专项11催化剂、物质转化循环图-2023届高考化学二轮复习知识清单与专项练习(新高考专用)(原卷版+解析)

专项11催化剂、物质转化循环图该专题分为三个板块【1】总概括【2】真题演练【3】专项练习【1】总概括反应历程或机理图像一般取材于实际科研成果，充分体现了化学反应的本质，高考常以此为载体考查反应原理、活化能、反应热等知识，是近年高考的命题热点，此类试题难点是从陌生图像中提取解题信息。【2】真题演练(2021·浙江6月选考，24)制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph—代表苯基)。下列说法不正确的是()A．可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯B．反应过程涉及氧化反应C．化合物3和4互为同分异构体D．化合物1直接催化反应的进行(2021·湖南，14)铁的配合物离子(用[L­Fe­H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：下列说法错误的是()A．该过程的总反应为HCOOHeq\o(=====,\s\up7(催化剂))CO2↑＋H2↑B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定(2021·山东，14)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：＋OH－eq\o(,\s\up7(Ⅰ),\s\do5(Ⅱ))eq\o(,\s\up7(Ⅲ),\s\do5(Ⅳ))＋CH3O－能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是()A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B．反应结束后，溶液中存在18OH－C．反应结束后，溶液中存在CH318OHD．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变练习1.铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是()A．CH3COI是反应中间体B．甲醇羰基化反应为CH3OH＋CO===CH3CO2HC．反应过程中Rh的成键数目保持不变D．存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O练习2．据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是()A．OH－参与了该催化循环B．该反应可产生清洁燃料H2C．该反应可消耗温室气体CO2D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化练习3.“一锅法”用三氯化钌(RuCl3)催化硝基苯(PhNO2，Ph—表示苯基)与醇(RCH2OH)反应生成仲胺(RCH2NHPh)的反应过程如图所示，[Ru]表示催化剂。下列叙述错误的是()A．RCHO是中间体，不是产物B．存在反应PhNH2＋RCHO―→RCH===NPh＋H2OC．还原反应的氢均来自RCH2OHD．反应过程中Ru的成键数目有变化【3】专项练习1．（2022·全国·高三专题练习）最近科学家研究发现铱元素(Ir)形成的复杂阴离子[Ir(CO)2I2]-能催化甲醇的羰基化反应，催化过程中各步基元反应如图所示，其中M→N的反应速率较快，N→Y→X的反应速率较慢，下列有关说法正确的是A．催化过程中基元反应M→N的活化能最大B．反应过程中Ir元素的化合价保持不变C．存在反应：CH3COOH+HI→CH3COI+H2OD．甲醇的羰基化反应原子利用率为100%2．（2022·全国·高三专题练习）某种含二价铜的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理和反应过程中不同态物质体系所具有的能量如图所示。下列说法正确的是A．该脱硝过程总反应的焓变B．由状态①到状态⑤所发生的反应均为氧化还原反应C．由状态③到状态④的变化过程有极性键的断裂和形成D．总反应的化学方程式为3．（2022·湖南省隆回县第一中学高三期中）利用镍(Ni)及其他过渡金属配合物催化和氧化偶联合成丙烯酸的催化机理如图。下列说法错误的是A．催化循环过程中包含加成反应B．该催化剂改变了反应的活化能，降低了焓变C．该催化循环中Ni的成键数目发生了变化D．总反应可表示为4．（2022·安徽·合肥一中模拟预测）近日，中国科学院大连化学物理研究所与上海应物所合作，揭示了双单原子催化剂中的协同催化机理，如4-硝基苯乙烯选择性加氢反应在不同的催化剂下的反应机理及选择性如图所示，下列有关两种不同的催化过程说法错误的是A．两种催化反应过程中均存在极性键的断裂和形成B．Mo单原子位点吸附4-硝基苯乙烯，提高了催化加氢的选择性C．其它条件相同时，双单原子催化下4-硝基苯乙烯的平衡转化率更高D．两种催化剂均能降低选择性加氢反应的活化能5．（2022·全国·高三专题练习）环氧丙烷(C3H6O，PO)是一种重要的有机化工产品，对Cu2O催化剂表面催化空气氧化丙烯反应机理的DFT计算表明，可能有通过分子氧(甲图)和晶格氧(乙图)两种反应机理(TS代表中间态)。已知吸附能指在吸附过程中释放的能量，下列说法错误的是中A．C3H6在催化剂上的吸附能低于C3H6与O2共吸附在表面的吸附能B．空气氧化丙烯生成环氧丙烷是放热反应C．通过对图象的分析得出，该反应更易按照甲图路径进行D．总反应方程式为2C3H6+O22C3H6O6．（2022·湖北·应城市第一高级中学模拟预测）以SiO2表面隔离的Cr3+催化丙烷无氧脱氢的机理如图，随着反应的进行，副反应产生的积炭会导致催化剂失活。下列说法正确的是A．基态铬原子核外有6种能量不同的电子B．总反应方程式为C3H8C3H4+2H2C．Cr3+改变反应活化能的同时改变了反应的热效应D．在该体系中加入CO2有利于丙烷脱氢7．（2022·全国·高三专题练习）据文献报道，用氢气制备双氧水的一种工艺简单、能耗低的方法，其反应原理如图所示。下列有关说法正确的是A．反应过程中所发生的反应均为氧化还原反应B．、均为该反应的催化剂C．的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成D．能降低反应过程中的活化能8．（2022·广东·广州市第六十五中学高三阶段练习）在钴化合物催化下，烯烃醛基化反应的历程如图所示。下列叙述错误的是A．反应过程中Co的成键数目发生了变化B．烯烃中的双键可提供电子与化合物中的Co共用C．烯烃醛基化总反应为RCH=CH2+CO+H2→RCH2CH2CHOD．该含钴化合物可降低烯烃醛基化反应的活化能，提高平衡转化率9．（2022·福建·厦门双十中学模拟预测）甲烷可在铑/铈氧化物的催化下与过氧化氢反应，转化为甲醇和甲基过氧化氢(CH3OOH)，实现了天然气的高效利用，其原理如图所示，下列说法错误的是A．反应③中有极性键的断裂与生成B．反应⑤中，Ce的化合价降低C．铑/铈氧化物改变了CH4和H2O2的反应历程，降低了反应的活化能D．若用H2l8O2作反应物，一段时间后CH3OH、CH3OOH和铑/铈氧化物中均含有18O10．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）科学工作者探讨了在CO2和H2合成HCOOH过程中固载Ru基催化剂可能的反应机理如图所示。下列说法错误的是。A．固载Ru基催化剂可降低该反应的焓变B．Ru配合物1、2、3、4中Ru的化合价不变C．总反应的化学方程式为CO2+H2HCOOHD．CO2浓度过大可能会影响催化剂的实际催化效率11．（2022·河南·高三开学考试）某科研团队用PdCl2催化苯酚(PhOH)羰基化合成(DPC)，并提出了合成DPC的反应机理(如图所示)，下列有关说法中错误的是A．Cl-Pd-OPh和是反应的中间产物B．反应过程中Pd的化合价始终保持不变C．反应过程中PdCl2降低了反应的活化能，未改变反应的△HD．总反应方程式为4PhOH+2CO+O2→2+2H2O12．（2022·全国·高三专题练习）均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一，如图所示(和为速率常数)。下列说法错误的是A．相同条件下，基元反应I比II的活化能低B．基元反应I中氧元素的化合价发生变化C．基元反应II的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+D．芬顿反应进行的过程中，整个体系的几乎不变(忽略体积变化)13．（2022·山西大同·高三期末）具有开放性铁位点的金属有机框架材料，可以用于乙烷的催化氧化形成乙醇，反应过程如图所示，其中TS表示过渡态。下列说法正确的是A．反应过程中铁原子形成的化学键数目保持不变B．该反应过程中的原子利用率为100%C．此反应方程式为：N2O+C2H6N2+C2H5OHD．反应过程中物质c降低了反应的活化能14．（2022·河南河南·二模）以乙烯为原料，生产乙二醇的流程及其反应过程和机理如下：下列叙述错误的是A．决定反应I速率快慢的是步骤③B．反应I、II中的H2O均是反应物C．反应I属于氧化反应D．反应II中H+进攻环氧乙烷中的氧原子是因为该分子中氧原子显负电性15．（2022·湖北省仙桃中学高三阶段练习）催化丙烯制醛的反应机理如图所示。下列说法错误的是A．上述循环过程中，Co的配位数发生了变化B．上述循环过程中，有C-O键的形成，无C-O键的断裂C．丙烯醛基化总反应为D．可降低丙烯醛基化反应的活化能16．（2022·广东实验中学高三阶段练习）某种制备H2O2的反应机理如图。下列说法正确的是A．反应①中有非极性键的断裂和形成B．该过程中Pd的化合价有0、+2和+4三种C．①、②、③均为氧化还原反应D．[PdCl4]2-能降低反应的活化能17．（山东省泰安市2021-2022学年高三下学期3月一模考试化学试题）中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄和雄黄都是自然界中常见的砷化物，早期都曾用作绘画颜料，因都有抗病毒疗效也用来入药。砷元素有、两种常见价态。一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示。下列说法错误的是A．反应Ⅰ中，和的物质的量之比为1∶1时可恰好完全反应B．反应Ⅱ中，物质a可能是S、C．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ是氧化还原反应；反应Ⅲ是非氧化还原反应D．反应Ⅰ可用NaOH溶液吸收，向吸收后的溶液中加入足量稀硫酸可为反应Ⅳ提供18．（湖北省部分市州2021-2022学年高三上学期期末联合调研考试化学试题）氮氧化物(NOx)是一类特殊的污染物，它本身会对生态系统和人体健康造成危害。一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图所示。下列叙述错误的是A．反应①变化过程可表示为2Cu(NH3)+O2=[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+B．反应③属于非氧化还原反应C．反应④涉及极性共价键的断裂与生成D．图中总过程中每吸收1molNO需要标准状态下的NH344.8L19．（重庆市2022届高三第一次联合诊断测试化学试题）天然气中含有有毒气体，用下图所示流程可实现天然气在氧化亚铁硫杆菌(T·F菌)作用下催化脱硫。下列说法不正确的是A．过程①的pH降低，过程②的pH升高B．该脱硫过程可以在中性环境中进行C．该脱硫过程不需要补充溶液D．该脱硫过程的总反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:220．（广东省佛山市2021-2022学年高三上学期普通高中第一次教学质量检测化学试卷）利用CH3OH、CO2与H2合成CH3CH2OH的反应主要历程如图所示。下列说法错误的是A．合成过程涉及C-C键和C-O键形成B．CO是合成乙醇的中间体C．第3步的反应式为CH3I+CO+2H2→CH3CH2OH+HID．若用CH3OD替代CH3OH，则可生成CH3CH2OD21．（辽宁省五校联考2021-2022学年高三上学期期末联考化学试题）常温常压下，某金属有机多孔材料()对具有超高的吸附能力，并能催化与环氧丙烷的反应，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．物质a分子中碳原子和氧原子均采取杂化B．a的一氯代物有3种C．a生成b的反应类型为取代反应，并有极性共价键形成D．最多可与反应22．（广东省珠海市第二中学2022届高三十月月考化学试题）双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是A．过程Ⅰ中，表现出酸性氧化物的性质B．过程Ⅱ中，可氧化C．双碱法脱硫过程中，可以循环利用D．总反应为23．（河南省鹤壁市高级中学2020-2021学年高二上学期尖子生联赛调研二化学试题）已知：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.0kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：过程Ⅰ：2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)△H=+313.2kJ/mol过程Ⅱ：……下列说法不正确的是A．过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4转移2mol电子B．过程Ⅱ热化学方程式为：3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)△H=+128.9kJ/molC．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是：太阳能→化学能→热能D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点24．（湖南省衡阳市衡阳县第一中学2022届高三下学期第二次模考试化学试题）常温下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反应原理如图所示。关于该反应过程的说法正确的是A．该反应过程中，M是Fe3+、M′是Fe2+B．当有1molO2生成时，转移2mol电子C．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐降低D．H2O2的氧化性比Fe3+强，还原性比Fe2+弱25．（重庆市实验中学2021届高三下学期三诊化学试题）联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是A．过程①中生成的N2是氧化产物B．过程③中发生反应后溶液的pH减小C．1molN2H4可处理锅炉水中1molO2D．1molN2H4含有的共价键数约为5×6.02×102326．（安徽省池州市第一中学2021届高三上学期9月月考化学试题）利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的，制取石膏()的过程如下，下列说法错误的是A．属于盐类和纯净物B．过程Ⅱ中，反应的离子方程式为：4+2S2-+9H2O=+4Mn(OH)2↓+10OH-C．过程Ⅰ后溶液pH减小D．将10L上清液中的(浓度为)转化为，理论上共需要0.15molO227．（2022·湖南·长沙一中高三阶段练习）我国承诺将力争2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”，向世界发出了加速调整“碳中和”政策的最强音，体现了大国担当。科学家已经成功地利用二氧化碳催化氢化获得甲酸，利用化合物1催化氢化二氧化碳的反应过程如图甲所示，其中化合物2与水反应变成化合物3和的反应历程如图乙所示，其中表示过渡态，Ⅰ表示中间体。下列说法错误的是A．图甲中，原子的成键数一直没有改变B．从平衡移动的角度看，降低温度可促进化合物2与水反应C．图乙历程中最大能垒(活化能)D．使用更高效的催化剂可以降低反应所需的活化能，从而提高二氧化碳的反应速率和平衡转化率28．（2022·湖北·襄阳四中模拟预测）CrOx催化丙烷脱氢的反应路径如图所示，图中括号内的数值表示相对能量、箭头上的数值表示能垒，单位为eV。下列说法错误的是A．该催化循环过程不需要外界输入能量B．该催化循环中经历了五个中间体C．“M2→M3”过程中形成配位键D．该催化循环中Cr的成键数目发生变化29．（2022·湖南郴州·一模）中科院兰州化学物理研究所用催化加氢合成低碳烯烃，反应过程如下图。在其他条件相同时，添加不同助剂(催化剂中添加助剂、或后可改变反应的选择性)，经过相同时间后测得的转化率和各产物的物质的量分数如下表。助剂的转化率/%各产物的物质的量分数/%其他42.535.939.624.527.275.622.81.69.880.712.56.8下列说法正确的是A．第i步反应的活化能比第ii步的低B．加氢合成低碳烯烃时还有生成C．添加助剂时单位时间内乙烯的产量最高D．使加氢合成低碳烯烃的减小30．（湖南省大联考雅礼十六校2021-2022学年高三第二次联考化学试题）盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是A．电池工作时，Pt电极是正极B．图2中，A为H+和e-，B为NH3OH+C．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3gD．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降31．（2022·全国·高三专题练习）铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：下列说法正确的是A．该过程的总反应为且为放热反应B．增大浓度一定加快反应速率C．反应Ⅲ→Ⅳ的活化能为20.0KJ/molD．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定32．（2022·全国·高三专题练习）CO与气体均会造成环境污染，研究表明二者可在表面转化为无害气体，其反应进程及能量变化过程如图所示。下列说法正确的是A．使用催化剂可降低反应活化能，但不改变反应历程B．有催化剂条件下，E1时的反应速率比E2快C．D．为中间体、为催化剂33．（2022·四川·成都七中高三阶段练习）我国科技工作者提出的一种OER(氧气析出反应)机理如图所示。下列说法错误的是A．物质M不能改变OER反应的焓变 B．每一步反应过程都是氧化还原反应C．反应过程中只涉及极性键的断裂和形成 D．该总反应方程式：4OH-4e-2H2O+O2↑34．（2022·全国·高三专题练习）氮掺杂的碳材料可以有效催化燃料电池中的还原反应，其催化机理如图。途径一：A→B→C→F途径二：A→B→C→D→E下列说法不正确的是A．途径一中存在极性共价键的断裂与形成B．途径一的电极反应是C．途径二，1mol得到4molD．氮掺杂的碳材料降低了反应的焓变35．（2022·全国·高三专题练习）CO2催化加氢制CO技术是兼顾新能源和实现碳达峰的重要途径之一，该反应机理如图所示。下列说法错误的是A．反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH达到平衡后，若升温，c(H2)降低，则ΔH＞0B．催化剂表面易于形成氧空位，有效促进CO2的吸附活化C．图中的a、b、c、d、e五个步骤中，每个步骤都有化学键的断裂与形成D．催化剂(In2O3)能加快催化加氢的速率，是因为降低了反应的活化能36．（2021·湖南省临澧县第一中学高三阶段练习）某种含二价铜微料催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应历程中不同状态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是A．可加快脱硝速率，提高平衡转化率B．状态②到状态③的变化过程中有极性键的断裂与形成C．状态④到状态⑤的变化过程决定了整个历程的反应速率D．在图1所示历程中铜元素的化合价未发生变化37．（2022·全国·高三专题练习）加氢耦合苯胺()的一种反应机理如下图所示。下列叙述不正确的是A．金属Au可吸附H原子，可吸附B．反应过程中N的成键数目保持不变C．反应过程中发生还原反应D．该过程的总反应：38．（2022·重庆市第十一中学校高三阶段练习）下图是工业上以含铑元素(Rh)的化合物RhH(CO)(PPh3)2作催化剂获取直链醛的催化循环示意图，其中Ph表示苯基，下列叙述错误的是A．A是催化剂，B、C、D、E都是中间产物B．在反应过程中，铑元素(Rh)的成键数目发生了变化C．获取直链醛时，使用RhH(CO)(PPh3)2作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高反应速率及反应物的平衡转化率D．工业上可以利用此方法，以丙烯为原料合成丁醛39．（2022·浙江·高三开学考试）铑的配合物离子可催化甲醇羧基化，反应过程如图所示，下列叙述错误的是A．是反应中间体，能提升催化效果B．甲醇羰基化反应为：C．Ⅱ、Ⅲ中Rh的成键数目不相同D．铑的配合物离子Ⅱ是催化剂40．（2022·北京东城·高三期末）与能发生反应：

。已知：①该反应由两个基元反应分步完成，第一步为

②两步反应的活化能分别为、，且下列判断不正确的是A．第一步为氧化还原反应B．第一步的化学反应速率大于第二步的化学反应速率C．已知键能：，可推知键能：D．第二步的热化学方程式为

41．（2022·浙江·高三专题练习）有机小分子催化多氟代物的取代反应，机理如图所示，已知反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ的活化能中，反应Ⅱ的活化能最大。下列说法不正确的A．反应方程式为：+→+B．2是催化剂，4和7都是反应中间体C．5为时，1是D．整个取代反应的反应速率主要由反应Ⅱ的速率决定42．（2021·河北·石家庄二中高三期中）我国科学家已成功将CO2催化氢化获得甲酸，利用化合物1催化CO2氢化的反应过程如图甲所示，其中化合物2与H2O反应生成化合物3，化合物3与HCO3-的反应历程如图乙所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是A．化合物1到化合物2的过程中存在碳氧键的断裂和碳氧键的形成B．该历程中最大能垒(活化能)E正=16.87kcal·mol-1C．使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能。最终提高CO2的转化率D．从平衡移动的角度看，升高温度，可促进化合物2与H2O反应生成化合物3与HCOO-43．（2022·河北·高三阶段练习·多选）CO2的综合利用是实现“双碳”的重要手段。利用钌(Ru)基催化剂将CO2转化为有机原料甲酸的反应机理如图所示。下列说法错误的是A．反应II为决速步骤，所以反应II的活化能最低B．水是该反应的中间产物C．该反应的总方程式：D．反应过程中既有极性键的生成，又有非极性键的生成44．（山东省淄博市2022届高三下学期第一次模拟考试化学试题·多选）分子中每个手性碳原子可形成一对旋光异构体。具有生物降解性能的聚碳酸丙烯酯()可由碳酸丙烯酯()聚合而成。用环氧丙烷()与CO2催化环加成反应生成碳酸丙烯酯的反应机理如图。下列说法错误的是A．酸丙烯酯中的π键与σ键数目比为1∶7B．聚合生成聚碳酸丙烯酯反应中原子利用率是100%C．环氧丙烷与CO2反应的催化剂为和I-D．考虑旋光异构现象，环氧丙烷的一氯代物有6种45．（2022·辽宁实验中学模拟预测·多选）均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一，如图所示(和为速率常数)。下列说法错误的是A．相同条件下，基元反应Ⅰ比Ⅱ的活化能低B．基元反应Ⅰ中氧元素的化合价没有发生变化C．基元反应Ⅱ的化学方程式为D．芬顿反应进行的过程中，整个体系的几乎不变(忽略体积变化)46．（2022·湖南师大附中高三阶段练习·多选）H2在石墨烯负载型Pd单原子催化剂(Pd/SVG)上还原NO生成N2和NH3的路径机理及活化能(kJ·mol–1)如图所示。下列说法错误的是A．H2还原NO生成N2的决速步为反应⑥B．Pd/SVG上H2还原NO，更容易生成N2C．根据如图数据可计算NO+5H=NH3+H2O的ΔHD．由图可知，相同催化剂条件下反应可能存在多种反应历程47．（2022·河北秦皇岛·模拟预测·多选）RRhI(-R为烃基)催化CO2加氢制羧酸(RCOOH)的反应机理如图所示。下列说法正确的是A．总反应的原子利用率为100％B．上述历程中断裂和形成了极性键C．反应abcde均是氧化还原反应D．RRhI降低了CO2加氢反应的活化能48．（2022·山东潍坊·高三期末·多选）溴分子易极化，使分子内溴原子分别带部分正电荷和部分负电荷。在一定条件下CH2=CH-CH=CH2与Br2发生加成反应会得到两种产物，且两种产物可通过互相转化，反应历程可表示为：CH2=CHCHBrCH2Br与CH2BrCH=CHCH2Br相互转化的能量变化如下图所示。已知，同一反应在不同温度下反应速率常数与活化能的关系如下：(其中R为常数)。下列叙述错误的是A．相同条件下，反应i的速率比反应ii快B．升高反应温度，更有利于CH2=CHCHBrCH2Br的生成C．反应CH2=CHCHBrCH2Br(s)→CH2BrCH=CHCH2Br(s)的ΔH=Ea4+Ea2-Ea1–Ea3D．相同条件下，反应达平衡后产物中CH2BrCH=CHCH2Br含量更大49．（2022·湖南·衡阳市八中高三阶段练习）中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·mol﹣1)如图所示，下列说法正确的是A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为N2C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOHD．生成NH3的总反应方程式为2NO+5H22NH3+2H2O专项11催化剂、物质转化循环图该专题分为三个板块【1】总概括【2】真题演练【3】专项练习【1】总概括反应历程或机理图像一般取材于实际科研成果，充分体现了化学反应的本质，高考常以此为载体考查反应原理、活化能、反应热等知识，是近年高考的命题热点，此类试题难点是从陌生图像中提取解题信息。【2】真题演练(2021·浙江6月选考，24)制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph—代表苯基)。下列说法不正确的是()A．可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯B．反应过程涉及氧化反应C．化合物3和4互为同分异构体D．化合物1直接催化反应的进行答案D解析由图中信息可知，苯甲醛和甲醇分子在化合物2的催化作用下，参与催化循环，最后得到产物苯甲酸甲酯，发生的是酯化反应，故A项正确；由图中信息可知，化合物4在H2O2的作用下转化为化合物5，即醇转化为酮，该过程是失氢的氧化反应，故B项正确；化合物3和化合物4所含原子种类及数目均相同，结构不同，两者互为同分异构体，故C项正确；由图中信息可知，化合物1在NaH的作用下形成化合物2，化合物2再参与催化循环，所以直接催化反应进行的是化合物2，化合物1间接催化反应的进行，故D项错误。(2021·湖南，14)铁的配合物离子(用[L­Fe­H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：下列说法错误的是()A．该过程的总反应为HCOOHeq\o(=====,\s\up7(催化剂))CO2↑＋H2↑B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定答案D解析由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO－与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离子转化为氢气，所以化学方程式为HCOOHeq\o(=====,\s\up7(催化剂))CO2↑＋H2↑，故A正确；若氢离子浓度过低，则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制甲酸的电离，使甲酸根离子浓度降低，反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，故B正确；由反应机理可知，Fe在反应过程中，化学键数目发生变化，则化合价也发生变化，故C正确；由反应进程可知，反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，故D错误。(2021·山东，14)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：＋OH－eq\o(,\s\up7(Ⅰ),\s\do5(Ⅱ))eq\o(,\s\up7(Ⅲ),\s\do5(Ⅳ))＋CH3O－能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是()A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B．反应结束后，溶液中存在18OH－C．反应结束后，溶液中存在CH318OHD．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变答案B解析一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化能较高，因此反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ，故A错误；反应Ⅰ为加成反应，而为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为或，后者能生成18OH－，因此反应结束后，溶液中存在18OH－，故B正确；反应Ⅲ的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318OH，故C错误；该总反应对应反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O－的总能量与和OH－的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误。练习1.铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是()A．CH3COI是反应中间体B．甲醇羰基化反应为CH3OH＋CO===CH3CO2HC．反应过程中Rh的成键数目保持不变D．存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O答案C解析由反应过程可知，CH3COI在反应过程中生成，后又参与后续反应而消耗，属于反应中间体，A项正确；观察反应过程图示可得甲醇羰基化反应的化学方程式为CH3OH＋CO===CH3CO2H，B项正确；观察反应过程图示可看出Rh的成键数目有4、5、6，C项错误；观察反应过程图示可知存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O，D项正确。练习2．据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是()A．OH－参与了该催化循环B．该反应可产生清洁燃料H2C．该反应可消耗温室气体CO2D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化答案C解析根据题图中信息可知，OH－参与了该催化循环过程，A正确；由题图中箭头方向可知有H2生成，所以该反应可以产生清洁燃料H2，B正确；由题图中箭头方向可知，在催化反应过程中释放出CO2，CO2是生成物，C错误；根据题图中信息可知，转化为和H2的过程中，铁的成键数目发生了变化，D正确。练习3.“一锅法”用三氯化钌(RuCl3)催化硝基苯(PhNO2，Ph—表示苯基)与醇(RCH2OH)反应生成仲胺(RCH2NHPh)的反应过程如图所示，[Ru]表示催化剂。下列叙述错误的是()A．RCHO是中间体，不是产物B．存在反应PhNH2＋RCHO―→RCH===NPh＋H2OC．还原反应的氢均来自RCH2OHD．反应过程中Ru的成键数目有变化答案A解析该反应历程图中某些产物未给出，若不能写出每步反应的化学方程式，则易错判A项。各步及总反应的化学方程式如图所示：A项，第①步反应中生成4个RCHO，其中1个作为中间体参与反应，剩余3个作为产物，故RCHO既是中间体又是产物，错误；C项，第②、④步反应为还原反应，这两个还原反应的“H”均来自[Ru—H]，而[Ru—H]中的H来自RCH2OH，正确；D项，[Ru]―→[Ru—H]的过程中Ru的成键数目增加，正确。【3】专项练习1．（2022·全国·高三专题练习）最近科学家研究发现铱元素(Ir)形成的复杂阴离子[Ir(CO)2I2]-能催化甲醇的羰基化反应，催化过程中各步基元反应如图所示，其中M→N的反应速率较快，N→Y→X的反应速率较慢，下列有关说法正确的是A．催化过程中基元反应M→N的活化能最大B．反应过程中Ir元素的化合价保持不变C．存在反应：CH3COOH+HI→CH3COI+H2OD．甲醇的羰基化反应原子利用率为100%【答案】D【详解】A．因为M→N的反应速率较快，所以该催化过程中基元反应M→N的活化能较小，A不正确；B．从反应过程中配合物的组成可以看出，Ir元素的化合价发生改变，B不正确；C．从转化关系看，存在反应：CH3COI+H2O→CH3COOH+HI，C不正确；D．反应的总反应为CH3OH+CO→CH3COOH，所以甲醇的羰基化反应原子利用率为100%，D正确；故选D。2．（2022·全国·高三专题练习）某种含二价铜的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理和反应过程中不同态物质体系所具有的能量如图所示。下列说法正确的是A．该脱硝过程总反应的焓变B．由状态①到状态⑤所发生的反应均为氧化还原反应C．由状态③到状态④的变化过程有极性键的断裂和形成D．总反应的化学方程式为【答案】C【详解】A．由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，应为放热反应，，选项A错误；B．由状态①到状态②各元素化合价均未发生变化，为非氧化还原反应，选项B错误；C．由状态③到状态④的变化过程有中的极性键的断裂和产物中O-H键的形成，选项C正确；D．由图可知脱硝过程反应物为：2mol、2molNO、0.5mol，生成物为：3mol、2mol，总反应的化学方程式为，选项D错误；答案选C。3．（2022·湖南省隆回县第一中学高三期中）利用镍(Ni)及其他过渡金属配合物催化和氧化偶联合成丙烯酸的催化机理如图。下列说法错误的是A．催化循环过程中包含加成反应B．该催化剂改变了反应的活化能，降低了焓变C．该催化循环中Ni的成键数目发生了变化D．总反应可表示为【答案】B【详解】A．和O=C=O反应生成，属于加成反应，故A正确；B．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，催化剂不能降低焓变，故B错误；C．根据图示可知，Ni的成键数目分别为2、3，该催化循环中Ni的成键数目发生了变化，故C正确；D．镍(Ni)及其他过渡金属配合物催化和生成丙烯酸，总反应为，故D正确；选B。4．（2022·安徽·合肥一中模拟预测）近日，中国科学院大连化学物理研究所与上海应物所合作，揭示了双单原子催化剂中的协同催化机理，如4-硝基苯乙烯选择性加氢反应在不同的催化剂下的反应机理及选择性如图所示，下列有关两种不同的催化过程说法错误的是A．两种催化反应过程中均存在极性键的断裂和形成B．Mo单原子位点吸附4-硝基苯乙烯，提高了催化加氢的选择性C．其它条件相同时，双单原子催化下4-硝基苯乙烯的平衡转化率更高D．两种催化剂均能降低选择性加氢反应的活化能【答案】C【详解】A．两种催化反应过程中均有硝基转变为氨基，硝基内氮氧键、氨基内氮氢键均为极性键，则均存在极性键的断裂和形成，A正确；B．由图知，Mo单原子位点吸附4-硝基苯乙烯上的氧、Ir单原子位点吸附H，使硝基转变为氨基，故双单原子催化剂提高了催化加氢的选择性，B正确；C．催化剂不影响平衡转化率，C不正确；D．两种催化剂均能降低选择性加氢反应的活化能、提高单位体积单位时间内有效碰撞的次数、提高反应速率，D正确；答案选C。5．（2022·全国·高三专题练习）环氧丙烷(C3H6O，PO)是一种重要的有机化工产品，对Cu2O催化剂表面催化空气氧化丙烯反应机理的DFT计算表明，可能有通过分子氧(甲图)和晶格氧(乙图)两种反应机理(TS代表中间态)。已知吸附能指在吸附过程中释放的能量，下列说法错误的是中A．C3H6在催化剂上的吸附能低于C3H6与O2共吸附在表面的吸附能B．空气氧化丙烯生成环氧丙烷是放热反应C．通过对图象的分析得出，该反应更易按照甲图路径进行D．总反应方程式为2C3H6+O22C3H6O【答案】A【详解】A．对比图甲和图乙中①和②的变化可知，C3H6在催化剂上的吸附能高于C3H6与O2共吸附在表面的吸附能，A错误；B．由图甲和图乙可知空气氧化丙烯生成环氧丙烷是放热反应，B正确；C．由图甲和图乙可知，图甲中②到TS1的吸收的能量较低，更容易发生反应，C正确；D．由图甲和图乙可知，总反应方程式为2C3H6+O22C3H6O，D正确；故选A。6．（2022·湖北·应城市第一高级中学模拟预测）以SiO2表面隔离的Cr3+催化丙烷无氧脱氢的机理如图，随着反应的进行，副反应产生的积炭会导致催化剂失活。下列说法正确的是A．基态铬原子核外有6种能量不同的电子B．总反应方程式为C3H8C3H4+2H2C．Cr3+改变反应活化能的同时改变了反应的热效应D．在该体系中加入CO2有利于丙烷脱氢【答案】D【详解】A．已知Cr是24号元素，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，故基态铬原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种能量不同的电子，A错误；B．由题干反应历程图可知，该过程的总反应方程式为C3H8CH3CH=CH2+H2，B错误；C．由题干信息可知，Cr3+为催化剂，则催化剂Cr3+能改变反应活化能，但不能改变了反应的热效应，C错误；D．由题干信息可知，随着反应的进行，副反应产生的积炭会导致催化剂失活，而在该体系中加入CO2，由于C+CO22CO能有效消除积碳，防止催化剂失活，有利于丙烷脱氢，D正确；故答案为：D。7．（2022·全国·高三专题练习）据文献报道，用氢气制备双氧水的一种工艺简单、能耗低的方法，其反应原理如图所示。下列有关说法正确的是A．反应过程中所发生的反应均为氧化还原反应B．、均为该反应的催化剂C．的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成D．能降低反应过程中的活化能【答案】D【分析】从图中可看出，该反应原理涉及反应：①2HCl+[PdCl2O2]2-=H2O2+[PdCl4]2-、②[PdCl4]2-+H2=2HCl+2Cl-+Pd、③Pd+O2+2Cl-=[PdCl2O2]2-。【详解】A．据分析，反应过程中①所发生的反应为非氧化还原反应，A错误；B．据分析，是反应的中间产物，为该反应的催化剂，B错误；C．的过程中，Pd-Cl极性键断裂、H-H非极性键断裂，形成H-Cl极性键，没有非极性键的形成，C错误；D．参与反应过程后，H2与O2合成H2O2能耗降低，则其能降低反应过程中的活化能，D正确；故选D。8．（2022·广东·广州市第六十五中学高三阶段练习）在钴化合物催化下，烯烃醛基化反应的历程如图所示。下列叙述错误的是A．反应过程中Co的成键数目发生了变化B．烯烃中的双键可提供电子与化合物中的Co共用C．烯烃醛基化总反应为RCH=CH2+CO+H2→RCH2CH2CHOD．该含钴化合物可降低烯烃醛基化反应的活化能，提高平衡转化率【答案】D【详解】A．由图象可知，Co可以形成4条键，也可以形成5条键，成键数目发生了变化，A正确；B．由图可知，物质中烯烃中的双键可提供电子与化合物中的Co共用，B正确；C．由图可知，反应物为RCH=CH2、CO、H2，产物为RCH2CH2CHO，因此总反应为RCH=CH2+CO+H2→RCH2CH2CHO，C正确；D．Co化合物为催化剂，催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，但不能影响平衡，因此不能提高平衡转化率，D错误；故选D。9．（2022·福建·厦门双十中学模拟预测）甲烷可在铑/铈氧化物的催化下与过氧化氢反应，转化为甲醇和甲基过氧化氢(CH3OOH)，实现了天然气的高效利用，其原理如图所示，下列说法错误的是A．反应③中有极性键的断裂与生成B．反应⑤中，Ce的化合价降低C．铑/铈氧化物改变了CH4和H2O2的反应历程，降低了反应的活化能D．若用H2l8O2作反应物，一段时间后CH3OH、CH3OOH和铑/铈氧化物中均含有18O【答案】B【详解】A．反应③中CH4中断裂1条C-H键形成∙CH3，∙OH与H形成H2O中有O-H键生成，则有极性键的断裂与生成，A正确；B．反应⑤中，H2O2→H2O中O元素从-1降低至-2价，则Ce的化合价升高，B错误；C．铑/铈氧化物是催化剂，可改变了CH4和H2O2的反应历程，降低了反应的活化能，C正确；D．由反应⑤可知O连接在Ce上，甲烷可在铑/铈氧化物的催化下与过氧化氢反应，转化为甲醇和甲基过氧化氢(CH3OOH)，则若用H2l8O2作反应物，一段时间后CH3OH、CH3OOH和铑/铈氧化物中均含有18O，D正确；故选：B。10．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）科学工作者探讨了在CO2和H2合成HCOOH过程中固载Ru基催化剂可能的反应机理如图所示。下列说法错误的是。A．固载Ru基催化剂可降低该反应的焓变B．Ru配合物1、2、3、4中Ru的化合价不变C．总反应的化学方程式为CO2+H2HCOOHD．CO2浓度过大可能会影响催化剂的实际催化效率【答案】A【详解】A．催化剂降低反应活化能，不影响反应的焓变，故A错误；B．Ru配合物1、2、3、4中Ru所连的键没有变化，所以Ru的化合价不变，故B正确；C．在有Ru基催化剂存在的条件下，CO2与H2合成HCOOH，根据原子守恒，发生的反应为CO2+H2HCOOH，故C正确；D．CO2浓度过大将减小催化剂与H2之间的接触，从而影响催化剂的实际催化效率，故D正确；选A。11．（2022·河南·高三开学考试）某科研团队用PdCl2催化苯酚(PhOH)羰基化合成(DPC)，并提出了合成DPC的反应机理(如图所示)，下列有关说法中错误的是A．Cl-Pd-OPh和是反应的中间产物B．反应过程中Pd的化合价始终保持不变C．反应过程中PdCl2降低了反应的活化能，未改变反应的△HD．总反应方程式为4PhOH+2CO+O2→2+2H2O【答案】B【详解】A．由图可知Cl-Pd-Cl作为催化剂参与反应，流程呈逆时针方向进行，Cl-Pd-OPh和是反应的中间产物，A选项正确；B．流程图中有最后一步Pd0转化为Cl-Pd-Cl，Pd化合价发生改变，B选项错误；C．催化剂PdCl2使活化能降低，加快反应速率，但并未改变反应的△H，C选项正确；D．由流程图的物质对应箭头指向可知总反应方程式为4PhOH+2CO+O2→2+2H2O，D选项正确；答案选B。12．（2022·全国·高三专题练习）均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一，如图所示(和为速率常数)。下列说法错误的是A．相同条件下，基元反应I比II的活化能低B．基元反应I中氧元素的化合价发生变化C．基元反应II的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+D．芬顿反应进行的过程中，整个体系的几乎不变(忽略体积变化)【答案】D【分析】A中根据图中速率公式，根据反应速率与活化能之间的关系进行判断；B中根据图中铁元素的化合价的变化判断，发生氧化还原反应；C中根据图示进行书写化学方程式；D中根据总反应过程中溶质的变化，根据浓度的变化判断进行判断酸碱性。【详解】A．由题干信息可知，k1＞k2，说明相同条件下，基元反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快，活化能越低反应速率越快，即基元反应Ⅰ比Ⅱ的活化能低，A正确；B．由题干信息可知，基元反应Ⅰ为：H++H2O2+Fe2+=Fe3++·OH+H2O，故基元反应I中氧元素的化合价发生变化，B正确；C．由题干信息可知，基元反应Ⅱ的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+，C正确；D．基元反应Ⅰ为：H++H2O2+Fe2+=Fe3++·OH+H2O，基元反应Ⅱ的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2·+Fe2++H+，而基元反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快，总反应不是简单基元反应Ⅰ加上基元反应Ⅱ，则芬顿反应进行的过程中，整个体系的pH会发生变化(忽略体积变化)，D错误；故选D。13．（2022·山西大同·高三期末）具有开放性铁位点的金属有机框架材料，可以用于乙烷的催化氧化形成乙醇，反应过程如图所示，其中TS表示过渡态。下列说法正确的是A．反应过程中铁原子形成的化学键数目保持不变B．该反应过程中的原子利用率为100%C．此反应方程式为：N2O+C2H6N2+C2H5OHD．反应过程中物质c降低了反应的活化能【答案】C【详解】A．由转化关系图可知，铁原子有的形成5个共价键，有的形成6个共价键，故A错误；B．从图中可以看出，进线为反应物，出线为产物，总反应方程式为：N2O+C2H6N2+C2H5OH，催化剂为a，由于产物有乙醇和氮气，原子利用率小于100%，故B错误；C．进线为反应物，出线为产物，总反应方程式为：N2O+C2H6N2+C2H5OH，故C正确；D．c为中间产物，不能降低反应的活化能，故D错误；故选C。14．（2022·河南河南·二模）以乙烯为原料，生产乙二醇的流程及其反应过程和机理如下：下列叙述错误的是A．决定反应I速率快慢的是步骤③B．反应I、II中的H2O均是反应物C．反应I属于氧化反应D．反应II中H+进攻环氧乙烷中的氧原子是因为该分子中氧原子显负电性【答案】B【详解】A．决定反应速率的是慢反应，由图知步骤③是最大能垒，所需活化能最大，反应速率最慢，故决定反应I速率快慢的是步骤③，A正确；B．由反应I的初始反应和最终反应过程可知，反应物为H2O2、乙烯，生成物为环氧乙烷、H2O，是作为催化剂，可得反应I中H2O是生成物，B错误；C．乙烯中C的化合价是-2价，环氧乙烷中C的化合价为-1价，化合价升高，发生氧化反应，C正确；D．环氧乙烷中O的电负性最大，显负电性，故H+进攻环氧乙烷中的O原子，D正确；故答案为B。15．（2022·湖北省仙桃中学高三阶段练习）催化丙烯制醛的反应机理如图所示。下列说法错误的是A．上述循环过程中，Co的配位数发生了变化B．上述循环过程中，有C-O键的形成，无C-O键的断裂C．丙烯醛基化总反应为D．可降低丙烯醛基化反应的活化能【答案】B【详解】A．由图可知，Co可以形成3个配位键，也可以形成4个配位键，A正确；B．由图可知，在第二步有C-O键的断裂，B错误；C．由题干反应历程图可知，总反应式为，C正确；D．由题千反应历程图可知，，参与反应过程，反应前后保持不变,是该反应的催化剂，可降低丙烯醛基化反应的活化能，D正确；故选B。16．（2022·广东实验中学高三阶段练习）某种制备H2O2的反应机理如图。下列说法正确的是A．反应①中有非极性键的断裂和形成B．该过程中Pd的化合价有0、+2和+4三种C．①、②、③均为氧化还原反应D．[PdCl4]2-能降低反应的活化能【答案】D【详解】A．反应①中有非极性键的断裂，但没有非极性键的形成，A错误；B．该过程中Pd的化合价有0、+2两种，B错误；C．反应①和②均有单质参与反应，为氧化还原反应，反应③没有化合价的变化，不是氧化还原反应，C错误；D．[PdCl4]2-为反应过程中的催化剂，故可降低反应活化能，D正确；故答案选D。17．（山东省泰安市2021-2022学年高三下学期3月一模考试化学试题）中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄和雄黄都是自然界中常见的砷化物，早期都曾用作绘画颜料，因都有抗病毒疗效也用来入药。砷元素有、两种常见价态。一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示。下列说法错误的是A．反应Ⅰ中，和的物质的量之比为1∶1时可恰好完全反应B．反应Ⅱ中，物质a可能是S、C．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ是氧化还原反应；反应Ⅲ是非氧化还原反应D．反应Ⅰ可用NaOH溶液吸收，向吸收后的溶液中加入足量稀硫酸可为反应Ⅳ提供【答案】C【详解】A．反应Ⅰ中，和反应生成Sn4+、，As化合价由+3到+2，Sn化合价由+2到+4，根据电子守恒可知，～，即物质的量之比为1∶1时可恰好完全反应，A正确；B．反应Ⅱ中氧气具有氧化性，负二价硫具有还原性，则物质a可能是S、，B正确；C．反应Ⅳ中H、O、S、As元素化合价反应前后均不改变，是非氧化还原反应，C错误；D．反应Ⅰ可用NaOH溶液吸收，向吸收后的溶液中存在生成的硫化钠，加入足量稀硫酸反应生成硫化氢气体，可为反应Ⅳ提供，D正确；故选C。18．（湖北省部分市州2021-2022学年高三上学期期末联合调研考试化学试题）氮氧化物(NOx)是一类特殊的污染物，它本身会对生态系统和人体健康造成危害。一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图所示。下列叙述错误的是A．反应①变化过程可表示为2Cu(NH3)+O2=[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+B．反应③属于非氧化还原反应C．反应④涉及极性共价键的断裂与生成D．图中总过程中每吸收1molNO需要标准状态下的NH344.8L【答案】D【详解】A．根据图示，反应①变化过程可表示为2Cu(NH3)+O2=[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+，故A正确；B．根据图示，反应③中各元素化合价都没有变化，属于非氧化还原反应，故C正确；C．反应④中有氮氧键、氮氢键的断裂，有氢氧键的形成，故C正确；D．图中总过程中每吸收1molNO需要1mol氨气，标准状态下的NH3的体积是22.4L，故D错误；选D。19．（重庆市2022届高三第一次联合诊断测试化学试题）天然气中含有有毒气体，用下图所示流程可实现天然气在氧化亚铁硫杆菌(T·F菌)作用下催化脱硫。下列说法不正确的是A．过程①的pH降低，过程②的pH升高B．该脱硫过程可以在中性环境中进行C．该脱硫过程不需要补充溶液D．该脱硫过程的总反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2【答案】B【分析】过程①Fe元素化合价降低，S元素化合价升高，反应方程式：Fe2(SO4)3+H2S=2+S+H2SO4，过程②Fe元素化合价升高，O元素化合价减低，反应方程式：4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O；【详解】A．过程①反应方程式：Fe2(SO4)3+H2S=2+S+H2SO4，生成强酸H2SO4，pH降低，过程②反应方程式：4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O，消耗H2SO4，pH升高，故A正确；B．Fe2(SO4)3溶液中Fe3+不能在中性环境中共存，故B错误；C．该脱硫过程的总反应为2H2S+O2=2S+2H2O，溶液为中间物质，没有消耗，则不需要补充溶液，故C正确；D．该脱硫过程的总反应为2H2S+O2=2S+2H2O，O元素化合价减低，O2做氧化剂，S元素化合价升高，H2S做还原剂，两者的物质的量之比为1:2，故D正确；故选：B。20．（广东省佛山市2021-2022学年高三上学期普通高中第一次教学质量检测化学试卷）利用CH3OH、CO2与H2合成CH3CH2OH的反应主要历程如图所示。下列说法错误的是A．合成过程涉及C-C键和C-O键形成B．CO是合成乙醇的中间体C．第3步的反应式为CH3I+CO+2H2→CH3CH2OH+HID．若用CH3OD替代CH3OH，则可生成CH3CH2OD【答案】D【详解】A．根据图示可知：在反应3中有C-C键和C-O键形成，A正确；B．根据图示可知：在反应开始时无CO，在反应结束时生成物中无CO，因此CO是合成乙醇的中间体，B正确；C．根据图示可知第3步反应的反应物是CH3I、CO、H2，生成物是CH3CH2OH及HI，则该反应的化学方程式为：CH3I+CO+2H2→CH3CH2OH+HI，C正确；D．根据反应3可知反应产生乙醇中的-OH上H原子种类取决于H2中的H原子的种类，而与CH3OH上的H原子种类无关，所以若用CH3OD替代CH3OH，生成的乙醇仍然是CH3CH2OH，而不会是CH3CH2OD，D错误；故合理选项是D。21．（辽宁省五校联考2021-2022学年高三上学期期末联考化学试题）常温常压下，某金属有机多孔材料()对具有超高的吸附能力，并能催化与环氧丙烷的反应，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．物质a分子中碳原子和氧原子均采取杂化B．a的一氯代物有3种C．a生成b的反应类型为取代反应，并有极性共价键形成D．最多可与反应【答案】C【详解】A．由结构简式可知，a分子中碳原子和氧原子的价层电子对数都为4，杂化方式都为杂化，故A正确；B．由结构简式可知，a分子中含有3类氢原子，则一氯代物有3种，故B正确；C．由结构简式可知，二氧化碳与a发生加成反应生成b，故C错误；D．由结构简式可知，b分子中含有2个酯基结构，1molb最多可与2mol氢氧化钠反应，故D正确；故选C。22．（广东省珠海市第二中学2022届高三十月月考化学试题）双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是A．过程Ⅰ中，表现出酸性氧化物的性质B．过程Ⅱ中，可氧化C．双碱法脱硫过程中，可以循环利用D．总反应为【答案】C【分析】过程Ⅰ的反应方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，过程Ⅱ的反应方程式为2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH，总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O。【详解】A．过程Ⅰ为SO2与碱反应生成盐和水，表现出酸性氧化物的性质，故A正确；B．由过程Ⅱ的反应方程式可得关系式O2∼2Na2SO3由此可知1molO2可氧化2molNa2SO3，故B正确；C．过程Ⅰ中NaOH被消耗，过程Ⅱ中又生成NaOH，所以双碱法脱硫过程中，NaOH可以循环利用，故C错误；D．根据图示可得总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O，故D正确；故答案选C。23．（河南省鹤壁市高级中学2020-2021学年高二上学期尖子生联赛调研二化学试题）已知：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.0kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：过程Ⅰ：2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)△H=+313.2kJ/mol过程Ⅱ：……下列说法不正确的是A．过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4转移2mol电子B．过程Ⅱ热化学方程式为：3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)△H=+128.9kJ/molC．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是：太阳能→化学能→热能D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点【答案】C【详解】A．过程Ⅰ为2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)，方程式显示当有2molFe3O4分解时生成1molO2，转移4mol电子，232gFe3O4的物质的量为1mol，故转移2mol电子，故A正确；B．已知反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.0kJ/mol①，过程Ⅰ反应2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)△H=+313.2kJ/mol②，根据盖斯定律，将(①-②)可得过程Ⅱ热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)△H=(+571.0kJ/mol-313.2kJ/mol)=+128.9kJ/mol，故B正确；C．过程Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应，故不存在将化学能转化为热能的过程，故C错误；D．反应3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)的产物中，H2为气体，Fe3O4为固体，故铁氧化合物循环制H2的产物易分离，且由廉价易得的太阳能做能源，成本低，故D正确；答案选C。24．（湖南省衡阳市衡阳县第一中学2022届高三下学期第二次模考试化学试题）常温下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反应原理如图所示。关于该反应过程的说法正确的是A．该反应过程中，M是Fe3+、M′是Fe2+B．当有1molO2生成时，转移2mol电子C．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐降低D．H2O2的氧化性比Fe3+强，还原性比Fe2+弱【答案】B【分析】H+与H2O2在M作用下生成H2O，O元素被还原，M作还原剂被氧化，M是Fe2+；H2O2与M’反应生成O2和H+，O元素被氧化，M’作氧化剂被还原，M’是Fe3+。【详解】A．据分析，该反应过程中，M是Fe2+、M′是Fe3+，A错误；B．据分析，H2O2中O元素被氧化生成O2，化合价从-1价升高到0价，当有1molO2生成时，转移2mol电子，B正确；C．据分析，在H2O2分解过程中，溶液的H+物质的量不变，分解有H2O生成，H+浓度下降，pH逐渐升高，C错误；D．据分析，H+与H2O2在Fe2+作用下还原生成H2O，还原性H2O2比Fe2+弱，H2O2在Fe3+作用下氧化生成O2和H+，氧化性Fe3+比H2O2强，D错误；故选B。25．（重庆市实验中学2021届高三下学期三诊化学试题）联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是A．过程①中生成的N2是氧化产物B．过程③中发生反应后溶液的pH减小C．1molN2H4可处理锅炉水中1molO2D．1molN2H4含有的共价键数约为5×6.02×1023【答案】B【详解】A．过程①中N2H4与CuO反应生成N2，N元素的化合价升高，则①转化中N2H4是还原剂，N2是氧化产物，故A正确；B．结合图示可知，③中发生反应为：4Cu(NH3)＋O2＋8NH3•H2O＝4Cu(NH3)＋4OH−＋6H2O，反应生成氢氧根离子，溶液的pH增大，故B错误；C．1molN2H4失去电子生成氮气，转移4mol电子，而1molO2得到4mol电子，根据得失电子守恒可知，1molN2H4可处理水中1molO2，故C正确；D．1molN2H4含有4molN-H键和1molN-N键，共5mol共价键，即共价键个数约为5×6.02×1023，故D正确；故选：B。26．（安徽省池州市第一中学2021届高三上学期9月月考化学试题）利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的，制取石膏()的过程如下，下列说法错误的是A．属于盐类和纯净物B．过程Ⅱ中，反应的离子方程式为：4+2S2-+9H2O=+4Mn(OH)2↓+10OH-C．过程Ⅰ后溶液pH减小D．将10L上清液中的(浓度为)转化为，理论上共需要0.15molO2【答案】D【详解】A．是Ca2+与以及水形成的化合物，属于盐类和纯净物，故A项说法正确；B．过程Ⅱ中，、S2-之间反应生成Mn(OH)2、，该反应中Mn元素化合价降低，S元素化合价升高，结合产物可知该反应是碱性条件，结合氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒以及碱性条件可知该反应离子方程式为4+2S2-+9H2O=+4Mn(OH)2↓+10OH-，故B项说法正确；C．过程Ⅰ反应的离子方程式为2Mn(OH)2+O2+4OH-=2+4H2O，反应过程中会消耗OH-，溶液pH将减小，故C项说法正确；D．将10L上清液中的S2-转化为(S2-浓度为)，S2-质量为320mg•L-1×10L=3200mg=3.2g，S2-物质的量为=0.10mol，根据得失电子守恒0.10mol×8=n(O2)×4，n(O2)=0.2mol，理论上共需要0.2mol的O2，故D项说法错误；综上所述，说法错误的是D项，故答案为D。27．（2022·湖南·长沙一中高三阶段练习）我国承诺将力争2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”，向世界发出了加速调整“碳中和”政策的最强音，体现了大国担当。科学家已经成功地利用二氧化碳催化氢化获得甲酸，利用化合物1催化氢化二氧化碳的反应过程如图甲所示，其中化合物2与水反应变成化合物3和的反应历程如图乙所示，其中表示过渡态，Ⅰ表示中间体。下列说法错误的是A．图甲中，原子的成键数一直没有改变B．从平衡移动的角度看，降低温度可促进化合物2与水反应C．图乙历程中最大能垒(活化能)D．使用更高效的催化剂可以降低反应所需的活化能，从而提高二氧化碳的反应速率和平衡转化率【答案】D【详解】A．由图甲可知，原子的成键数一直没有改变，A正确；B．由化合物2与水反应变成化合物3与HCOO-的反应历程图可得该过程是放热反应，降低温度，有利于该过程的进行，B正确；C．由图乙可知，该历程中最大能垒(活化能)E(正)=16.87-(-1.99)=18.86kcal/mol，C正确；D．更高效的催化剂可以降低反应所需的活化能，但不会改变二氧化碳的转化率，D错误；故选D。28．（2022·湖北·襄阳四中模拟预测）CrOx催化丙烷脱氢的反应路径如图所示，图中括号内的数值表示相对能量、箭头上的数值表示能垒，单位为eV。下列说法错误的是A．该催化循环过程不需要外界输入能量B．该催化循环中经历了五个中间体C．“M2→M3”过程中形成配位键D．该催化循环中Cr的成键数目发生变化【答案】A【详解】A．反应过程中有些中间体具有的能量相比反应前能量更高，需要吸收能量，所以需要外界输入能量，A项错误；B．据图可知该催化循环中经历了五个中间体分别是M1至M5，B项正确；C．据图可知“M2→M3”过程中形成碳碳双键，Cr与氧原子之间形成配位键，C项正确；D．开始时Cr与3个原子成键，反应过程中形成Cr-C键，同时还与3个氧原子成键（其中一个为配位键），成键数目发生变化，D项正确；故答案选：A。29．（2022·湖南郴州·一模）中科院兰州化学物理研究所用催化加氢合成低碳烯烃，反应过程如下图。在其他条件相同时，添加不同助剂(催化剂中添加助剂、或后可改变反应的选择性)，经过相同时间后测得的转化率和各产物的物质的量分数如下表。助剂的转化率/%各产物的物质的量分数/%其他42.535.939.624.527.275.622.81.69.880.712.56.8下列说法正确的是A．第i步反应的活化能比第ii步的低B．加氢合成低碳烯烃时还有生成C．添加助剂时单位时间内乙烯的产量最高D．使加氢合成低碳烯烃的减小【答案】B【详解】A．活化能越大，反应越慢，由于第i步反应慢，所以i步反应的活化能高于第ii步，故A错误；B．加氢合成低碳烯烃的化学方程式为，有水生成，故B正确；C．从表中数据分析，比较乙烯产量时，要将转化率×乙烯的物质的量分数，故Na：42.5%×35.9%≈0.1526，K：27.2%×75.6%≈0.2056，Na：9.8%×80.7%≈0.079，故用铜作助剂，乙烯产量最小，故C错误；D．使用催化剂可以降低活化能，但不改变△H，故D错误；故选B。30．（湖南省大联考雅礼十六校2021-2022学年高三第二次联考化学试题）盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是A．电池工作时，Pt电极是正极B．图2中，A为H+和e-，B为NH3OH+C．电池工作时，每消耗2.24LNO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3gD．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降【答案】C【分析】由图可知，Pt电极上H2→，失去电子发生氧化反应，做负极，电极反应式：H2-2e-=2；含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl；【详解】A．Fe电极NO→NH3OHCl，N元素化合价降低，做正极，Pt电极H2→，H元素化合价升高，做负极，故A错误；B．根据题意可知，NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步为反应为：NH2OH+H+=NH3OH+，图2中，A为H+，B为，故B错误；C．含铁的催化电极为正极，其电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl，4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的，3个是右侧溶液迁移过来的；标况下消耗2.24LNO的物质的量，则左室增加的质量为0.1molNO和0.3molH+的质量，即增加质量为3.3g，故C正确；D．负极电极反应式：H2-2e-=2，H+浓度增大pH值减小，正极电极反应为：NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl，正极区H+浓度减小，pH增大，故D错误；故选C。31．（2022·全国·高三专题练习）铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：下列说法正确的是A．该过程的总反应为且为放热反应B．增大浓度一定加快反应速率C．反应Ⅲ→Ⅳ的活化能为20.0KJ/molD．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定【答案】A【详解】A．由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO-与催化剂Ⅰ结合生成Ⅱ，Ⅱ生成二氧化碳与Ⅲ，Ⅲ然后又结合氢离子转化为Ⅳ，Ⅳ生成氢气与催化剂Ⅰ，所以化学方程式为HCOOHCO2↑+H2↑，故A正确；B．若氢离子浓度过低，则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制甲酸的电离，使甲酸根浓度降低，反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，故B错误；C．由反应进程图可知，反应Ⅲ→Ⅳ的20.0KJ/mol，故C错误；D．活化能越高，反应越慢。由反应进程可知，反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，故D错误；故选A。32．（2022·全国·高三专题练习）CO与气体均会造成环境污染，研究表明二者可在表面转化为无害气体，其反应进程及能量变化过程如图所示。下列说法正确的是A．使用催化剂可降低反应活化能，但不改变反应历程B．有催化剂条件下，E1时的反应速率比E2快C．D．为中间体、为催化剂【答案】C【详解】A．使用催化剂有中间产物生产，改变反应历程，降低反应活化能，故A错误；B．有催化剂条件下，大于，活化能越小反应速率越快，时速率慢于，故B错误；C．由图可知和在表面转化为无害气体的反应进程为①，②，①+②得，故C正确；D．是反应的催化剂，为中间体，故D错误；选C。33．（2022·四川·成都七中高三阶段练习）我国科技工作者提出的一种OER(氧气析出反应)机理如图所示。下列说法错误的是A．物质M不能改变OER反应的焓变 B．每一步反应过程都是氧化还原反应C．反应过程中只涉及极性键的断裂和形成 D．该总反应方程式：4OH-4e-2H2O+O2↑【答案】C【详解】A．OER机理为氧气析出反应，根据图示可知，M为转化过程的催化剂，催化剂能改变反应进程或改变反应速率，但不能改变OER反应转化率或氧气的产率，故A正确；B．根据图示，OER(氧气析出反应)机理每一步反应过程都有电子得失，都是氧化还原反应，故B正确；C．根据图示，反应过程中除了涉及极性键的断裂和形成，由M-O转化为M-OOH含有非极性键的形成，故C错误；D．根据图示，可知M为OER(氧气析出反应)机理的催化剂，四步反应中，每步都有电子失去，反应过程中生成水和氧气，该总反应方程式为，故D正确；故选：C。34．（2022·全国·高三专题练习）氮掺杂的碳材料可以有效催化燃料电池中的还原反应，其催化机理如