第六章 微题型55 反应历程、能垒图.docx

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1、化学反应与能量变化微题型55反应历程、能垒图1.乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述正确的是（）A.第、步反应都是放热反应B.第步反应只断裂了碳碳键C.第步反应的活化能比第步反应的活化能大D.由能量与反应历程的关系图可知，总反应不需要加热就能进行答案C解析由图可知，第步反应生成物的总能量大于反应物的总能量，属于吸热反应，故A错误；第步反应断裂了碳碳键、氢氧键，故B错误；由图可知，第步反应的活化能比第步反应的活化能大，故C正确；由能量与反应历程的关系图可知，总反应是放热反应，与反应条件没有必然联系，故D错误。2.北京化工大学研究了过渡金属Pd8簇催化乙焕

2、氢化的反应机理，Pch簇上的反应中间体亚乙烯基吸附物R，多步连续加氢反应路径的能量变化示意图如下（TS为过渡态,IM为中间体）。下列说法错误的是（）A.乙焕与氢气加成生成乙烷的反应为放热反应B.生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可提高乙块的平衡转化率C.图示反应历程中，最大能垒的反应过程为IM1到TS2D.乙焕氢化历程中涉及非极性键的断裂答案B解析图示只是乙块与氢气加成生成乙烷的反应的部分，不能据此判断整个反应的反应热，其实乙块与氢气加成生成乙烷的反应为放热反应，故A正确：催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变化学平衡状态，不能改变反应物的平衡转化率，故B错误；由图可知,反应历程中的能

3、垒分别为(-153+310)kJ、(-24+239)kJ、(-80+115)kJ,则最大能垒的反应过程为IM1到TS2,故C正确；氨气分子中含有非极性犍，乙烘氨化历程中氢气分子断裂HH形成H原子，所以乙块氢化历程中涉及非极性键的断裂，故D正确。3.CO2选择性加氢制甲静是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。下图是CO2催化加氢的反应机理图(“*”表示微粒吸附在催化剂表面)。下列有关说法错误的是()A.状态、和为反应的过渡态B.状态A到状态B的变化不能说明断键变成氢原子要放出能量C.状态到发生的反应为CO；+H=HCoOD更改催化剂不会改变状态到状态的能量大小A. 答案

4、DB. Cu-CeQt固溶体催化剂对生成CH4有较高选择性B.制约CO2还原为C2H4反应速率的是CHCOH-P-COHC.由*CO生成*0H的反应为CO+5H+5e-=CH4+*OHD.*CH2O-*CH3O只有化学键的形成答案D解析由图像分析，生成甲烷的最大能垒相对能量低，所以在该催化剂表面更容易生成甲烷,即CU-Ce-OX固溶体催化剂对生成CE有较高选择性，A项正确；制约反应速率的应该是最高能垒的吸热反应，所以制约C02还原为C2H4反应速率的是CHCOH-“C-COH,B项正确；反应在催化剂表面吸附状态下发生，由图像可知是H卡参加反应，所以由C0生成OH的反应为CO+5H+5e-CH4

5、+OH,C项正确；*CH2OCH-Q属于化学变化，且为吸热反应，所以既有化学键断裂也有化学键生成，D项错误。5.工业上利用NH3对烟道气进行脱硝（除氮氧化物）的SCR技术具有效率高、性能可靠的优势。SCR技术的原理为NH3和No在催化剂（Mno2）表面转化为N2和HzO,反应进程中的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是（）的彬成的转化JH的移除反应进程A.总反应为6NO+4NH.3坦喳=5冲+6比0C. NH2NO是脱硝反应的活性中间体C.升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度D.决定反应速率的步骤是“H的移除”答案C解析由已知“SCR技术的原理为NH3和No在催

6、化剂(MnO2)表面转化为Nz和HzO”可知总反应为6NO+4NH3坦5N2+6H2O,A正确；观察图像可知，NH3吸附在催化剂表面后，经过一定的反应形成了NH2NO,NH2NO又经过反应得到N2和H2O,所以NH2NO是脱硝反应的活性中间体，B正确；始态相对能量高于终态，说明这是一个放热反应，升高温度平衡逆向移动，所以升高温度后，脱硝反应的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，C错误；曲线表明，全过程只有H的移除过程势能升高，这是一个需要吸收能量越过能垒的反应，其速率是全过程几个反应中最慢的，是总反应的决速步骤，D正确。6.我国科研人员在银催化简单烷煌的区域选择性方面的研究取得了重

7、大突破。图为一种烷燃C-H的选择性插入反应进程。下列说法错误的是()A.升高温度三个反应的速率均加快B.I、II、In三种物质中，最稳定的是IC.总反应速率取决于由中间体1生成中间体2的一步D.催化剂对化学反应具有选择性，生成不同产物的同时改变了反应的婚变答案D解析升高温度，反应速率加快，A项正确；物质能量越低越稳定，I、II、HI三种物质中，最稳定的是I,B项正确：化学反应的速率取决于反应历程中的慢反应，中间体1生成中间体2的反应为吸热反应，且活化能最高，决定了总反应速率，C项正确；催化剂具有选择性，只影响化学反应速率，但不改变反应的蛤变，D项错误。7.我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF

8、KCH3)2NCHO转化为三甲胺N(CFh)Jo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，下列说法正确的是()(CH)2NCHO*-hIHN(CH)+OH*+H*A.由图可以判断DMF转化为三甲胺的反应属于吸热反应B.N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O(g)是该反应历程的决速步骤C使用铜作催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的给变D.该历程中最大能垒(活化能)Ed=2.16eV答案B解析根据图示，(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)的能量大于N(CH3)3(g)+H2O(g)的能量，所以DMF转化为三甲胺的反应是放热反应，A错误：化学反应活化能越

9、低反应速率越快，由图可知N(CH3)3+OH+H*转化为N(CH3)3(g)+H2O(g)对应的活化能E正=(-1.02eV)-(-2.21eV)=1.19eV最大，是该反应历程的决速步骤，B正确、D错误；催化剂加快反应速率的机理就是改变反应的历程，降低反应所需的活化能，但由于不能改变反应物、生成物的能量，因此不改变反应的爆变，C错误。8.研究发现Pdz团簇可催化CO的氧化，在催化过程中路径不同可能生成不同的过渡态和中间产物(过渡态已标出)，如图为路径1和路径2催化的能量变化。下列说法正确的是()A.该过程中有极性键和非极性键的断裂和生成B.反应路径2的催化效果更好C.催化剂降低了整个反应的D

10、.路径1中最大能垒(活化能)E正=1.23eV答案B解析由图可知CO在Pd2催化作用下与02反应生成Co2,反应的化学方程式为2C0+O2=2CO2,反应过程中Co中的极性键、02中的非极性键断裂，Co2中的极性键生成，没有非极性键的生成，A错误；由图可知，反应路径2所需总的活化能比反应路径1低，反应路径2的催化效果更好，B正确；催化剂改变反应的活化能，反应的”只与反应物和生成物有关，C错误；路径1的最大能垒(活化能)E正=一3.96eV-(5.73eV)=177eV,D错误。9.甲醉是重要的化工原料，可用于制备甲醛、醋酸等产品。利用CH4与02在催化剂的作用下合成甲醇。主反应：CH4(g)+

11、O2(g)=CH3OH(g)H副反应：CHMg)+22(g)CO2(g)+2H2O(g)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了CH小02和H2O(g)(H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应，部分历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)。反应过程(1)在催化剂表面上更容易被吸附的是(填“比0”或“02”)。(2)该历程中正反应最大的活化能为kJmo,写出该步骤的化学方程式:答案(1)比022.37*CH4+*OH=*CH3OH*H解析(1)、2。能量更低，故H2O更容易被吸附。(2)正反应最大的活化能为-12.68一(一35.05)1kJm

12、o1=22.37kJmo1,对应步骤的化学方程式为*CH4+*OH=CH3OH+*H()10.利用CO2与CH4制备合成气CO、H2,可能的反应历程如图所示：CH1(g)+CO2(g)(1)TS1(E2)一.C(ads)+2H2(g)+CO2(g)(/)-ATS2(乙)2C0(g)+2H2(g)(反)说明：C(ads)为吸附性活性炭，E表示方框中物质的总能量(单位：kJ),TS表示过渡态。(1)制备合成气COH2总反应的热化学方程式为。(2)若&+昂&+及，则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式为。答案(1)CH4(g)+C2(g)=2CO(g)+2H2(g)=(一EDkJmo11(2)CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+CO2(g)或CH4(g)=C(ads)+2H2(g)解析(1)根据”=生成物总能量一反应物总能量，H=(E5-)kJmo,o(2)决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应，速率快慢则由反应的活化能决定，活化能越大，反应速率越慢，根据E4+EvE3+E2得及一EA凡-巴，所以决速步骤的化学方程式为CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+CO2(g)CH4(g)C(ads)2H2(g)。