2026版化学步步高大二轮专题复习-专题五　第18练　反应历程及催化机理图分析

第18练反应历程及催化机理图分析[分值：50分](1~4题，每小题5分，5~9题，每小题6分)[真题专练]1.(2025·黑吉辽蒙，14)一定条件下，“BrO3--SO32--[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中，体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④，①②①SO32-+H+②HSO3-+H+H2③3HSO3-+BrO3-3SO④H2SO3+BrO3⑤BrO3-+6H++6[Fe(CN)6]4-Br-+6[Fe(CN)6]3-+3HA.原料中c(H+)不影响振幅和周期B.反应④：3H2SO3+BrO3-3SO42-C.反应①~④中，H+对SO3D.利用pH响应变色材料，可将pH振荡可视化答案A解析AB段发生反应①~④，则BC段发生反应⑤，结合反应方程式可知反应③④生成H+，反应⑤消耗H+，故原料中的c(H+)变化将导致反应速率变化，会影响周期，A错误；反应①~④中H+先消耗，后生成，故在反应①~④的整体反应中，H+对SO32-被氧化为SO42-起到了催化作用，C正确；不同的pH可使pH响应变色材料呈现不同的颜色，从而实现2.(2023·辽宁，12)一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是()A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小C.该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存D.总反应为：2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2答案C解析由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被H2C2O4消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A项错误；随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B项错误；由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C项正确；H2C2O4为弱酸，在离子方程式中不拆成离子，总反应为2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O，3.(2025·北京，10)乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2==CHOOCCH3)的过程示意图如下。下列说法不正确的是()A.①中反应为4CH3COOH+O2+2Pd2Pd(CH3COOB.②中生成CH2==CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成C.生成CH2CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率答案C解析②中生成CH2CHOOCCH3的过程中，有C—H断开和C—O的生成，存在σ键断裂与形成，B正确；生成CH2CHOOCCH3的总反应中有H2O生成，原子利用率不是100%，C错误。4.(2025·河北，12)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应Ga2O3(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2O(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下：下列说法错误的是()A.反应ⅰ是吸热过程B.反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69eVC.反应ⅲ包含2个基元反应D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中答案D解析由反应历程图可知，反应ⅰ反应后相对能量增加0.05eV，故反应ⅰ为吸热反应，A正确；反应ⅱ中H2O(g)脱去的步骤即反应ⅱ的最后一步的活化能为3.39eV-0.70eV=2.69eV，B正确；反应ⅲ历程中存在两个过渡态，故包含2个基元反应，C正确；由图可知，整个反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的步骤，其活化能为6.37eV-3.30eV=3.07eV，D错误。5.(2025·河南，13)在MoS2负载的Rh⁃Fe催化剂作用下，CH4可在室温下高效转化为CH3COOH，其可能的反应机理如图所示。下列说法错误的是()A.该反应的原子利用率为100%B.每消耗1molO2可生成1molCH3COOHC.反应过程中，Rh和Fe的化合价均发生变化D.若以CD4为原料，用H2O吸收产物可得到CD3COOH答案B解析分析题图可知，该过程的总反应为2CO+O2+2CH42CH3COOH，故原子利用率为100%，A正确；根据总反应方程式知，每消耗1molO2会生成2molCH3COOH，B错误；分析题图知，催化剂原子上可连接O原子、—OH、—CO、—COCH3，且反应过程中成键个数均发生变化，所以Rh和Fe的化合价发生改变，C正确；以CD4为原料，按照总反应方程式，应当生成CD3COOD，其在水溶液中存在平衡：CD3COODCD3COO-+D+，CD3COO-会与H2O电离出的H+结合生成CD3COOH，D正确。[模拟演练]6.(2025·四川南充模拟)臭氧分解反应以及氯自由基(Cl·)催化臭氧分解反应过程中的能量变化如图，存在Cl·时先后发生反应O3+Cl·O2+ClO·和ClO·+O·Cl·+O2。下列说法正确的是()A.Cl·既可加快臭氧分解反应速率，也可改变该反应的反应热B.图示所呈现总反应为O3+O·2O2C.Ea=Ea1+Ea2D.Cl·催化臭氧分解的反应速率由第二步反应决定答案B解析根据题给基元反应的方程式可知，Cl·在反应中作催化剂，可加快臭氧分解反应速率，但不改变该反应的反应热，A错误；能量变化图中，曲线的起止状态的物质分别对应反应物和反应产物，故图示所呈现的总反应为O3+O·2O2，B正确；催化剂可降低反应的活化能，Ea>Ea1、Ea>Ea2，但Ea≠Ea1+Ea2，C错误；活化能越大，反应速率越慢，反应进程中，活化能最大的基元反应速率最慢，为反应的决速步骤，Cl·催化臭氧分解的反应中，Ea1>Ea2，故速率由第一步反应决定，D错误。7.(2025·内蒙古赤峰二模)我国科学家已经成功催化氢化CO2获得甲酸，利用化合物1催化氢化CO2的反应过程如图甲所示，其中化合物2与水反应生成化合物3与HCOO-的反应历程如图乙所示(TS表示过渡态，I表示中间体)。下列说法正确的是()A.化合物1参与了化学反应，改变了总反应的反应热B.升高温度，有利于提高化合物2的转化率C.图乙表示的反应历程中，决速步为第一步D.化合物4到化合物1的反应为氧化还原反应答案D解析化合物1参与了化学反应，作催化剂，总反应的反应热只与反应物与生成物能量差值有关，A错误；化合物2和水反应生成化合物3与甲酸根离子的反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，会降低化合物2的转化率，B错误；图乙表示的反应历程中，第二步能垒最大，决速步为第二步，C错误；化合物4到化合物1的反应中，H2参与反应后生成水，氢元素化合价升高，为氧化还原反应，D正确。8.(2025·天津河北模拟)氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物，某研究小组利用催化剂ZAg对NO催化转化的反应过程与能量变化的关系如图所示。下列说法错误的是()A.总反应的热化学方程式：2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH=-182.8kJ·mol-1B.过渡态的稳定性：TS1>TS2C.反应过程的决速步骤为放热反应D.催化剂ZAg降低了反应的活化能，但不能改变反应热答案C解析由初始和结束的能量可知，总反应的热化学方程式为2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH=-182.8kJ·mol-1，A正确；能量越低越稳定，因此过渡态的稳定性：TS1>TS2，B正确；决速步骤为活化能最大的慢反应，则反应过程的决速步骤为a→c，此过程为吸热反应，C错误；反应热只与反应物的始态和终态有关系，与反应过程无关，因此催化剂能降低反应活化能，但不能改变反应热，D正确。9.(2025·山东省实验中学模拟)H2O2是一种重要的工业原料，利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示，下列说法错误的是()A.[PdCl4]2-和[PdO2Cl2]2-中Pd的化合价相同B.[PdCl4]2-降低了反应的活化能，加快了反应速率C.直接法合成H2O2的总反应，原子利用率理论上为100%D.步骤2中，若有1molO2参与反应，转移4mol电子答案D解析[PdO2Cl2]2-中