选择题提速练(三)　反应机理图像的分析与应用

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A．丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛
B．生成O3的反应属于氧化还原反应
C．反应Ⅰ属于复分解反应
D．该过程中O2作催化剂
解析：A 丙烯转化成甲醛和乙醛，是丙烯中的双键发生断裂，此反应属于氧化反应，A正确；根据示意图，O2→O3，化合价没有发生变化，因此生成O3的反应不属于氧化还原反应，B错误；反应Ⅰ中NO转化成NO2，化合价升高，即反应Ⅰ为氧化还原反应，C错误；有O2参与反应，但后面没有O2的生成，因此O2不作催化剂，D错误。
2．Pd/Al2O3催化H2还原CO2的机理示意如图。下列说法不正确的是( )
A．H—H的断裂需要吸收能量
B．①→②，CO2发生加成反应
C．④中，CO被氧化为CH4
D．生成CH4的总反应方程式是CO2＋4H2 eq \(――→,\s\up7(Pd/Al2O3)) CH4＋2H2O
解析：C 拆开化学键要吸收能量，H—H的断裂需要吸收能量，A正确；①→②，CO2中碳氧双键断裂，与羟基发生加成反应，B正确，④中，CO被还原为CH4，C错误；根据质量守恒，生成CH4的总反应方程式是CO2＋4H2 eq \(――→,\s\up7(Pd/Al2O3)) CH4＋2H2O，D正确。
3．(2020·全国Ⅰ卷)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。
下列叙述错误的是( )
A．CH3COI是反应中间体
B．甲醇羰基化反应为CH3OH＋CO===CH3CO2H
C．反应过程中Rh的成键数目保持不变
D．存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O
解析：C 由反应过程图可知CH3OH→CH3I→ eq \a\vs4\al() → eq \a\vs4\al() → eq \a\vs4\al() →CH3COI→CH3CO2H，CH3COI是反应的中间体，A项正确；把各步反应累加，得到CH3OH＋CO===CH3CO2H，B项正确； eq \a\vs4\al() 和 eq \a\vs4\al() 中Rh的成键数为6， eq \a\vs4\al() 中Rh的成键数为5， eq \a\vs4\al() 中Rh的成键数为4，反应过程中Rh的成键数不相同，C项错误；由题图可知，甲醇的第一步反应为CH3OH＋HI===CH3I＋H2O，D项正确。
4．锰系氧化物催化降解甲醛具有去除效率高无二次污染等优点，其中一种催化机理如图所示。下列说法错误的是( )
A．HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 为中间产物
B．MnO2降低了反应①的活化能
C．反应②中有碳氧键断裂
D．该机理的总反应的化学方程式为HCHO＋O2 eq \(=====,\s\up7(MnO2)) CO2＋H2O
解析：C 由图可知过程中的总反应为HCHO＋O2 eq \(=====,\s\up7(MnO2)) CO2＋H2O，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 在中间过程产生又消耗，是中间产物，A正确；MnO2作为催化剂降低了反应①的活化能，B正确；反应②中HCHO转变成·CHO，醛基与所连的H原子之间化学键断裂，即碳氢键断裂，C错误；从图中箭头方向可以看出反应物为O2和HCHO，生成物为CO2和H2O，二氧化锰作催化剂，反应为HCHO＋O2 eq \(=====,\s\up7(MnO2)) CO2＋H2O，D正确。
5．乙苯()与Cl2在光照条件下发生一氯取代反应，基本历程如下图：Cl—Cl eq \(――→,\s\up7(hν),\s\d5(①)) 2Cl。
已知：中间体稳定性：(A)>(B)；产物(C)、(D)物质的量之比为14.5∶1。
下列说法错误的是( )
A．反应④⑤⑥的ΔH均小于0
B．产生等量的(A)和(B)时，反应③需要消耗更多的能量
C．每产生1 ml(D)，总共消耗氯气7.75 ml
D．光照条件下，氯原子更容易取代含H较少的碳原子上的H
解析：C 根据反应历程可知，反应①②③为断裂旧化学键，为吸热反应，ΔH＞0，反应④⑤⑥为新化学键的形成，为放热反应，ΔH＜0, A正确；根据信息可知，(A)的稳定性大于(B)，物质越稳定所含能量越低，故光照条件下，得到等量的(A)和(B)时，生成(B)时需要能量更多，反应③需要消耗更多的能量， B正确；产物(C)、(D)物质的量之比为14.5∶1，每产生1 ml(D)，生成14.5 ml(C)，总共消耗氯气(14.5＋1)ml＝15.5 ml，同时生成15.5 ml HCl，C错误；中间体稳定性：(A)>(B)，光照条件下，氯原子更容易取代含H较少的碳原子上的H, D正确。
6．我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂Cu和Cu2O，在水溶液中用H原子将CO2高效还原为重要工业原料之一的甲醇，其反应机理如图所示。则下列有关说法不正确的是( )
A．CO2生成甲醇是通过多步氧化反应实现的
B．该催化反应过程中涉及了化学键的形成及断裂
C．有可能通过调节控制反应条件获得甲醛等有机物
D．催化剂Cu结合氢原子，催化剂Cu2O结合含碳微粒
解析：A CO2生成COOH，为还原反应；CO生成CHO，为还原反应；CHO生成CH2O，为还原反应；CH2O生成CH3O，为还原反应；CH3O生成CH3OH，为还原反应，所以CO2生成甲醇是通过多步还原反应实现，A错误；该催化过程发生化学反应，所以该反应中有化学键的形成和断裂，B正确；CHO和H原子生成CH2O，需要Cu2O作催化剂，可以调节控制反应条件获得甲醛等有机物，C正确；根据图知，催化剂Cu结合氢原子，催化剂Cu2O结合含碳微粒，D正确。
7．消除天然气中的H2S是能源研究领域的热点，华中科技大学李钰等研究表明，利用CuFe2O4表面吸附H2S时有两种机理途径，如图所示。
下列说法错误的是( )
A．该吸附过程最终释放能量
B．途径1决速步骤的能垒为204.5 kJ·ml－1
C．由步骤H2S*===HS*＋H*可知，H—S断裂放出能量：途径1>途径2
D．CuFe2O4在吸附过程中提供了O原子
解析：C 由能量图可知，相对能量下降，所以是释放能量，A正确；活化能越大，反应速率越慢，反应速率最慢的反应制约反应速率，由图可知途径1最大能垒为[－362.6－(－576.1)]kJ·ml－1＝204.5 kJ·ml－1，B正确；S—H断裂是吸收能量的不是放出能量，C错误；从题图可知，由起始的H2S生成H2O可知CuFe2O4是提供O原子的，D正确。
8．(2021·辽宁二模)水煤气变换反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“·”标注。下列说法正确的是( )
A．由图可判断水煤气变换反应的ΔH＞0
B．步骤④是该反应历程的决速步
C．使用金催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D．步骤③中有O—O的形成
解析：B 由图可知，相对能量初始为0，最终为－0.72，生成物总能量低于反应物总能量，则该反应为放热反应，ΔH<0，A错误；步骤④，反应速率的快慢由过程中活化能较高的步骤决定，故步骤④是反应的决速步，B正确；催化剂可以降低反应的活化能，不可以改变反应的焓变，反应的焓变不变，C错误；步骤③中，CO·＋OH·＋H·＋H2O(g)===COOH·＋H·＋H2O·没有O—O形成，D错误。
9．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示：
下列说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．产物的稳定性：P1＞P2
C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·ml－1
D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)＜v(P2)
解析：C 由图示可知，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，即该反应为放热反应，A错误；产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低118.4 kJ，所以产物P2比产物P1要稳定，B错误；由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大，则E正＝186.19 kJ·ml－1，C正确；由图示可知，由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)＞v(P2)，D错误。