專題3-7-高考中催化劑與活化能的考查方式(解析版)

專題3.7高考中催化劑與活化能的考查方式【考綱要求】1、了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用。2、知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義?？键c一基元反應(yīng)和有效碰撞理論【核心知識梳理】1、基元反應(yīng)：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)，每一步反應(yīng)都被稱為基元反應(yīng)；先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱為反應(yīng)機(jī)理。2、有效碰撞①基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞。②反應(yīng)物分子的每一次碰撞并不是都能發(fā)生反應(yīng)，能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫作有效碰撞。發(fā)生有效碰撞的兩個條件是反應(yīng)物分子能量足夠和取向合適。3、活化分子活化能①活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能：如圖圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，使用催化劑時的活化能為eq\a\vs4\al(E3)，反應(yīng)熱為E1－E2。4、活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系【精準(zhǔn)訓(xùn)練1】1、下列說法正確的是()A．活化分子的每一次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B．能發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子C．反應(yīng)物用量增加后，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大D．催化劑能提高活化分子的活化能，從而加快反應(yīng)速率【答案】B【解析】活化分子只有發(fā)生有效碰撞時才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A項錯誤；增加固體或純液體的量，反應(yīng)速率不變，C項錯誤；催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使原來不是活化分子的分子變成活化分子，提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)，加快了化學(xué)反應(yīng)速率，D項錯誤。2、已知反應(yīng)：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)△H＝－akJ·mol-1（a＞0），其反應(yīng)機(jī)理是①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)快②NOBr2(g)＋NO(g)2NOBr(g)慢下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是A.該反應(yīng)的速率主要取決于①的快慢B.NOBr2是該反應(yīng)的催化劑C.增大Br2(g)的濃度能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率D.總反應(yīng)中生成物的總鍵能比反應(yīng)物的總鍵能大akJ·mol-1【答案】D【解析】反應(yīng)速率主要取決于慢的一步，所以反應(yīng)速率主要取決于②的快慢，A錯誤；NOBr2是中間產(chǎn)物，而不是催化劑，B錯誤；增大濃度，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，D錯誤；正反應(yīng)放熱，斷裂化學(xué)鍵吸收的能量小于形成化學(xué)鍵放出的能量，則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ?mol-1，D正確。3、已知反應(yīng)：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)△H=－akJ·mol－1(a>0)，其反應(yīng)機(jī)理如下：①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)快②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)慢,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A.該反應(yīng)的速率主要取決于①的快慢B.NOBr2是該反應(yīng)催化劑C.正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ·mol－1D.增大Br2(g)濃度能增大單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率【答案】C【解析】反應(yīng)速率主要取決于慢的一步，所以反應(yīng)速率主要取決于②的快慢，A錯誤；是中間產(chǎn)物，而不是催化劑，B錯誤；正反應(yīng)放熱，斷裂化學(xué)鍵吸收的能量小于形成化學(xué)鍵放出的能量，則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小a，C正確；增大濃度，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，D錯誤。4、硝酸鹽污染已成為一個日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。甲酸(HCOOH)在納米級Pd表面分解為活性H2和CO2，再經(jīng)下列歷程實現(xiàn)NOeq\o\al(－,3)的催化還原，進(jìn)而減少污染。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示Fe3O4中的二價鐵和三價鐵。下列說法錯誤的是()A．Fe3O4參與了該循環(huán)歷程B．HCOOH分解時，碳?xì)滏I和氧氫鍵發(fā)生了斷裂C．H2在反應(yīng)歷程中生成的H＋起到調(diào)節(jié)體系pH的作用D．在整個歷程中，1molH2可還原1molNOeq\o\al(－,3)【答案】D【解析】Fe3O4參與了該循環(huán)歷程，因為鐵離子有價態(tài)的變化，A正確；HCOOH分解時，碳?xì)滏I和氧氫鍵發(fā)生了斷裂，而后形成了碳氧雙鍵，B正確；酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)比NOeq\o\al(－,2)的氧化性更強(qiáng)，H＋起到調(diào)節(jié)體系pH的作用，C正確；在整個歷程中，總反應(yīng)為H2將NOeq\o\al(－,3)還原為N2，故1molH2可還原0.4molNOeq\o\al(－,3)，D錯誤。5、過渡態(tài)理論認(rèn)為：化學(xué)反應(yīng)不是通過反應(yīng)物分子的簡單碰撞完成的。在反應(yīng)物分子生成產(chǎn)物分子的過程中，首先生成一種高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子。按照過渡態(tài)理論，NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)的反應(yīng)歷程如下：第一步：＋C—O→(慢反應(yīng))第二步：→N—O＋O—C—O(快反應(yīng))下列有關(guān)說法正確的是()A．第二步活化配合物之間的碰撞一定是有效碰撞B．活化配合物的能量越高，第一步的反應(yīng)速率越快C．第一步反應(yīng)需要吸收能量D．該反應(yīng)的反應(yīng)速率主要取決于第二步反應(yīng)【答案】C【答案】活化分子之間的碰撞不一定能發(fā)生反應(yīng)，不一定是有效碰撞，A項錯誤；活化配合物的能量越高，第一步反應(yīng)速率越慢，B項錯誤；第一步反應(yīng)是斷裂化學(xué)鍵，需要吸收能量，C項正確；反應(yīng)速率主要取決于慢反應(yīng)的速率，D項錯誤?？键c二反應(yīng)機(jī)理在圖像分析【核心知識梳理】1、基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到生成物的變化過程中要經(jīng)歷一個中間狀態(tài)，這個狀態(tài)稱為過渡態(tài)。AB＋C→[A…B…C]→A＋BC反應(yīng)物過渡態(tài)生成物過渡態(tài)是處在反應(yīng)過程中具有最高能量的一種分子構(gòu)型，過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于活化能[活化能(能壘)越高，此步基元反應(yīng)速率越慢]。例如，一溴甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的過程可以表示為CH3Br＋OH－→[Br…CH3…OH]→Br－＋CH3OH2、活化能與反應(yīng)機(jī)理使用催化劑，可以改變活化能，改變反應(yīng)機(jī)理，在反應(yīng)機(jī)理中每一步反應(yīng)的活化能不同，且均比總反應(yīng)的活化能低，故一般使用催化劑可以降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，如圖所示：E1為總反應(yīng)的活化能，E2、E3為使用催化劑反應(yīng)機(jī)理中各步的活化能。3、常見圖像的解讀圖像解讀(1)在無催化劑的情況下：E1為正反應(yīng)的活化能；E2為逆反應(yīng)的活化能；E1－E2為此反應(yīng)的焓變(ΔH)。(2)有催化劑時，總反應(yīng)分成了兩個反應(yīng)步驟，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)催化劑的作用：降低E1、E2，但不影響ΔH，反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于起點(反應(yīng)物)能量和終點(生成物)能量的相對大小對于“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像，位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物，如①和④，“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物，如②和③【精準(zhǔn)訓(xùn)練1】1、2021年中國科學(xué)院和中國工程院評選出2020年世界十大科技進(jìn)展，排在第四位的是一種可借助光將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的新型催化轉(zhuǎn)化方法：CO2＋4H2=CH4＋2H2O，這是迄今最接近人造光合作用的方法，CO2加氫制CH4的一種催化機(jī)理如圖。下列說法正確的是()A．反應(yīng)中La2O3是中間產(chǎn)物B．CO2轉(zhuǎn)化為CH4利用了CO2的氧化性C．H2經(jīng)過Ni活性中心裂解產(chǎn)生帶負(fù)電荷的HD．使用催化劑可以降低反應(yīng)的焓變，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率【答案】B【解讀】由催化機(jī)理示意圖可知，La2O3為反應(yīng)的催化劑，La2O2CO3為中間產(chǎn)物，故A錯誤；由化學(xué)方程式可知，反應(yīng)中二氧化碳中碳元素的化合價降低被還原，二氧化碳是反應(yīng)的氧化劑，反應(yīng)利用了二氧化碳的氧化性，故B正確；由催化機(jī)理示意圖可知，氫氣經(jīng)過鎳活性中心裂解產(chǎn)生電中性的氫原子(·H)，故C錯誤；催化劑能降低反應(yīng)的活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)的焓變，故D錯誤。2、甲酸脫氫可以生成二氧化碳，我國科學(xué)家利用計算機(jī)技術(shù)，研究在催化劑表面脫氫的反應(yīng)歷程與能量的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．甲酸脫氫生成二氧化碳為吸熱反應(yīng)B．歷程中最大能壘(反應(yīng)活化能)為44.7kcal·mol－1C．反應(yīng)CO2(g)＋2H*=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝＋3.3kcal·mol－1D．使用催化劑能夠加快反應(yīng)速率，降低焓變，提高平衡產(chǎn)率【答案】C【解析】由圖可知，HCOOH脫氫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；由圖可知，最大能壘(反應(yīng)活化能)為80.3kcal·mol－1，B錯誤；由圖可知，反應(yīng)CO2(g)＋2H*=CO2(g)＋H2(g)，能量由－17.4kcal·mol－1變?yōu)椋?4.1kcal·mol－1，故ΔH＝＋3.3kcal·mol－1，C正確；催化劑能夠加快反應(yīng)速率，但不能改變焓變和平衡產(chǎn)率，D錯誤。3、研究表明N2O與CO在Fe＋作用下發(fā)生可逆反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法不正確的是()A．反應(yīng)中Fe＋是催化劑，F(xiàn)eO＋是中間產(chǎn)物B．總反應(yīng)速率由反應(yīng)②的速率決定C．升高溫度，總反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小D．當(dāng)有14gN2生成時，轉(zhuǎn)移1mole－【答案】B【解析】由圖可知，F(xiàn)e＋先轉(zhuǎn)化為FeO＋，F(xiàn)eO＋后續(xù)又轉(zhuǎn)化為Fe＋，因此Fe＋是催化劑，F(xiàn)eO＋是中間產(chǎn)物，A不符合題意；由圖可知，反應(yīng)①的能壘高于反應(yīng)②，因此反應(yīng)①的速率較慢，總反應(yīng)速率由反應(yīng)①的速率決定，B符合題意；由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，總反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，C不符合題意；由圖可知，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2O＋COeq\o(,\s\up7(Fe＋))CO2＋N2，N元素化合價從＋1降低至0，當(dāng)有14gN2即0.5molN2生成時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol×2＝1mol，D不符合題意。4、在含F(xiàn)e3＋的S2Oeq\o\al(2－,8)和I－的混合溶液中，反應(yīng)S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)=2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I(xiàn)2(aq)的分解機(jī)理及反應(yīng)過程中的能量變化如下：步驟①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)=I2(aq)＋2Fe2＋(aq)步驟②：2Fe2＋(aq)＋S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)=2Fe3＋(aq)＋2SOeq\o\al(2－,4)(aq)下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率與Fe3＋濃度的大小有關(guān)B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C．Fe2＋是該反應(yīng)的催化劑D．若不加Fe3＋，則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的大【答案】A【解析】鐵離子可以看作該反應(yīng)的催化劑，根據(jù)反應(yīng)的機(jī)理，化學(xué)反應(yīng)速率與Fe3＋濃度的大小有關(guān)，A正確、C錯誤；反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B錯誤；此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，不管加不加催化劑，正反應(yīng)的活化能都低于逆反應(yīng)的活化能，D錯誤。5、甲酸常被用于橡膠、醫(yī)藥等工業(yè)。在一定條件下可分解生成CO和H2O。在有、無催化劑條件下的能量與反應(yīng)歷程的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．途徑一未使用催化劑，途徑二比途徑一甲酸平衡轉(zhuǎn)化率高B．ΔH1＝ΔH2<0，Ea1>Ea2C．途徑二H＋參與反應(yīng)，通過改變反應(yīng)途徑加快反應(yīng)速率D．途徑二反應(yīng)的快慢由生成的速率決定【答案】A【解析】催化劑可以降低活化能，因此途徑一未使用催化劑，但催化劑不能改變平衡狀態(tài)，所以途徑二和途徑一的甲酸平衡轉(zhuǎn)化率相同，A錯誤；催化劑可以降低活化能，但不能改變焓變，由于反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，因此ΔH1＝ΔH2<0，但Ea1>Ea2，B正確；途徑二中反應(yīng)前有氫離子，反應(yīng)后還有氫離子，說明H＋參與反應(yīng)，通過改變反應(yīng)途徑加快反應(yīng)速率，C正確；生成的活化能高，則途徑二反應(yīng)的快慢由生成＋的速率決定，D正確?！菊骖}感悟】1、(2021·山東高考)18O標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示為能量變化如圖所示。已知為快速平衡，下列說法正確的是()A．反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ為決速步B．反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在18OH－C．反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在CHeq\o\al(18,3)OHD．反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焓變【答案】B【解析】一般來說，反應(yīng)的活化能越高，反應(yīng)速率越慢，由圖可知，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅳ的活化能較高，因此反應(yīng)的決速步為反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ，A錯誤；反應(yīng)Ⅰ為加成反應(yīng)，而為快速平衡，反應(yīng)Ⅱ的成鍵和斷鍵方式為或，后者能生成18OH－，因此反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在18OH－，B正確；反應(yīng)Ⅲ的成鍵和斷鍵方式為或，因此反應(yīng)結(jié)束后溶液中不會存在CHeq\o\al(18,3)OH，C錯誤；該總反應(yīng)對應(yīng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此和CH3O－的總能量與和OH－的總能量之差等于圖示總反應(yīng)的焓變，D錯誤。2、(2020·全國Ⅰ卷)銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．CH3COI是反應(yīng)中間體B．甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH＋CO=CH3CO2HC．反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變D．存在反應(yīng)CH3OH＋HI=CH3I＋H2O【答案】C【解析】由反應(yīng)過程圖可知CH3OH→CH3I→eq\a\vs4\al()→eq\a\vs4\al()→eq\a\vs4\al()→CH3COI→CH3CO2H，CH3COI是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，A項正確；把各步反應(yīng)累加，得到CH3OH＋CO=CH3CO2H，B項正確；eq\a\vs4\al()和eq\a\vs4\al()中Rh的成鍵數(shù)為6，eq\a\vs4\al()中Rh的成鍵數(shù)為5，eq\a\vs4\al()中Rh的成鍵數(shù)為4，反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)不相同，C項錯誤；由題圖可知，甲醇的第一步反應(yīng)為CH3OH＋HI=CH3I＋H2O，D項正確。3、(2021·廣東高考)反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)為c(X)隨t的變化曲線B．t1時，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2時，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)【答案】D【解析】由題中信息可知，反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。因此，圖中呈不斷減小趨勢的a線為X的濃度c隨時間t的變化曲線，呈不斷增大趨勢的線為Z的濃度c隨時間t的變化曲線，先增大后減小的線為Y的濃度c隨時間t的變化曲線。X是唯一的反應(yīng)物，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，其濃度不斷減小，因此，由圖可知，a為c(X)隨t的變化曲線，A正確；由圖可知，分別代表3種不同物質(zhì)濃度的曲線相交于t1時刻，因此，t1時c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B正確；由圖中信息可知，t2時刻以后，Y的濃度仍在不斷減小，說明t2時刻兩步反應(yīng)仍在向正反應(yīng)方向進(jìn)行，而且反應(yīng)①生成Y的速率小于反應(yīng)②消耗Y的速率，即t2時Y的消耗速率大于生成速率，C正確；由圖可知，t3時刻反應(yīng)①完成，X完全轉(zhuǎn)化為Y，若無反應(yīng)②發(fā)生，則c(Y)＝c0，由于反應(yīng)②Y→2Z的發(fā)生，t3時刻Y濃度的變化量為c0－c(Y)，變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，所以Z的濃度的變化量為2[c0－c(Y)]，這種關(guān)系在t3后仍成立，D錯誤。4、（雙選）（2020山東）1，3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步：第一步H+進(jìn)攻1，3-丁二烯生成碳正離子()；第二步Br-進(jìn)攻碳正離子完成1，2-加成或1，4-加成。反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下圖所示。已知在0℃和40℃時，1，2-加成產(chǎn)物與1，4-加成產(chǎn)物的比例分別為70:30和15:85。下列說法正確的是A.1，4-加成產(chǎn)物比1，2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定B.與0℃相比，40℃時1，3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大C.從0℃升至40℃，1，2-加成正反應(yīng)速率增大，1，4-加成正反應(yīng)速率減小D.從0℃升至40℃，1，2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度【答案】AD【解析】根據(jù)圖像分析可知該加成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且生成的1，4-加成產(chǎn)物的能量比1，2-加成產(chǎn)物的能量低。能量越低越穩(wěn)定，根據(jù)圖像可看出，1，4-加成產(chǎn)物的能量比1，2-加成產(chǎn)物的能量低，即1，4-加成產(chǎn)物的能量比1，2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定，A正確；該加成反應(yīng)不管生成1，4-加成產(chǎn)物還是1，2-加成產(chǎn)物，均為放熱反應(yīng)，則升高溫度，不利用1，3-丁二烯的轉(zhuǎn)化，即在40時其轉(zhuǎn)化率會減小，B錯誤；從0升至40，正化學(xué)反應(yīng)速率均增大，即1，4-加成和1，2-加成反應(yīng)的正速率均會增大，C錯誤；從0升至40，對于1，2-加成反應(yīng)來說，化學(xué)平衡向逆向移動，即1，2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度，D正確。5、(2021·湖南，14)鐵的配合物離子(用[L-Fe-H]＋表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理和相對能量的變化情況如圖所示：下列說法錯誤的是()A．該過程的總反應(yīng)為HCOOHeq\o(=,\s\up7(催化劑))CO2↑＋H2↑B．H＋濃度過大或者過小，均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低C．該催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變化D．該過程的總反應(yīng)速率由Ⅱ→Ⅲ步驟決定【答案】D【解析】由反應(yīng)機(jī)理可知，HCOOH電離出氫離子后，HCOO－與催化劑結(jié)合，放出二氧化碳，然后又結(jié)合氫離子轉(zhuǎn)化為氫氣，所以總反應(yīng)化學(xué)方程式為HCOOHeq\o(=,\s\up7(催化劑))CO2↑＋H2↑，A正確；若氫離子濃度過低，則反應(yīng)Ⅲ→Ⅳ的反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢，若氫離子濃度過高，則會抑制甲酸的電離，使甲酸根離子濃度降低，反應(yīng)Ⅰ→Ⅱ速率減慢，所以氫離子濃度過高或過低，均導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢，B正確；由反應(yīng)機(jī)理可知，F(xiàn)e在反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵數(shù)目發(fā)生變化，則化合價也發(fā)生變化，C正確；由反應(yīng)進(jìn)程可知，反應(yīng)Ⅳ→Ⅰ能壘最大，反應(yīng)速率最慢，對該過程的總反應(yīng)起決定作用，D錯誤。6、[2019·全國卷Ⅰ，28(3)]我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：____________________________________?！敬鸢浮啃∮?.02COOH*＋H*＋H2O*=COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*=H*＋OH*)【解析】觀察始態(tài)物質(zhì)的相對能量與終態(tài)物質(zhì)的相對能量知，終態(tài)物質(zhì)相對能量低于始態(tài)物質(zhì)相對能量，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH小于0。過渡態(tài)物質(zhì)相對能量與始態(tài)物質(zhì)相對能量相差越大，活化能越大，由題圖知，最大活化能E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，該步起始物質(zhì)為COOH*＋H*＋H2O*，產(chǎn)物為COOH*＋2H*＋OH*?！菊n時達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1、2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－198kJ·mol－1，在V2O5存在時，該反應(yīng)的機(jī)理為V2O5＋SO2→2VO2＋SO3(快)，4VO2＋O2→2V2O5(慢)。下列說法正確的是()A．反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量B．VO2是該反應(yīng)的催化劑C．逆反應(yīng)的活化能大于198kJ·mol－1D．增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率【答案】C【解析】由反應(yīng)機(jī)理可得，V2O5是該反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)速率與催化劑V2O5的質(zhì)量有一定關(guān)系，但主要取決于催化劑V2O5的表面積，A、B項錯誤；ΔH＝正反應(yīng)的活化能－逆反應(yīng)的活化能＝－198kJ·mol－1，所以逆反應(yīng)的活化能大于198kJ·mol－1，C項正確；使用催化劑可以顯著提高反應(yīng)速率，增大SO2的濃度可以提高反應(yīng)速率(不是顯著提高)，D項錯誤。2、某反應(yīng)由兩步反應(yīng)A→B→C構(gòu)成，它的反應(yīng)能量曲線如圖所示，下列敘述正確的是()A．兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)B．三種化合物中C最穩(wěn)定C．第二步反應(yīng)決定了總反應(yīng)的速率D．升高溫度，活化能E1、E2均減小，反應(yīng)速率加快【答案】B【解析】由圖可知A→B的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，B→C的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；物質(zhì)的總能量越低，越穩(wěn)定，由圖可知C的能量最低，則C最穩(wěn)定，B正確；多步反應(yīng)的總反應(yīng)速率是由最慢的一步反應(yīng)決定的，E1>E2，可知第一步比第二步反應(yīng)慢，則第一步反應(yīng)決定了該反應(yīng)的總反應(yīng)速率，C錯誤；升高溫度，不能改變反應(yīng)的活化能，但升高溫度能增加體系活化分子的百分?jǐn)?shù)，使反應(yīng)速率加快，D錯誤。3、知反應(yīng)2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－752kJ·mol－1的反應(yīng)機(jī)理如下：①2NO(g)N2O2(g)(快)②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g)(慢)③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g)(快)下列有關(guān)說法錯誤的是()A．①的逆反應(yīng)速率大于②的正反應(yīng)速率B．②中N2O2與H2的碰撞僅部分有效C．N2O2和N2O是該反應(yīng)的催化劑D．總反應(yīng)中逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能大【答案】C【解析】①為快反應(yīng)，說明正反應(yīng)的活化能和逆反應(yīng)的活化能都較小，反應(yīng)更容易發(fā)生；②為慢反應(yīng)，說明正反應(yīng)的活化能和逆反應(yīng)的活化能都較大，②中正反應(yīng)的活化能大于①中逆反應(yīng)的活化能，因此①的逆反應(yīng)速率大于②的正反應(yīng)速率，A項正確；②為慢反應(yīng)，反應(yīng)慢說明反應(yīng)的活化能大，物質(zhì)微粒發(fā)生碰撞時，許多碰撞都不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此碰撞僅部分有效，B項正確；反應(yīng)過程中N2O2和N2O是中間產(chǎn)物，不是催化劑，C項錯誤；總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則總反應(yīng)中逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能大，D項正確。4、有研究認(rèn)為，強(qiáng)堿性溶液中反應(yīng)I－＋ClO－=IO－＋Cl－分三步進(jìn)行，其中兩步如下：第一步ClO－＋H2O→HOCl＋OH－K1＝3.3×10－10第三步HOI＋OH－→IO－＋H2OK3＝2.3×103下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)第二步為HOCl＋I(xiàn)－→HOI＋Cl－B．由K可判斷反應(yīng)第三步比第一步快C．升高溫度可以加快ClO－的水解D．HOCl和HOI都是弱酸【答案】B【解析】總反應(yīng)－第一步反應(yīng)－第三步反應(yīng)可得第二步反應(yīng)為HOCl＋I(xiàn)－→HOI＋Cl－，A正確；根據(jù)平衡常數(shù)的數(shù)值大小可以判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，不能判斷反應(yīng)速率大小，B錯誤；升高溫度可以加快水解速率，C正確；ClO－在水溶液中發(fā)生水解，說明HOCl為弱酸，根據(jù)題目所給方程式可知第三步反應(yīng)中HOI以分子形式參與反應(yīng)，說明HOI也是弱酸，D正確。5、苯乙烯與溴苯在一定條件下發(fā)生Heck反應(yīng)：溴苯用量/mmol100100100100100100100催化劑用量/mmol2222222反應(yīng)溫度/℃100100100100120140160反應(yīng)時間/h10121416141414產(chǎn)率/%81.284.486.686.293.596.689.0根據(jù)上表數(shù)據(jù)，下列說法正確的是()A．最佳反應(yīng)溫度為100℃B．最佳反應(yīng)時間為16hC．溫度過高時催化劑活性可能降低D．反應(yīng)產(chǎn)物是順式結(jié)構(gòu)【答案】C【解析】根據(jù)表格信息可知，當(dāng)反應(yīng)溫度為140℃，反應(yīng)時間為14h時，生成物的產(chǎn)率最大，因此最佳反應(yīng)溫度為140℃，A、B錯誤；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，溫度超過140℃時，生成物的產(chǎn)率降低，可能是溫度過高導(dǎo)致了催化劑活性降低，C正確；反應(yīng)產(chǎn)物為，屬于反式結(jié)構(gòu)，D錯誤。6、一定壓強(qiáng)下，向10L密閉容器中充入1molS2Cl2(g)和1molCl2，發(fā)生反應(yīng)：S2Cl2(g)＋Cl2(g)2SCl2(g)。Cl2和SCl2的消耗速率(v)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示，以下說法中錯誤的是()A．A、B、C、D四點對應(yīng)狀態(tài)下，達(dá)到平衡狀態(tài)的是B、DB．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能C．達(dá)到平衡后再加熱，平衡向逆反應(yīng)方向移動D．在300℃下，達(dá)到平衡后縮小容器容積，重新達(dá)到平衡后，Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率不變【答案】B【解析】反應(yīng)達(dá)到平衡時，正、逆反應(yīng)速率相等，所以Cl2與SCl2的消耗速率之比為1∶2時為平衡狀態(tài)，據(jù)圖可知B、D滿足條件，A正確；據(jù)圖可知B、D點之后繼續(xù)升高溫度SCl2的消耗速率變大的更多，即逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，焓變小于0，焓變＝正反應(yīng)活化能－逆反應(yīng)活化能，所以正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，B錯誤，C正確；該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，壓強(qiáng)不影響平衡，所以縮小容器容積，重新達(dá)到平衡后與原平衡為等效平衡，氯氣的轉(zhuǎn)化率不變，D正確。7、某小組探究實驗條件對反應(yīng)速率的影響，設(shè)計如下實驗，并記錄結(jié)果如下：編號①②③④溫度/℃2020508010mLH2SO4溶液濃度/(mol·L－1)0.100.100.100.105mLKI溶液濃度/(mol·L－1)0.400.800.400.401%淀粉溶液體積/mL1111出現(xiàn)藍(lán)色時間/s40215未見藍(lán)色下列說法正確的是()A．由實驗①②可知，反應(yīng)速率v與c(I－)成正比B．實驗①～④中，應(yīng)將H2SO4溶液與淀粉溶液先混合C．在I－被O2氧化過程中，H＋只是降低活化能D．由實驗③④可知，溫度越高，反應(yīng)速率越慢【答案】A【解析】實驗①②中其他條件相同，c(I－)：①<②，且反應(yīng)速率：①<②，所以反應(yīng)速率v與c(I－)成正比，A正確；實驗①～④中，應(yīng)將KI溶液與淀粉溶液先混合，再加入H2SO4溶液，在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，測定溶液變色的時間，B錯誤；在I－被O2氧化過程中，H＋除了作為催化劑降低活化能，還作為反應(yīng)物參加反應(yīng)，C錯誤；由實驗④可知，溫度越高，生成的碘單質(zhì)能被氧氣繼續(xù)氧化，所以④不變色，D錯誤。8、我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是()A．生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%B．CH4→CH3COOH過程中，有C—H發(fā)生斷裂C．①→②放出能量并形成了C—CD．該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率【答案】D【解析】根據(jù)圖示CH4與CO2在催化劑存在時生成CH3COOH，總反應(yīng)為CH4＋CO2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3COOH，只有CH3COOH一種生成物，原子利用率為100%，A項正確；CH4選擇性活化變?yōu)棰龠^程中，有1個C—H斷裂，B項正確；根據(jù)圖示，①的總能量高于②的總能量，①→②放出能量，對比①和②，①→②形成了C—C，C項正確；催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡，不能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，D項錯誤。9、已知：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.0kJ·mol－1。以太陽能為熱源分解Fe3O4，經(jīng)熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如下：過程Ⅰ：2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g)ΔH＝＋313.2kJ·mol－1過程Ⅱ：……下列說法不正確的是()A．過程Ⅰ中每消耗232gFe3O4轉(zhuǎn)移1mol電子B．過程Ⅱ的熱化學(xué)方程式為3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s)ΔH＝＋128.9kJ·mol－1C．過程Ⅰ、Ⅱ中能量轉(zhuǎn)化的形式依次是太陽能→化學(xué)能→熱能D．鐵氧化合物循環(huán)制H2具有成本低、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點【答案】AC【解析】過程Ⅰ中每消耗232gFe3O4反應(yīng)生成0.5molO2，轉(zhuǎn)移電子0.5×4mol＝2mol，A錯誤；由蓋斯定律可知，總反應(yīng)×eq\f(1,2)－過程Ⅰ反應(yīng)×eq\f(1,2)得過程Ⅱ反應(yīng)及焓變，B正確；過程Ⅰ和過程Ⅱ都是吸熱反應(yīng)，過程Ⅰ是將光能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，過程Ⅱ中能量轉(zhuǎn)化的形式還是熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，C錯誤；鐵氧化合物循環(huán)制H2以太陽能為熱源分解Fe3O4，以水和Fe3O4為原料，具有成本低的優(yōu)點，氫氣和氧氣分步生成，具有產(chǎn)物易分離的優(yōu)點，D正確。10、據(jù)文獻(xiàn)報道，金紅石Ti3＋L3表面催化氮氣固定機(jī)理如圖所示，下列敘述錯誤的是()A．催化劑可以提高固氮速率的原因是改變該反應(yīng)的ΔHB．該催化固氮總反應(yīng)為3H2＋N2=2NH3C．是反應(yīng)中間體D．整個催化過程中存在N—Ti的斷裂和生成【答案】A【解析】催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，提高固氮速率，但不能改變該反應(yīng)的ΔH，A錯誤；由固定機(jī)理的示意圖可知，反應(yīng)物為氮氣和氫氣，生成物為氨氣，金紅石為催化劑，反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為3H2＋N2=2NH3，B正確；由固定機(jī)理的示意圖可知，是反應(yīng)中間體，C正確；由固定機(jī)理的示意圖可知，c→d、d→a的過程存在N—Ti的斷裂，a→b的過程存在N—Ti的生成，D正確。11、1889年，阿倫尼烏斯提出了反應(yīng)速率常數(shù)與溫度間關(guān)系的經(jīng)驗公式：lnk＝lnA－eq\f(Ea,RT)(k為反應(yīng)速率常數(shù)，R為摩爾氣體常量，T為熱力學(xué)溫度，Ea為活化能，A為比例系數(shù))，該公式可以用于計算基元反應(yīng)(指在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng))的活化能。下圖是三個不同的基元反應(yīng)的lnk隨eq\f(1,T)變化的曲線圖。下列關(guān)于上述基元反應(yīng)的說法中錯誤的是()A．活化能由大到小的順序是Ⅰ>Ⅱ>ⅢB．一定溫度下，活化能小的反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率大C．對于不同反應(yīng)，溫度升高時活化能大的反應(yīng)速率變化大D．對于同一反應(yīng)，反應(yīng)速率隨溫度的升高而增大【答案】A【解析】根據(jù)圖像可知，當(dāng)溫度相同時反應(yīng)Ⅲ對應(yīng)lnk的變化較大，根據(jù)lnk＝lnA－eq\f(Ea,RT)，則此時Ea偏大，故活化能由大到小的順序是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，A錯誤；活化能越小，反應(yīng)速率越大，B正確；根據(jù)lnk＝lnA－eq\f(Ea,RT)，溫度升高時，對于活化能大的反應(yīng)，其速率常數(shù)變化程度大，反應(yīng)速率變化大，C正確；根據(jù)溫度對反應(yīng)速率的影響可知，升高溫度反應(yīng)速率增大，D正確。12、ShyamKattle等結(jié)合實驗與計算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在Pt/SiO2催化劑表面上CO2與H2的反應(yīng)歷程，前三步歷程如圖所示，吸附在Pt/SiO2催化劑表面上的物種用“·”標(biāo)注，Ts表示過渡態(tài)。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．物質(zhì)被吸附在催化劑表面形成過渡態(tài)的過程是吸熱的B．形成過渡態(tài)Ts1的活化能為1.05eVC．前三步總反應(yīng)的ΔH＜0D．反應(yīng)歷程中能量變化最大的反應(yīng)方程式為·HOCO＋eq\f(7,2)H2(g)=·CO＋·OH＋eq\f(7,2)H2(g)【答案】D【解析】從圖示可看出形成過渡態(tài)物質(zhì)的能量都是升高的，A正確；從圖中能量差可知，過渡態(tài)Ts1的能量為0.15eV，則該步的活化能為[0.15－(－0.9)]eV＝1.05eV，B正確；前三步中能量變化最大的是第二步，該步驟分兩步形成穩(wěn)定的微粒，反應(yīng)方程式為·HOCO＋eq\f(7,2)H2(g)=·CO＋·OH＋·H＋3H2(g)，D錯誤。13、我國科學(xué)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(jī)模擬單個DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)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(xué)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(yīng)的熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02eV·mol－1D．增大壓強(qiáng)或升高溫度均能加快反應(yīng)速率，并增大DMF的平衡轉(zhuǎn)化率【答案】A【解析】從圖中可以看出，在正向進(jìn)行的三個吸熱反應(yīng)中，其能壘分別為[－1.23－(－2.16)]eV＝0.93eV、[－1.55－(－1.77)]eV＝0.22eV、[－1.02－(－2.21)]eV＝1.19eV。從以上分析知，該歷程中最小能壘為0.22eV，是由(CH3)2NCH2OH*轉(zhuǎn)化為(CH3)2NCH2的反應(yīng)，化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2＋OH*，A正確；該歷程中最大能壘(活化能)為1.19eV，B錯誤；該反應(yīng)的總反應(yīng)是由(CH3)2NCHO(g)轉(zhuǎn)化為N(CH3)3(g)，但1.02eV為單個(CH3)2NCHO(g)反應(yīng)時放出的熱量，所以熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)=N(CH3)3(g)＋H2O(g)ΔH＝－1.02NAeV·mol－1，C錯誤；增大壓強(qiáng)或升高溫度均能加快反應(yīng)速率，但升高溫度平衡逆向移動，不能增大DMF的平衡轉(zhuǎn)化率，D錯誤。14、(1)在2L密閉容器中通入3molH2和1molN2,測得不同溫度下，NH3的產(chǎn)率隨時間變化如圖所示。①T1溫度時,0～15min內(nèi)v(H2)=mol·L-1·min-1。②已知:瞬時速率表達(dá)式v正=k正c3(H2)c(N2)，v逆=k逆c2(NH3)(k為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。溫度由T1調(diào)到T2，活化分子百分率(填“大于”“小于”或“等于”)，k正增大倍數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大倍數(shù)。T1℃時，k正/k逆=。(2)已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)中，v正=k正c(N2O4)，v逆=k逆c2(NO2)(k正、k逆只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K=10，則k正=k逆。升高溫度，k正增大的倍數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍數(shù)。(3)實驗測得反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH<0的即時速率滿足以下關(guān)系式：v正=k正·c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆·c2(NO2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。①溫度為T1時，在1L的恒容密閉容器中，投入0.6molNO和0.3molO2達(dá)到平衡時O2為0.2mol，溫度為T2時，該反應(yīng)存在k正=k逆，則T1(填“大于”“小于”或“等于”)T2。②研究發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)按如下步驟進(jìn)行：第一步：NO+NON2O2快速平衡第二步：N2O2+O22NO2慢反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡，第一步反應(yīng)中:v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c(N2O2)。下列敘述正確的是。(填字母)A.同一溫度下，平衡時第一步反應(yīng)的k1正/k1逆越大反應(yīng)正向程度越大B.第二步反應(yīng)速率低，因而轉(zhuǎn)化率也低C.第二步的活化能比第一步的活化能低D.整個反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)速率決定【答案】(1)①0.05②增大小于或2.37(2)10大于(3)①小于②AD【解析】(1)①T1溫度下，15min時，NH3的產(chǎn)率達(dá)50%，反應(yīng)n(H2)=1.5mol，v(H2)===0.05mol·L-1·min-1；②由圖像可知,T1時的反應(yīng)速率比T2時反應(yīng)速率小，所以溫度由T1調(diào)到T2，活化分子百分率增大，k正增大倍數(shù)小于k逆增大倍數(shù)，T1℃時，NH3的產(chǎn)率是50%,根據(jù)化學(xué)方程式可知:N2+3H22NH3初始(mol/L)0.51.50轉(zhuǎn)化(mol/L)0.250.750.5平衡時(mol/L)0.250.750.5K==,=·K=·，由于平衡時v逆=v正，計算可知，=≈2.37。(2)已知：v正=k正c(N2O4)，v逆=k逆c2(NO2)；當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，v正=v逆，則k正c(N2O4)=k逆c2(NO2)，則==K,又K=10，則k正=10k逆；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，k正、k逆均增大，k正增大的倍數(shù)大于k逆增大的倍數(shù)。(3)①溫度為T1時，在1L的恒容密閉容器中，投入0.6molNO和0.3molO2達(dá)到平衡時O2為0.2mol，列三段式：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)起始(mol/L) 0.60.30轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.20.10.2平衡(mol/L) 0.40.20.2則該溫度下，K1==1.25，平衡時，v正=v逆,k正·c2(NO)·c(O2)=k逆·c2(NO2)，則K1==1.25，溫度為T2時，該反應(yīng)存在k正=k逆，K2==1，K2<K1，由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高平衡常數(shù)越小，故T1<T2；②根據(jù)①同一溫度下，平衡時第一步反應(yīng)的k1正/k1逆越大，化學(xué)平衡常數(shù)越大，則反應(yīng)正向程度越大，A正確；反應(yīng)速率低與轉(zhuǎn)化率無因果關(guān)系，B錯誤；相同溫度下，第一步反應(yīng)快速達(dá)到平衡，第二步是慢反應(yīng)，則第二步的活化能比第一步的活化能高，C錯誤；整個反應(yīng)的速率由慢反應(yīng)決定，故由第二步反應(yīng)速率決定，D正確。15、溫室氣體讓地球發(fā)燒，倡導(dǎo)低碳生活，是一種可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保責(zé)任，將CO2應(yīng)用于生產(chǎn)中實現(xiàn)其綜合利用是目前的研究熱點。Ⅰ.在催化作用下由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為CH3COOH的反應(yīng)歷程示意圖如圖。在合成CH3COOH的反應(yīng)歷程中，下列有關(guān)說法正確的是________(填字母)。a．該催化劑使反應(yīng)的平衡常數(shù)增大b．CH4→CH3COOH過程中，有C—H鍵斷裂和C—C鍵形成c．生成乙酸的反應(yīng)原子利用率100%d．ΔH＝E2－E1Ⅱ.以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下：CO2(g)＋C2H6(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)ΔH＝＋177kJ·mol－1(主反應(yīng))C2H6(g)CH4(g)＋H2(g)＋C(s)ΔH＝＋9kJ·mol－1(副反應(yīng))(1)主反應(yīng)的反應(yīng)歷程可分為如下兩步，反應(yīng)過程中能量變化如圖1所示：ⅰ.C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝＋136kJ·mol－1ⅱ.H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH2ΔH2＝________，主反應(yīng)的決速步驟為________(填“反應(yīng)ⅰ”或“反應(yīng)ⅱ”)。(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6，溫度對催化劑K-Fe-Mn/Si-2性能的影響如圖2所示，工業(yè)生產(chǎn)中主反應(yīng)應(yīng)選擇的溫度是________________。(3)在一定溫度下的密閉容器中充入一定量的CO2和C2H6，固定時間測定不同壓強(qiáng)下C2H4的產(chǎn)率如圖3所示，p1壓強(qiáng)下a點反應(yīng)速率：v(正)________v(逆)。(4)某溫度下，在0.1MPa恒壓密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CO2和C2H4，只發(fā)生主反應(yīng)，達(dá)到平衡時C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))?！敬鸢浮竣?bcⅡ.(1)＋41反應(yīng)ⅱ(2)800℃(3)<(4)0.02【解析】Ⅰ.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，該催化劑不能使反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，a錯誤；根據(jù)示意圖可知CH4→CH3COOH過程中，有C—H鍵斷裂和C—C鍵形成，b正確；化學(xué)方程式為CO2＋CH4→CH3COOH，所以生成乙酸的反應(yīng)原子利用率為100%，c正確；根據(jù)