《高考化学核心考点最新题型限时训练：催化剂与催化机理（附答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学核心考点最新题型限时训练：催化剂与催化机理（附答案）（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、催化剂与催化机理1. (2020河北石家庄)科学家经过研究发现，CO2与H2在催化剂作用下可转化成CH3OH燃料，是一种减排、环保的有效方法。该可逆反应发生过程中的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A. CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)为吸热反应B. 使用催化剂X时，正反应的活化能H逆反应活化能C. 其他条件一定，使用催化剂Z时，最先到达化学平衡D. 从图中可知，选用不同的催化剂，反应的H也不同2. (2020广东揭阳线)研究发现Pd2团簇可催化CO的氧化，在催化过程中路径不同可能生成不同的过渡态和中间产物(过渡态已标出)，下图为路径1和路径2催化的能量变化。下列说法错
2、误的是()A. CO的催化氧化反应为2COO2=2CO2B. 反应路径1的催化效果更好C. 路径1和路径2第一步放出的能量相同D. 路径 1 中最大能垒(活化能)E正 1.77 eV3. (2020福建福州市5月)氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是()A. 催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成B. N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%C. 在催化剂b表面形成氮氧键时，不涉及电子转移D. 催化剂a、b能提高反应的平衡转化率4. (2020福建福州3月)生物固氮与模拟生物固氮都是重大基础性研究课题。大连理工大学曲景平教授团队设计合成了一类新型邻苯二硫酚桥联双核铁配合物，
3、建立了双铁分子仿生化学固氮新的功能分子模型。如图是所发论文插图。以下说法错误的是()A. 催化剂不能改变反应的焓变B. 催化剂不能改变反应的活化能C. 图中反应中间体NxHy数值x3D. 图示催化剂分子中包含配位键5. (2020山东滨州三模)科研人员提出CeO2催化合成DMC需经历三步反应，示意图如图所示：下列说法正确的是()A. DMC与过量NaOH溶液反应生成CO和甲醇B. CeO2可有效提高反应物的平衡转化率C. 、中均有OH的断裂D. 生成DMC总反应的原子利用率为100%6. (2020福建福清市)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模
4、拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是()A. 氧分子的活化包括OO键的断裂与CO键的生成B. 每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量C. 水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eVD. 炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂7. (2020厦门4月)我国科学家首次抓住“兔耳朵”解密催化反应“黑匣子”。图a是TiO2结构图，图b是TiO2吸附H2O后形成“兔耳朵”的结构图，图c是图b的俯视图。下列叙述错误的是()图a 图b图cA. 由图a可知，每隔4个Ti原子会有一列凸起B. 由图b可知，凸起位置上的Ti原子是反应的活性位点C. 由图c可知，水分子和羟基
5、之间靠共价键结合D. 将CO引入体系，通过观察凸起结构变化，证实水煤气变换催化反应的发生8. (2020莆田市)Pd/Al2O3催化H2还原CO2的机理示意图如下。下列说法不正确的是()A. HH的断裂需要吸收能量B. ，CO2发生加成反应C. 中，CO被氧化为CH4D. 生成CH4总反应的化学方程式：CO24H2CH42H2O9. (2020厦门期末)电催化N2还原制NH3的一种反应机理如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示，下列说法不正确的是()A. N2生成NH3是通过多步还原反应实现的B. 两个氮原子上的加氢过程同时进行C. 析氢反应(H*H*H2)会影响NH3的生成D. NH3
6、的及时脱附有利于增加催化剂活性位10. (2020安徽芜湖)最近，中国科学院大连物化所“CO2催化转化为CO的研究”获得新进展。如图是使用不同催化剂(NiPc和CoPc)时转化过程中的能量变化，下列说法不合理的是()A. CO2经还原反应得到COOHB. 该研究成果将有利于缓解温室效应，并解决能源转化问题C. 相同基团的物种分别吸附在NiPc和CoPc表面，其能量可能不同D. 催化剂可以改变CO2转化为CO反应的焓变11. (2020广东东莞4月)科研工作者结合实验与计算机模拟来研究钌催化剂表面不同位点上合成氨反应历程，如图所示，其中实线表示位点A上合成氨的反应历程，虚线表示位点B上合成氨的反
7、应历程，吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是()A. 由图可以判断合成氨反应属于放热反应B. 氮气在位点A上转变成2N*速率比在位点B上的快C. 整个反应历程中活化能最大的步骤是2N*3H22N*6H*D. 从图中知选择合适的催化剂位点可加快合成氨的速率12. (2020山东枣庄期末)研究表明，纳米0价金属能去除地下水中的NO，不同初始pH和不同金属组成对NO的去除效果如图所示。图1初始pH5.5，图2初始pH2，NO初始浓度均为50 mg/L，纳米级金属添加量均为2 g/L。下列说法不正确的是()图1图2A. 纳米镍的去除效果优于纳米铁B. 当加入的金属是Fe0/Ni05/1，在
8、不同的初始pH下，经过60 min后，pH2时NO的去除率比pH5.5时的大C. 图2纳米铁反应60 min时NO去除率为67.2%，则60 min内v(NO)0.56 mol/(Lmin)D. 其他条件相同时，若pH过低，可能会导致去除率下降13. (1) 利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，其两种反应过程中能量的变化曲线如图中a，b所示，下列说法正确的是_(填标号)。A. 上述反应的H91 kJ/molB. a反应正反应的活化能为510 kJ/molC. b过程中第阶段为吸热反应，第阶段为放热反应D. b过程使用催化剂后降低了反应的活
9、化能和HE. b过程的反应速率：第阶段第阶段(2) 制得CuCl2，再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3对该反应有催化作用，其催化原理如下图所示。 M的化学式：_。(3) 用H2制备H2O2的一种工艺简单、能耗低的方法，反应原理如图所示。总反应的化学方程式：_。(4) 近年来，研究人员提出 利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJ/mol反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJ/mol反应的热化学方程式：_。(5) (2020山东淄
10、博联考)某探究性小组的研究成果如图所示，可以用废铜屑和黄铜矿来富集Cu2S。通入的硫化氢的作用是_，当转移0.2 mol电子时，生成Cu2S_ mol。14. 甲醛是污染室内环境的主要污染物，被称为室内污染“第一杀手”。去除甲醛有多种方法，其中，催化氧化法是一种比较高效的除甲醛方法。下列有关说法正确的是_(填标号)。a. 该方法除去甲醛的化学方程式：HCHOO2CO2H2Ob. NaPt/TiO2催化剂能加快甲醛氧化速率，也能提高甲醛的转化率c. 反应过程中，HCHO只有部分化学键发生断裂15. (2020福建南平市)在高效催化剂的作用下用CH4还原NO2，也可消除氮氧化物的污染。(1) CH
11、4还原NO2反应的化学方程式：_。(2) 在相同条件下，选用A、B、C三种不同催化剂进行反应，生成N2的物质的量与时间变化如图1所示，其中活化能最大的是_用Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)分别表示三种催化剂下该反应的活化能。图1图2(3) 在催化剂A作用下，测得相同时间内处理NO2的量与温度的关系如图2所示，曲线先增大后减小的可能原因是_。16. (2020福建三明市)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示其中吸附在Pt/
12、SiO2催化剂表面用“”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会_(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为_。17. (2020厦门)我国科学家结合实验与计算机模拟结果，研究了在铁掺杂W18049纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨，获得较高的氨产量和法拉第效率。反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。需要吸收能量最大的能垒(活化能)E_eV，该步骤的化学方程式：_，若通入H2体积分数过大，可能造成 _。1. D解析由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，则逆反应为吸热反应，A正确；由图可知，使用催化
13、剂X时，H正反应的活化能逆反应活化能，所以正反应的活化能H逆反应活化能，B正确；催化剂通过降低反应的活化能提高正逆反应速率，使用催化剂Z时，可逆反应最先达到平衡， C正确；催化剂不改变反应的H，所以选用不同的催化剂，反应的H相同，D错误。2. B解析CO在Pd2催化作用下与氧气反应产生CO2，反应方程式为2COO2=2CO2，A正确；反应路径2所需总的活化能比反应路径1低，反应路径2的催化效果更好，B错误；反应路径1和反应路径2的第一步能量变化都为 3.22 eV，C正确；路径1的最大能垒(活化能)E正3.96 eV(5.73 eV) 1.77 eV，D正确。3. B解析催化剂A表面是氮气与氢
14、气生成氨气的过程，发生的是同种元素之间非极性共价键的断裂，A错误；N2与H2在催化剂a作用下反应生成NH3属于化合反应，无副产物生成，其原子利用率为100%，B正确；在催化剂b表面形成氮氧键时，氨气转化为NO，N元素化合价由3价升高到2价，失去电子，C错误；催化剂a、b只改变化学反应速率，不能提高反应的平衡转化率，D错误。4. B解析催化剂能够改变反应途径，不能改变反应物、生成物的能量，因此不能改变反应的焓变，A正确；催化剂能够改变反应途径，降低反应的活化能，B错误；在过渡态，氮气分子可能打开三键中部分或全部共价键，然后在催化剂表面与氢原子结合形成中间产物，故x可能等于1或2，C正确；根据图示可知，在中间体的Fe原子含有空轨道，在S原子、N原子上含有孤对电子，Fe与S、N原子之间通过配位键连接，D正确。5. A解析DMC为CH3OCOOCH3，属于酯类，酯在碱性条件下可发生水解：CH3OCOOCH32NaOH2CH3OHNa2CO3，A正
