高考化学热点试题热点15化学反应原理（反应历程）图像分析含解析答案

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新高考强调素养为本的情境化命题，高考通过真实情境的创设，考查学生的信息获取能力和创新思维。近几年高考中，化学反应机理（反应历程）试题频繁出现，题目主要以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，就是把一个复杂反应分解成若干个反应，然后按照一定规律组合起来，从而达到阐述复杂反应的内在联系的目的。
1．在催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．该过程的总反应为：
B．为中间产物，其中N元素的化合价为+3价
C．增大的量，的平衡转化率增大
D．不管发生包含①的历程还是发生包含②的历程，最终生成的水的量不变
2．选择性催化还原()是目前最有效且应用最广的除去的方法，在催化剂上发生反应的机理如图所示，其中TS表示过渡态。下列说法正确的是
A．反应历程中最大的能垒为
B．历程中的
C．该反应分3步进行
D．在反应历程中有极性共价键和非极性共价键的断裂与形成
3．我国某科研团队开发催化剂用于光热催化加氢制。其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。的选择性等于的物质的量与转化的物质的量之比。下列叙述正确的是

A．在历程中能垒最大为
B．该反应历程中，的选择性为100%
C．催化剂表面上、CO脱附都会放出能量
D．反应历程中有极性键的断裂与形成
4．标准状态下，(g)与HCl(g)反应生成(g)和(g)的反应历程与相对能量的示意图如下。下列说法正确的是

A．
B．其他条件不变，往反应体系中加入适量(g)可有效提高反应速率
C．其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：
5．XH和反应生成X或XO的能量-历程变化如图。在恒温恒容的密闭容器中加入一定量的XH和，t1 min时测得，下列有关说法不正确的是

A．t1 min时容器内的压强比初始状态更大
B．
C．只改变反应温度，t1 min时可能出现
D．相同条件下，在()时测定，可能出现
6．汽车尾气中CO与NO转化的三段反应历程及各物质的相对能量如图所示，其中TS代表过渡态，IM表示反应过程中的复杂中间产物，每段历程的反应物相对总能量定义为0.下列说法不正确的是

A．反应①决定尾气转化的快慢
B．反应①为吸热反应，反应②、③为放热反应
C．由上图可判断过渡态的相对能量：TS1>TS3>TS2
D．采用对反应③选择性高的催化剂可以避免尾气中出现
7．在催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列叙述错误的是

A．催化剂可以同时产生多种反应历程
B．含C微粒参与的反应均有元素化合价变化
C．增大的量，反应热和平衡产率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水量改变
8．据文献报道，某反应的反应历程如图所示。下列有关该历程的说法正确的是

A．总反应化学方程式为
B．是催化剂
C．该反应只使用了一种催化剂
D．属于分解反应
9．近日，中国科学院化学物理研究所李灿院士团队揭示催化剂(C3O4)上催化水氧化产氧历程如图所示(注明： s、ms、μs表示秒、毫秒、微秒)。下列叙述错误的是

A．第(1)步反应为总反应的控速反应
B．C原子价电子排布式为3d74s2，位于周期表中第四周期第Ⅷ族
C．从总反应看，每生成标况22. 4LO2必转移3ml 电子
D．该反应过程中三步都断裂了极性键
10．一定条件下，反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下，下列说法不正确的是

A．由历程I可计算，的总键能
B．由历程Ⅱ可知，相同条件下的浓度比的浓度对反应速度影响更大
C．相同条件下，的平衡转化率，历程I历程Ⅱ
D．由历程I和历程Ⅱ可得，
参考答案：
1．C
【详解】A．根据反应机理，反应物为丙烷和氧气，生成物为丙烯和水，NO为催化剂，总反应为：，选项A正确；
B．中H为+1价，O为-2价，根据化合物中各元素代数和为0可知，N元素为+3价，选项B正确；
C．NO是催化剂，增大NO的量，丙烷的平衡转化率不变，选项C错误；
D．由A中总反应可知，包含①的历程还是②的历程，最终生成水的量不变，选项D正确；
答案选C。
2．A
【分析】TS表示过渡态，由图可知反应一共分作6步，能垒最大的即活化能最大的是第二步。
【详解】A．由图可知，第二步反应能垒最大，为，A项正确；
B．最后一步反应可知反应物的能量小于生成物的能量，该反应为吸热反应，，B项错误；
C．TS表示过渡态，由图可知反应分6步进行，C项错误；
D．反应历程中没有非极性共价键的断裂，D项错误；
答案选A。
3．D
【详解】A．由图可知，在历程中能垒最大的是的能垒为0.77eV，故A错误；
B．CO2加氢生成了副产物CO、CH3OH、CH4的选择性小于100%，B项错误；
C．由图可知，是脱附过程，需要吸收能量，C项错误；
D．反应历程中过程中有极性键的断裂，过程中有极性键的生成，故D正确；
故选D。
4．C
【分析】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；
【详解】A．、对应两者的反应物、生成物均不同，故反应的焓变不同，故，A错误；
B．由图可知，历程Ⅰ、历程Ⅱ的决速步均为第一步，故其他条件不变，往反应体系中加入适量(g)不会有效提高反应速率，B错误；
C．由图可知，反应历程Ⅱ的最大活化能更大，受温度的影响程度更大，故其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例，C正确；
D．由图可知，历程Ⅰ中速率最快的一步反应的热化学方程式为： ；历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为： ，D错误；
故选C。
5．D
【分析】由图可知XH和反应生成X或XO都是放热反应，相对而言生成的活化能更低，反应速率更快，时间上要出现时间上要比t1 min 更短。
【详解】A．据图可知生成1ml气体物质的量减小生成1ml，生成1ml气体物质的量增加2ml，因为t1 min时测得，所以t1 min时气体总的物质的量是增大的，因此t1 min时容器内的压强比初始状态更大，A正确；
B．由图可知，B正确；
C．XH和反应生成X或XO都是放热反应，相对而言生成的活化能更低，反应速率更快，只改变反应温度，t1 min时可能出现，C正确；
D．根据题干信息t1 min时测得，说明是动力学产物，时间上要出现时间上要比t1 min 更短，D错误；
故选D。
6．D
【详解】A．由图可知，反应①的活化能最高，为298.4-42.6=255.8，反应②、③的活化能分别为108.4、226.1，活化能越高反应速率越慢，慢反应决定整个反应的速率，故反应①决定尾气转化的快慢，A正确；
B．由图可知，反应①为吸热反应，反应②、③为放热反应，B正确；
C．图中可知三个过渡态的能量分别为298.4、130.0、248.3，故过渡态的相对能量：TS1>TS3>TS2，C正确；
D．采用对反应③选择性高的催化剂不代表反应②的产物会完全消耗，无法避免尾气中不出现，D错误；
故选D。
7．D
【详解】A．由图可知NO可同时参与反应①和反应②过程，由此可知催化剂可以同时产生多种反应历程，故A正确；
B．由图可知含C微粒参与的反应均存在电子得失，有元素化合价变化，故B正确；
C．NO为催化剂，增大的量，对反应热和化学平衡无影响，故C正确；
D．无论反应经过①还是②，总反应都是丙烷和氧气生成丙烯和水，最终生成的水不变，故D错误；
故选：D。
8．D
【分析】该反应历程为：O2+H-O-Fe(Ⅱ)→H2O+O=Fe(Ⅲ)，NH3+Ti4+→Ti4+•••NH3，O=Fe(Ⅲ)+Ti4+•••NH3→Ti4+•••NH2•••H-O-Fe(Ⅱ)，Ti4+•••NH2•••H-O-Fe(Ⅱ)+NO→Ti4+•••NH2-N=O•••H-O-Fe(Ⅱ)，Ti4+•••NH2-N=O•••H-O-Fe(Ⅱ)→H-O-Fe(Ⅱ)+Ti4+•••NH2-N=O，Ti4+•••NH2-N=O→N2+H2O+Ti4+，由反应历程可知，参加反应的有O2、NH3和NO，生成物有N2和H2O，反应方程式为：2NO+4NH3+2O23N2+6H2O，反应中Ti4+、H-O-Fe(Ⅱ)是催化剂，Ti4+•••NH3、Ti4+•••NH2-N=O等物质是中间产物，以此解答该题。
【详解】A．由图可知，总反应的反应物为O2、NO和NH3，生成物为N2和H2O，反应的化学方程式为：2NO+4NH3+2O23N2+6H2O，A错误；
B．由分析可知，在反应历程中，现生成了Ti4+•••NH2-N=O，后又消耗了Ti4+•••NH2-N=O，则Ti4+•••NH2-N=O是中间产物，B错误；
C．由分析可知，反应中Ti4+、H-O-Fe(Ⅱ)是催化剂，C错误；
D．分解反应为一种物质生成两种或两种以上物质的反应，则Ti4+•••NH2-N=O→Ti4++N2+H2O属于分解反应，D正确；
故答案为：D。
9．C
【详解】A．1s=103ms(毫秒)=106μs(微秒)，需要时间越短，速率越快，速控反应是速率最小步骤，即活化能最大反应，步骤(1)是速控步骤，A正确；
B．C为27号元素，价电子排布式为3d74s2，位于周期表中第四周期第Ⅷ族，B正确；
C．水被氧化生成O2，生成1ml O2时转移4ml电子，C错误；
D．上述三步都断裂了氢氧键（极性键），D正确；
故选C。
10．A
【详解】A．由图可知，1mlSO2的活化能为，的总键能不是，故A错误；
B．由历程Ⅱ可知，相同条件下使用V2O5作催化剂增大的浓度后，反应的活化能降低，反应速率加快，则的浓度比的浓度对反应速度影响更大，故B正确；
C．催化剂不改变化学平衡的转化率，则相同条件下，的平衡转化率，历程I历程Ⅱ，故C正确；
D．催化剂不改变化学反应热，由历程I和历程Ⅱ可得，，故D正确；
故选A。