反應機理圖和能量歷程圖A卷1.(2022·保定一模)苯親電取代反應中鹵代反應的反應進程與能量變化曲線如圖所示，下列說法正確的是()A.反應分三步進行，且各步均為吸熱反應B.決速步的能壘是ΔE2C.總反應的ΔH＝ΔE1＋ΔE2＋ΔE3D.升溫既能加快反應速率，又能提高該鹵代反應的平衡轉(zhuǎn)化率答案B解析A.根據(jù)圖中信息得出前兩步是吸熱反應，第三步是放熱反應，故A錯誤；B.第二步能壘最大，是整個反應的決速步，其能壘是ΔE2，故B正確；C.總反應的焓變是生成物總能量減去反應物總能量或反應物的活化能減去生成物活化能，因此ΔH≠ΔE1＋ΔE2＋ΔE3，故C錯誤；D.由于總反應是放熱反應，故升溫可以加快反應速率，但平衡逆向移動，因此不能提高該鹵代反應的平衡轉(zhuǎn)化率，故D錯誤。2.(2022·唐山二模)Pd－MgO/SiO2界面上甲烷化的過程如圖所示：下列說法不正確的是()A.轉(zhuǎn)化過程中SiO2做催化劑的載體，不參與轉(zhuǎn)化歷程B.反應每生成1molH2O，轉(zhuǎn)移4mol電子C.反應歷程中存在極性鍵和非極性鍵的斷裂與形成D.轉(zhuǎn)化過程中涉及氧化還原反應答案C解析A.由轉(zhuǎn)化過程圖可知，SiO2做催化劑的載體，不參與轉(zhuǎn)化歷程，A正確；B.根據(jù)圖示，二氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成甲烷和水，總反應為4H2＋CO2=CH4＋2H2O，每生成1molH2O，有0.5molCO2轉(zhuǎn)化為CH4，轉(zhuǎn)移4mol電子，B正確；C.總反應為4H2＋CO2=CH4＋2H2O，沒有非極性鍵的形成，C錯誤；D.轉(zhuǎn)化過程中C、H元素化合價發(fā)生了改變，涉及氧化還原反應，D正確。3.工業(yè)上除去NO的一種反應機理如圖所示。下列說法中錯誤的是()A.該反應的氧化劑為NO、O2B.反應1決定整個反應的速率快慢C.反應過程中V元素的化合價發(fā)生變化D.反應中除去1molNO，消耗1molNH3答案B解析A.反應2中，一氧化氮參與反應后，N的化合價降低，NO為氧化劑，O元素由0價變?yōu)椋?價，則O2為氧化劑，故A正確；B.反應中的慢反應決定反應速率，反應1是快速的，故B錯誤；元素的化合價從反應機理來看，化學鍵發(fā)生改變，則化合價發(fā)生改變，故C正確；D.該反應是一個循環(huán)反應，由反應1、2可判斷，反應中除去1molNO，消耗1molNH3，故D正確。4.(2022·重慶抽測)CO與N2O在鐵催化劑表面進行如下兩步反應：第一步：Fe*＋N2O=FeO*＋N2(慢)第二步：FeO*＋CO=Fe*＋CO2(快)其相對能量與反應歷程如圖所示，下列說法錯誤的是()A.在整個反應歷程中，有極性鍵的斷裂和生成B.總反應的反應速率由第一步反應決定C.兩步反應均為放熱反應和Fe均為反應的催化劑答案D解析由圖示知，第一步反應中斷裂了N—O鍵，第二步反應中形成了C=O鍵，故A項正確；總反應的反應速率由慢反應決定，B項正確；由圖示知，兩步反應中反應物的總能量均高于生成物的總能量，因此均為放熱反應，C項正確；FeO先生成，后被消耗，為反應的中間產(chǎn)物，D項錯誤。5.(2022·秦皇島三模)在催化劑表面CO2與H2反應的部分歷程如圖所示，吸附在催化劑表面的物種用“·”標注，Ts表示過渡態(tài)。下列說法錯誤的是()A.物質(zhì)吸附在催化劑表面時通常比其形成的過渡狀態(tài)穩(wěn)定B.②→③是圖中①至⑥的歷程中的決速步驟C.③→④的過程中斷裂了非極性共價鍵D.反應·CO2＋H2(g)=·CO＋H2O(g)的ΔH<0答案C解析A.從圖中可以看出過渡態(tài)的能量均比物質(zhì)吸附在催化劑表面時的能量高，能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定，A正確；B.從圖中可以看出，②→③過程的活化能最大，活化能越大，反應速率越慢，故②→③過程是圖中①至⑥的歷程中的決速步驟，B正確；C.從圖中可以看出，③→④的過程中斷裂了C—O鍵，屬于極性共價鍵，C錯誤；D.根據(jù)圖中可以看出，反應物的總能量高于生成物，屬于放熱反應，D正確。6.北京化工大學研究了過渡金屬Pd8簇催化乙炔氫化的反應機理，Pd8簇上的反應中間體亞乙烯基吸附物R，多步連續(xù)加氫反應路徑的能量變化示意圖如下(TS為過渡態(tài)，IM為中間體)。下列說法錯誤的是()A.乙炔與氫氣加成生成乙烷的反應為放熱反應B.生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級顆粒可提高乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率C.圖示反應歷程中，最大能壘的反應過程為IM1到TS2D.乙炔氫化歷程中涉及非極性鍵的斷裂答案B解析A.由圖可知，亞乙烯基與氫氣反應生成乙烷的反應只是乙炔與氫氣加成生成乙烷反應的一部分，不能據(jù)此判斷整個反應的反應熱，其實乙炔與氫氣加成生成乙烷的反應為放熱反應，故A正確；B.生產(chǎn)中將催化劑處理成納米級顆粒可增大反應物在催化劑表面的接觸面積，加快反應速率，但化學平衡不移動，不能提高乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率，故B錯誤；C.由圖可知，圖示反應歷程中，最大能壘的反應過程為IM1到TS2，故C正確；D.炔氫化歷程中涉及非極性鍵氫氫鍵的斷裂，故D正確。7.在Ru－Rh(釕銠)基催化劑表面發(fā)生反應制備乙酸的一種機理如圖，下列說法正確的是()A.該過程中反應①⑤的反應類型相同也是該反應的催化劑C.制取乙酸的總方程式為：CO2＋H2＋CH3OHCH3COOHD.反應③中既有非極性鍵的斷裂，又有非極性鍵的形成答案B解析A.該過程中反應①為取代，⑤為復分解反應，反應類型不相同，故A錯誤；B.在循環(huán)過程中，反應①消耗LiI，反應⑤又生成等量的LiI，反以LiI是該反應的催化劑，故B正確；C.制取乙酸的總方程式為：CO2＋H2＋CH3OHCH3COOH＋H2O，故C錯誤；D反應③中CH3—Rh*I和O=C=O均是極性鍵斷裂，沒有非極性鍵的斷裂，故D錯誤。B卷8.(2022·長沙適應性考試)以H2O2和HCl為原料制備高純度次氯酸的機理如圖，V為元素釩，其最高化合價為＋5，N(His404)、N(His496)為氨基酸，下列說法錯誤的是()A.該機理中化合物A是中間產(chǎn)物B.反應過程中，釩的成鍵數(shù)目發(fā)生了改變C.該催化循環(huán)過程中有氫氧鍵的斷裂和形成D.制備機理的總反應的離子方程式為：H2O2＋Cl－＋H＋=HClO＋H2O答案A解析由圖可知，該機理中化合物A作催化劑，A項錯誤；反應過程中，釩的成鍵數(shù)目有5、6兩種，成鍵數(shù)目發(fā)生了改變，B項正確；反應過程A→B、B→C中均有氫氧鍵的斷裂和形成，C項正確；根據(jù)圖中的轉(zhuǎn)化關系，可得制備機理的總反應的離子方程式為H2O2＋Cl－＋H＋=HClO＋H2O，D項正確。9.(2022·湖南卷改編)反應物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應進程的關系如圖所示：下列有關四種不同反應進程的說法正確的是()A.進程Ⅰ是吸熱反應B.平衡時P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC.生成P的速率：Ⅲ>ⅡD.進程Ⅳ中，Z沒有催化作用答案D解析由圖可知，進程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量，因此進程Ⅰ是放熱反應，A錯誤；進程Ⅱ中使用了催化劑X，但是催化劑不能改變平衡產(chǎn)率，因此兩個進程平衡時P的產(chǎn)率相同，B不正確；進程Ⅲ中由S·Y轉(zhuǎn)化為P·Y的活化能高于進程Ⅱ中由S·X轉(zhuǎn)化為P·X的活化能，由于這兩步反應分別是兩個進程的決速步驟，因此生成P的速率：Ⅲ<Ⅱ，C不正確；由圖可知，進程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物P·Z，由于P·Z沒有轉(zhuǎn)化為P＋Z，因此，Z沒有表現(xiàn)出催化作用，D正確。10.我國科學家實現(xiàn)了在銅催化劑條件下將DMF[(CH3)2NCHO]轉(zhuǎn)化為三甲胺[N(CH3)3]。計算機模擬單個DMF分子在銅催化劑表面的反應歷程如圖所示，下列說法正確的是()A.該歷程中最小能壘的化學方程式為(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*B.該歷程中最大能壘(活化能)為2.16eVC.該反應的熱化學方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02eV·mol－1D.增大壓強或升高溫度均能加快反應速率，并增大DMF平衡轉(zhuǎn)化率答案A解析從圖中可以看出，在正向進行的反應中，其能壘分別為：－－(－2.16)＝、－－(－1.77)＝、－－(－2.21)＝。A.從以上分析知，該歷程中最小能壘為，是由(CH3)2NCH2OH*轉(zhuǎn)化為(CH3)2NCH2的反應，化學方程式為(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*，A正確；B.該歷程中最大能壘(活化能)為1.19eV，B不正確；C.該反應的總反應是由(CH3)2NCHO(g)轉(zhuǎn)化為N(CH3)3(g)，但1.02eV為單個(CH3)2NCHO(g)反應時放出的熱量，所以熱化學方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－NAeV·mol－1，C不正確；D.增大壓強或升高溫度均能加快反應速率，但升高溫度平衡逆向移動，不能增大DMF平衡轉(zhuǎn)化率，D不正確。11.研究發(fā)現(xiàn)Pd2團簇可催化CO的氧化，在催化過程中路徑不同可能生成不同的過渡態(tài)和中間產(chǎn)物(過渡態(tài)已標出)，下圖為路徑1和路徑2催化的能量變化。下列說法的不正確的是()A.該過程中有極性鍵和非極性鍵的斷裂和生成B.反應路徑2的催化效果更好C.催化劑不會改變整個反應的ΔHD.路徑1中最大能壘(活化能)E正＝1.77eV答案A解析A.由圖可知CO在Pd2催化作用下與氧氣反應產(chǎn)生CO2，反應過程中CO中C—O極性鍵、O2中O—O非極性鍵斷裂，CO2中C—O極性鍵生成，沒有非極性鍵的生成，A錯誤；B.由圖可知：反應路徑2所需總的活化能比反應路徑1低，反應路徑2的催化效果更好，B正確；C.催化劑改變反應的活化能，反應的ΔH只與反應物和生成物有關，催化劑不會改變整個反應的ΔH，C正確；D.路徑1的最大能壘(活化能)E正＝－3.96eV－(－5.73eV)＝1.77eV，D正確。高壓法制備醋酸，采用的鈷碘催化循環(huán)過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.HCo(CO)4、CH3I均為該反應的催化劑2O、CH3Co(CO)4均為該反應的中間產(chǎn)物3Co(CO)4與CH3COCo(CO)3(H2O)中Co的配位數(shù)相同D.總反應方程式為CH3OH＋COCH3COOH答案A解析A.催化劑是與反應物同時加入，且與反應物反應后又循環(huán)再生的物質(zhì)，或開始加入，經(jīng)過循環(huán)后最終又生成的物質(zhì)，故HCo(CO)4、HI為催化劑，而不是CH3I，A錯誤；2O、CH3Co(CO)4均在過程中產(chǎn)生，且在下一步又被消耗，故為中間產(chǎn)物，B正確；3Co(CO)4中心Co與4個CO配體形成配位鍵，故配位數(shù)為4，CH3COCo(CO)3H2O中心Co與3個CO配體、1個H2O配體之間形成配位鍵，故配位數(shù)也為4，C正確；D.由圖示知，CH3OH、CO為反應物，CH3COOH為最終生成物，故總方程式為：CH3OH＋COCH3COOH，D正確。13.(2022·日照聯(lián)考)乙炔在Hg(Ⅱ)催化下與水反應生成乙醛，反應歷程及相對能壘如圖所示。下列說法錯誤的是()A.反應①中，水分子的氧原子向Hg2＋的空軌道提供孤對電子B.本反應歷程涉及的物質(zhì)中，CH2=CHOH的穩(wěn)定性最弱C.本反應歷程中，決定整個反應快慢的決速步為反應④D.本反應歷程中，催化劑Hg(Ⅱ)的化合價始終不變答案D解析由圖可知，反應①中H2O與Hg2＋形成配離子，水分子的氧原子具有孤對電子，可向Hg2＋的空軌道提供孤對電子，從而形成配位鍵，A項正確；CH2=CHOH的相對能量最高，故其穩(wěn)定性最弱，B項正確；本反應歷程中，反應④需要吸收能量且吸收的能量最多，所以決定整個反應快慢的步驟為反應④，C項正確；中Hg元素的化合價為＋1，D項錯誤。14.(2022·青島二模)丙烯與HBr加成過程及能量變化如下圖，下列說法正確的是()A.Ⅰ和Ⅱ為中間產(chǎn)物，Ⅱ比Ⅰ穩(wěn)定B.兩種加成方式的決速