2023届高三化学二轮复习 17 小题保分训练(17) 催化剂、活化能与化学反应历程

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小题保分训练(17) 催化剂、活化能与化学反应历程

1．2019 年9月，我国科研人员研制出 Ti－H－Fe 双温区催化剂，其中 Ti－H区域和 Fe 区域的温度差可超过

100 ℃。Ti－H－Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列

说法错误的是 (　　)

A．①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生

B．该历程中能量变化最大的是 2.46 eV，是氮分子中氮氮三键的断裂过程

C．在高温区加快了反应速率，低温区提高了氨的产率

D．使用 Ti－H－Fe 双温区催化合成氨，不会改变合成氨反应的反应热

2．科学工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了在 Pt/SiO2催化剂表面上 CO2与H2的反应历程，前三步历程

如图所示，其中吸附在 Pt/SiO2催化剂表面上的物种用“· ”标注，Ts 表示过渡态。下列有关叙述正确的是(

)

A．前三步总反应的 ΔH＞0

B．·HOCO 转化为·CO 和·OH 为吸热过程

C．催化剂通过参与化学反应，能降低反应的活化能，提高反应物的转化率

D．历程中活化能(能垒)最小的反应方程式为·CO＋·OH＋·H＋3H2(g)===·CO＋3H2(g)＋H2O(g)

3．三甲胺 N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家实现了在铜催化剂条件下将 N，N—二甲基甲酰胺

[(CH3)2NCHO，简称 DMF]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个 DMF 分子在铜催化剂表面的反应历程如

图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)，下列说法正确的是(　　)

A．步骤①表示 DMF 分子和 H原子吸附在铜催化剂表面的过程，而步骤③则表明形成了 N—H 键

B．该历程中决速步骤能垒(活化能)为1.19 eV

C．升高温度可以加快反应速率，并提高 DMF 的平衡转化率

D．由图可知，该条件下，DMF 完全转化为三甲胺的热化学方程式为：

(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02 eV/mol

4．最近，中国科学院大连化物所“CO2催化转化为 CO 的研究”获得新进展。如图是使用不同催化剂(NiPc 和

CoPc)时转化过程中的能量变化，下列说法不合理的是(　　)

A．·CO2经还原反应得到·COOH

B．该研究成果将有利于缓解温室效应，并解决能源转化问题

C．相同基团的物种分别吸附在 NiPc 和CoPc 表面，其能量可能不同

D．催化剂可以改变 CO2转化为 CO 反应的焓变

5．我国科研人员提出了由 CO2和CH4转化为高附加值产品 CH3COOH 的催化反应历程，该历程示意图如下所示。

下列说法不正确的是(　　)

A．生成 CH3COOH 总反应的原子利用率为 100% B．CH4→CH3COOH 过程中，有 C—H 键发生断裂

C．①→②放出能量并形成了 C—C 键 D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

6．利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除汽车尾气中的 NO 和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如图所示，

下列说法不正确的是(　　)

A．反应中 H＋是催化剂 B．上述历程的总反应为 2NH3＋NO＋NO2=====2N2＋3H2O

C．X是N2和H2O D．汽车尾气中的氮氧化物是汽油不完全燃烧产生的

7．用 H2消除酸性废水中的致癌物 NO，其反应过程示意图如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．Pd 上发生的电极反应为：H2－2e－===2H＋ B．Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用

C．反应过程中 NO 被Fe(Ⅱ)还原为 N2 D．用该法处理后水体的 pH 降低

8．研究表明，大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾，其中某些反应过

程如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．整个过程中 O3作催化剂 B．反应Ⅲ的方程式为 O2＋O===O3

C．光化学烟雾中含甲醛、乙醛等刺激性物质 D．反应Ⅰ、反应Ⅱ均属于氧化还原反应

9．利用固体表面催化工艺进行NO 分解的过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．该分解过程是：2NO=====N2＋O2

B．实验室制取NO 可以用铜与稀硝酸反应

C．过程②释放能量，过程③吸收能量

D．标准状况下，NO 分解生成 5.6L N2转移电子数约为6.02×1023

10．目前认为乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是(

)

A．第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定

B．总反应速率由第①步反应决定

C．第③步反应原子利用率为 100%

D．总反应为吸热反应

11．CO 与N2O均是大气污染物，可通过反应 CO＋N2O===N2＋CO2转化为无害气体，其相对能量与反应历程的

关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)

已知CO 与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应：

第一步：Fe＋N2O===FeO＋N2

第二步：FeO＋CO===Fe＋CO2

A．FeO是反应的中间产物

B．两步反应的 ΔH均小于 0

C．该反应的速率主要由第二步反应决定

D．E2－E0为在没有催化剂条件下总反应的活化能

12．亚硝酰氯在有机合成中有重要应用。2NO(g)＋Cl2(g)＝2NOCl(g)的反应历程如图所示。下列说法错误的是(

)

A．催化剂能提高反应物的相对能量

B．相对曲线II，曲线I表示加入催化剂

C．曲线II 的正反应活化能为 15.5kJ·mol－1

D．2NO(g)＋Cl2(g)＝2NOCl(g) ΔH＝－77.1 kJ·mol－1

13．2021 年中国科学院和中国工程院评选出2020 年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二氧化

碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO2＋4H2===CH4＋2H2O，这是迄今最接近人造光合作用的方法，CO2加

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