02素养提升练(十二)变化观念-化学反应速率与反应历程【正文】作业手册

素养提升练(十二)变化观念——化学反应速率与反应历程探究点一理解与反应历程相关的概念和理论1.甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子):①Cl22Cl·(慢反应)②CH4+Cl··CH3+HCl(快反应)③·CH3+Cl2CH3Cl+Cl·(快反应)④·CH3+Cl·CH3Cl(快反应)已知在一个分步反应中,较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是 ()A.上述过程的总反应方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HClB.光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快C.反应②~④都是由微粒通过碰撞而发生的反应D.反应①是释放能量的反应2.对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),有人提出如下反应历程:第一步N2O5NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3NO+NO2+O2慢反应第三步NO+NO32NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是 ()A.v(第一步的逆反应)<v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高3.ICl与H2能发生的总反应为H2(g)+2ICl(g)I2(g)+2HCl(g)ΔH<0。已知:①该反应分两步完成,第一步为H2(g)+ICl(g)HI(g)+HCl(g);②两步反应的活化能分别为Ea1、Ea2,且Ea1>Ea2。下列判断正确的是 ()A.总反应中I2为氧化产物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:H—H>I—I,可推知键能H—Cl<I—ClD.第二步的化学方程式可能为HI(g)+ICl(g)HCl(g)+I2(g)探究点二“能量-历程型”反应机理及分析4.[2025·广东部分学校阶段考]多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图所示,下列说法不正确的是 ()A.反应Ⅰ和反应Ⅱ相比,反应Ⅱ速率更快B.反应Ⅱ是放热反应,但是反应Ⅰ和Ⅱ总的反应过程是吸热的C.铜催化剂不参与反应过程,但是会影响反应速率D.CO在反应中生成又消耗,但CO并不是催化剂5.[2024·河北邢台检测]大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光,保护地球上的生物。图中Ⅰ是一定条件下,臭氧转化成氧气的气态反应物和生成物的相对能量与反应进程的关系,图中Ⅱ是相同条件下Cl原子对臭氧层产生破坏作用的气态反应物和生成物的相对能量与反应进程的关系。下列说法正确的是 ()A.E1-E4=E2-E5B.Cl(g)为反应进程Ⅱ的氧化剂C.相同条件下,O3平衡转化率:反应进程Ⅰ低于反应进程ⅡD.两个进程中速率最快的一步反应的ΔH=(E3-E2)kJ·mol-16.[2024·江苏南京江宁区阶段考]电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。已知:直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法错误的是()A.步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是ⅠB.MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线cC.若MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD>CHD2OHD.若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有2种7.[2025·山东齐鲁名校联盟联考]某测试分析研究所提出Ni(OH)2和MoO3/Ni(OH)2均能催化甲醇氧化(MOR),其反应历程的片段如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是 ()A.吸附CH3OH效果:Ni(OH)2劣于MoO3/Ni(OH)2B.MOR的催化效果:Ni(OH)2劣于MoO3/Ni(OH)2C.反应历程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成D.根据图像可知,MoO3/Ni(OH)2催化下总反应的焓变更小8.[2024·广东汕头一模]三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家利用(CH3)2NCHO(简称DMF)在铜催化作用下转化得到N(CH3)3,计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上),下列说法错误的是 ()A.该反应为放热反应,降温可提高DMF的平衡转化率B.该历程包含6个基元反应,最大能垒(活化能)为1.19eVC.设法提高N(CH3)3+OH*+H*N(CH3)3(g)+H2O(g)的速率可以提高总反应速率D.若1molDMF完全转化为三甲胺,则会吸收1.02NAeV的能量9.[2024·辽宁沈阳一模]基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基C3N4中,用于催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注,下列说法中错误的是 ()A.整个反应历程中有极性键的断裂和形成 B.过渡态相对能量:TS55>TS44>TS77C.物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程 D.反应决速步的活化能为0.95eV10.[2024·湖北七市州教科研协作体联考]常温常压下利用Cu/ZnO/ZrO2催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。下列说法正确的是 ()A.转化历程中决速步为HCOO*+5H*CH3O*+H2O+H*B.若无Cu/ZnO/ZrO2催化剂,二氧化碳加氢制甲醇不能自发进行C.反应过程中断裂与形成的共价键类型相同D.寻找高效催化剂,有利于CO2的回收利用,使该反应原子利用率达到100%探究点三“物质-循环型”反应机理分析11.[2025·湖北名校联盟联考]为早日实现“碳中和碳达峰”目标,科学家提出用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)反应生成HCOOH。反应机理如图所示,已知当生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。下列说法正确的是 ()A.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成B.物质Ⅰ为该反应的催化剂,物质Ⅱ、Ⅲ为中间产物C.催化剂能降低活化能,加快反应速率,改变反应热,从而提高转化率D.通过CO2(g)和H2(g)反应制备液态HCOOH,每转移1mole-,放出31.2kJ的热量12.[2024·湖北武汉二模]CO2甲烷化是“负碳排放”的重要研究方向,某研究团队报道了镍基催化剂上CO2与H2反应生成甲烷的两种机理,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。下列说法错误的是 ()A.镍基催化剂增加了活化分子的百分数B.两种机理均涉及极性键的断裂和形成C.Ni@SiXNS-H2O机理中CH4的选择性更高D.Ni@SiXNS-C2H5OH机理涉及反应*CO2+H+e-HCOO-13.[2025·河北保定十校联考]乙醛主要用作还原剂、杀菌剂、合成橡胶等,以乙烷为原料合成乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是 ()A.反应①中消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1B.理论上该合成方法中每消耗1molC2H6可得到1molCH3CHOC.反应⑤和⑥中均有含π键的产物生成D.乙醛分子中没有O—H,故其与水分子间不能形成氢键14.某科研团队合作开发