2025高考化学大二轮专题复习首选卷小题各个击破题型15反应机理历程能垒图

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1．(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　)

A．E2＝1.41 eV

B．步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV

C．步骤1的反应比步骤2快

D．该过程实现了甲烷的氧化

答案：C

解析：由能量变化图可知，步骤1的活化能E1＝0.70 eV，步骤2的活化能E3＝－0.49 eV－(－0.71 eV)＝0.22 eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C错误。

2．(2024·北京卷)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是(　　)

A．从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ

B．X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物

C．由苯得到M时，苯中的大π键没有变化

D．对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂

答案：C

解析：生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，A正确；根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，B正确；M的六元环中与—NO2相连的C为sp3杂化，苯中大π键发生改变，C错误；苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，D正确。

3．(2024·安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是(　　)

答案：B

解析：由题图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率，则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的ΔH都小于0，故两个反应均为放热反应；则符合题意的反应进程示意图为B项图示。

4．(2024·河北卷)对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。

下列说法错误的是(　　)

A．PDA捕获CO2的反应为＋CO2―→

B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为*CO2(*－)＋＋e－―→

*C2O4(2－)＋

C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同

D．三个路径速控步骤均涉及*CO2(*－)的转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生

答案：D

解析：根据题给反应路径图可知，PDA(1，3­丙二胺)捕获CO2的产物为，因此PDA捕获CO2的反应为＋CO2―→，A正确；由反应进程中的能量变化可知，路径2的最大能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒存在于*CO2(*－)―→*C2O4(2－)的步骤，根据反应路径2图示可知，该步骤有参与反应，因此速控步骤反应式为*CO2(*－)＋＋e－―→*C2O4(2－)＋，B正确；根据反应路径图可知，路径1、3的中间产物不同，经历了不同的反应步骤，但产物均为*MgCO3，而路径2、3的起始物均为，产物分别为*MgC2O4和*MgCO3，C正确；根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中*CO2(*－)都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3的速控步骤为*CO2(*－)得电子转化为*CO和*CO3(2－)，没有PDA的生成，D错误。