2023屆新高考新教材化學(xué)人教版一輪訓(xùn)練-專(zhuān)項(xiàng)提能特訓(xùn)(9)　活化能、催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理

專(zhuān)項(xiàng)提能特訓(xùn)(9)活化能、催化劑的催化反應(yīng)機(jī)理1．已知反應(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(shuō)法錯(cuò)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)的活化能大解析：C①為快反應(yīng)，說(shuō)明反應(yīng)物的活化能和生成物的活化能都較小，反應(yīng)更容易發(fā)生；②為慢反應(yīng)，說(shuō)明反應(yīng)物的活化能和生成物的活化能都較大，②中反應(yīng)物的活化能大于①中生成物的活化能，因此①的逆反應(yīng)速率大于②的正反應(yīng)速率，A項(xiàng)正確；②反應(yīng)為慢反應(yīng)，反應(yīng)慢說(shuō)明反應(yīng)的活化能大，物質(zhì)微粒發(fā)生碰撞時(shí)，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(xiàng)正確；反應(yīng)過(guò)程中N2O2和N2O是中間產(chǎn)物，不是催化劑，C項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確。2．實(shí)現(xiàn)溫和條件下氨的高效合成一直是催化領(lǐng)域的重要研究課題，硼簇修飾碳納米管原位負(fù)載的納米金表面電催化合成氨的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．上述轉(zhuǎn)化過(guò)程中涉及非極性鍵的斷裂和極性鍵的生成B．生成NH3的電極總反應(yīng)式為N2＋6H＋＋6e－=2NH3C．使用納米金作催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率D．當(dāng)22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)N2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，可得到2molNH3解析：D由題圖可知，轉(zhuǎn)化過(guò)程中涉及氮氮三鍵(非極性鍵)的斷裂和氮?dú)滏I(極性鍵)的生成，A項(xiàng)正確；由反應(yīng)歷程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，生成NH3的電極總反應(yīng)式為N2＋6H＋＋6e－=2NH3，B項(xiàng)正確；催化劑的作用是通過(guò)降低反應(yīng)的活化能提高化學(xué)反應(yīng)速率，C項(xiàng)正確；因有副產(chǎn)物生成，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LN2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，得到的NH3的物質(zhì)的量小于2mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在銅催化劑作用下DMF[(CH3)2NCHO]向三甲胺[N(CH3)3]的轉(zhuǎn)化。計(jì)算機(jī)模擬單個(gè)DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在銅催化劑表面上的物質(zhì)用*標(biāo)注。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．步驟③中形成了N—H鍵B．每生成一個(gè)三甲胺分子要吸收1.02eV的能量C．(CH3)2NCH2OH*→(CH3)2NCHeq\o\al(*,2)＋OH*是上述歷程中的決速步驟D．由步驟①可知，DMF分子和氫原子吸附在銅催化劑表面上的過(guò)程為放出能量的過(guò)程解析：D步驟③中(CH3)2NCHOH*轉(zhuǎn)化為(CH3)2NCH2OH*，形成了C—H鍵，A錯(cuò)誤；由反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量可知，反應(yīng)放熱，每生成一個(gè)三甲胺分子要放出的熱量為0eV－(－1.02eV)＝1.02eV，B錯(cuò)誤；(CH3)2NCH2OH*→(CH3)2NCHeq\o\al(*,2)＋OH*的能壘(正反應(yīng)活化能)為0.22eV，而正反應(yīng)活化能最高的是步驟⑥，能壘為1.19eV，故步驟⑥是題述歷程中的決速步驟，C錯(cuò)誤；步驟①為放熱過(guò)程，該過(guò)程包括H—H鍵的斷裂和DMF分子及氫原子吸附的過(guò)程，而H—H鍵的斷裂為吸熱過(guò)程，由能量守恒可知，DMF分子和氫原子吸附在銅催化劑表面上為放出能量的過(guò)程，D正確。4．將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置見(jiàn)圖1)。圖1反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示，在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_________________________________________________________________________________________。圖2解析：溫度升高，反應(yīng)速率增大，同時(shí)催化劑的活性增大也會(huì)提高反應(yīng)速率。一段時(shí)間后催化劑活性增大幅度變小，主要是溫度升高使反應(yīng)速率增大。當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)，催化劑的活性下降，同時(shí)氨氣與氧氣反應(yīng)