高三二轮高效复习主题巩固卷化学（双选）反应机理图和能量历程图

[课下巩固检测练(十八)]反应机理图和能量历程图(选择题每题5分)1．(2025·广东江门一模)丙烯与HCl在一定条件下反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的历程如图所示。下列说法错误的是()A.丙烯与HCl反应的主要产物是CH3CHClCH3B．合成CH3CH2CH2Cl的反应中，第一步为反应的决速步C．生成1molCH3CHClCH3的焓变大于生成1molCH3CH2CH2Cl的焓变D．其他条件不变，反应相同时间，适当升高温度可提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例解析：选C。丙烯与HCl的反应中，生成CH3CHClCH3的活化能小于生成CH3CH2CH2Cl的活化能，活化能小的反应速率快，产物多，丙烯与HCl反应的主要产物是CH3CHClCH3，A正确；由图可知合成CH3CH2CH2Cl的反应中，第一步活化能大，反应速率慢，为决速步，B正确；由图可知，生成CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3的反应都是放热反应，焓变为负值，生成1molCH3CHClCH3放热多，焓变小，C错误；其他条件不变，适当升高温度，活化能大的反应的速率常数变化的大，速率增加的更快，相同时间内可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例，D正确。2．(2025·广东汕头模拟)丙烯与HBr发生加成反应，存在以下两种途径：已知：1­溴丙烷的能量大于2­溴丙烷的能量。两个途径的反应过程，其图像如下：下列说法正确的是()A．相同条件下，生成2­溴丙烷的速率快B．相同条件下，生成1­溴丙烷的产率高C．生成两种溴代产物时，决速步均由第二步反应决定D．CH3CH2CH2Breq\o(→,\s\up7(一定条件))CH3CHCH3BrΔH>0解析：选A。1­溴丙烷的能量大于2­溴丙烷的能量，故A物质是1­溴丙烷，B物质是2­溴丙烷，由图像可知生成2­溴丙烷的活化能更小，故速率更快产物更多，故相同条件下，生成2­溴丙烷的产率高，A正确，B错误；由图像可知，都是第一步反应的活化能大于第二步反应，故决速步均由第一步反应决定，C错误；1­溴丙烷的能量大于2­溴丙烷的能量，CH3CH2CH2Breq\o(→,\s\up7(一定条件))CH3CHCH3Br为放热反应，ΔH<0，D错误。3．(2025·河南高考)在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g)⥬CH3CH=CH2(g)＋H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(表示吸附态，CH3CHCH2＋2H→CH3CH=CH2(g)＋H2(g)中部分进程已省略)。下列说法正确的是()A．总反应是放热反应B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定D．①转化为②的进程中，决速步骤为CH3CH2CH3→CH3CHCH3＋H解析：选C。由图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，A错误；平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，B错误；由图可知，丙烷被催化剂a吸附后能量更低，则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定，C正确；活化能高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为CH3CHCH3→CH3CHCH2＋H或CH3CHCH3＋H→CH3CHCH2＋2H，D错误。4．(2024·北京高考)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是()A．从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物ⅡB．X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物C．由苯得到M时，苯中的大π键没有变化D．对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂解析：选C。中间体生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于生成产物Ⅱ，A正确；根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，B正确；M的六元环中与—NO2相连的C为sp3杂化，苯中大π键发生改变，C错误；苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，D正确。5．(2025·安徽蚌埠二模)合成气的一种制备原理为CH4(g)＋CO2(g)⥬2CO(g)＋2H2(g)ΔH>0，在Sn­Ni合金催化下，甲烷脱氢阶段的反应历程如图所示(表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是()A.低温利于反应CH4(g)＋CO2(g)⥬2CO(g)＋2H2(g)的自发进行B．脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂C．反应CH4(g)＋CO2(g)⥬2CO(g)＋2H2(g)正反应的活化能小于逆反应的活化能D．在Sn­Ni合金催化下，该历程中决速步的化学方程式为CHeq\o\al(,3)＋H→CHeq\o\al(,2)＋2H解析：选D。反应CH4(g)＋CO2(g)⥬2CO(g)＋2H2(g)是吸热的熵增反应，高温利于其自发进行，A错误；脱氢阶段不存在非极性键的断裂，B错误；反应CH4(g)＋CO2(g)⥬2CO(g)＋2H2(g)为吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，C错误；从图中可以看出，在Sn­Ni合金催化下，活化能最大的为反应ⅱ，是该反应的决速步，其化学方程式为CHeq\o\al(,3)＋H→CHeq\o\al(,2)＋2H，D正确。6．(双选)(2025·浙江宁波模拟)一定条件下丙烷发生氯代反应：2CH3CH2CH3eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(光照，25℃))A．中间体A为CH3CH2CH2B．C—H键与Cl—Cl键键能之和大于H—Cl键键能C．常温下，丙烷氯代反应中—CH2—上H原子比−CH3D．升高反应温度，生成1­氯丙烷的速率增大程度小于生成2­氯丙烷的速率增大程度解析：选CD。生成产物甲所需活化能大，反应速率慢，产量少，则产物甲为1­氯丙烷，产物乙为2­氯丙烷，A正确；由反应物到中间体的过程，断开的键有C—H和Cl—Cl键(吸收能量)，形成的化学键有H—Cl键(释放能量)，整个过程是吸热过程，即C—H键与Cl—Cl键键能之和大于H—Cl键键能，B正确；生成产物乙2­氯丙烷的活化能小，反应更容易发生，即丙烷氯代反应中—CH2—上H原子比−CH37．(2025·辽宁丹东一模)我国科学家成功催化氢化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(Bu表示丁基)，其中化合物2与水反应生成化合物3和HCOO－过程中的能量变化如图乙所示。下列说法正确的是()A．图甲的转化过程中元素化合价均未发生变化B．化合物1到化合物2的过程中存在碳氧键的断裂和碳氢键的形成C．化合物2的总键能大于化合物3的总键能D．图乙表示的反应历程包括三步基元反应，第一步为决速步解析：选B。由图甲可知，化合物4转化为化合物1时，氢气生成水，被氧化，因此铁元素化合价降低被还原，化合物1转化为化合物2时，二氧化碳生成甲酸根离子，碳元素化合价降低，因此铁元素化合价升高，A项错误；化合物1到化合物2的过程中二氧化碳中的碳氧键断裂，生成碳氢键，B项正确；由图乙可知，化合物2与水反应生成化合物3和HCOO－是放热反应，则化合物2的总键能小于化合物3的总键能，C项错误；图乙中峰存在3个过渡态，则包括三步基元反应，其中峰值越大则活化能越大，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，第二步反应的活化能最大，故第二步为决速步，D项错误。8．(双选)(2025·山东聊城二模)利用CO2加氢制CH3OH的反应机理如图所示。H2首先在ZnGaO3催化剂表面解离成2个H，随后参与到CO2的还原过程。下列说法错误的是()已知：□表示氧原子空位，表示吸附在催化剂上的微粒，NA表示阿伏加德罗常数。A．反应过程存在C—H、O—H的断裂和形成B．催化剂氧空位用于捕获CO2，氧空位越多反应速率越快C．若反应温度过高使甲醇炭化，生成的碳颗粒易使催化剂反应活性上升D．理论上，每生成1molCH3OH，该历程中消耗的H的数目为6NA解析：选AC。反应过程存在C—H、O—H的生成，但无C—H、O—H键的断裂，A错误；H2首先在ZnGaO3催化剂表面解离成2个H，2个H与催化剂反应形成氧空位，催化剂氧空位再与CO2结合，所以催化剂氧空位用于捕获CO2，氧空位越多反应速率越快，B正确；反应温度过高使甲醇炭化，碳颗粒覆盖在催化剂的表面，使催化剂反应活性下降，C错误；H2首先在催化剂表面解离成2个H，随后参与到CO2的还原过程，根据图中信息可知，CH3OH～6H，所以理论上，每生成1molCH3OH，该历程中消耗的H的数目为6NA，D正确。9．(2025·山东滨州二模)均相芬顿反应是高级氧化技术的经典工艺，通过产生自由基引发系列链反应实现物质的深度氧化。H2O2在酸性条件下产生自由基的过程如图。下列说法正确的是()A．反应Ⅰ中，氧元素的化合价没有发生变化B．相同条件下，反应Ⅰ比反应Ⅱ的活化能低C．产生自由基的过程中，整个体系的pH不变D．其它条件不变时，改变c(H2O2)对反应Ⅱ的速率影响程度大于Ⅰ解析：选B。由过程图可知反应Ⅰ为H＋＋H2O2＋Fe2+=Fe3+＋·OH＋H2O，故反应Ⅰ中氧元素的化合价发生了变化，A错误；由题干信息可知，k1＞k2，说明相同条件下，反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快，活化能越低反应速率越快，即反应Ⅰ比Ⅱ的活化能低，B正确；反应Ⅰ为H＋＋H2O2＋Fe2+=Fe3+＋·OH＋H2O，基元反应Ⅱ为H2O2＋Fe3+=HO2·＋Fe2+＋H＋，而反应Ⅰ比Ⅱ的反应速率更快，总反应不是简单的反应Ⅰ加上反应Ⅱ，则芬顿反应进行的过程中，整个体系的pH会发生变化，C错误；反应Ⅰ的速率v1＝k1·c(H2O2)·c(Fe2+)，反应Ⅱ的速率v2＝k2·c(H2O2)·c(Fe3+)，其中k1远大于k2，故改变c(H2O2)对反应Ⅰ的速率影响程度更大，D错误。10．(2025·河南安阳一模)Rh(Ⅰ)­Ru(Ⅲ)双金属配合物催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸的反应机理和部分基元反应中物质的相对能量如图所示，其中Cat表示催化剂，TS和TN分别表示各基元反应中的过渡态和产物。下列说法正确的是()A．Rh(Ⅰ)­Ru(Ⅲ)双金属配合物改变了反应的历程和总反应的ΔHB．该过程的总反应是CH3COOCH3(l)＋CO(g)＋H2O(l)=2CH3COOH(l)ΔH＝－73.81kJ·mol1C．制备醋酸反应的速率一定由TN3→Cat＋CH3COI决定D．反应中Rh(Ⅰ)­Ru(Ⅲ)双金属配合物中参与变化过程的是Rh(Ⅰ)解析：选D。Rh(Ⅰ)­Ru(Ⅲ)双金属配合物可以催化醋酸甲酯羰基化反应制备醋酸，催化剂可以改变反应的历程，但不能改变总反应的ΔH，A错误；由部分基元反应中物质的相对