資源簡介

微專題4 化學(xué)反應(yīng)速率　化學(xué)平衡
微專題熱練11　化學(xué)反應(yīng)速率及平衡　催化劑機(jī)理
1. (2024·南京)臭氧分解過程如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 催化反應(yīng)①②均為放熱反應(yīng)
B. 決定O3分解反應(yīng)速率的是催化反應(yīng)②
C. E2＋ΔH是催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能
D. 溫度升高，總反應(yīng)的正反應(yīng)速率增加，逆反應(yīng)速率減小
2. 某科研小組研究臭氧氧化-堿吸收法脫除NO工藝，相關(guān)反應(yīng)如下：
①NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)Δ H1＝－200.9 kJ/mol
②2O3(g)3O2(g) ΔH2＝－288.8 kJ/mol
③2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH3＝a
已知：反應(yīng)①v正＝k正·c(NO)·c(O3)，v逆＝k逆·c(NO2)·c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。其他條件不變，每次向反應(yīng)器中充入0.5 mol NO和1.0 mol O3，在不同溫度下反應(yīng)。測得相同時(shí)間內(nèi)，體系中NO的體積分?jǐn)?shù)[φ(NO)]隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A. a＝＋113 kJ/mol
B. 升高溫度，k正、k逆增大，減小
C. 延長反應(yīng)時(shí)間，可使φ(NO)由M點(diǎn)移到N點(diǎn)
D. 用堿液吸收、增大反應(yīng)器的容積均可提高NO的轉(zhuǎn)化率
3. (2022·南京、鹽城一模) 二維銻片(Sb)是一種新型的CO2電化學(xué)還原催化劑。酸性條件下，人工固碳裝置中CO2氣體在Sb表面發(fā)生三種催化競爭反應(yīng)，其反應(yīng)歷程如圖所示(“*”表示吸附態(tài)中間體)。下列說法不正確的是( )
A. 生成HCOOH吸收的能量最多
B. 使用Sb改變了反應(yīng)的路徑
C. Sb電極表面生成CO的反應(yīng)為
*CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－
D. Sb對三種催化競爭反應(yīng)的選擇效果：
HCOOH＞H2＞CO
4. (2024·南通海安)金屬硫化物(MxSy)催化反應(yīng)CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)　ΔH，T ℃，平衡常數(shù)為K。該反應(yīng)既可以除去天然氣中的H2S，又可以獲得H2。下列說法正確的是( )
A. T ℃時(shí)，若＜K時(shí)，則v正＞v逆
B. 選擇金屬硫化物(MxSy)作催化劑可以提高活化分子百分?jǐn)?shù)，ΔH減少
C. 題圖所示的反應(yīng)機(jī)理中，升高溫度，步驟Ⅰ中催化劑吸附H2S的能力一定增強(qiáng)
D. 該反應(yīng)中每消耗1 mol H2S，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2×6.02×1023
5. (2024·無錫)在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法不正確的是( )
A. 該反應(yīng)的ΔS＞0
B. 第一步轉(zhuǎn)化N與H之間形成配位鍵
C. 若用HCOOD催化釋氫，反應(yīng)除生成CO2外，還生成D2
D. 若用HCOOK溶液代替HCOOH，最終所得氣體中H2的純度會(huì)提高
6. (2024·連云港)我國科學(xué)家使用雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化水煤氣制H2，已知反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，在低溫下獲得高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率。反應(yīng)部分過程如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 該反應(yīng)高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔS＜0
B. 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝
C. 在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中，碳元素的化合價(jià)始終不變
D. 步驟Ⅰ吸收的能量大于步驟Ⅱ放出的能量
7. (2024·南通三調(diào))NaOH活化過的Pt/TiO2催化劑對甲醛氧化為CO2具有較好的催化效果，有學(xué)者提出該催化反應(yīng)的機(jī)理如下。下列說法不正確的是( )
A. 步驟Ⅰ中存在非極性鍵的斷裂
B. 步驟Ⅰ可理解為HCHO中帶部分負(fù)電荷的O與催化劑表面的—OH發(fā)生作用
C. 步驟Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可表示為HCOOHCO＋H2O
D. 該催化劑對苯的催化氧化效果優(yōu)于對HCHO的催化氧化效果
8. (2024·蘇州二調(diào))在壓強(qiáng)0.7 MPa、溫度370 ℃下，化合物WS2催化反應(yīng)H2S＋CH3OH===H2O＋CH3SH可用于制備甲硫醇，其反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝
B. 過程Ⅰ存在反應(yīng)物吸附，S—H沒有斷裂
C. 圖中“”代表S原子
D. 若用CH3OD代替CH3OH，則生成CH3SD
9. (2024·蘇州)利用CO2和H2組成原電池，在Pt電極的催化下可以生成甲烷，總反應(yīng)為CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)。裝置中正、負(fù)極之間采用質(zhì)子交換膜分隔，在電極上CO2先轉(zhuǎn)化為*CO吸附在催化劑表面，隨后生成甲烷，部分機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 總反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝
B. 正極獲得CO的電極反應(yīng)式：
2H＋＋CO2－2e－===CO＋H2O
C. 氣體中CO2的濃度越高，越利于甲烷的生成
D. 在催化劑表面生成CH4的反應(yīng)：
*CO＋6H===CH4＋H2O
10. (2024·常州)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g)P(g)。反應(yīng)歷程如圖所示，M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時(shí)，下列說法正確的是( )
A. 使用催化劑Ⅰ或Ⅱ，反應(yīng)歷程都分2步進(jìn)行
B. 達(dá)到平衡后，若升高溫度，P的濃度增大
C. 使用催化劑Ⅰ時(shí)，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡狀態(tài)
D. 使用催化劑Ⅱ時(shí)，反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大
11. (2023·如皋調(diào)研)乙酸甲酯在NaOH溶液中發(fā)生水解時(shí)物質(zhì)和能量的變化如下圖所示。下列說法正確的是( )
A. 總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 決定總反應(yīng)速率快慢的是反應(yīng)物―→中間產(chǎn)物1的反應(yīng)
C. 反應(yīng)過程中碳原子的軌道雜化方式不發(fā)生變化
D. 若反應(yīng)物使用，則產(chǎn)物中存在
12. (2022·蘇北四市期末)在過氧苯甲酰(結(jié)構(gòu)簡式為，—Ph表示苯基)作用下，溴化氫與丙烯加成反應(yīng)的主要產(chǎn)物為1-溴丙烷，反應(yīng)機(jī)理如圖。下列說法不正確的是( )
A. 過程②中產(chǎn)物X的化學(xué)式為
B. 過程③中存在非極性共價(jià)鍵的形成
C. 過程④可表示為
CH3HCH2Br＋HBr―→·Br＋CH3CH2CH2Br
D. 上述鏈終止反應(yīng)中存在·Br＋·Br―→Br2
13. (2023·蘇州中學(xué)、淮陰中學(xué)、姜堰中學(xué)、海門中學(xué)聯(lián)考)MnO2催化某反應(yīng)的一種催化機(jī)理如圖所示(其中·OH是羥基自由基，·CHO是醛基自由基)。下列說法正確的是( )
A. 使用MnO2催化時(shí)，該反應(yīng)的ΔH會(huì)發(fā)生變化
B. O為中間產(chǎn)物之一，與Na2O2中所含陰離子種類相同
C. 總反應(yīng)的化學(xué)方程式為
HCHO＋O2CO2＋H2O
D. 催化過程中，所發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
14. (2023·如皋二模)一種計(jì)算機(jī)模擬在催化劑表面上水煤氣反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的歷程如圖所示。吸附在催化劑表面上的物種用“*”表示。
下列說法正確的是( )
A. 水煤氣反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＜0、ΔS＝0
B. 決定總反應(yīng)速率快慢的步驟是轉(zhuǎn)化⑦
C. 1 mol CO與1 mol H2O充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2 mol
D. 催化劑表面吸附1 mol CO會(huì)釋放出0.21 eV的能量微專題4 化學(xué)反應(yīng)速率　化學(xué)平衡
微專題熱練11　化學(xué)反應(yīng)速率及平衡　催化劑機(jī)理
1. (2024·南京)臭氧分解過程如圖所示。下列說法正確的是(C)
A. 催化反應(yīng)①②均為放熱反應(yīng)
B. 決定O3分解反應(yīng)速率的是催化反應(yīng)②
C. E2＋ΔH是催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能
D. 溫度升高，總反應(yīng)的正反應(yīng)速率增加，逆反應(yīng)速率減小
【解析】 由圖可知，催化反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，催化反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；決定O3分解反應(yīng)速率的是活化能大的反應(yīng)，即由催化反應(yīng)①?zèng)Q定，B錯(cuò)誤；催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能為過渡態(tài)能量－生成物能量，則E2＋ΔH是催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能，C正確；溫度升高，正、逆反應(yīng)速率均增大，D錯(cuò)誤。
2. 某科研小組研究臭氧氧化-堿吸收法脫除NO工藝，相關(guān)反應(yīng)如下：
①NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)Δ H1＝－200.9 kJ/mol
②2O3(g)3O2(g) ΔH2＝－288.8 kJ/mol
③2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH3＝a
已知：反應(yīng)①v正＝k正·c(NO)·c(O3)，v逆＝k逆·c(NO2)·c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。其他條件不變，每次向反應(yīng)器中充入0.5 mol NO和1.0 mol O3，在不同溫度下反應(yīng)。測得相同時(shí)間內(nèi)，體系中NO的體積分?jǐn)?shù)[φ(NO)]隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(B)
A. a＝＋113 kJ/mol
B. 升高溫度，k正、k逆增大，減小
C. 延長反應(yīng)時(shí)間，可使φ(NO)由M點(diǎn)移到N點(diǎn)
D. 用堿液吸收、增大反應(yīng)器的容積均可提高NO的轉(zhuǎn)化率
【解析】 由給定的熱化學(xué)方程式可知，③＝①×2－②，故a＝2ΔH1－ΔH2＝－113 kJ/mol，A錯(cuò)誤；升高溫度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率均增大，故k正、k逆都增大，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，v正＝v逆，即k正·c(NO)·c(O3)＝k逆·c(NO2)·c(O2)，則＝＝K，ΔH1<0，升高溫度，K減小，B正確；M點(diǎn)是該溫度下的平衡狀態(tài)，延長反應(yīng)時(shí)間，平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)，C錯(cuò)誤；用堿液吸收時(shí)，NO2被消耗，能使平衡正向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，增大反應(yīng)容器的容積，反應(yīng)①③的平衡均不正向移動(dòng)，不能提高NO的轉(zhuǎn)化率，D錯(cuò)誤。
3. (2022·南京、鹽城一模) 二維銻片(Sb)是一種新型的CO2電化學(xué)還原催化劑。酸性條件下，人工固碳裝置中CO2氣體在Sb表面發(fā)生三種催化競爭反應(yīng)，其反應(yīng)歷程如圖所示(“*”表示吸附態(tài)中間體)。下列說法不正確的是(C)
A. 生成HCOOH吸收的能量最多
B. 使用Sb改變了反應(yīng)的路徑
C. Sb電極表面生成CO的反應(yīng)為
*CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－
D. Sb對三種催化競爭反應(yīng)的選擇效果：
HCOOH＞H2＞CO
【解析】 三種產(chǎn)物中HCOOH的相對能量最大，故吸收的能量最多，A正確；由圖可知，催化劑Sb改變了反應(yīng)的路徑，B正確；反應(yīng)條件為酸性，不可能生成OH－，C錯(cuò)誤；反應(yīng)活化能越小，反應(yīng)越容易進(jìn)行，根據(jù)圖中活化能大小可知，Sb對三種催化競爭反應(yīng)的選擇效果為HCOOH>H2>CO，D正確。
4. (2024·南通海安)金屬硫化物(MxSy)催化反應(yīng)CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)　ΔH，T ℃，平衡常數(shù)為K。該反應(yīng)既可以除去天然氣中的H2S，又可以獲得H2。下列說法正確的是(A)
A. T ℃時(shí)，若＜K時(shí)，則v正＞v逆
B. 選擇金屬硫化物(MxSy)作催化劑可以提高活化分子百分?jǐn)?shù)，ΔH減少
C. 題圖所示的反應(yīng)機(jī)理中，升高溫度，步驟Ⅰ中催化劑吸附H2S的能力一定增強(qiáng)
D. 該反應(yīng)中每消耗1 mol H2S，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2×6.02×1023
【解析】 T ℃時(shí)，若5. (2024·無錫)在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法不正確的是(C)
A. 該反應(yīng)的ΔS＞0
B. 第一步轉(zhuǎn)化N與H之間形成配位鍵
C. 若用HCOOD催化釋氫，反應(yīng)除生成CO2外，還生成D2
D. 若用HCOOK溶液代替HCOOH，最終所得氣體中H2的純度會(huì)提高
【解析】 該機(jī)理的總反應(yīng)為HCOOH===CO2(g)＋H2(g)，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，ΔS＞0，A正確；N原子含有孤電子對、H＋有空軌道，N與HCOOH電離出的H＋通過配位鍵結(jié)合，B正確；若用HCOOD催化釋氫，第一步HCOOD電離出D＋與N結(jié)合，第二步：HCOO－―→CO2＋H－，第三步D＋、H－反應(yīng)生成HD，故HCOOD催化釋氫，除生成CO2外，還生成HD，C錯(cuò)誤；如果用HCOOK溶液代替HCOOH，HCOOK水解生成了HCOOH，后面的釋氫歷程不變，且反應(yīng)生成的KOH能吸收CO2，所以最終所得氣體中CO2的量會(huì)減少，H2的純度提高，D正確。
6. (2024·連云港)我國科學(xué)家使用雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化水煤氣制H2，已知反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，在低溫下獲得高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率。反應(yīng)部分過程如圖所示。下列說法正確的是(A)
A. 該反應(yīng)高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔS＜0
B. 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝
C. 在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中，碳元素的化合價(jià)始終不變
D. 步驟Ⅰ吸收的能量大于步驟Ⅱ放出的能量
【解析】 該反應(yīng)ΔH＜0，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，即高溫下ΔH－TΔS > 0，故反應(yīng)的ΔS＜0，A正確；該反應(yīng)中H2O為氣態(tài)，應(yīng)記入平衡常數(shù)表達(dá)式中，B錯(cuò)誤；在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中，CO轉(zhuǎn)化為CO2，C元素由＋2價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，C錯(cuò)誤；步驟Ⅰ為反應(yīng)物生成過渡態(tài)，是化學(xué)鍵斷裂的過程，吸收能量，步驟Ⅱ?yàn)檫^渡態(tài)生成產(chǎn)物，是化學(xué)鍵形成的過程，放出能量，該反應(yīng)的總反應(yīng)的ΔH＜0，故步驟Ⅰ吸收的能量小于步驟Ⅱ放出的能量，D錯(cuò)誤。
7. (2024·南通三調(diào))NaOH活化過的Pt/TiO2催化劑對甲醛氧化為CO2具有較好的催化效果，有學(xué)者提出該催化反應(yīng)的機(jī)理如下。下列說法不正確的是(D)
A. 步驟Ⅰ中存在非極性鍵的斷裂
B. 步驟Ⅰ可理解為HCHO中帶部分負(fù)電荷的O與催化劑表面的—OH發(fā)生作用
C. 步驟Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可表示為HCOOHCO＋H2O
D. 該催化劑對苯的催化氧化效果優(yōu)于對HCHO的催化氧化效果
【解析】 在步驟Ⅰ中O2中化學(xué)鍵斷裂，故存在非極性鍵的斷裂，A正確；HCHO中帶部分負(fù)電荷的O與催化劑表面的—OH發(fā)生作用(類似于氫鍵)，B正確；步驟Ⅱ相當(dāng)于HCOOH失去H2O轉(zhuǎn)變?yōu)镃O，故發(fā)生的反應(yīng)可表示為HCOOHCO＋H2O，C正確；苯與該催化劑表面的—OH不能發(fā)生類似的作用，故對苯的催化氧化效果比對HCHO的催化氧化效果差，D錯(cuò)誤。
8. (2024·蘇州二調(diào))在壓強(qiáng)0.7 MPa、溫度370 ℃下，化合物WS2催化反應(yīng)H2S＋CH3OH===H2O＋CH3SH可用于制備甲硫醇，其反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是(B)
A. 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝
B. 過程Ⅰ存在反應(yīng)物吸附，S—H沒有斷裂
C. 圖中“”代表S原子
D. 若用CH3OD代替CH3OH，則生成CH3SD
【解析】 0.7 MPa、370 ℃時(shí)，H2O為氣態(tài)，應(yīng)記入平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由圖可知，CH3OH、H2S中略帶負(fù)電荷的O、S均與大灰球相連，說明大灰球代表的是W原子，C錯(cuò)誤；由圖中過程Ⅲ可知，在該過程中斷裂了C—O，若用CH3OD代替CH3OH，則應(yīng)生成CH3SH，D錯(cuò)誤。
9. (2024·蘇州)利用CO2和H2組成原電池，在Pt電極的催化下可以生成甲烷，總反應(yīng)為CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)。裝置中正、負(fù)極之間采用質(zhì)子交換膜分隔，在電極上CO2先轉(zhuǎn)化為*CO吸附在催化劑表面，隨后生成甲烷，部分機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是(D)
A. 總反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝
B. 正極獲得CO的電極反應(yīng)式：
2H＋＋CO2－2e－===CO＋H2O
C. 氣體中CO2的濃度越高，越利于甲烷的生成
D. 在催化劑表面生成CH4的反應(yīng)：
*CO＋6H===CH4＋H2O
【解析】 該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝，A錯(cuò)誤；電極上CO2先轉(zhuǎn)化為CO，碳元素化合價(jià)降低，應(yīng)該得電子，電極反應(yīng)式為CO2·＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，B錯(cuò)誤；氣體中CO2的濃度越高，催化劑的效率不一定越高，不一定利于甲烷的生成，C錯(cuò)誤；在催化劑表面，*CO結(jié)合H原子生成CH4，反應(yīng)為*CO＋6H===CH4＋H2O，D正確。
10. (2024·常州)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g)P(g)。反應(yīng)歷程如圖所示，M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時(shí)，下列說法正確的是(C)
A. 使用催化劑Ⅰ或Ⅱ，反應(yīng)歷程都分2步進(jìn)行
B. 達(dá)到平衡后，若升高溫度，P的濃度增大
C. 使用催化劑Ⅰ時(shí)，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡狀態(tài)
D. 使用催化劑Ⅱ時(shí)，反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大
【解析】 結(jié)合圖像中出現(xiàn)的波峰，兩種催化劑均出現(xiàn)四個(gè)波峰，所以使用催化劑Ⅰ和催化劑Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行，A錯(cuò)誤；由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，P的濃度減小，B錯(cuò)誤；使用催化劑Ⅰ的最高活化能小于使用催化劑Ⅱ，所以使用催化劑Ⅰ時(shí)反應(yīng)速率更快，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡，C正確；在前兩個(gè)歷程中使用催化劑Ⅰ的活化能較低、反應(yīng)速率較快，后兩個(gè)歷程中使用催化劑Ⅰ的活化能較高、反應(yīng)速率較慢，所以使用催化劑Ⅰ時(shí)反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大，D錯(cuò)誤。
11. (2023·如皋調(diào)研)乙酸甲酯在NaOH溶液中發(fā)生水解時(shí)物質(zhì)和能量的變化如下圖所示。下列說法正確的是(B)
A. 總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 決定總反應(yīng)速率快慢的是反應(yīng)物―→中間產(chǎn)物1的反應(yīng)
C. 反應(yīng)過程中碳原子的軌道雜化方式不發(fā)生變化
D. 若反應(yīng)物使用，則產(chǎn)物中存在
【解析】 由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；決定總反應(yīng)速率快慢的反應(yīng)是活化能較高的反應(yīng)，即反應(yīng)物→中間產(chǎn)物1是總反應(yīng)的決速步驟，B正確；由反應(yīng)物→中間產(chǎn)物1可知，酯基中的碳原子由sp2雜化轉(zhuǎn)變?yōu)閟p3雜化，碳原子的雜化方式發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；由圖可知，18O存在于甲醇中，產(chǎn)物中不存在，D錯(cuò)誤。
12. (2022·蘇北四市期末)在過氧苯甲酰(結(jié)構(gòu)簡式為，—Ph表示苯基)作用下，溴化氫與丙烯加成反應(yīng)的主要產(chǎn)物為1-溴丙烷，反應(yīng)機(jī)理如圖。下列說法不正確的是(B)
A. 過程②中產(chǎn)物X的化學(xué)式為
B. 過程③中存在非極性共價(jià)鍵的形成
C. 過程④可表示為
CH3HCH2Br＋HBr―→·Br＋CH3CH2CH2Br
D. 上述鏈終止反應(yīng)中存在·Br＋·Br―→Br2
【解析】 由圖可知，過程②發(fā)生的反應(yīng)為與HBr生成和·Br，則X為，A正確；過程③中不存在非極性共價(jià)鍵的形成，B錯(cuò)誤；過程④發(fā)生的反應(yīng)可表示為CH3HCH2Br＋HBr―→·Br＋CH3CH2CH2Br，C正確；由圖可知，鏈終止反應(yīng)中存在·Br和·Br結(jié)合形成Br2的過程，D正確。
13. (2023·蘇州中學(xué)、淮陰中學(xué)、姜堰中學(xué)、海門中學(xué)聯(lián)考)MnO2催化某反應(yīng)的一種催化機(jī)理如圖所示(其中·OH是羥基自由基，·CHO是醛基自由基)。下列說法正確的是(C)
A. 使用MnO2催化時(shí)，該反應(yīng)的ΔH會(huì)發(fā)生變化
B. O為中間產(chǎn)物之一，與Na2O2中所含陰離子種類相同
C. 總反應(yīng)的化學(xué)方程式為
HCHO＋O2CO2＋H2O
D. 催化過程中，所發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
【解析】 催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能改變焓變，A錯(cuò)誤；Na2O2中所含陰離子為O，不是O，B錯(cuò)誤；由圖可知，總反應(yīng)為HCHO＋O2CO2＋H2O，C正確；HCO與H＋反應(yīng)生成CO2和H2O，不是氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。
14. (2023·如皋二模)一種計(jì)算機(jī)模擬在催化劑表面上水煤氣反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的歷程如圖所示。吸附在催化劑表面上的物種用“*”表示。
下列說法正確的是(D)
A. 水煤氣反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＜0、ΔS＝0
B. 決定總反應(yīng)速率快慢的步驟是轉(zhuǎn)化⑦
C. 1 mol CO與1 mol H2O充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2 mol
D. 催化劑表面吸附1 mol CO會(huì)釋放出0.21 eV的能量
【解析】 由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，則正反應(yīng)的ΔH＜0，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，逆反應(yīng)的ΔH>0，逆反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的可能性，則滿足：ΔH－TΔS<0，逆反應(yīng)的ΔS>0，故正反應(yīng)的ΔS<0，A錯(cuò)誤；決定總反應(yīng)速率快慢的步驟是活化能較高的步驟，即轉(zhuǎn)化⑤是總反應(yīng)的決速步驟，B錯(cuò)誤；可逆反應(yīng)不能徹底進(jìn)行，故1 mol CO與1 mol H2O充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量小于2 mol，C錯(cuò)誤；根據(jù)①可知，催化劑表面吸附1 mol CO、1 mol H2O共釋放0.32 eV的能量，根據(jù)⑧可知，催化劑表面吸附1 mol H2O釋放0.11 eV的能量，故催化劑表面吸附1 mol CO釋放0.21 eV的能量，D正確。(共30張PPT)
第一篇
微專題熱練
微專題4　化學(xué)反應(yīng)速率　化學(xué)平衡
微專題熱練11　化學(xué)反應(yīng)速率及平衡　催化劑機(jī)理
1. (2024·南京)臭氧分解過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A. 催化反應(yīng)①②均為放熱反應(yīng)
B. 決定O3分解反應(yīng)速率的是催化反應(yīng)②
C. E2＋ΔH是催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能
D. 溫度升高，總反應(yīng)的正反應(yīng)速率增加，逆反應(yīng)速率減小
C
【解析】 由圖可知，催化反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，催化反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；決定O3分解反應(yīng)速率的是活化能大的反應(yīng)，即由催化反應(yīng)①?zèng)Q定，B錯(cuò)誤；催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能為過渡態(tài)能量－生成物能量，則E2＋ΔH是催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能，C正確；溫度升高，正、逆反應(yīng)速率均增大，D錯(cuò)誤。
2. 某科研小組研究臭氧氧化-堿吸收法脫除NO工藝，相關(guān)反應(yīng)如下：
已知：反應(yīng)①v正＝k正·c(NO)·c(O3)，v逆＝k逆·c(NO2)·c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。其他條件不變，每次向反應(yīng)器中充入0.5 mol NO和1.0 mol O3，在不同溫度下反應(yīng)。測得相同時(shí)間內(nèi)，體系中NO的體積分?jǐn)?shù)[φ(NO)]隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A. a＝＋113 kJ/mol
C. 延長反應(yīng)時(shí)間，可使φ(NO)由M點(diǎn)移到N點(diǎn)
D. 用堿液吸收、增大反應(yīng)器的容積均可提高NO的轉(zhuǎn)化率
B
3. (2022·南京、鹽城一模) 二維銻片(Sb)是一種新型的CO2電化學(xué)還原催化劑。酸性條件下，人工固碳裝置中CO2氣體在Sb表面發(fā)生三種催化競爭反應(yīng)，其反應(yīng)歷程如圖所示(“*”表示吸附態(tài)中間體)。下列說法不正確的是(　　)
A. 生成HCOOH吸收的能量最多
B. 使用Sb改變了反應(yīng)的路徑
C. Sb電極表面生成CO的反應(yīng)為
*CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－
D. Sb對三種催化競爭反應(yīng)的選擇效果：
HCOOH＞H2＞CO
C
【解析】 三種產(chǎn)物中HCOOH的相對能量最大，故吸收的能量最多，A正確；由圖可知，催化劑Sb改變了反應(yīng)的路徑，B正確；反應(yīng)條件為酸性，不可能生成
OH－，C錯(cuò)誤；反應(yīng)活化能越小，反應(yīng)越容易進(jìn)行，根據(jù)圖中活化能大小可知，Sb對三種催化競爭反應(yīng)的選擇效果為HCOOH>H2>CO，D正確。
B. 選擇金屬硫化物(MxSy)作催化劑可以提高活化分子百分?jǐn)?shù)，ΔH減少
C. 題圖所示的反應(yīng)機(jī)理中，升高溫度，步驟Ⅰ中催化劑吸附H2S的能力一定增強(qiáng)
D. 該反應(yīng)中每消耗1 mol H2S，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2×6.02×1023
A
5. (2024·無錫)在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A. 該反應(yīng)的ΔS＞0
B. 第一步轉(zhuǎn)化N與H之間形成配位鍵
C. 若用HCOOD催化釋氫，反應(yīng)除生成CO2外，還生成D2
D. 若用HCOOK溶液代替HCOOH，最終所得氣體中H2的純度會(huì)提高
C
【解析】 該機(jī)理的總反應(yīng)為HCOOH===CO2(g)＋H2(g)，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，ΔS＞0，A正確；N原子含有孤電子對、H＋有空軌道，N與HCOOH電離出的H＋通過配位鍵結(jié)合，B正確；若用HCOOD催化釋氫，第一步HCOOD電離出D＋與N結(jié)合，第二步：HCOO－―→CO2＋H－，第三步D＋、H－反應(yīng)生成HD，故HCOOD催化釋氫，除生成CO2外，還生成HD，C錯(cuò)誤；如果用HCOOK溶液代替HCOOH，HCOOK水解生成了HCOOH，后面的釋氫歷程不變，且反應(yīng)生成的KOH能吸收CO2，所以最終所得氣體中CO2的量會(huì)減少，H2的純度提高，D正確。
6. (2024·連云港)我國科學(xué)家使用雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化水煤氣制H2，已知反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，在低溫下獲得高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率。反應(yīng)部分過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A. 該反應(yīng)高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔS＜0
C. 在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中，碳元素的化合價(jià)始終不變
D. 步驟Ⅰ吸收的能量大于步驟Ⅱ放出的能量
A
【解析】 該反應(yīng)ΔH＜0，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，即高溫下ΔH－TΔS > 0，故反應(yīng)的ΔS＜0，A正確；該反應(yīng)中H2O為氣態(tài)，應(yīng)記入平衡常數(shù)表達(dá)式中，B錯(cuò)誤；在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中，CO轉(zhuǎn)化為CO2，C元素由＋2價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，C錯(cuò)誤；步驟Ⅰ為反應(yīng)物生成過渡態(tài)，是化學(xué)鍵斷裂的過程，吸收能量，步驟Ⅱ?yàn)檫^渡態(tài)生成產(chǎn)物，是化學(xué)鍵形成的過程，放出能量，該反應(yīng)的總反應(yīng)的ΔH＜0，故步驟Ⅰ吸收的能量小于步驟Ⅱ放出的能量，D錯(cuò)誤。
7. (2024·南通三調(diào))NaOH活化過的Pt/TiO2催化劑對甲醛氧化為CO2具有較好的催化效果，有學(xué)者提出該催化反應(yīng)的機(jī)理如下。下列說法不正確的是(　　)
A. 步驟Ⅰ中存在非極性鍵的斷裂
B. 步驟Ⅰ可理解為HCHO中帶部分負(fù)電荷的O與催化劑表面的—OH發(fā)生作用
D. 該催化劑對苯的催化氧化效果優(yōu)于對HCHO的催化氧化效果
D
8. (2024·蘇州二調(diào))在壓強(qiáng)0.7 MPa、溫度370 ℃下，化合物WS2催化反應(yīng)H2S＋CH3OH===H2O＋CH3SH可用于制備甲硫醇，其反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
B. 過程Ⅰ存在反應(yīng)物吸附，S—H沒有斷裂
C. 圖中“ ”代表S原子
D. 若用CH3OD代替CH3OH，則生成CH3SD
B
【解析】 0.7 MPa、370 ℃時(shí)，H2O為氣態(tài)，應(yīng)記入平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由圖可知，CH3OH、H2S中略帶負(fù)電荷的O、S均與大灰球相連，說明大灰球代表的是W原子，C錯(cuò)誤；由圖中過程Ⅲ可知，在該過程中斷裂了C—O，若用CH3OD代替CH3OH，則應(yīng)生成CH3SH，D錯(cuò)誤。
9. (2024·蘇州)利用CO2和H2組成原電池，在Pt電極的催化下可以生成甲烷，總反應(yīng)為CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)。裝置中正、負(fù)極之間采用質(zhì)子交換膜分隔，在電極上CO2先轉(zhuǎn)化為*CO吸附在催化劑表面，隨后生成甲烷，部分機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
B. 正極獲得CO的電極反應(yīng)式：
2H＋＋CO2－2e－===CO＋H2O
C. 氣體中CO2的濃度越高，越利于甲烷的生成
D. 在催化劑表面生成CH4的反應(yīng)：
*CO＋6H===CH4＋H2O
D
A. 使用催化劑Ⅰ或Ⅱ，反應(yīng)歷程都分2步進(jìn)行
B. 達(dá)到平衡后，若升高溫度，P的濃度增大
C. 使用催化劑Ⅰ時(shí)，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡狀態(tài)
D. 使用催化劑Ⅱ時(shí)，反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大
C
【解析】 結(jié)合圖像中出現(xiàn)的波峰，兩種催化劑均出現(xiàn)四個(gè)波峰，所以使用催化劑Ⅰ和催化劑Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行，A錯(cuò)誤；由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，P的濃度減小，B錯(cuò)誤；使用催化劑Ⅰ的最高活化能小于使用催化劑Ⅱ，所以使用催化劑Ⅰ時(shí)反應(yīng)速率更快，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡，C正確；在前兩個(gè)歷程中使用催化劑Ⅰ的活化能較低、反應(yīng)速率較快，后兩個(gè)歷程中使用催化劑Ⅰ的活化能較高、反應(yīng)速率較慢，所以使用催化劑Ⅰ時(shí)反應(yīng)過程中M所能達(dá)到的最高濃度更大，D錯(cuò)誤。
11. (2023·如皋調(diào)研)乙酸甲酯在NaOH溶液中發(fā)生水解時(shí)物質(zhì)和能量的變化如下圖所示。下列說法正確的是(　　)
A. 總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 決定總反應(yīng)速率快慢的是反應(yīng)物―→中間產(chǎn)物1的反應(yīng)
C. 反應(yīng)過程中碳原子的軌道雜化方式不發(fā)生變化
D. 若反應(yīng)物使用 ，則產(chǎn)物中存在
B
【解析】 由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；決定總反應(yīng)速率快慢的反應(yīng)是活化能較高的反應(yīng)，即反應(yīng)物→中間產(chǎn)物1是總反應(yīng)的決速步驟，B正確；由反應(yīng)物→中間產(chǎn)物1可知，酯基中的碳原子由sp2雜化轉(zhuǎn)變?yōu)閟p3雜化，碳原子的雜化方式發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；由圖可知，18O存在
于甲醇中，產(chǎn)物中不存在 ，D錯(cuò)誤。
12. (2022·蘇北四市期末)在過氧苯甲酰(結(jié)構(gòu)簡式為 ，—Ph表
示苯基)作用下，溴化氫與丙烯加成反應(yīng)的主要產(chǎn)物為1-溴丙烷，反應(yīng)機(jī)理如圖。下列說法不正確的是(　　)
A. 過程②中產(chǎn)物X的化學(xué)式為
B. 過程③中存在非極性共價(jià)鍵的形成
C. 過程④可表示為
D. 上述鏈終止反應(yīng)中存在·Br＋·Br―→Br2
B
13. (2023·蘇州中學(xué)、淮陰中學(xué)、姜堰中學(xué)、海門中學(xué)聯(lián)考)MnO2催化某反應(yīng)的一種催化機(jī)理如圖所示(其中·OH是羥基自由基，·CHO是醛基自由基)。下列說法正確的是(　　)
A. 使用MnO2催化時(shí)，該反應(yīng)的ΔH會(huì)發(fā)生變化
D. 催化過程中，所發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
C
下列說法正確的是(　　)
A. 水煤氣反應(yīng)CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的ΔH＜0、ΔS＝0
B. 決定總反應(yīng)速率快慢的步驟是轉(zhuǎn)化⑦
C. 1 mol CO與1 mol H2O充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2 mol
D. 催化劑表面吸附1 mol CO會(huì)釋放出0.21 eV的能量
D
【解析】 由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，則正反應(yīng)的ΔH＜0，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，逆反應(yīng)的ΔH>0，逆反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的可能性，則滿足：ΔH－TΔS<0，逆反應(yīng)的ΔS>0，故正反應(yīng)的ΔS<0，A錯(cuò)誤；決定總反應(yīng)速率快慢的步驟是活化能較高的步驟，即轉(zhuǎn)化⑤是總反應(yīng)的決速步驟，B錯(cuò)
誤；可逆反應(yīng)不能徹底進(jìn)行，故1 mol CO與1 mol H2O充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量小于2 mol，C錯(cuò)誤；根據(jù)①可知，催化劑表面吸附1 mol CO、1 mol H2O共釋放0.32 eV的能量，根據(jù)⑧可知，催化劑表面吸附1 mol H2O釋放0.11 eV的能量，故催化劑表面吸附1 mol CO釋放0.21 eV的能量，D正確。
謝謝觀賞

展開更多......

收起↑