高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题6 题型专训(一)“机理”图像的分析与应用（含解析）

题型专训(一)“机理”图像的分析与应用1．(2020·江西省九校高三联考)热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti－H－Fe双温区催化剂(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。下列说法正确的是()A．①为氮氮三键的断裂过程B．①②③在低温区发生，④⑤在高温区发生C．使用Ti－H－Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应D．④为N原子由Fe区域向Ti－H区域的传递过程答案D解析经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，①过程中氮氮三键没有断裂，故A错误；①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N的过程，以上都是吸热反应，需要在高温时进行，而④⑤为了增大平衡产率，需要在低温下进行，故B错误；催化剂只影响化学反应速率，化学反应不会因加入催化剂而改变反应热，故C错误；由题中图示可知，过程④完成了Ti－H－Fe－*N到Ti－H－*N－Fe两种过渡态的转化，N原子由Fe区域向Ti－H区域传递，故D正确。2．(2020·河北省枣强中学高三试题)合成氨反应eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)ΔH的反应机理如图所示，图中“吸”表示各气态物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是()A．该反应的ΔH＝－46kJ·mol－1B．该反应机理中最大活化能为79kJ·mol－1C．升高温度，该反应过渡态的能量会增大D．该反应达到平衡后增大压强反应正向进行答案C解析ΔH与始态和终态有关，与过程无关，ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。由图故B说法正确；该反应过渡态的能量不会随着温度的改变而改变，故C说法错误；该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，反应向右进行，故D说法正确。3．一氧化碳甲烷化反应为：CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g)。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法不正确的是()A．步骤①只有非极性键断裂B．步骤②的原子利用率为100%C．过渡态Ⅱ能量最高，因此其对应的步骤③反应速率最慢D．该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境答案C解析步骤①是H2断键，CO未断键，因此只有非极性键断裂，故A正确；步骤②反应物全部变为生成物，因此原子利用率为100%，故B正确；根据图中信息，过渡态Ⅰ的能量差最高，因此其对应的步骤①反应速率最慢，故C错误；根据反应的历程可知，有毒气体一氧化碳与氢气反应最终转化为无毒的甲烷，该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境，故D正确。4．我国科学家利用计算机模拟计算，分别研究反应CH3OH(g)＋SO3(g)=CH3OSO3H(g)ΔH＝－63.4kJ·mol－1在无水和有水条件下的反应历程，如图所示，其中分子间的静电作用力用“…”表示。(1)分子间的静电作用力最强的是__________(填“a”“b”或“c”)。(2)水将反应的最高能垒由______eV降为______eV。(3)d到f转化的实质为质子转移，该过程断裂的化学键为________(填字母)。A．CH3OH中的氢氧键 B．CH3OH中的碳氧键C．H2O中的氢氧键 D．SO3中的硫氧键答案(1)a(2)20.936.62(3)ACD解析(1)a处的分子能量更低，更稳定，分子间静电作用更强。(2)无水时，反应ii的最高能垒为19.59eV－(－1.34eV)＝20.93eV，有水时，反应ⅱ的最高能垒为3.66eV－(－2.96eV)＝6.62eV，即水将反应ⅱ的最高能垒由20.93eV降为6.62eV。(3)由图可知，水中的氢氧键、甲醇中的氢氧键、三氧化硫中的硫氧键都发生了断裂，A、C、D符合。5．CO2与H2合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示。容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较多的副产物为________；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中________的能量变化。(填字母)A．*CO＋*OH→*CO＋*H2OB．*CO→*OCHC．*OCH2→*OCH3D．*OCH3→*CH3OH答案COA解析由图可知生成副产物CH2O的能量变化大，即能