2023届高考化学二轮复习微主题热练9化学反应速率催化机理反应循环图作业含答案

这是一份2023届高考化学二轮复习微主题热练9化学反应速率催化机理反应循环图作业含答案，共9页。试卷主要包含了02 eV等内容，欢迎下载使用。

1. (2022·浙江1月卷)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A. 从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B. 从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C. 在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X)
D. 维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
2. (2022·盐城中学、南通中学联考)甲硫醇是合成染料和农药的原料，可通过甲醇与H2S反应得到，热化学方程式为H2S(g)＋CH3OH(l)===CH3SH(l)＋H2O(l) ΔH＝－21 kJ/ml。硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化反应过程如图所示。下列说法中不正确的是( )
A. 过程①和②均吸收能量
B. 过程④形成了O—H和C—S
C. E(H—S)＋E(C—O)＞E(C—S)＋E(H—O)(E表示键能)
D. 适当降温加压可提高甲醇的平衡转化率
3. (2021·连云港期中)450 ℃、V2O5催化SO2和O2反应时，反应机理如下：
反应①V2O5 (s)＋SO2(g)===V2O4(s)＋SO3(g) ΔH1＝＋24 kJ/ml (快反应)
反应②2V2O4(s)＋O2(g)===2V2O5 (s) ΔH 2＝－246 kJ/ml(慢反应)
下列说法不正确的是( )
A. 总反应的ΔH＝－198 kJ/ml
B. 反应①的ΔS＞0
C. 通入过量空气，可提高SO2的平衡转化率
D. 在V2O5催化下，SO2被O2氧化生成SO3的能量变化可用如图表示
4. (2022·连云港期末)反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)的历程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 合成甲醇反应为放热反应
B. *OCH2→*OCH3活化能为0.02 eV
C. 副产物有CO、CH2O，其中CH2O的相对较多
D. 合成甲醇反应历程中速率较慢的是*CO＋*OH―→*CO＋*H2O
5. (2021·盐城三模)甲醇脱氢分解反应是一个涉及多个中间体的复杂反应。甲醇分子在催化剂Pt表面发生吸附后，其分解的第一步即为分子中的C—H、C—O或者O—H活化解离，引发催化分解反应进行。Pt表面上甲醇分子中C—H、C—O和O—H活化解离的势能变化如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)。下列说法不正确的是( )
A. CH3OH*―→CHeq \\al(*,3)＋OH* ΔH>0
B. CH3OH*活化解离成不同中间体不一定都吸热
C. CH3OH*比气态甲醇稳定
D. 选用合适的催化剂可以提高甲醇的脱氢效率
6. (2022·南通如东期末)在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了 CO2的转化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d94s2
B. 甲酸乙酯是该过程的催化剂
C. 步骤④中有化学键的断裂和形成
D. 反应过程中，催化剂参与反应，降低了反应的焓变
7. (2022·苏州期初)铁的配合物离子[L—Fe—H]＋催化HCOOH释氢的反应机理如图所示，下列说法正确的是( )
A. 催化剂的使用能提高甲酸的平衡转化率
B. H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C. 该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化
D. HCOOD催化释氢除生成CO2外，还生成D2
8. (2022·泰州中学)我国有较多的科研人员在研究甲醛的氧化，有人提出HCHO(COHH)与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程，该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法正确的是( )
A. 该反应的氧化产物是CO2
B. HCHO在反应过程中有C===O发生断裂
C. 根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2
D. HAP能提高HCHO与O2反应的活化能，但不改变反应路径
9. (2022·江苏新高考基地联考)纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如图所示，下列说法正确的是( )
A. 该处理过程中将电能转化为化学能
B. 该处理过程中纳米零价铁中的Fe为正极
C. 每生成11.2 L乙烷，转移电子0.4 ml
D. 酸性废水中的五价砷除去过程中As元素和S元素都被Fe2＋还原了
10. (2022·江苏新高考基地联考)催化剂二价铜微粒[CuⅡ(OH)(NH3)]＋可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d94s2
B. 1 ml [CuⅡ(OH)(NH3)]＋中含有4 ml σ键
C. 状态②到状态⑤过程中，均发生了电子转移
D. 该脱硝过程的总化学方程式为
4NH3＋2NO＋2O2eq \(=====,\s\up13(催化剂))6H2O＋3N2
11. CO2在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A. CO2的电子式为
B. 催化剂可以降低该反应过程中的活化能
C. 该催化循环中共产生了5种中间粒子
D. 总反应为CO2＋3H2eq \(=====,\s\up13(催化剂))H2O＋CH3OH
12. 钴碘催化循环制备乙酸的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 循环a中CH3I是催化剂
B. 循环中需不断补充CH3OH、H2O、CO
C. 反应①为置换反应
D. X的摩尔质量为172 g/ml
13. 对于反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)，
R. A. Ogg提出如下反应历程：
第一步 N2O5NO2＋NO3 快速平衡
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 慢反应
第三步 NO＋NO3―→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是( )
A. v(第一步的逆反应)B. 反应的中间产物只有NO3
C. 第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D. 第三步反应活化能较高
14. (2021·如东期末)T ℃下，反应2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)每生成14 g N2放出332 kJ的热量。该反应的速率表达式为v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k为速率常数，k、m、n待测)，其反应包含下列两步：①2NO＋H2===N2＋H2O2(慢)；②H2O2＋H2===2H2O(快)。T ℃时测得有关实验数据如下。下列说法正确的是( )
A. 正反应的活化能一定是①＜②
B. 该反应速率表达式：v＝5 000c2(NO)·c(H2)
C. 整个反应速率由第②步反应决定
D. 该反应的热化学方程式：2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－332 kJ/ml
15. 研究反应2X(g)Y(g)＋Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(ml/L)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 比较实验②、④得出：升高温度，化学反应速率加快
B. 比较实验①、④得出：升高温度，化学反应速率加快
C. 实验③有可能使用了催化剂，催化剂加快正反应速率，对逆反应无影响
D. 在0～10 min之间，实验②的平均速率v(Y)＝0.01 ml/(L·min)
微主题热练9 化学反应速率 催化机理 反应循环图
1. C 【解析】 反应速率是一段时间内物质的浓度变化，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确；b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为瞬时速率，B正确；化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比，则3v(B)＝2v(X)，C错误；维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，D正确。
2. C 【解析】 过程①是H2S的断键过程，过程②是CH3OH的断键过程，断键需要吸收能量，A正确；过程④断裂了C—O和C—H，形成了O—H和C—S，B正确；根据已知的热化学方程式可知，断裂1 ml H—S和1 ml C—O，生成1 ml C—S和1 ml H—O，则ΔH＝[E(H—S)＋E(C—O)]－[E(C—S)＋E(H—O)]＜0(E表示键能)，故E(H—S)＋E(C—O)＜E(C—S)＋E(H—O)，C错误；该反应为正向气体分子数减小的放热反应，故适当降温加压可使反应正向移动，提高甲醇的平衡转化率，D正确。
3. D 【解析】 由盖斯定律将①×2＋②得：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝(24×2－246)kJ/ml＝
－198 kJ/ml，A正确；反应①的ΔH＞0，且ΔH－TΔS＜0的反应可自发进行，可知反应①的ΔS＞0，B正确；通入过量空气，可促进SO2的转化，平衡正向移动，可提高SO2的平衡转化率，C正确；活化能越大、反应速率越慢，且催化剂降低反应的活化能，则E1一定小于E2，与图不符，D错误。
4. D 【解析】 甲醇和水的相对能量高于二氧化碳和氢气，反应吸热，A错误；由图可知，*OCH2―→*OCH3活化能为0.58 eV－(－0.60 eV)＝1.18 eV，B错误；由图可知，副产物有CO、CH2O，由于生成CH2O的反应活化能大，反应速率慢，CH2O的相对较少，CO的相对较多，C错误；由图可知，*CO＋*OH―→*CO＋*H2O活化能最大，反应速率较慢，D正确。
5. A 【解析】 由图示看出，A项反应式ΔH＝－0.48 eV－(－0.29)eV＝－0.19 eV＜0，A错误；由图示看出，生成CH3O*＋H*时吸热，而生成其余两种中间体时放热，B正确；由图示看出，气态甲醇生成CH3OH*时放热，故CH3OH*更稳定，C正确；由图示看出，三种不同的催化剂对应的活化能不同，故选择TS1时，甲醇的脱氢效率最高，D正确。
6. C 【解析】 基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A错误；甲酸乙酯是该反应的中间产物，B错误；由图可知步骤④中的C—O和H—O均发生了断裂，生成了金属羟基化合物(H—O—M)和甲酸乙酯，C正确；催化剂可以加快反应速率，降低反应的活化能，改变反应历程，但不改变焓变，D错误。
7. B 【解析】 催化剂能提高反应速率，缩短达到平衡的时间，不能改变平衡转化率，A错误；H＋浓度过大则不利于物质Ⅰ结合HCOO－，过小则不利于物质 Ⅳ 的生成，均会导致整体的反应速率降低，B正确；从图中得知，催化剂存在于反应机理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种形式中，铁元素的化合价均没有变化，C错误；从图中所示反应机理看，HCOOH最终生成CO2和H2，故HCOOD催化释氢生成CO2和HD，D错误。
8. A 【解析】 由题干信息，HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O，HCHO中的碳元素从0价升高至＋4价，作还原剂，则对应生成的CO2为氧化产物，A正确；根据图示，整个反应过程中，HCHO在反应过程中有C—H的断裂和C===O的形成，B错误；由图示可知，CO2分子中氧原子一部分来自O2，一部分还来自HCHO，C错误；HAP在反应中作催化剂，可降低HCHO与O2反应的活化能，D错误。
9. D 【解析】 该装置构成了原电池，左侧三氯乙烯转化为乙烷，碳元素化合价降低，被还原，作正极，右侧亚铁离子还原AsOeq \\al(－,3)。原电池装置是将化学能转化为电能，A错误；左侧作为正极，右侧纳米零价铁为负极，B错误；未指明是标准状况，气体体积无法进行换算，C错误；据示意图可知亚铁离子还原AsOeq \\al(－,3)，结合电荷守恒、电子守恒和原子守恒配平书写得到反应的离子方程式：14Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋AsOeq \\al(－,3)＋14H＋===FeAsS↓＋13Fe3＋＋7H2O，故As元素和S元素都被亚铁离子还原了，D正确。
10. C 【解析】 基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A错误；1 ml [CuⅡ(OH)(NH3)]＋中含有3 ml N—H、1 ml O—H、2 ml配位键，共含6 ml σ键，B错误；依据图示可知，状态②到状态⑤过程中，铜元素和氮元素化合价均有发生变化，则都发生电子的转移，C正确；依据图示可知，加入2NH3、2NO、eq \f(1,2)O2，生成氮气和水，该脱硝过程的总化学方程式为4NH3＋4NO＋O2eq \(=====,\s\up7(催化剂))6H2O＋4N2，D错误。
11. C 【解析】 CO2是直线形分子，其电子式为
eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))·eq \\al(·,·)·C·eq \\al(·,·)·eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))，A正确；催化剂能改变反应途径，降低反应过程中的活化能，B正确；由图可知，反应过程中产生的粒子有H*、COOH*、COHOH*、HCO*、HCOH*和H2COH*6种中间粒子，C错误；根据原子守恒可知，CO2在某催化剂表面与氢气作用生成甲醇，D正确。
12. D 【解析】 循环a中CH3I是中间体，A错误；根据循环图可知，循环中不需要不断补充H2O，B错误；反应①为取代反应，C错误；根据质量守恒可知X的化学式为HC(CO)4，摩尔质量为172 g/ml，D正确。
13. C 【解析】 第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A错误；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C正确；反应快，说明反应的活化能较低，D错误。
14. B 【解析】 活化能越低，反应速率越大，故正反应活化能：①＞②，A错误；根据表格中Ⅰ、Ⅱ组数据可知，该反应的速率与c(H2)成正比；根据表格中Ⅲ、Ⅳ数据可知反应速率与c2(NO)成正比，B正确；整个反应速率由慢反应的速率决定，C错误；每生成 0.5 ml N2放出332 kJ热量，故该反应的ΔH＝－664 kJ/ml，D错误。
15. C 【解析】 实验②、④起始浓度相同，但温度不同，④建立平衡需要的时间短，反应速率较大，则可得出：升高温度，化学反应速率加快，A正确；实验①、④相比，④的反应物的浓度低，但温度高，建立平衡需要的时间短，反应速率更快，说明升高温度，化学反应速率加快，B正确；实验③和②的反应物的浓度、温度均相同，达到的平衡状态也相同，故反应③可能是使用了催化剂，也可能是增大了压强，而催化剂能同等程度的加快正、逆反应速率，C错误；在0～10 min之间，实验②X的浓度变化为0.2 ml/L，则v(Y)＝eq \f(1,2)v(X)＝eq \f(1,2)×eq \f(0.2 ml/L,10 min)＝0.01 ml/(L·min)，D正确。
序号
c(NO)/
(ml/L)
c(H2)/
(ml/L)
速率/
[ml/(L·min)]
Ⅰ
0.006 0
0.001 0
1.8×10－4
Ⅱ
0.006 0
0.002 0
3.6×10－4
Ⅲ
0.001 0
0.006 0
3.0×10－5
Ⅳ
0.002 0
0.006 0
1.2×10－4