高考化学 反应历程（“环式”反应）图及分析（图像14秒杀）选择压轴题图像专项技巧及练习（解析版）

反应历程（“环式”反应）图及分析（图像14秒杀）

反应历程（“环式”反应）图及分析秒杀思想

模型：特征:许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两

个或多个步骤完成的复杂反应。

基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应都称为基元反应。对

于基元反应〃A+〃B=gG+〃H,其速率方程可写为片kc〃（A）d（B）（其中左称为速率常

数，恒温下，火不因反应物浓度的改变而变化），这种关系可以表述为基元反应的化学反

应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的哥的乘积成正比。

模型：“环式”反应

关键要点分析

对于“环式”反应过程图像，

①位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应

物，如①和④

②“出环”的物质为生成物，如②和③

催化剂与中间产物

关键要点分析

催化剂：（重点）在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从

结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。

中间产物：在连续反应中为第一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅

从结果I:来看似乎并没白生成，实则是生成多少后续有消耗多少。

上图中在含少量「的溶液中，出。2分解的机理为：

慢

H2O2+r—H2O+io-

H2O2+IO^O2+I+H2O快

在该反应中「为催化剂，10•为中间产物。

而在机理图中,先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，

（产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质）与之同时反应的就是催化剂，并

且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图

中，MoO3则是该反应的催化剂，图中剩余的三个物质均为中间产物。

催化反应机理题的解题思路（找准一“剂”三“物”）

①一“剂”指催化剂：催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为

主题的多个物种一定在机理图中的主线上

②三“物”指反应物、生成物、中间物种（或中间体）

反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物

生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物

中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历

程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“［『标出

特别注意：催化剂三大特征

催化剂是通过降低反应活化能，从而改变了反应的途径，此即催化剂加速化学反应

的主要原因所在。总结起来，催化剂的特征主要表现在这样几个方面：

特征1,催化剂可以改变反应速率，但其自身在反应前后的组成、质量和化学性质不变。

特征2,催化剂不改变化学平衡。即催化剂既能加快正向反应的速率，也能加快逆向反

应的速率，从而缩短化学反应达到平衡的时间。

特征3,催化剂具有特殊的选择性，不同类型的反应，需要选择不同的催化剂。同一种

反应物，使用不同的催化剂，可以得到不同的产物。

经典例题1：我国的二氧化碳捕捉与封存技术世界领先。二氧化碳的综合利用是科学家

研究的热门话题。

⑴Ni-CeO2催化C0?与形成CH,的反应历程如图所示:

H,O(g)

已知：CO的燃烧热(AHJ为一283kJmoL,H2的燃烧热gH?)为—286kJ-mo『，H,O(1)

的汽化热(AHJ为+44kJ.molI山上述反应历程分析，二氧化碳和氢气发生副反应的

热化学方程式是。

(2)以二氧化碳为原料，加氢催化制甲醉和二甲醛有重要的社会经济意义。双功能催化剂

HZSM-5/CNJ202能大幅度提高二氧化碳的转化率和二甲醛的选择性。CNJ202是合成

甲醇的催化剂，HZSM-5/沸石分子筛能有效吸收甲醇且能使二甲醛和水分子从分子筛

表面脱离。反应原理如卜.：

反应I：CO2(g)+H2(g)tO(g)+H2O(g)AH4>0

反应II：CO2(g)+3H2(g).*CH5OH(g)+H2O(g)AH5<0

反应IB：2CH3OH(g).CH?OCH3(g)+H2O(g)AH6<0

在一定流速(原料进入速率)和一定温度卜反应6h,催化剂配比

R[R=HZSM-5/CNJ292]对目标产物的收率影响如图所示(SM为甲醇在目标产物中的

百分比；SDME为二甲醛在目标产物中的百分比)：

9

8

线

骷

岑7

,注

彝6

K

窕

H5

4

催化剂配比R

①从目标产物的总收率和二甲谜的选择性角度分析，R最适宜的数值是

②在R〉0.4时，甲醇的合成速率甲醇的脱水速率(填“大于”或“小于”)。

⑶一定条件下向某恒容密闭容器中充入ImolCO?、3molH?发生⑵中三个反应。CO2的平

衡转化率及CO、CHQH、CHQCH,的平衡体积分数随温度的变化如图所示：

453473493513533553573

温度/K

①553K以前，CO?的平衡转化率随着温度的升高而减小的原因是。

②若平衡时压缩体枳，CO的物质的量_____(填“增大卬减小”或“不变”)。

③TK下，平衡体系中n|CH5OH)=0.04mol,C02的转化率是30%,体系的总压强是pPa,

则CHQCHi的物质的量是；反应I的压强平衡常数长。=(不必化简)。

破解：(1)由上述反应历程可知，二氧化碳和氢气发生副反应的化学方程式是：

1

CO2+H2=CO+H2O,已知：CO(g)+io2(g)=CO2(g)AH=-283kJ-mof,

H2(g)+lo2(g)=H2O(l)AH2=-286kJ-mor',H/X1)=H,O(g)AH3=+44kJ•，故副反

1

应的反应热AH=-AH1+AH,+AH3=(283-286+44)kJ.mol=+41kJ-mol',热化学方

程式为：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJmoL；

(2)①由图可知，R=0.5时目标产物的总收率较高，二甲谜在目标产物种的百分比较

高，即二甲酰的选择性较高，故R最适宜的数值是05；

②在R>0.4时，二甲酰在产物中的百分比较高，而甲醇脱水形成二甲醛，故甲醇的合

成速率小于甲醇的脱水速率；

(3)①反应I为吸热反应，反应H为放热反应，553K以前，随着温度升高，反应II平

衡逆向移动的程度大于反应I平衡正向移动的程度，故CO?的平衡转化率随着温度的升

高而减小；

②反应I和反应m反应前后气体分子数不变，反应n前后气体分子数减少，若平衡时压

缩体积，反应n正向移动，消耗CO2和H2,生成H20,故反应I平衡逆向移动，co

的物质的量减少；

③反应I为吸热反应，随着温度升高，co的体积分数增大，故上升的曲线为co,故

由图可知，当温度为TK时，CO和CH30H的体积分数相同，故

n(CH3OH)=n(CO)=O.MmoI,CO2的转化率为30%,故反应H中转化的物质的

量为：0.3moL0.04moi=0.26moL反应H生成的甲醇的物质的量为0.26mol,反应HI消

耗的甲醇的物质的量为：0.26mol・0.04moi=0.22moL故生成二甲醛的物质的量为O.llmol；

ICO2(g)+H2(g)-CO(g)+HQ(g),

转化(mol)0.040.040.040.04'

IIco2(g)+3H2(g).CH.OH(g)+HQ(g),

转化(mol)0.260.780.260.26'

HI2CH.OH(g)=CH3OCH3(g)+H?O(g),故平衡时：

转化(mol)0.220.110.11,

CO,H,COH,0CHQHCH,OCH,

平衡(mol)0.72.180.040.410.040.11,由于反应1反应前后气体分

子数相同，故浓度平衡常数与压强平衡常数相等，设容器体积为VL,故反应I的压强

0.040.41

平衡常数K尸口_=004x0.4!

十例吊双P0.72.180.7x2.18

----X-----

VV

经典例题2：2023年9月23口晚，在万众瞩目之下，杭州亚运会的“数字火炬手”与最

后一棒火炬手齐心协力点燃了象征亚洲大团结的亚运主火炬，也点燃了中国能源多样化

战略的新灯塔。这座主火炬塔历史性地采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了

零排放的循环使用。

r（接做化I：晶原

料、燃料

液态甲液远距离运距甲的可再生能源

CO*3H......CHQH+HQ

22co：CHQH+HQ……CO?+3H?

工业副产乳分布式甲醇制氧，可用于

可再生能源制氢分布式能源、加敏站等

C6集中捕集挟存集中甲抑制氢•大规模用氢

用于加氢站、炼厂、精

细化工、电f行业等

I.二氧化碳加氢制甲防

“零碳”甲醇是利用焦炉气副产物H2和工业尾气中的CO2合成，涉及以下反应：

①C€）2（g）+H2（g）.=sCO（g）+H2O（g）AH,=+41.2kJmor'

②CO（g）+2H2（g）.•CH3OH（g）AH2=-90.5kJmo「

③CO4g）+3H2（g）UCHQH（g）+HQ（g）AH3

⑴依据盖斯定律，可计算得出AH广kJ.mor'

（2）一定温度下,在恒容密闭反应器中,反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中

z

7T增大且加快化学反应速率的是__________（填字母）。

n（CO2）

A.升高温度B.充入He（g）,使体系压强增大

C.再充入Imol%D.将H?O（g）从体系中分离出去

（3）从焦炉气中提取氢气，需净化原料气，尤其要脱除其中的含硫杂质。除了从环保凫度

考虑外，其主要目的是o

（4）250℃,在甲（容积为4L）、乙（容积为2L）两刚性容器中分别充入2moic。2和6mo叫，

在适宜的催化剂作用下发生反应③，容器内总压强随E寸间变化如图所示:

P/MPa

①其中B曲线对应________容器中压强的变化情况(填“甲”或“乙”卜

②利用图中数据计算25。℃该反应的分压平衡常数Kp=(结果用分数表示)。

II.甲醇水蒸气重整制取H?

(5)甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应:

④CHQH(g)CO(g)+2H2(g)AH4

⑤CO（g）+H2O（g）RCO2（g）+H2（g）AH5

下图体现了上述反应能量变化，则决定总反应(SR)：

CHQH(g)+H2O(g)YCO2(g)+3H2(g)的反应速率快慢的是反应(填“④，.或

(6)在研究甲醇(CH'OH)水蒸气重整(SR)制氢反应历程时发现，副反应甲醇分解(DE)：

CHQH(g)CO(g)+2Hjg)也是吸热反应。甲醇(CHQH)水蒸气重整反应体系中,

甲醇(CHQH)平衡转化率和CO的选择性7(表就)X100%随温度的变化如图所示:

次

00

MW190

范80

超70

小60

S5

H4)0

O30

X

O

①升高温度CHQH平衡转化率增人的原因是o

②从图三知主反应的适宜温度在________左右。

破解：(1)根据盖斯定律反应①+②可得反应③，所以

AH5=41.2kJ-moP'+^O.SkJ-mor')=-49.3kJmol”；

(2)A.反应③正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，芈桨兽减小，故A错误;

n(COj

B.充入He(g),使体系压强增大，反应物浓度不变，反应速率不变，平衡不移动,

n(CH,OH)

一℃\不变，故B错误；

n(COj

n(CH.OH)

C.再充入抽。1也，Ha浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，小：、增大，

n(CO2)

故C正确;

D.将H?O(g)从体系中分离出去，平衡正向移动，：(c))增大，但反应速率减慢，

故D错误；

故选C；

(3)脱除其中的含硫杂质，是为了防止含硫杂质与催化剂结合使得催化剂失活，所以

其目的是防止催化剂中毒；

(4)①甲、乙两刚性容器中分别充入相同量的CO?和H?,曲线B的总压强始终小于

曲线A,所以代表曲线B代表的容器应该是体积较大的容器甲；

②根据图中的A曲线可知，反应前容器的总压强为4MPa,达到平衡后总压强为2.8MPa,

根据同温同压下气体的压强与物质的量成正比，则有可列三段式如下:

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

起始(MPa)1300

转化(MPa)X3xxx

平衡(MPa)1-x3-3xxx

33

-MPax-MPa”

3P(CHOH)P(HO)_______5______=g

则有(l-x)+(3-3x)+x+x=2.8,=32=

3348

5-p(CO2).p(H2)^MPax(^MPa),

（5）在能垒图中，最高点通常代表着决速步，因为决速步具有最高的活化能，所以根

据图可知决定总反应反应速率快慢的是反应④；

（6）①升高温度CHQH平衡转化率增大的原因是由于主、副反应都是吸热反应，升高

温度，平衡向正反应方向移动，故CHQH转化率增大；

②从图可知240C~250C时甲醇的转化率接近100%,且此时副反应的选择性较低，故

主反应的适宜温度在240c〜250℃均可。

能力自测

1.我国科学家开发出碱性海水里直接电解制氢的技术，工作原理如图I所示。MnO,隔

水薄膜可以起到阻挡。.与电极催化剂活性中心接触的作用，电极A含有M金属的催

化剂，发生的电极反应过程如图2所示，离子交换膜选择性透过参与电极A反应的物

质。下列说法错误的是

A.电极A上发生的反应存在极性键的断裂与生成

B.若去掉隔水薄膜，C「会在A电极失去电子生成C1:

C.电解结束后，电极B处去掉海水隔水膜，所得溶液中加入适量FeCLNaCLKNO,

溶液无混浊现象

D.每当有标准状况下的0.1344L气体生成时，就会有0.(X)8mol电子从电极A流向电

极B

【答案】C

【分析】从图2可知，M金属催化剂，催化氢氧根离子在电极A发生失电子的氧化反

应生成氧气，电极反应式为40田+4/=02个+2也0,所以电极A为阳极，电极B为阴

极。

【详解】A.由图可知，电极A上发生的反应存在氢氧极性键的断裂与氢氧极性键的生

成，A正确；

B.去掉隔水薄膜，氯离子会在阳极A电极失去电子发生氧化反应生成氯气，B正价；

C.电极B为阴极，水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子：2也0+26-=20田+小T,

则加入铁离子会生成氢氧化铁沉淀变浑浊，C错误；

D.电解总反应为2Hq嬖。2个+2H21，每当有标准状况下的0.1344L气体生成时，

013441I

则生成氧气:二；，二x；二0.002mol,O4e,故会有().(X)8mol电子从电极A流向电

22.4L/mol32

极，D正确；

故选C。

2.环状碳酸酯广泛用于极性非质子溶剂、电池的电解质等，离子液体研究团队近期报

道了一种环氧乙烷衍生物与二氧化碳催化合成环状碳酸酯的反应历程如图所示，己知R

表示煌基，卜.列说法塔送的是

(CHfNO

A.J是该反应的催化剂

RBr

B.反应过程不存在非极性键的断裂和形成

C.反应过程中有3种中间体

O

D.总反应方程式为：/ZA+co：

R

【答案】A

【分析】由图可知，(QHMNBr是反应的催化剂，和二氧化碳是反应的反应

X/O

物，U是反应的生成物’总反应为催化剂作用下R/与"化碳发生加成反

(C4H》NO

【详解】A.由分析可知，(CjHgNBr是反应的催化剂，>—\是反应的中间

RBr

产物，故A错误：

B.由图可知，反应过程中存在极性键的断裂和形成，不存在非极性键的断裂和形成，

故B正确；

C.由图可知，反应过程中存在3种中间产物

N(CH)(CHLNO

(494

o

ONCHJ,故C正确;

R

D.由分析可知，总反应为催化剂作用下与二氧化碳发生加成反应生成

方程式为+CO2->故D正确:

(C4H9)4NBr

故选A。

3.环状碳酸酯广泛用于极性非质子溶剂、电池的电解质等，离子液体研究团队近期报

道了一种环氧乙烷衍生物与二氧化碳催化合成环状碳酸酯的反应历程如图所示。已知:

R表示炫基。

N(G»U)4

下列说法错误的是

A.©HgNBr是反应的催化剂

B.反应过程存在非极性键的断裂和形成

C.反应过程中有3种中间体

D.总反应原子利用率可达100%

【答案】B

【分析】利用图像中的蓊头指向为生成物，筋尾指向为反应物，据此分析。

【详解】A.由图中转化关系可知，94HMNBr是前边反应的反应物，又作后面反应的

生成物，所以该物质是硅化剂，A正确；

B.反应过程中存在C-Br键的断裂和N-Br键的形成，没有非极性键的断裂和形成，B

错误；

C.反应中

O

N(C41b)4(CJUhNO

'A

、为中

,八

R//

RBr

间体，故一共有3种中间体，C正确；

O

(CiH,hNBrJx

O

D.根据图知，总反应方程式为：/A+co.----------------*,尸则该

R

反应为加成反应，总反应原子利用率口」达100%,D止确；

故本题选Bo

4.•种环氧乙烷衍生物与二氧化碳催化合成环状碳酸酯的反应历程如图所示。下列说

法正确的是

N(GH9)4

R/\

RBr

y^+co2——>OAD

A.总反应的化学方程式为

yj

R/

N(C4H9)4(C4H9)4NO

B.该反应的中间产物有A、、0ONCH》、

△、口RBrK

RBrRBr

(C4H9)4NBr

N(C4H9)4

A®

C.该反应的催化剂是

0

D.环状碳酸酯0人D

与乙酸乙酯都属于酯类，两者互为同系物

R1

【答案】A

【详解】A.由图中转化关系可知,总反应为环氧乙烷衍生物与二氧化碳催化合成环状

0

D…、催化剂

碳酸酯，反应的化学方程式为A+co—►o故A正确；

K

—快（C.HANOA

B.该反应的中间产物有6、）一\、o（）7C.H）,

L、BrRBr厂\

RHr

（C4HJqNBr是该反应的催化剂，故B错误；

c.催化剂应该是开始时就加入，反应后乂恢复，由转化图可以看出6是中

间产物，（C4H9,NBr是该反应的催化剂，故C错误；

D.结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH］原子团的化合物互称为同系物；环状

0

碳酸酯（j?与乙酸乙酯都属于酯类,但两者不是同系物,故D错误：

R

故答案为A。

5.环状碳酸酯广泛用于极性非质子溶剂、电池的电解质等，离子液体研究团队近期报

道了一种环氧乙烷衍生物与二氧化碳催化合成环状碳酸酯的反应历程如图所示。已知：

R表示姓垠。卜列说法错误的是

N(C4H,)4

A.©HgNBr是反应的催化剂B.反应过程存在极性键的断裂和形成

C.反应过程中有4种中间体D.总反应属于加成反应

【答案】C

【详解】A.由图中转化关系可知，（C4HJ4MBl•是反应的催化剂，A项正确；

B.反应过程中存在碳澳键的断裂和氮浪键的形成，B项正确；

C.反应过程中有3种中间体，C项错误；

D.总反应是环氯乙烷衍牛.物与COt发生加成反应生成环状碳酸酯，D项正确。

故选C。

6.Os-Gr（钺原子嵌入石墨烯）可以催化汽车废气中的CO还原N?。，反应历程可能因

两个反应物分子与催化剂簇结合的先后顺序不同，而呈现历程a或历程b。卜.列说法不

正确的是

A.历程a与历程b的总反应的△〃相同

B.历程b中CO—Os—Gr是中间体

C.催化过程中的最终产物为两种无毒的气体

D.历程a中催化剂首先吸附CO,而历程b首先吸附N?0

【答案】D

【详解】A.催化剂改变反应的活化能，加快反应速率，但是不改变反应的焙变，历程

a与历程b的总反应的A”相同，A正确；

B.由图可知，历程b中CO和Os-Gr生成CO-Os-Gr中间体，B正确；

C.由图可知，催化过程中的最终产物为氮气和一氧化碳两种无毒的气体，C正确;

D.由图可知，历程a中催化剂首先吸附N?0转化为氮气和中间产物O-Os-Gr,而历程b

首先吸附CO生成CO-Os-Gr,D错误；

故选Do

7.一种催化还原NO的机理如图所示，下列说法正确的是

2

中间体X为l(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH,)2J*

中间体Y为[(NHBMQI/XNH。产

2NO+4NHt+2NH；

342+

中间体Z为f(NHp2C^(^Cu(NH,)2]

2N,+4H,O

A.中间体X和Z中。和Cu的化合价均不变

B.使用催化剂［CulNH）「，可以提高NO的还原速率

C.过程①中既有非极性键的断裂，也有非极性键的形成

催化剂

D.该催化还原过程的总反应方程式为2NO+2NH、^------2N2+3H2O

【答案】B

【详解】A.中间体X中，Cu化合价为+2价，0-1价，Z中Cu为+2价，。为-2价,

故A错误；

B.使用催化剂，可以提高NO的还原速率，故B正确；

C.如图可知，过程①中没有非极性键的断裂，故c铐误；

催化剂

D.总反应方程式为6NO+4NH3^-5N2+6H9,故D错误；

故答案选B。

8.CO?资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的•种途径。以孙0,为催化剂,

可使CO?在温和条件下转化为甲醇，反应历程如图所示。C0?与H?在活化后的催化剂

表面发生可逆反应，每生成ImolCH30H(g)放热49.3kJ。

卜列说法错误的是

A.该反应的AS<0

c(CHQH)c(HQ)

B・该反应的平衡常数C；.(8~梅)

C.向容器中充入ImolCO?和足量HZ后，在催化剂存在下充分反应放热49.3kJ

D.该反应中每消耗ImolCO?转移电子数为6N,、

【答案】C

【详解】A.由图可知该过程的总反应方程式为：

CO2(g)+3H2(g).­CH5OH(g)+H2O(g),反应前后气体分子数减少,则ASvO,故A

正确;

c(CH,OH)c(H,O)

B.由上述反应可知该反应的平衡常数K=\，故B正确：

c(CO2)c(H2)

C.该反应为可逆反应，ImolCO:不能完全消耗，则放热小于49.3kJ,故C错误；

D.该反应中野消耗ImoKXh,消耗3molH?,转移电子数为6踵，故D正确；

故选：Co

9.在催化剂作用下，HCOOH放氢的反应机理如下图所示。下列说法正确的是

CO：

A.随着反应过程的进行，Pb可能会产生损耗

B.若用DCOOH替代HCOOH参与反应，则能在反应体系中检测到N-D键

C.催化剂能够改变反应历程，从而使热力学不能发生的反应能够发生

D.已知甲酸燃烧热的△，大广氧气燃烧热的△，，说明图示HCOOH放氢的总反应

是放热的

【答案】A

【详解】A.随着反应进行，Pd可能受到其他因素的影响，如高温，高压，反应物中的

杂质等，这些因素都可能导致Pb的损耗，A项正确：

B.DCOOH代替HCOOH反应时，DCOO与Pd结合，H与N形成N-H键，故没有形

成N-D键，B项错误；

C.催化剂主要改变的是化学反应速率，催化剂不能改变反应历程，也不能使热力学不

能发生的反应发生，C项错误；

D.甲酸燃烧的反应焙大于氢气燃烧的反应玲，这意味着甲酸燃烧时释放的热量比氢气

燃烧释放的热量多，因归甲酸分解为氢气和二氧化碳的放氢反应是吸热反应，D项错误;

答案选Ao

10.丙烯是一种重要的芍机化工原料，人们一直在寻求更为广泛和经济的丙烯来源。以

丙烷为原料制备丙烯的部分反应机埋如图所示（图中体现了由丙烷制备丙烯的2种历

程）。下列说法正确的是

A.消耗等量的NO时，反应①和②中转移电子的数忖相等

B.他条件相同射，2种反应历程的CJH8的平衡转化率相同

C.丙烷制备丙烯的反应为&^8+。2==(+2%0

D.反应过程中，N元素呈现的化合价仅有+2价、+4价

【答案】B

【详解】A.由图可知，如果都消耗ImolNO,反应①转化为NO2,转移2moi电子；反

应②转化为HONO,转移Imol电子，故A错误；

B.反应的历程与平衡转化率无关，故B正确；

C.在转化过程中，反应物是丙烷和氧气，生成物是丙烯和水，总反应式为：

2c3H8+O?=2C3H6+2比0,故C错误；

D.在HONO中，N元素为+3价，故D错误.

答案选B。

11.我国科研人员提出了由CO?和CH,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CHCOOH总反应的原子利用率为1(X)%

B.降低温度，降低反应物分子中活化分子的百分数，减少有效碰撞的次数

C.增大反应体系的压强，可以增加反应物分子中活化分子的百分数

D.该反应的催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，增加活化分子的数目

【答案】C

【详解】A.总反应为CCb+CH—CH3co0H,总反应的原子利用率为100%,A正丽；

B.降低温度，总分子数不变，会降低反应物分子中活化分子的数目，从而降低反应物

分子中活化分子的百分数，减少有效碰撞的次数，B正确；

C.增大反应体系的压强，可以增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，反应

物分子中活化分子的百分数不变，c错误：

D.催化剂能改变反应历程，催化剂通过降低活化能增加反应物分子中活化分子的数目，

增加有效碰撞的次数，D正确；

故选C。

12.我国科研人员研究了在催化剂上加氢制甲醉过程中水的作用机理，其主反应历程如

图所示(57.14+・14)。下列说法错误的是

A.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醉的收率

B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物

C.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%

D.第③步的反应式为“HsCO+HqTCHQH+'H。

【答案】c

【详解】A.总反应为CO2+3H2-CH3OH+H2。，向该反应体系中加入少量的水有利于

反应向右进行，能增加甲醉的收率，故A正确：

B.根据图知，带*标记的物质在反应过程中最终被消耗，所以带水标记的物质是该反应

历程中的中间产物，故B正确；

C.总反应为CO2+3H2TCH3OH+H2O,原子利用率小于100%,故C错误；

D.由图可知，第③步的反应式为，H3co+HQ->CHQH+,HO,故D正确。

答案选C。

13.氮氧化物会导致光化学烟雾和酸雨，在Fe"的催亿作用卜，NH,可将NO还原为无

A.基态Fe?+的价层电了•排布式为3tf4si

B.电负性：N>O>H>Fe

C.该过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成

Fe?+

D.图中的总反应可表示为4NH、+6NO=~=5N2+6H2O

【答案】C

【详解】A.铁元素的原子序数为26,失去2个电子形成亚铁离子，基态亚铁离子的价

层电子排布式为3d6,A错误；

B.同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强：同主族由上而

下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：0>N>H>Fe,B错

误；

C.由图可知，总反应为铁离子做催化剂条件下氨气与一氧化氮、氯气反应生成氮气和

水，则反应过程中存在氮氢极性键、氧氧非极性键的断裂，氢氧极性键和氮氮非极性键

的形成，c正确；

D.总反应为铁离子做催化剂条件下氨气与一氧化氮、氧气反应生成氮气和水，

Fe3+

4NH,+4NO+O2-4N,+6H2O,D错误；

故选C。

14.科研人员利用高压内气流将水微滴喷射到涂覆催化剂的石墨网上，研究常温制氨，

其反应历程中微粒转化关系如图h相对能量变化关系如图2,图中*表示催化剂表面吸

附位。下列说法正确的是

J

*o3b

N2H♦.'

*zNHNH

0.08.0Q5

*NH3

-0.12西或6。

H-0.65

%.二85

NH

-L52

（释放NH3）

反应历程

A.・N2f，N2H过程中发生非极性键的断裂与形成

B.【转化为*NH和NH3的过程中会生成N2H4

C.II表示的微粒符号是'NHNHz

D.反应历程中放热最多的反应是‘NHNH+2HQ*+2e--"NH+NH3+2H2O

【答案】B

【详解】A..N2-/N,H过程中发生非极性键的断裂，无非极性键的形成，A错误;

+

B.【转1为*NH和N%的反应方程式为：-NHNH2+H3O+e-NH+NH3+H2O,

过程中会生成N2H』过渡，B.正确:

C.生成II的方程式为：*NH+HQ++e--/NH2+Hq,H为"NH2,C错误；

D.反应历程中放热最多的反应是I和HQ+、e-的反应，方程式为：

-

•NHNH2+H3O*+ef'NH+NH3+H;O,D错误；

故选

15.科研人员提出以CHQH为原料，在特定催化剂作用下合成DMC的一种反应历程如

图，下列说法错误的是

A.CHQH、HQ、CO2分子中均不含非极性键

B.反应①中有碳氧单键的断裂和形成

C.生成DMC总反应的原子利用率小于100%

D.催化剂可提高单位时间内甲醇的转化率

【答案】B

【详解】A.非极性键由同种元素的原子间形成，CHQH、H?O、CO?分子中均不含非

极性键，A正确；

B.如图可知，反应①H」'O-与CH30H生成CH3-O-与H「O,没有新的碳氧单健

的形成，B错误；

C.①中有H「O生成，即合成DMC同时有水生成，所以合成DMC总反应原子利比率

不为100%,C正确;

D.催化剂，可加快反应速率，从而提高单位时间内甲醇的转化率，D正确;

故选B。

16.甲醇(CHQH)与CO催化制备乙酸(CH3coOH)的反应历程及每分子甲醇转化为乙

酸的能量变化关系如卜.图。下列说法不正确的是

2

TS1TS3

0.720.91

iii'

/1\

TS2

-0.68

•・

11

Xoi

-1.38

,-3.。5

反应过程

A.该过程涉及非极性键的形成

B.反应iii为该历程的决速步骤

C.比0为该反应的中间产物

D.总反应的热化学方程式为CHQH⑴+CO(g)=CH£OOH(l)AH=-3.05kJ.mol-1

【答案】D

【详解】A.该过程涉及碳碳键(非极性键)的形成，故A止确；

B.反应出的活化能最高，为该历程的决速步骤，故B正确；

C.根据反应机理可知H?O为该反应的中间产物，故C正确；

D.每分子甲醇的转化涉及能量为3.05eV,故D错误；

故答案为：Do

17.某次研究性学习活动中，实验小组用NaClO、、%。2和稀硫酸制备C。，反应较慢。

若反应开始时加入少量盐酸，。0?的生成速率大大提高，且不含Cl?,可能的反应历程

示怠图如下。

小优二广

反应I卜rX反应H

•CIO：，''HQ?

卜.列有关分析或评价不正确的是

A.a等于37B.CIO；的空间结构为平面三角形

c.c「为总反应的催化剂D.活化能：反应I大于反应n

【答案】B

【详解】A.根据氧化还原反应中同种元素化合价变化基本规律“不交叉变价”，反应I

3537

的离子方程式为237clO；+2"C「+4H+=C12T+2CIO2T+2H:O,Cl2ftcr的氧化产

物，CIO?是CIO；的还原产物，故A正确；

B.CIO；中心原子Cl的价层电子对数=岑担=4,成键电子对数为3,孤电子对数为

1，CIO；的空间结构为三角锥形，故B错误；

C.根据反应历程分析，c「是催化剂，故c正确；

D.由图分析可知，C1?是中间产物，制备过程中几乎没有CI?逸出，说明反应I生成CI?

相对较慢，活化能相对较高，而反应2消耗C1?相对较快，活化能相对较低，故D正确；

答案选Bo

18.也在石墨烯负载型Pd单原子催化剂(Pd/SVG)上还原NO生成N?和NH,的路径机

理及活化能(kJ•moH)如图所示。下列说法错误的是

A.由图可知，也还原NO为N?和N%的反应均为吸热反应

B.Pd/SVG上也还原NO,更容易生成NH?

C.基元反应中NH,NOtNHNOH比NH2OtNH20H更难发生

D.由图可知，相同催化剂条件下反应可能存在多种反应历程

【答案】A

【详解】A.从图中所给信息无法计算出反应热，即无法判断反应的能量变化，A错误；

B.从图中可知,NO被还原为N2的活化能明显大于生成NH3的活化能，故出还原NO,

更容易生成NH3,B正确：

C.基元反应NH2N0-NHN0H的活化能大于NHzO-NH20H的活化能，因此前一个

反应更难发生，C正确；

D.从图中可知，相同Pd/SVG催化剂条件下，NO和生反应既可以生成N2,也可以生

成NH3,说明相同催化剂条件下，反应可能存在多种反应历程，D正确；

故答案选A。

19.环状碳酸酯广泛用作极性非质子溶剂、电池的离子导体等，某研究团队以环氧乙烷

A

衍生物(Z-A，R表示炫基)和二氧化碳为原料催化合成环状碳酸酯，反应历程如

图所示。下列说法错误的是

N(C4H9)4

A.(CHjNBr是反应的催化剂

B.反应过程中有极性键的断裂，无极性键的形成

C.反应过程中有4种中间体

D.总反应方程式为催化剂)

【答案】BC

【详解】A.由图可知，反应消耗了(GHjNBr,又生成了(CH)NBr,贝l」(C4H▲NBr

为反应的催化剂，故A正确；

B.反应过程存在C-Br键的断裂和N-Br键的形成，故B错误;

C.由图可知，反应过程中有3种中间体，故C错误;

()

总反应方程式

故选BCo

20.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉，为全球的“碳达峰”、"碳中和''起到重

大的支撑作用。其中最关键的一步是以CO?为原料制CHQH。在某CO?催化加氢制

CHQH的反应体系中，发生的主要反应有：

I.CO2(g)+H2(g)ptCO(g)+H2O(g)AH尸Ml.lkJmoL

II.CO(g)+2H式g)-CH30H(g)AH

-i

III.CO2(g)+3H2(g)；=JCH3OH(g)4-H2O(g)AH,=-48.9kJmol

-1

(I)2=kJmolo

（2）5MPa时，往某密闭容器中按投料比n（Hjn（CO；）=3:l充入H?和CO-反应达到

平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如下图所示。

图中Y代表（求化学式）。

⑶我国科研人员研究出在Cu-ZnO-Z。催化剂上CO?氢化合成甲醇的反应历程如下

图所示。反应②的化学方程式为。分析在反应气中加入少量的水能够提升甲

醇产率的可能原因是

（4）恒压下，CO?和H?以物质的量之比1：3投料合成甲醇（不考虑副反应），在有分子筛