2021年高考复习化学考前30天必练小题
第18练 新信息反应机理分析选择题
1．（2021·山东高三二模）光催化甲烷重整技术利用太阳光作为反应动力。以Rh/SrTiO3为载体，激发产生电子(e-)—空穴(h+)，反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．该催化重整过程中，C原子的成键数目不变
B．CO2在Rh上发生还原反应
C．在SrTiO3表面，每生成1molCO，向空穴转移电子数为2NA
CO+CHRh/SrTiO3D．该反应可表示为
242CO+2H光2
【答案】A
【详解】
1
A．CO2的结构式为O=C=O，甲烷与CO2中C原子成键数均为4，CO的结构式为CO，C原子成键数位3，C原子的成键数目改变，故A错误；
B．在Rh上CO2→CO，C元素的化合价降低，发生还原反应，故B正确；
C．在
SrTiO32-CH+O-2e=2CO+2H2，每生成1molCO，向空穴转移电子数为2NA，故C正确； 表面，42-D．在Rh上CO2+2e=CO+O，结合C选项解析得该反应可表示为
CO2+CH4Rh/SrTiO3光2CO+2H2，
故D正确；
故选A。
2．（2021·浙江嘉兴市·高三其他模拟）研究发现，一定条件下，Pt单原子催化反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)的历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”表
示，“TS”表示过渡态。下列说法不正确的是
2
A．该反应的∆H<0
B．经历TS1CO2共价键发生了断裂，且生成了羧基
C．六个过渡态中对反应速率影响最大的是TS3
D．要提高该反应的选择性，可以选择合适的催化剂
【答案】B
【详解】
A．通过反应历程初始状态可知能量降低，该反应的∆H<0，故A正确；
B．经历TS1CO2共价键发生了断裂，生成了HCOO*，经历 TS1才生成羧基，故B错误；
C．六个过渡态中对反应速率影响最大的是TS3，因为能量变化最小，故C正确；
D．不同催化剂能不同程度地改变反应历程，提高该反应的选择性，可以选择合适的催化剂，故D正确；
故选B。
3．（2021·四川遂宁市·高三三模）车发动机在稀燃和富燃条件下交替进行，将尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下：
3
下列说法错误的是
A．稀燃过程中，Pt作催化剂，NO与氧气反应生成NO2
B．稀燃过程中，NO2与BaO反应可能生成NO和Ba(NO3)2
PtC．富燃过程中，Pt催化下NO2被CO还原的反应为：2NO2＋4CON2＋4CO2
D．富燃过程中，还原产物为N2和CO2
【答案】D
【详解】
A．由反应机理图(稀燃)可知，Pt作催化剂，NO与氧气反应生成NO2，故A正确；
B．稀燃过程中，NO2与BaO发生氧化还原反应，反应可能生成NO和Ba(NO3)2，N的化合价由+4变为+2、+5，故B正确；
PtC．由富燃过程机理图可知，Pt催化下NO2被CO还原为N2，反应为：2NO2＋4CO
N2＋4CO2，
4
C正确；
PtD．富燃过程中，反应为：2NO2＋4CO误；
N2＋4CO2，还原产物为N2，CO2为氧化产物，故D错
故选D。
4．（2021·武威第六中学高三其他模拟）某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程，该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确．．．的是（ ）
A．HAP能提高HCHO与O2的反应速率
B．HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂
C．根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2
D．该反应可表示为：HCHO＋O2CO2＋H2O
【答案】C
5
【详解】
A．根据图知，HAP在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，所以是总反应的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，因此该反应中HAP作催化剂而提高反应速率，A正确；
B．根据图示可以发现，甲醛分子中的两个C-H键的H原子都与O发生断裂，故仅有C-H键发生断裂，B正确；
C．根据图知，CO2分子中的氧原子一部分来自O2，另一部分还来自于甲醛，C错误；
D．该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应方程式为：HCHO＋O2
CO2＋H2O，D正确；
故选C。
5．（2021·山东高三二模）我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[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，下列说法不正确的是
A．该历程中最大能垒(活化能)为1.19eV
B．该历程中最小能垒的化学方程式为(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2 +OH*
6
C．该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) △H=-1.02eV·mol-1
D．增大压强或增大H2的浓度均能加快反应速率，并增大DMF的平衡转化率
【答案】C
【分析】
1.232.160.93从图中可以看出，在正向进行的3个反应中，其能垒分别为：
1.551.770.22、
、
1.022.211.19，据此分析解题。
【详解】
A．该历程中最大能垒(活化能)为1.19eV，A正确；
CH32NCH2OHCHNCH2B．从以上分析知，该历程中最小能垒为0.22，是由转化为32的反应，化
学方程式为(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2 +OH*，B正确；
C．该反应的总反应是由时放出的热量，C错误；
CH32NCHOgNCHgCHNCHOg转化为33，但1.02eV为单个32反应
D．增大压强或H2的浓度均能加快反应速率，均使平衡正向移动，DMF平衡转化率增大，D正确；
故选C。
7
6．（2021·安徽淮南市·高三二模）水体中过量氨氮(以NH3表示)或总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素总量)含量过高会导致水体富营养化。用次氯酸钠除去氨氮的一种原理如下图所示：
下列说法错误的是
A．NaClO除去氨氮的总反应化学方程式2NH3+3NaC1O=N2+3NaCl+3H2O
B．整个过程中发生的反应都是氧化还原反应
C．在较高温度下，氨氮去除率会降低
D．NaClO投入过多，总氮去除率可能会下降
【答案】B
【详解】
A．从图分析，只进去的为反应物，只出来的物质为生成物，所以该反应为2NH3+3NaC1O=N2+3NaCl+3H2O，A正确；
B．盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水的反应不是氧化还原反应，B错误；
8
C．较高温度下，次氯酸容易分解，氨氮去除率降低，C正确；
D．次氯酸钠投入过多，可能将氨气氧化为根离子，去除率降低，D正确；
故选B。
7．（2021·广东惠州市·高三一模）甲硫醇是一种重要的原料和化工试剂，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如下。下列说法中不正确的是 ．．．
A．CH3SH中碳元素化合价为﹣2价
B．过程⑤中，形成了O—H键和C—H键
C．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
D．硫化氢与甲醇合成甲硫醇的反应类型为取代反应
【答案】C
【分析】
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通过催化过程可以看出，硫化氢加入催化剂后将硫化氢中的氢硫键拆开形成巯基和氢原子，加入甲醇后，甲醇分子吸附在催化剂表面，将氢氧键拆开，巯基取代了羟基的位置形成了甲硫醇和水，然后分析。
【详解】
A．CH3SH中硫显-2价，氢为+1价，根据元素的化合价之和等于0可知，碳元素化合价为﹣2价，A正确；
B．过程⑤中，生成了CH3SH和H2O，由图示可知，O—H键和C—H键是新形成的，故B正确；
C．该催化剂只能缩短达到平衡的时间，改变化学反应速率，不能提高反应物的平衡转化率，故C错误；
D．硫化氢与甲醇合成甲硫醇的反应方程式为：H2S+CH3OH→CH3SH+H2O，-SH取代甲醇中的-OH，反应类型为取代反应，故D正确；
答案选C。
8．（2021·河北高三其他模拟）一种混晶结构的光催化剂(H-Anatasebranch/Rutilenanorod)与过
SO硫酸根协同降解有机污染物罗丹明B(RhB)的机理如下图所示(h
228
表示光照条件):
10
SO机理分析表明该方法优异的净化污水性能主要归功于反应中生成的硫酸根自由基和羟基自
4由基(·OH)。下列说法错误的是
A．该过程中存在光能到化学能的转化
B．自由基
O2
对RhB的降解不起作用
C．
2S2O8中含有极性键和非极性键
D．RhB在两部分催化剂的作用下降解均发生了氧化反应
【答案】B
【详解】
A．从图中可看出该过程中存在光能到化学能的转化，A正确；
SO共同作用产生硫酸根自由基，因此自由基O4B．
2S2O8和自由基
O22对RhB的降解起重要作用，
B错误；
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SOC．过硫酸根中含有过氧键,因此既含极性键又含非极性键，C
228正确；
D．RhB在两部分催化剂的作用下降解均生成了CO2，碳元素化合价升高，发生了氧化反应，D正确。
故选：B。
9．（2021·福建高三其他模拟）科研工作者研究出一种新型的醇催化氧化途径，可以避免生成有毒物质，其部分反应机理如图所示.下列说法错误的是
A．避免生成有毒物质符合绿色化学的理念
B．在该反应中作催化剂
C．反应过程中N和S元素的成键数目均保持不变
D．总反应方程式为
++HCl
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【答案】C
【详解】
A．避免生成有毒物质，可防止污染环境，符合绿色化学的理念，A项正确；
B．反应过程中，催化剂，B项正确；
参与反应后，又有生成，在反应中作
C．由图可知，反应过程中S元素的成键数目发生改变，C项错误；
D．由转化关系知，醇催化氧化的总反应为项正确；
，D
答案选C。
10．（2021·湖北高三其他模拟）在紫外线的作用下，CF2Cl2可解离出氯原子，氯原子破坏臭氧层的原理如图所示。下列说法正确的是
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A．一氧化氯自由基是臭氧分解过程的催化剂
B．反应a的活化能低于反应b的活化能
C．臭氧分解的化学方程式可表示为：
2O3氯原子hν3O2
D．CF2Cl2分子的空间构型是正四面体形
【答案】C
【详解】
A．根据示意图可判断一氧化氯自由基是臭氧分解过程的中间产物，A错误；
B．反应a是慢反应，反应b是快反应，其活化能高于反应b的活化能，B错误；
C．在催化剂的作用下臭氧分解转化为氧气，则臭氧分解的化学方程式可表示为：C正确；
2O3氯原子hν3O2，
D．由于C－F和C－Cl的键长不同，因此CF2Cl2分子的空间构型是四面体形，不是正四面体，D错误；
答案选C。
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11．（2021·广东高三其他模拟）捕获二氧化碳生成甲酸的过程如图所示。下列说法错误的是(NA
为阿伏加德罗常数的值)
A．二氧化碳的电子式：
B．在第一步“捕获”过程中CO2的共价键并没有断裂
C．100g46%的甲酸水溶液中所含的氢原子数目为2NA
D．理论上捕获1mol CO2生成甲酸转移的电子数为2NA
【答案】C
【详解】
A．二氧化碳中每个原子均为8电子稳定结构，并且C原子与氧原子以双键连接，故二氧化碳的电子式为
，A项正确；
B．由图可知，二氧化碳中的共价键在第一步“捕获”过程中并没有断裂，B项正确；
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C．100g46%的甲酸水溶液中，含甲酸的物质的量为
nHCOOH=100g46%1mol46g/mol，故甲酸中所含的氢
原子数目为2NA，但是甲酸水溶液中含有水，水中含有H原子，故100g46%的甲酸水溶液中所含的氢原子数目大于2NA，C项错误；
D．由化合价变化可知二氧化碳转化为甲酸，碳原子由+4价变为+2价，故捕获1mol CO2生成甲酸转移的电子数为2NA，D项正确；
答案选C。
12．（2021·宁夏中卫市·高三其他模拟）工业合成三氧化硫的反应为
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJmol-1，反应过程可用如图模拟(代表O2分子，代表SO2分子，
代表催化剂)下列说法正确的是
A．过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B．过程Ⅱ为放热反应，过程Ⅲ为吸热反应
C．1molSO2和1molO2反应，放出的热量小于99kJ
D．催化剂可降低整个反应的活化能，因此使△H减小
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【答案】C
【详解】
A．过程I是吸附放热过程，自发进行程度大，但过程II是共价键断裂的过程，过程IV是生成物解吸过程，需要消耗能量，它们的活化能相对较大，决定了全部反应进行的程度，A错误；
B．由图可知，过程II化学键断裂，为吸热过程，过程III化学键形成，为放热过程，B错误；
C．反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-198kJ/mol是可逆反应，所以1molSO2和1molO2反
应时消耗SO2的物质的量小于1mol，放热小于99kJ，C正确；
D．催化剂不能改变反应的始终态，不能改变反应物和生成物的内能，所以不能改变反应热，D错误；
故答案为：C。
13．（2021·安徽高三三模）钒元素用途广泛，如图是一种钒的化合物催化某反应的反应机理。下列叙述错误的是
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A．H2O参与了该催化反应
B．过程①中反应的原子利用率为100%
C．该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成
D．每次循环的净反应为H2O2+2C1－=2HOCl+2e－
【答案】D
【详解】
A．过程④说明H2O参与了该催化反应，故A正确；
B．根据过程①的反应，反应物全部变为生成物，说明反应的原子利用率为100%，故B正确；
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C．过程①中有氢氧键的形成，过程②中有氢氧键的断裂，说明该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成，故C正确；
D．根据整个反应体系得到每次循环的净反应为H＋＋H2O2＋C1－=HOCl＋H2O，故D错误。
综上所述，答案为D。
14．FeMnTiOx催化剂对NH3SCR脱硝技术的反应机理如图所示，下列说法错误的是
A．运用该技术应控制温度在200℃以下 B．较理想的中间产物是NH4NO3
C．N2既是氧化产物又是还原产物 D．NH3参与的是非氧化还原反应
【答案】B
【详解】
A．根据脱硝的反应机理，NH4NO3在温度超过200℃时会反应生成N2O，达不到脱硝目的，因此运用该技术应控制温度在200℃以下，故A正确；
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B．根据图示，NH4NO3在温度超过200℃时会反应生成N2O，NH4NO2可以直接转化为氮气和水，因此较理想的中间产物是NH4NO2，故B错误；
C．根据脱硝的反应机理，反应物是氨气和NO、O2，生成物是氮气和水，N元素的化合价由-3价升高到0价，+2价降低为0价，因此N2既是氧化产物又是还原产物，故C正确；
D．根据图示，NH3与或亚反应生成铵或亚铵，没有元素化合价的变化，是非氧化还原反应，故D正确；
故选B。
15．（2021·湖南永州市·高三三模）工业上用CO2合成乙酸的反应路径如图所示：
下列说法错误的是
A．反应过程中碳元素的化合价始终不变
B．第4步反应的氧化剂是CH3COORh*I
C．HI、LiOH、CH3I、CH3Rh*I、CH3COORh*I为反应的中间产物
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LiI、Rh* D．催化循环的总反应为CH3OH+CO2+H2CH3COOH+H2O
【答案】A
【详解】
A．碳元素在CH3OH中显-2价，在CH3COOH中显0价，碳元素的化合价跟成键原子的非金属性有关，故A错误；
B．第4步反应为CH3COORh*I+H2=CH3COOH+ Rh*+HI，氧化剂是CH3COORh*I，故B正确；
C．根据每一步的反应可知，中间产物有HI、LiOH、CH3I、CH3Rh*I、CH3COORh*I，都是先生成后反应的物质，故C正确；
D．根据图示，CH3OH、CO2和H2在LiI、Rh*催化作用下生产CH3COOH和H2O，所以循环的
LiI、Rh* 总反应为CH3OH+CO2+H2CH3COOH+H2O，故D正确；
答案选A。
16．（2021·江西宜春市·高三一模）据文献报道，金红石列叙述错误的是
Ti3L3表面催化氮气固定机理如图所示，下
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A． 是反应中间体
B．该催化固氮总反应为N2+3H2催化剂2NH3
C．整个催化过程中存在NTi键的断裂和生成
D．催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的△H 【答案】D
【详解】
A．根据图示，在催化过程中生成后又消耗，为反应的中间体，故A正确；
B．根据固化反应机理可知，氮气固定的总反应化学方程式为：3H2+N2
催化剂2NH3，故B正确；
C．根据图示变化，整个催化过程中，存在N-Ti键的断裂和生成，故C正确；
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D．催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变化学平衡，不改变反应的焓变，故D错误；
故选D。
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