【高考快车道】大单元突破练 选择题突破7 突破点1　反应循环图、能垒图分析-试卷（含答案）化学高考二轮复习

选择题突破七　
突破点1　反应循环图、能垒图分析
(选择题每小题3分)
A级夯基达标练
题组1　“环式”反应机理图像分析
1.(2025·黑龙江齐齐哈尔模拟)由Rh2V簇介导的光辅助水蒸气重整甲烷的两个连续催化循环机理如图所示(“UV”代表紫外线)。下列说法错误的是(　　)
A.只有Rh2V在循环中起催化作用
B.该反应可用于制取合成气CO、H2
C.过程包含反应Rh2VO2CRh2VO-+CO↑+H2↑
D.反应过程中金属元素的价态发生改变
2.(2025·河北保定模拟)羰基化反应是在有机化合物分子中引入羰基的反应,是制备醛、酮等羰基化合物的重要方法,一种羰基化偶联反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.该历程的中间体有3种
B.LnPd改变反应途径,提高了化学反应速率
C.上述过程中断开和形成的共价键一定只有极性键
D.总反应为R2—Cl+CO+R1—Sn(alkyl)3Cl—Sn(alkyl)3+
题组2　催化历程-(相对)能量或能垒图
3.(2025·安徽安庆模拟)中国原子能科学研究院利用电导率仪在线监测了BF3制备H3BO3的反应历程,并能判定反应的终点。下列说法错误的是 (　　)
A.过渡态1比过渡态2稳定
B.可能有HBF4副产物生成
C.该历程分三步进行,总反应的决速步骤是第三步
D.升高温度,平衡时减小
4.(2025·四川雅安二诊)碳酸二甲酯DMC(CH3OCOOCH3)是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),反应机理如图所示。(能垒:反应物与过渡态之间的能量差)
下列说法正确的是(　　)
A.第2步的基元反应方程式为CH3O·*+CCH3OCOO·*
B.使用催化剂可以提高反应速率和反应热
C.反应历程中决速步骤的能垒为125.7 eV
D.升高温度,合成碳酸二甲酯的反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
B级素能提升练
5.(2025·广州毕业班综合测试)反应R(g)P(g)在有水和无水条件下,反应历程如图。图中M表示中间产物,TS表示过渡态。其他条件相同时,下列说法正确的是(　　)
A.在有水条件下,反应更快达到平衡
B.有水和无水时,反应分别分3步和2步进行
C.反应达到平衡时,升高温度,P的浓度增大
D.无水条件下R的平衡转化率比有水条件下大
6.(2025·河南商丘模拟)苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60 ℃下的反应机理如图所示,资料显示:浓硝酸、浓硫酸混合时存在HONO2+H2SO4HO3SO-+H2ON;H2ONH2O+N。下列说法错误的是(　　)
A.H2O的空间结构为V形
B.从结构上看,碳正离子中间体和取代产物中所有原子都不可能处于同一平面
C.反应1的反应速率比反应2的反应速率慢
D.从能量变化上看,取代产物与加成产物的能量差值ΔE=214.63 kJ·mol-1,取代产物更稳定
7.(2025·河北唐山模拟)过一硫酸
()为一元强酸,在一定条件下可将酮和烯烃分别转化为酯和环氧类物质,反应机理如下,R1、R2、R3、R4、R5均为烃基。(已知:C—O键能大于O—O键能)
下列说法错误的是(　　)
A.H2SO5具有强氧化性,且HS的结构为
B.异丁烯与丙酮的反应类似于反应⑤,反应的化学方程式为
C.反应过程中有非极性键的断裂与形成
D.为烯烃转化过程中的催化剂
8.(2025·江西新余模拟)H2O2是一种重要的工业原料,利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　)
A.和中的Pd的化合价相同
B.降低了反应的活化能,加快了反应速率
C.直接法合成过氧化氢的总反应,原子利用率理论上为100%
D.步骤2中,若有1 mol O2参与反应,转移电子数目为4NA
9.(2025·安徽皖江名校联盟模拟)制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.化合物4是反应的催化剂
B.化合物4转化为化合物6符合“原子经济性”
C.若将丙烯替换为乙烯,则反应可制得乙酸甲酯
D.反应过程中存在极性键的断裂和形成
参考答案
1.A　解析:V元素在循环Ⅰ、Ⅱ中起到催化作用,化合价发生变化,含V物质中氧原子个数变化,因此Rh2V都有催化作用,A错误;由图可知循环Ⅰ、Ⅱ反应的反应物为CH4和H2O,产物为CO和H2,B正确;由图可知,循环Ⅰ中,UV作用的步骤为Rh2VO2C转化为Rh2VO-、CO、H2,即Rh2VO2CRh2VO-+CO↑+H2↑,C正确;在反应过程中,含V物质中氧原子个数改变,因此金属元素价态一定改变,D正确。
2.C　解析:由图可知,R2—Cl、CO、R1—Sn(alkyl)3是反应物,R2COR1、Cl—Sn(alkyl)3为生成物,LnPd为催化剂,其余为中间体。该历程的中间体有3种,A正确;根据分析可知,LnPd为催化剂,可以改变反应途径,降低活化能,提高化学反应速率,B正确;反应过程中涉及C—C的形成,该共价键属于非极性共价键,C错误;根据分析可知,总反应为R2—Cl+CO+R1—Sn(alkyl)3Cl—Sn(alkyl)3+,D正确。
3.D　解析:过渡态1的能量低于过渡态2的能量,故过渡态1比过渡态2稳定,A正确;HF和BF3有可能继续反应生成HBF4副产物,B正确;该历程分三步进行,第三步的活化能最大,故总反应的决速步骤是第三步,C正确;升高温度,第一步反应是吸热反应,平衡正向移动,第二步反应是放热反应,平衡逆向移动,平衡时增大,D错误。
4.A　解析:根据图中反应历程可知,第2步基元反应为CH3O·*+CCH3OCOO·*,A正确;使用催化剂可以提高反应速率,但是反应热不会变化,B错误;反应历程中过渡态Ⅰ的反应能垒最大,是决速步骤,其能垒为[103.1-(-22.6)]×102eV=1.257×104eV,C错误;由图可以看出,产物总能量高于反应物总能量,即2CH3OH+CO2CH3OCOOCH3+H2O　ΔH>0,所以升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增大,平衡向正反应方向移动,D错误。
5.A　解析:在有水条件下,反应的活化能低,反应速率快,反应更快达到平衡,A项正确;有水和无水时,均只有1种中间产物,反应均分2步进行,B项错误;R(g)P(g)为放热反应,反应达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,P的浓度减小,C项错误;水为该反应的催化剂,催化剂不影响平衡移动,故R的平衡转化率不变,D项错误。
6.B　解析:水分子中心氧原子形成2个σ键、有2个孤电子对,则H2O的空间结构为V形,A正确;碳正离子中间体存在sp3杂化,所有原子不可能共平面,而取代产物中心原子均为sp2杂化,所有原子可能共平面,B错误;反应1从中间体到过渡态2-1活化能较高,所以反应1的反应速率比反应2的反应速率慢,C正确;从能量变化上看,取代产物与加成产物的能量差值ΔE=214.63 kJ·mol-1,能量越低越稳定,取代产物更稳定,D正确。
7.B　解析:由题干过一硫酸的结构式可知,HS的结构为,结构中含有过氧键,故H2SO5具有强氧化性,A正确;异丁烯与丙酮的反应类似⑤即R1、R2、R4、R5为甲基,R3为H,反应的化学方程式为,B错误;反应过程中有O—O、CC等非极性键的断裂和O—O非极性键的形成,C正确;参与了反应,但反应前后质量和化学性质没有发生改变,即为烯烃转化过程中的催化剂,D正确。
8.D　解析:由图示可知,步骤1为+H2Pd+2HCl+2Cl-,步骤2为Pd+O2+2Cl-,步骤3为+2HCl+H2O2,所以总反应为H2+O2H2O2。中Cl元素化合价为-1价,则Pd元素化合价为+2价,中Cl元素化合价为-1价、O元素化合价为-1价,则Pd元素化合价为+2价,A正确;由分步反应及总反应可知,为催化剂,催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,B正确;总反应为H2+O2H2O2,理论上反应物全部转化为H2O2,故原子利用率理论上为100%,C正确;步骤2中若有1 mol O2参与反应,转移电子数目为2NA,D错误。
9.C　解析:由反应机理图可知,化合物4是反应的催化剂,A正确;化合物4转化为化合物6发生加成反应,符合“原子经济性”,B正确;若将丙烯替换为乙烯,则反应可制得丙酸甲酯,C错误;反应Ⅳ有极性键的断裂,反应Ⅴ有极性键的形成,D正确。
1