2024年高考化学二轮复习专题-反应历程探究与催化原理（新高考专用）（解析版）

2024年高考化学二轮复习专题-反应历程探究与催化原理（新高考专用） 目录 01 挑战题型·查能力漏洞 【题型一】 基元反应及其反应机理分析 【题型二】 能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 【题型三】 催化剂、活化能及其反应机理 【题型四】 循环反应机理图像分析 【题型五】 速率方程与速率常数的有关计算 【题型六】 外界条件对速率与速率常数的影响 【题型七】速率常数与平衡常数的转化 02 攻克重难·补能力漏洞 03 知识通关·限时演练 【题型一】基元反应及其反应机理分析 1．（2024·河南信阳·二模）基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基中，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．整个反应历程中有四个基元反应 B．过渡态相对能量： C．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0.95eV 【答案】C 【解析】A．从微观上看，反应物分子一般总是经过若干的简单反应步骤，才最后转化为产物分子的。每一个简单的反应步骤，就是一个基元反应。基元反应步骤要求反应物一步变成生成物，没有任何中间产物，由图可知，整个反应历程中有四个基元反应，故A正确； B．由图可知，过渡态相对能量的大小顺序为，故B正确； C．由图可知，吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量，为放热过程，故C错误； D．反应的活化能越大，反应速率越慢，反应决速步为慢反应，由图可知，反应H2CO*+H=H3CO-H的活化能最大，反应速率最慢，则反应决速步的活化能为0.35eV—(—0.60eV)=0.95eV，故D正确； 故选C。 2．（2024·湖北·二模）常温常压下利用Cu/ZnO/ZrO催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化图如下（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．转化历程有四个基元反应，决速步为： B．若无Cu/ZnO/ZrO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，有利于的回收利用，使该反应原子利用率达到100% 【答案】A 【解析】A．由图可知，转化历程有四个基元反应；活化能越大，反应越慢，为决速步，决速步为，故A正确； B．催化剂能改变反应的速率，不能决定反应是否自发进行，无Cu/ZnO/ZrO催化剂，二氧化碳加氢制甲醇依然能自发进行，故B错误； C．反应过程中断裂与形成的共价键类型不相同，故C错误； D．反应产物还有水生成，原子利用率不可能达到100%，故D错误。 答案选A。 【题型二】能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 3．（23-24高三上·山西忻州·阶段练习）我国科学家利用两种不同的纳米催化剂(Co3O4/Pt、N- Co3O4/Pt)在室温水汽条件下实现高效CO催化氧化(C16O+16O2=C16O2)，其反应历程中相对能量的变化如下图所示(TS1、TS2、TS3分别代表过渡态1、过渡态2、过渡态3)。下列说法错误的是 A．效果较好的催化剂是N-Co3O4/Pt B．若利用H218O进行同位素标记实验，检测到以上反应中有C16O18O和C18O2生成，说明O-H键断裂 C．反应：C16O(g)+16O2(g)=C16O2 (g)的 H<0 D．若ⅱ表示H2O被吸附在催化剂表面，则Co3O4/Pt更容易吸附H2O 【答案】D 【解析】A．根据图示可知N-Co3O4/Pt作为催化剂活化能降低更多，因此效果较好的催化剂是N-Co3O4/Pt，A正确； B．若利用进行同位素标记实验，检测到以上反应中有和生成，来自，说明 O-H键断裂，B正确； C．根据图示可知反应物总能量高于生成物，因此的，C正确； D．若ⅱ表示H2O被吸附在催化剂表面，N-Co3O4/Pt的活化能更低，因此更容易吸附H2O，D错误； 故选D。 4．（2024·广东·一模）乙烯氢化的热化学方程式为 ，使用不同含Au催化剂的反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．1mol 的能量小于1mol 与1mol 具有的能量之和 B ... ...