突破04 循环反应-备战2021年高考化学《催化剂、活化能与反应历程图像题》专题突破系列

催化剂、活化能与反应历程(4) ——循环反应 1、[2014·全国卷Ⅰ]我国科研人员提出了由 CO2 和 CH4 转化为高附加值产品 CH3COOH 的催化反应历程。该历程 示意图如下。下列说法不正确的是( ) A．生成 CH3COOH 总反应的原子利用率为 100% B．CH4→CH3COOH 过程中，有 C—H 键发生断裂 C．①→②放出能量并形成了 C—C 键 D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 2、甲烷直接氧化制甲醇是富有挑战性的课题，Sen 等在 CF3COOH 水溶液中成功将甲烷转化为 CF3COOCH3(水解 生成 CH3OH)，其反应机理如图所示，下列说法正确的是( ) A．上述反应的总反应式为 CH4＋CF3COOH＋ 1 2 O2→CF3COOCH3 B．CF3COOCH3 水解生成 CH3OH 的反应式为 CF3COOCH3＋H2O→CF3COOH＋CH3OH C．Pd2＋是该反应的中间产物 D．每生成 1molCH3OH，消耗标准状况下 O2 的体积为 22.4L 3、碱式氯化铜［CuaClb(OH)c·xH2O］是一种重要的无机杀虫剂，它可以通过以下步骤制备。步骤 1：将铜粉加入 稀盐酸中，并持续通空气反应生成 CuCl2。已知 Fe3+对该反应有催化作用，其催化原理如下图所示。步骤 2： 在制得的 CuCl2 溶液中，加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜。下列有关说法正确的是( ) A．a、b、c 之间的关系式为：a=b+c B．图中 M、N 分别为 Fe2+、Fe3+ C．步骤 1 充分反应后，加入少量 CuO 是为了除去 Fe3+ D．若制备 1 mol 的 CuCl2，理论上消耗 11.2 LO2 4、据报道，中科院大连化学物理研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了 CO2 直接加氢制汽油的过程。 其转化过程如图所示。下列说法正确的是( ) A. 反应①的产物中含有水 B. 反应②为化合反应 C. 所制得汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物 D. 这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气中不含氮氧化物 5、我国在 CO2 催化加氢制取汽油方 面取得突破性进展，CO2 转化过程示意图如下，下列说法不正确的是( ) A.反应①的产物中含有水 B.反应②中只有碳碳键形成 C.汽油主要是 C5~C11 的烃类混合物 D.图中 a 的名称是 2-甲基丁烷 6、天然气因含有少量 H2S 等气体开采应用受限。T．F 菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所 示。下列说法不正确的是( ) A．该脱硫过程需要不断添加 Fe2(SO4)3 溶液 B．脱硫过程 O2 间接氧化 H2S C．亚铁是血红蛋白重要组成成分，FeSO4 可用于治疗缺铁性贫血 D．《华阳国志》记载“取井火煮之，一斛水得五斗盐”，我国古代已利用天然气煮盐 7、磺酸树脂催化下的烯烃二羟化反应历程的示意图如下，下列说法不正确．．．的是( ) (R1、R2、R3、R4 均表示烃基或 H 原子。) A．过程①中，H2O2 作氧化剂 B．过程②中，有碳碳键、碳氢键断裂 C．过程③中反应的原子利用率为 100% D．在反应历程中，有水参与反应 8、我国科研人员提出了以 Ni / Al2O3 为催化剂，由 CO2 和 H2 转化为产品 CH4 的反应历程，其示意图如下，下列 说法不正确．．．的是( ) A．总反应方程式为：CO2+4H2 CH4+2H2O B．催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 C．在反应历程中，H―H 键与 C=O 键断裂吸收能量 D．反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能 9、我国科研人员研究了在 Cu-ZnO-ZrO2 催化剂上 CO2 加氢制甲醇过程中水的作用机理，其主反应历程如图所示 (H2→*H+* H)。下列说法错误的是( ) A．向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率 B．带*标记的物质是该反应历程中的中间产物 C．二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达 100% D．第③步的反应式为*H3CO+ H2O→CH3OH+*HO 10、利用某分子筛作催化剂，NH3 可脱除废气中的 NO 和 NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如下图所示，下 列说法正确的是( ) A．X 是 N2 B．汽车尾气中含有的氮氧化合物是由于汽油燃烧产生的 C．NH4+中含有非极性共价键 D．上述历程的总反应为：2NH3+NO +NO2======= 催化剂 2N2+3H2O 11、研究表明 N2O 与 CO 在 Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是( ) A．总反应是放热反应 B．Fe+使反应的活化能降低 C．FeO+也是该反应的催化剂 D．Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2 两步反应均为放热反应 12、CO2 和 CH4 催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应历程示意图如下，下列说法不． 正确．．的是( ) A．合成气的主要成分为 CO 和 H2 B．①→②既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成 C．①→②吸收能量 D．Ni 在该反应中做催化剂 13、已知烯烃和 H2O2 在磺酸树脂( )作用下可以生成二元醇，其反应历程的示意图如下(R1、R2、R3、R4 均 表示烃基或 H 原子 ) 。下列说法错误的是( ) A．整个过程的总反应为 H2O2+ B． 是该反应的催化剂 C．操作时温度不能过高或过低 D．过程③中反应的原子利用率为 100% 14、联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列叙述错误的 是( ) A．①转化中 2 4N H 是还原剂 B．③中发生反应后溶液的 pH 减少 C．1mol N2H4 可处理水中 1 mol O2 D．工业上也可使用 Na2SO3 处理锅炉水中的溶解氧 15、以下是镍催化乙烯与氢气的反应机理示意图，下列说法不正确的是( ) A．乙烯与氢气发生加成反应 B．过程②吸收能量，过程③、④释放能量 C．催化剂可改变反应的焓变 D．反应中有非极性键断裂、极性键形成 16、电催化 N2 还原制 NH3 的一种反应机理如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示，下列说法不正确 的是( ) A．N2 生成 NH3 是通过多步还原反应实现的 B．两个氮原子上的加氢过程同时进行 C．析氢反应(H*+H*→H2)会影响 NH3 的生成 D．NH3 的及时脱附有利于增加催化剂活性位 17、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 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 18、2007 年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部 分变化过程如图所示，下列说法不正确．．．的是( ) N2(g)+3H2(g) 高温、高压 催化剂 2NH3(g) △H = −92 kJ/mol A．升高温度不能提高一段时间内 NH3 的产率 B．图①→②过程吸热，图②→③过程放热 C．N2 在反应过程中三键均发生断裂 D．反应过程中存在−NH−、−NH2 等中间产物 19、我国科研人员使用催化剂 CoGa3 实现了 H2 还原肉桂醛生成肉桂醇，反应机理的示意图如下，下列说法不正．． 确．的是( ) A．肉桂醛分子中不存在顺反异构现象 B．苯丙醛分子中有 6 种不同化学环境的氢原子 C．还原反应过程发生了极性键和非极性键的断裂 D．该催化剂实现了选择性还原肉桂醛中的醛基 20、1894 年，Fenton 发现采用 Fe2+和 H2O2 混合溶液，能产生具有高反应活性和强氧化性的羟基自由基(-OH),从 而氧化降解有机污染物，称为 Fenton 反应。电 Fenton 法采用惰性电极电解法，下图为其中一个电极的反应机 理，其中含有 Fenton 反应。下列说法不正确的是( ) A．羟基自由基(-OH) 的电子式为： B．右图所在的惰性电极应与外接电源的负极相连 C．Fenton 反应： Fe2++H2O2==Fe3++OH-+-OH D．右图所在的惰性电极每消耗 22.4LO2 (标准状况)，理论上在外电电路中转移 4mole- 21、(多选)《环境科学》刊发了我国采用零价铁活化过硫酸钠（Na2S2O8，其中 S 为＋6 价）去除废水中的+5 价 砷[As(V)]的科研成果，反应机理如图。设 NA 为阿伏加德罗常数的值，Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39。下列叙述正确 的是( ) A．1mol 过硫酸钠(Na2S2O8)含 2NA 个过氧键 B．若 56gFe 参加反应，共有 1.5NA 个 S2O82-被还原 C．碱性条件下，硫酸根自由基发生反应的方程式为：SO4-·+ OH- ＝SO42- +·OH D．室温下，pH 越大，越有利于去除废水中的+5 价砷，溶液中 c(Fe3+)为 2.7×10-27mol·L-1 22、2007 年诺贝尔化学奖授予德国化学家 Gerhard Ertl，以表彰他在表面化学领域研究 所取得的开拓性成就。某反应在 Pd/Al2O3/Ba 催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示(图中 HC 表示碳氢 化合物，nitrate 指硝酸盐)，该机理研究是指( ) A．汽车尾气催化转化机理 B．钢铁生锈机理 C．合成氨工业催化氧化机理 D．氢氧燃烧电池电极反应机理 23、中国科学家在合成氨(N2+3H2 2NH3△H