專題10化學反應機理與歷程一、選擇題(本題包括35小題，每小題2分，共70分，每小題只有一個選項符合題意)1．(2023·河南省新安縣第一高級中學高三質檢)炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧?；罨^程的能量變化模擬計算結果如圖所示?；罨蹩梢钥焖傺趸趸颉Ｏ铝姓f法正確的是()A．每活化一個氧分子吸收0.29eV的能量B．水可使氧分子活化反應的活化能降低0.42eVC．氧分子的活化是CC鍵的斷裂與CO鍵的生成過程D．炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑2．利用銅鈰氧化物(CuO·CeO2)，Ce是活潑金屬催化氧化除去H2中少量CO的可能機理如圖所示。下列說法正確的是()A．反應(i)中Cu、Ce化合價均升高B．銅的價電子排布為3d104s1，位于元素周期表d區(qū)C．若用18O2參與反應，一段時間后，18O不可能現(xiàn)在銅–鈰氧化物中D．反應一段時間后催化劑活性下降，可能是CuO被還原成Cu所致3．(2023·江西省南昌二中高三模擬)氮及其化合物在工農業(yè)生產和生命活動中起著重要的作用，一種利用電化學制備NH3的轉化歷程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．步驟Ⅱ發(fā)生的既是化合反應，也是氧化還原反應B．步驟Ⅲ的化學方程式Li3N+3H2O=NH3+3LiOHC．該歷程總反應為2N2+6H2O=4NH3+3O2D．由該歷程說明N2的氧化性強于O24．(2023·河南省名校高三期中聯(lián)考)阿特拉津(ATZ)是農業(yè)中使用廣泛且難以降解的除草劑，某科學組織研究發(fā)現(xiàn)，以FeSx@MoS2為催化劑(呈花束狀)催化活化過一硫酸鹽(PMS)降解阿特拉津(ATZ)取得了良好的效果，其反應機理如圖所示：下列說法錯誤的是()A．PMS對應的酸為H2SO5，該酸含有過氧鍵B．生成SO4·的途徑之一為2SO5·=2SO4·＋1O2C．流程中直接氧化ATZ的微粒只有1O2D．S2、以及Fe0可以促進Fe2＋再生5．(2023·福建省寧德市高三區(qū)域性學業(yè)質量檢測)硼氫化鈉(NaBH4)被稱為“萬能還原劑”，能與水反應產生H2，NaBH4在催化劑釕(44Ru)表面與水反應的歷程如圖所示：下列說法不正確的是()A．元素釕(44Ru)位于第5周期Ⅷ族B．若將NaBH4中的H用D代替，反應后生成的氣體中含有H2、HD和D2C．過程③中產生1molH2，轉移電子物質的量為2molD．NaBH4與水反應的離子方程式為：BH4+4H2O=B(OH)4+4H2↑6．(2022·浙江省浙南名校高三聯(lián)考)在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應機理如圖所示，研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時，可以用HCOOK溶液代替HCOOH獲得H2。下列說法不正確的是()A．HCOOD催化釋氫反應除生成CO2外，還生成HDB．A、B、C均為該反應過程中的中間產物C．用HCOOK溶液代替HCOOH可以提高釋放氫氣的速率和氫氣的純度D．催化劑催化過程中發(fā)生了共價鍵的斷裂和形成反應I：V2O5(s)＋SO2(g)V2O4(s)＋SO3(g)ΔH1＝24kJ·mol－1反應II：2V2O4(s)＋O2(g)2V2O5(s)ΔH2＝246kJ·mol－1反應中的能量變化如圖，下列說法不正確的是()A．ΔH＝198kJ·mol－1B．反應I的ΔS＞0C．通入過量空氣，可提高SO2的平衡轉化率D．反應速率由反應I決定8．(2023·甘肅省永昌縣高三第一次模擬考試)我國學者利用催化劑催化丙烷氧化脫氫的歷程如圖(吸附在催化劑表面的物質用標注)。下列說法正確的是()A．反應歷程中第一步化學反應為決速步驟B．催化劑改變了丙烷氧化脫氫的焓變(ΔH)C．過渡態(tài)物質的穩(wěn)定性：過渡態(tài)2小于過渡態(tài)1D．吸附過程為吸熱過程9．(2022·河南·寶豐縣第一高級中學高三階段練習)在亞納米金屬鈀(Pd)團簇作用下，過氧化氫可以直接將苯高效催化轉化為苯酚，催化劑中摻雜堿金屬離子可改變催化能力，反應歷程如圖(*表示吸附態(tài)，TS表示過渡態(tài))，下列說法錯誤的是()A．苯與H2O2反應生成苯酚是放熱反應B．反應歷程中，存在反應+O*→C．使用Pd－Na+催化劑后，每一步的產物均比使用Pd催化劑更穩(wěn)定D．其他條件相同時，使用摻雜Na+的催化劑，單位時間內可得更多苯酚產品10．(2023·湖南省益陽市高三質量檢測)研究CH3I與氯自由基(用Cl?表示)的反應有助于保護臭氧層。已知CH3I與Cl?反應有4條可能的反應路徑，如圖所示。圖中TS表示過渡態(tài)，IM表示中間體。下列說法中正確的是()A．相同條件下，路徑①的反應速率最快B．路徑④屬于放熱反應C．路徑②CH3I*+*=CH3*+I是基元反應D．過渡態(tài)中最穩(wěn)定的是TS1，產物最穩(wěn)定的是路徑④的11．(2023·河北省曲陽縣第一高級中學高三摸底考試)利用水煤氣(CO、H2)制備甲烷(CH4)的熱化學方程式為CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H。如圖為在鈷催化劑表面上進行該反應的歷程，其中吸附在鈷催化劑表面上的物種用*標注。下列說法正確的是()A．該反應的ΔH=243.5kJ·mol1B．反應過程中發(fā)生極性鍵和非極性鍵的斷裂與生成C．決定反應速率快慢的反應為CO*+2H*+2H2(g)=C*+O*+2H*+2H2(g)D．若使用更高效催化劑，則該反應的ΔH的絕對值將增大12．(2022·重慶市南開中學高三模擬檢測)苯和液溴反應進程中的能量變化如圖所示。已知：413276194366下列敘述不正確的是()B．第二步是該反應的決速步驟13．(2022·上海市敬業(yè)中學高三模擬)H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)能量曲線如圖。描述正確的是()A．反應①為放熱反應，反應②為吸熱反應B．若加入催化劑可降低反應熱C．熱化學方程式為H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)218kJD．若反應的生成物為2HCl(g)+I2(s)，則反應熱數(shù)值將變大14．(2022·北京市101中學三模)下圖是計算機模擬的在催化劑表面上水煤氣變化的反應歷程。吸附在催化劑表面的物種用“*”標注。下列說法正確的是()A．①表示CO和H2O從催化劑表面脫離的過程B．②和④中化學鍵變化相同，因此吸收的能量相同C．由圖可知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)為吸熱反應D．相同條件下，反應速率④>②15．(2023·浙江省十校聯(lián)盟高三10月月考)自由基是化學鍵斷裂時產生的含未成對電子的中間體，活潑自由基與氧氣的反應一直是科研人員的關注點。HNO自由基與O2反應過程的能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A．反應物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和B．該歷程中最大正反應的活化能E正=186.19kJ?mol1C．兩種產物中P2更穩(wěn)定，相同條件下Z轉化為產物的速率：v(P1)＜v(P2)D．使用催化劑能提高產物P2的平衡產率16．由X、Y轉化為M的反應歷程如圖所示，下列說法錯誤的是A．①→②的總過程放熱B．M是CH3COOHC．反應過程中形成CH鍵D．反應X＋Y→M的原子利用率為100%17．CO2選擇性加氫制甲醇是解決溫室應、發(fā)展綠色能源和實現(xiàn)經濟可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。下圖是CO2催化加氫的反應機理圖(“*”表示微粒吸附在催化劑表面)。有關說法錯誤的是A．狀態(tài)②、④和⑥為反應的過渡態(tài)B．狀態(tài)A到狀態(tài)B的變化不能說明H2斷鍵變成氫原子要放出能量C．狀態(tài)①到③發(fā)生的反應方程式為：CO2*+H=HCOO*D．更改催化劑不會改變狀態(tài)③到狀態(tài)④的能量大小18．(2023·重慶市拔尖強基聯(lián)盟聯(lián)合高三檢測)中國科學院于良等科學研究者實現(xiàn)了常溫常壓下利用銅催化乙炔選擇性氫化制乙烯，副產物是C4H6。其反應機理如下圖所示(其中吸附在銅催化劑表面上的物種用*標注)。下列說法正確的是()B．由圖2可知，反應中H2O是還原劑D．生成C2H4(g)的速率比生成C4H6(g)的速率慢19．(2023·湖北省黃岡市高三期中質量抽測)中石化的《丁烯雙鍵異構化的方法》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。在100kPa和298K下，丁烯雙鍵異構化反應的機理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．上述兩種烯烴均能發(fā)生加成反應、氧化反應C．由CH、C=C、CC的鍵能可計算出該異構化反應的焓變D．以上兩種丁烯分子，每個分子中最多都有8個原子在同一平面上20．(2023·山西省平遙縣第二中學校高三檢測)2022年諾貝爾化學獎授予三位科學家，以表彰他們在點擊化學和生物正交化學研究方面的貢獻。點擊化學是指可以像拼積本一樣便捷的合成人們所需要的化學分子。以下是疊氮化物與炔發(fā)生的經典CuAAC點擊反應。注：[Cu]指Cu+下列說法錯誤的是()A．[Cu]可應用于生物正交反應的“點擊”B．反應中要保護[Cu]，防止其氧化或歧化C．分別在兩個待拼接分子中引入疊氨基與炔基，在[Cu]的“點擊”下，可完成分子的拼接D．在反應歷程中，存在共價鍵的斷裂與離子鍵的生成21．(2023·江西省部分學校高三質量檢測)如圖是催化硅氫化反應(SiH與C=C的加成)的機理：下列敘述錯誤的是()A．硅氫化反應為CH2=CHCH2R′+HSiR3→R′(CH2)3SiR3B．反應過程中Pt的成鍵數(shù)目未發(fā)生變化C．該反應過程包含四個動態(tài)配位平衡D．6a、6b、6c是該反應的中間體，5b是催化劑A．生成NH3的各基元反應中，N元素均被還原B．生成NH3的總反應方程式為2NO+5H22NH3+2H2OC．決定NO生成NH3速率的基元反應為HNO+H→NH2O23．有機框架鐵催化某反應的機理如下，圖中中有5個氧配體，其中3個是中性配體(貢獻的價態(tài)是0)，2個是負一價配體(貢獻的價態(tài)是1)。下列說法正確的是()A．化合物a中鐵顯+5價 B．由"吸附態(tài)b”到“過渡態(tài)1”釋放能量C．反應過程中Fe的成鍵數(shù)目保持不變 D．總反應為C2H6+N2OC2H5OH+N224．中國科學家研究在Pd/SVG催化劑上H2還原NO生成N2和NH3的路徑，各基元反應及活化能Ea(kJ?mol1)如圖所示，下列說法錯誤的是()A．生成NH3的各基元反應中，N元素均被還原C．在Pd/SVG催化劑上，NO更容易被H2還原為N2D．該過程中涉及極性鍵、非極性鍵的斷裂和形成25．(2022·浙江省寧波市高三下學期模擬考試二模)BuchwaldHartwig偶聯(lián)反應(布赫瓦爾德哈特維希反應)是合成芳胺的重要方法，反應機理如圖(圖中Ar表示芳香烴基，表示為副反應)。下列說法不正確的是()A．3、5和8都是反應的中間體B．該過程僅涉及加成反應C．理論上1mol最多能消耗2molD．若原料用和，則可能得到的產物為、和A．若原料用苯乙炔和CH2=CHBr，則產物是 C．該反應只用了一種催化劑LnPdD．適量添加Na2CO3有利于提高產率27．(2022·高三選考科目適應性考試二模)某實驗小組設計一種固定CO2的方法，下列說法不正確的是()A．由H2NCH2CH2NHCH2CH2Cl在一定條件下可縮聚成XB．在cat催化下，總反應為CO2+3H2=CH3OH+H2OC．Y和Z均為內鹽D．該過程涉及還原反應、脫水反應、加成反應28．(2022·浙江省溫州市高三高考適應性測試二模)某課題組設計一種以甲醇輔助固定CO2的方法，原理如圖。下列說法不正確的是()A．化合物A為CH3OHB．若用HOCH2CH2OH輔助固定，則產物可能為C．反應原料中的原子100%轉化為產物D．反應②的類型為加成反應A．X為H2，總反應為用丙烯和氫氣為原料制備丙烷B．反應過程涉及氧化還原反應D．化合物C、D、E為同分異構體，且中心原子的化合價不同30．(2022·浙江省寧波“十?！备呷聦W期聯(lián)考)一種有機小分子催化多氟芳香化合物的取代反應機理如圖。下列說法不正確的是()A．該反應是取代反應，原子利用率不為100%B．物質2是催化劑，物質4和7是中間產物C．物質2向物質4轉化過程中，有氮碳鍵、氮氟鍵的形成D．若物質5是，則產物一定為A．氧化還原機理途徑：H=ΔH1+ΔH2+ΔH5a+ΔH7B．羧基機理途徑：ΔH=ΔH1+ΔH4+ΔH5d+ΔH7C．兩種機理途徑都存在氫氧鍵斷裂和氫氧鍵的形成D．加入催化劑能改變機理途徑，同時影響的值A．反應I過程中有水生成B．反應IV涉及加成反應和消去反應C．該過程反應原料為硝基苯和苯甲醇A．該反應有水的生成B．利用此反應可將乙烯氧化為環(huán)氧乙烷C．過氧硫酸氫根是該反應的催化劑D．通過調節(jié)環(huán)境的酸堿性，可以控制部分極性共價鍵的斷裂34．(2023·浙江省強基聯(lián)盟高三上學期10月統(tǒng)測)科研人員提出CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)的反應過程如下圖所示，下列說法正確的是()C．步驟②中CO2分子中碳原子的雜化方式沒有改變D．合成DMC的總反應方程式為35．(2023·浙江省浙南名校聯(lián)盟高三上學期第一次聯(lián)考)以釩化合物作催化劑制備高純度次氯酸的機理如圖，已知釩元素V最高化合價為+5價，N(His404)、N(His496)為氨基酸，下列說法不正確的是()A．反應①④中，都形成配位鍵，都有氫氧鍵的斷裂和形成B．反應過程中，釩化合物甲是催化劑，乙、丙、丁、戊是中間產物C．在該催化循環(huán)過程中，中心原子V的化合價和VSEPR模型發(fā)生了改變D．此圖釩化合物的每一次循環(huán)使無機物發(fā)生的凈反應：H2O2+Cl+H+=HOCl+H2O二、非選擇題(本題包括4小題，共30分)36．(12分)(2023·安徽省A10聯(lián)盟高三階段考試)H2S、NO、SO2是有害氣體，處理有害氣體的工藝原理有以下幾種：(1)一種脫除H2S回收硫工藝的兩個階段主要反應分別如下：第一階段：2H2S(g)＋3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g)第二階段：4H2S(g)＋2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g)(2)有氧條件下，NO在催化劑作用下可被NH3還原為N2。①在釩基催化劑作用下的脫硝反應機理如上圖所示，該機理中體