C．由圖可知步驟⑥過程中得電子，即發生的是還原反應，故C錯誤；D．由圖可知步驟①和③的過程形成碳氮鍵，步驟④和⑤的過程斷裂氮氧鍵，所以以上過程中涉及極性鍵的形成和斷裂，故D正確；故答案為：D。3．C【解析】A．根據反應②的反應物和產物結構式，反應物中的原子全部得到產物，原子利用率為100%，A正確；B．反應①、②、③、⑥、⑦中，根據題中所給結構式可以判斷，M的化合價發生了改變，B正確；C．催化劑能降低反應活化能，增大反應速率，但是不會改變反應的ΔH，C錯誤；D．根據反應機理圖，總反應正確，D正確；本題選C。4．B【解析】A．短時間里反應I得到的產物比反應Ⅱ得到的產物多，說明反應I的速率比反應Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應活化能：反應I<反應Ⅱ，A正確；B．反應I、Ⅲ為放熱反應，根據蓋斯定律，反應Ⅱ也是放熱反應，相同物質的量的反應物，反應I放出的熱量小于反應Ⅱ放出的熱量，反應放出的熱量越多，其焓變越小，因此反應焓變：反應I>反應Ⅱ，B錯誤；C．由圖可以看出產物I和產物Ⅱ存在可逆反應，則產物Ⅱ和產物I的比值即該可逆反應的平衡常數K，由于平衡常數只與溫度有關，所以增加HCl濃度平衡時產物Ⅱ和產物I的比例不變，C正確；D．根據圖中信息，選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ，D正確；故選B。5．D【解析】A．由題干反應歷程圖可知，反應②為，則為，A正確；B．由圖可知，成鍵數發生改變，正確；C．催化劑通過降低反應的活化能來提高化學反應速率，正確；D．整個反應的化學方程式為：+2H2O，D錯誤；本題選D6．D【解析】A．使用催化劑，降低反應活化能，加快反應速率，A錯誤；B．①過程中B原子由雜化變為雜化，B錯誤；C．中，N原子提供孤對電子與B原子形成配位鍵，①過程中有配位鍵的斷裂，C錯誤；D．由反應流程可知，若將換成，則在過程①中生成，過程②中成HD，D正確；故選D。7．D【分析】由圖示可知，步驟1為：+H2→Pd+2HCl+2Cl-、步驟2為：Pd+O2+2Cl-→、步驟3為：+2HCl→+H2O2，所以總反應為：；A．總反應為，理論上反應物全部轉化為H2O2，故原子利用率理論上為100%，故A正確；B．步驟2為Pd+O2+2Cl-→，若完全反應，則理論上轉移電子數目為2NA，故B正確；C．由分步反應及總反應可知，為催化劑，催化劑可降低反應的活化能，加快反應速率，故C正確；D．中Cl化合價為-1價，則Pd元素為+2價，中Cl化合價為-1價、O化合價為-1價，則Pd元素為+2價，Pd的化合價相同，故D錯誤；故選D。8．B【解析】A．使用三種催化劑，反應歷程中4次活化能的改變，反應歷程都分4步進行，A正確；B．在In(101)反應過程CO2轉化→HCOOH，反應歷程同時涉及π鍵的斷裂與形成，B錯誤；C．HCOOH（l）所具有的能量比（g）低，能量越低越穩定，C正確；D．相同條件下，使用催化劑In（101）時，活化能較低反應速率較快，反應過程中*OCHO所能達到的最高濃度更大，D正確；故選D。9．D【分析】從圖中可得出三個熱化學方程式：反應①：2NO=N2O2△H1=+199.2kJ?mol-1；反應②：N2O2+CO=CO2+N2O△H2=-513.5kJ?mol-1；反應③：CO2+N2O+CO=2CO2+N2△H3=-306.6kJ?mol-1據此分析解題。A．由圖可知，三個基元反應中，反應②和反應③的反應物總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應，①屬于吸熱反應，A正確；B．正反應活化能減焓變值為逆應活化能，反應②逆反應的活化能為130kJ?mol-1-(-513.5)kJ?mol-1=，B正確；C．利用蓋斯定律，將反應①+②+③得，△H=+199.2kJ?mol-1+(-513.5kJ?mol-1)+(-306.6)kJ?mol-1]=-620.9kJ?mol-1，C正確；D．反應③：CO2+N2O+CO=2CO2+N2△H3=--306.6kJ?mol-1，根據反應式可知N的化合價+1→0價，生成2mol時，轉移電子數為，D錯誤；故選D。10．C【解析】A．該反應為放熱反應，故1mol的能量小于1mol與1mol具有的能量之和，A正確；B．反應的，B正確；C．過渡態1的能量大于過渡態2的能量，能量越低越穩定，則穩定性：過渡態1<過渡態2，C錯誤；D．由圖可知，相應的活化能：催化劑AuF>催化劑，D正確；故答案為：C。11．C【解析】A．從微觀上看，反應物分子一般總是經過若干的簡單反應步驟，才最后轉化為產物分子的。每一個簡單的反應步驟，就是一個基元反應。基元反應步驟要求反應物一步變成生成物，沒有任何中間產物，由圖可知，整個反應歷程中有四個基元反應，故A正確；B．由圖可知，過渡態相對能量的大小順序為，故B正確；C．由圖可知，吸附在催化劑表面的生成物總能量低于反應物的總能量，為放熱過程，故C錯誤；D．反應的活化能越大，反應速率越慢，反應決速步為慢反應，由圖可知，反應H2CO*+H=H3CO-H的活化能最大，反應速率最慢，則反應決速步的活化能為0.35eV—(—0.60eV)=0.95eV，故D正確；故選C。12．C【解析】A．根據反應過程中反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應為放熱反應，A錯誤；B．由圖可知，反應Ⅰ的活化能最大，所以溴代叔丁烷和乙醇的總反應速率由反應Ⅰ決定，B錯誤；C．由圖可知，反應Ⅰ中碳鹵鍵會斷裂，C-Cl的鍵長小于C-Br，所以C-Cl的鍵能大，斷裂需要的能量多，反應Ⅰ的活化能將增大，C正確；D．由該反應原理可知醇在反應過程中斷裂羥基的O-H鍵，鹵代烴斷裂碳鹵鍵，會生成醚鍵，所以二溴乙烷和乙二醇反應不能制得環丁烷，D錯誤；故選C。13．(1)反應②是放熱反應，而反應①是吸熱反應(2)<(3)或甲醇的選擇性B(4)6∶1太少，形成的氧原子空位少，催化能力較弱；太多，生成的過多，使催化劑中毒【解析】（1）根據反應反應自發進行，反應②在熱力學上自發進行的趨勢大于反應①，其原因是反應②是放熱反應，而反應①是吸熱反應。（2）已知反應①的速率方程，，(、分別為正、逆反應速率常數，只與溫度、催化劑有關)。溫度下反應達到平衡時，，溫度下反應達到平衡時，，，則此時平衡正向移動。由此推知，。（3）①反應①正向吸熱，升高溫度，平衡正向移動，反應②正向為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，一氧化碳選擇性增大，CH3OH的選擇性降低，故曲線a表示或甲醇的選擇性，故曲線c表示CO的選擇性，曲線b表示CO2的轉化率。②根據曲線，溫度過高，甲醇選擇性降低，溫度過低，反應速率太慢，在上述條件下合成甲醇的適宜工業條件是500～600K，故選B。③573K時，甲醇選擇性85%，二氧化碳轉化率為60%，列出三段式為：可得，，解得x=0.09，y=0.51，平衡時總物質的量為1.98mol，反應②平衡常數。（4）①H2首先在Zn-Ga-O表面解離成2個H*，隨后參與到CO2的還原過程，即由得失電子守恒有3H2~CH3OH~6H*，所以消耗6molH*產生1molCH3OH；理論上、反應歷程中消耗的H*與生成的甲醇的物質的量之比為6∶1。②結合反應過程，若原料氣中比例過低、過高均會減弱催化劑活性，原因是太少，形成的氧原子空位少，催化能力較弱；太多，生成的過多，使催化劑中毒。14．(1)H的移除煙塵覆蓋在催化劑表面，減少了催化劑與反應物的接觸面積(2)—982.8ACT>780K時反應已達平衡，反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，NO去除率降低0.071(3)NOH*+H++e-→N*+H2O0.76【解析】（1）反應的活化能越大，反應速率越慢，反應的決速步驟為慢反應，由圖可知，氫的移出步驟時反應的活化能最大，反應速率最慢，則決定總反應速率的步驟是氫的移出；煙塵覆蓋在催化劑表面，減少了催化劑與反應物的接觸面積，所以SCR法會產生高分散度的煙塵會使催化劑的活性下降，故答案為：H的移出；煙塵覆蓋在催化劑表面，減少了催化劑與反應物的接觸面積；（2）①由題意可知，甲烷燃燒的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=—890.3kJ/mol，將已知反應依次編號①②③，由蓋斯定律可知，反應①—②×2—③可得甲烷脫硝反應，則反應ΔH=(—890.3kJ/mol)—(?44kJ/mol)×2—(+180.5kJ/mol)=—982.8kJ/mol，故答案為：—982.8；②A．恒容時增加氧氣