(七)基元反應(選擇題1~3題，每小題5分，4~8題，每小題7分，共50分)1.(2024·河南信陽模擬)基于非金屬原子嵌入石墨烯三嗪基C3N4中，用于催化一氧化碳加氫生成甲醇的反應歷程如圖，其中吸附在催化劑表面上的物種用“*”標注，下列說法錯誤的是()A.整個反應歷程中有四個基元反應B.過渡態相對能量：TS55>TS44>TS77C.物種吸附在催化劑表面的過程為吸熱過程D.反應決速步的活化能為0.95eV答案C解析基元反應步驟要求反應物一步變成生成物，沒有任何中間產物，由圖可知，整個反應歷程中有四個基元反應，故A正確；由圖可知，吸附在催化劑表面的生成物總能量低于反應物的總能量，為放熱過程，故C錯誤；反應決速步為慢反應，由圖可知，反應H2CO*+H2?=H3CO-H*的活化能最大，反應速率最慢，則反應決速步的活化能為0.35eV-(-0.60eV)=0.95eV，故2.(2024·湖北模擬)常溫常壓下利用Cu/ZnO/ZrO催化劑實現二氧化碳加氫制甲醇的反應歷程和能量變化如圖(其中吸附在催化劑表面上的粒子用*標注)：下列說法正確的是()A.轉化歷程有四個基元反應，決速步為HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*B.若無Cu/ZnO/ZrO催化劑，二氧化碳加氫制甲醇不能自發進行C.反應過程中斷裂與形成的共價鍵類型相同D.尋找高效催化劑，有利于CO2的回收利用，使該反應原子利用率達到100%答案A解析由圖可知，轉化歷程有四個基元反應，活化能越大，反應速率越慢，為決速步，決速步為HCOO*+5H*=CH3O*+H2O+H*，故A正確；催化劑能改變反應的速率，不能決定反應能否自發進行，故B錯誤；反應過程中存在極性鍵與非極性鍵的斷裂與極性鍵的形成，故C錯誤；生成物還有水，原子利用率不可能達到100%，故D錯誤。3.(2024·大理模擬)某反應可有效降低汽車尾氣污染物的排放，一定條件下該反應(均為氣體)經歷三個基元反應階段，反應歷程如圖所示(TS表示過渡態)。下列說法錯誤的是()A.該過程包含一個吸熱反應和兩個放熱反應B.反應②逆反應的活化能為643.5kJ·mol-1C.該過程的總反應為2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-620.9kJ·mol-1D.反應③生成2molN2時，轉移電子數為2NA答案D解析從圖中可得出三個熱化學方程式：反應①：2NO(g)=N2O2(g)ΔH1=+199.2kJ·mol-1；反應②：N2O2(g)+CO(g)=CO2(g)+N2O(g)ΔH2=-513.5kJ·mol-1；反應③：CO2(g)+N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH3=-306.6kJ·mol-1，三個基元反應中，反應②和反應③為放熱反應，反應①為吸熱反應，A正確；反應②逆反應的活化能為130kJ·mol-1-(-513.5)kJ·mol-1=643.5kJ·mol-1，B正確；利用蓋斯定律，反應①+②+③得，2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1+(-513.5kJ·mol-1)+(-306.6kJ·mol-1)=-620.9kJ·mol-1，C正確；根據反應③可知N的化合價由+1價→0價，生成2molN2時，轉移電子數為4NA，D錯誤。4.NH3選擇性催化還原(NH3?SCR)是目前最有效且應用最廣的除去NOx的方法，在MnZSM?5催化劑上發生反應的機理如圖所示，其中TS表示過渡態。下列說法正確的是()A.反應歷程中最大的能壘為185.05kJ·mol-1B.歷程中Z2-［MnOH?N2?H2O］2+→Z2-［MnOH］2++N2(g)+H2O(g)的ΔH<0C.該反應分3步進行D.在反應歷程中有極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂與形成答案A解析由圖可知，第二步反應能壘最大，為185.05kJ·mol-1，A項正確；由最后一步反應可知反應物的能量小于生成物的能量，該反應為吸熱反應，ΔH>0，B項錯誤；TS表示過渡態，由圖可知反應分6步進行，C項錯誤；反應歷程中沒有非極性共價鍵的斷裂，D項錯誤。5.(2023·四川校聯考模擬)NH3還原技術是當今有效且成熟的去除NOx的技術之一。使用釩催化劑、采用NH3還原技術能有效脫除電廠煙氣中的氮氧化物，消除NO的可能反應機理如圖所示(“”表示催化劑吸附)。下列說法不正確的是()A.步驟②可表述為NH4+在催化劑的氧化還原位被還原為B.反應過程中消耗1molO2，理論上可處理NO的物質的量為4molC.釩催化劑能加快反應，但不能提高氮氧化物的平衡轉化率D.該過程中原子利用率未達到100%答案A解析NH4+變為NH3+，N的化合價由-3價升高到-2價，化合價升高被氧化，催化劑中左側V由+5價降到+4價，化合價降低被還原，故A錯誤；根據關系圖和電子守恒，1molO2可以得到4mol電子，同時可以氧化4mol催化劑，最終理論上可以處理4molNO，故B正確；總反應方程式中生成物為N2和H26.工業上從海水中制溴的步驟為(Ⅰ)先把鹽鹵加熱到363K后控制pH為3.5，通入氯氣把溴置換出來；(Ⅱ)再用空氣把溴吹出并用碳酸鈉溶液吸收；(Ⅲ)最后再用硫酸酸化，單質溴又從溶液中析出。其中，碳酸鈉溶液吸收溴單質的反應可以分三步進行，其反應的機理如圖所示。下列說法正確的是()第一步：第二步：第三步：A.由反應機理可知整個反應過程只涉及極性鍵的斷裂和形成B.反應產生的CO2主要是由Br2在水溶液中產生的HBr與溶液中CO3C.對比氯氣與Na2CO3溶液的反應，常溫下在堿性溶液的穩定性：ClO->BrO-D.當1molBr2完全參與上述反應后，產生的Br-與BrO3?的個數之比為3答案C解析反應中存在Br—Br非極性鍵的斷裂，A錯誤；第二步反應主要是溴在堿性溶液發生歧化反應生成Br-、BrO-，從而促使CO32?的水解正向進行，生成CO2氣體，B錯誤；BrO-在第三步可以繼續發生歧化反應，而ClO-可以在堿性溶液穩定存在，穩定性：ClO->BrO-，C正確；結合得失電子守恒，當1molBr2完全參與上述反應后，產生的Br-與BrO3?的個數之比為5∶17.(2023·北京朝陽區高三下學期模擬)利用有機分子模擬生物體內“醛縮酶”催化Diels?Alder反應取得重要進展，榮獲2021年諾貝爾化學獎。某Diels?Alder反應催化機理如下，下列說法不正確的是()A.總反應為加成反應B.化合物X為H2OC.Ⅵ是反應的催化劑D.其他條件不變，溫度越高，反應速率越快答案D解析由催化機理可知，總反應為，該反應為加成反應，A正確；Ⅰ+Ⅵ—→X+Ⅱ，由Ⅰ、Ⅵ、Ⅱ的結構簡式可知，X為H2O，B正確；由催化機理可知，反應消耗了Ⅵ又生成了Ⅵ，Ⅵ是反應的催化劑，C正確；通常其他條件不變，溫度越高，反應速率越快，但是酶作催化劑時，高溫使酶失去活性降低反應速率，D錯誤。8.羥醛縮合反應是一種常用的增長碳鏈的方法。一種合成目標產物(圖中⑦)的反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.③是該反應的中間產物B.④是該反應的催化劑C.⑥到⑦的過程中沒有非極性鍵的