文档内容
催化机理循环图
(选择题1~5题，每小题4分，6~11题，每小题5分，共50分)
1.(2023·广东汕头模拟)如图是用钌(Ru)基催化剂催化CO (g)和H (g)的反应示意图，当反应生成46 g液态
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HCOOH时放出31.2 kJ的热量。下列说法错误的是( )
A.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成
B.图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂，物质Ⅱ、Ⅲ为中间产物
C.使用催化剂可以降低反应的活化能，但无法改变反应的焓变
D.由题意知，HCOOH(l)===CO (g)+H (g) ΔH=+31.2 kJ·mol-1
2 2
2.(2023·广东汕头高三期末)研究碳回收利用具有现实意义。某科研小组研究利用某种催化剂，实现CO 加
2
H 制CH OH，作用机理如图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)，下列有关说法错误的是( )
2 3
A.CO 加H 制CH OH的原子利用率小于100%
2 2 3
B.*HCOO-是反应的中间产物，H O参与了反应的催化循环
2
C.在催化剂的表面发生共价键的断裂与形成
D.反应②为*HCOO-+4*H―→*H CO-+H O
3 2
3.(2024·辽阳高三模拟)常温下，在MoS 催化下可实现CH 向CH OH的直接转化，原理如图。下列说法正
2 4 3
确的是( )A.反应过程中，Mo的化合价未发生变化
B.生成甲醇的总反应为2CH +O ===2CH OH
4 2 3
C.MoS 降低了总反应的焓变
2
D.反应过程中有非极性键的断裂和形成
4.CO /C H 耦合反应制备丙烯酸甲酯的反应机理如图所示，下列叙述错误的是( )
2 2 4
A.LnNi能提高CO 、C H 混合体系中活化分子百分数
2 2 4
B.总反应方程式为CO +CH ==CH +CH I CH ==CHCOOCH +HI
2 2 2 3 2 3
C.反应①中断裂的化学键有极性键和非极性键
D.该反应的原子利用率为100%
5.(2023·武汉高三调研)某新型催化剂能将乙醇催化转化为乙酸和氢气，其反应历程如图所示。下列说法错
误的是( )A.物质Ⅰ为催化剂
B.Ⅱ→Ⅲ的反应类型为氧化反应
C.该历程涉及非极性键的断裂和形成
D.该历程总反应的原子利用率为100%
6.(2023·河北邢台名校联盟高三模拟)金属钯催化乙醇羰基化的反应过程如图所示。下列说法正确的是(
)
A.在金属钯催化下不能被羰基化的醇中，相对分子质量最小的为60
B.整个反应过程的化学方程式为CH CH OH+O CH CHO+H O
3 2 2 3 2
C.反应过程中断裂和形成最多的键是Pd—H
D.反应过程中钯的化合价没有变化
7.图中展示的是乙烯催化氧化的过程(部分相关离子未画出)，下列描述错误的是( )
A.PdCl2-和Cu2+在反应中都是催化剂
4
B.该转化过程中，有极性键的断裂与形成
C.该转化过程中，涉及反应4Cu++O +4H+===4Cu2++2H O
2 2
D.乙烯催化氧化反应的化学方程式为CH ==CH +O CH CHO+H O
2 2 2 3 2
8.(2024·山东泰安高三一模)Buchwald⁃Hartwig偶联反应，是在钯催化和碱存在下，胺与芳卤的交叉偶联反
应。反应机理如图所示(图中Ar—表示芳香烃基， 表示发生副反应)。下列说法正确的是( )A.芳胺中的R若为烷基，其碱性会减弱
B.该变化过程中涉及的有机反应类型仅限于取代反应和加成反应
C.理论上1 mol 最多能消耗1 mol
D.若原料用 和 ，则可能得到的产物为 、 和
9.(2024·安徽黄山模拟)CO 制甲醇的反应历程如图：
2
已知：
①CO 与H 在活化后的催化剂表面生成甲醇的反应是放热的可逆反应；
2 2
②该过程的副反应：CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH>0。
2 2 2
下列说法错误的是( )
A.CO 制甲醇的化学方程式为CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g)
2 2 2 3 2
B.反应中经历了In—C、In—O的形成和断裂
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
D.加压可以提高CO 的平衡转化率
2
10.(2024·河北沧州泊头市八县联考)相关研究表明，钒基催化剂、铜基催化剂的NH ―SCR催化反应机理
3
(如图所示)非常相似。下列说法正确的是( )A.两种机理的各步反应均为氧化还原反应
B.反应②中存在极性键和非极性键的断裂和形成
C.V5+和Cu2+是反应的催化剂，V4+和Cu+是中间产物
D.NH —SCR催化反应为NH +NO N +H O+H+
3 3 2 2
11.(2024·山东临沂高三一模)催化剂GaZrO 催化CO 加氢制甲醇的机理如图所示。已知：图中H 吸附过程
x 2 2
表示为H +2*===2H*；CO 吸附过程表示为CO +2H*===HCOO*+H*；氢化过程表示为
2 2 2
HCOO*+2H +H*===H CO*+H*+H O(*为催化剂活性位点)。下列说法错误的是( )
2 3 2
A.氧空位浓度高，有利于增强CO 的吸附能力
2
B.CO 活化位点和H 活化位点是相同的
2 2
C.脱附过程表示为H CO*+H*===CH OH+2*
3 3
D.降低氢化过程的活化能，不一定能有效加快甲醇的生成速率答案精析
1.A [由反应示意图可知反应过程中不存在非极性键的形成，故A错误；催化剂通过降低反应的活化能加
快反应速率，但不影响反应的焓变，故C正确；生成46 g液态HCOOH时放出31.2 kJ的热量，该反应的
热化学方程式为CO (g)+H (g)===HCOOH(l) ΔH=-31.2 kJ·mol-1，则HCOOH(l)===CO (g)+H (g)
2 2 2 2
ΔH=+31.2 kJ·mol-1，故D正确。]
2.C [由图可知CO 加H 生成CH OH和H O，故原子利用率小于100%，A正确；由图可知，催化剂的作
2 2 3 2
用是吸附和解吸反应过程中生成的水，在催化剂表面没有发生共价键的断裂与形成，说明H O参与了反应
2
的催化循环，*HCOO-是反应过程中存在的物质，反应开始和结束都没有该物质，是中间产物，B正确，C
错误。]
3.B [反应过程中，Mo的成键数目发生变化，化合价发生变化，A错误；催化剂MoS 降低了反应的活化
2
能，但是不改变总反应的焓变，C错误；反应过程中有非极性键的断裂，但是没有非极性键的形成，D错
误。]
4.D [LnNi是催化剂，能降低反应的活化能，提高反应物中活化分子的百分数，A正确；CO 、
2
CH ==CH 、CH I为反应物，CH ==CHCOOCH 、HI为生成物，则总反应方程式为CO +CH ==CH +CH I
2 2 3 2 3 2 2 2 3
CH ==CHCOOCH +HI，B正确；反应①中断裂了极性键(C==O)和非极性键(C==C)，C正确；由总反
2 3
应方程式可知，除目标产物丙烯酸甲酯外还有HI生成，原子利用率不是100%，D错误。]
5.C [由图可知，反应中物质Ⅰ消耗又生成，为反应的催化剂，A正确；Ⅱ→Ⅲ为去氢生成碳氧双键的反
应，反应类型为氧化反应，B正确；该历程只涉及氢分子中氢氢非极性键的生成，不涉及非极性键的断裂，
C错误；反应目的是将乙醇催化转化为乙酸和氢气，该历程总反应为C H OH+H O
2 5 2
CH COOH+2H ↑，故原子利用率为100%，D正确。]
3 2
6.C [在金属钯催化下不能被羰基化的醇中，与羟基相连的C原子上没有氢原子，最简单的是2⁃甲基⁃2⁃丙
醇，相对分子质量为74，故A错误；由图可知，整个过程中CH CH OH和O 反应生成CH CHO和H O，
3 2 2 3 2
化学方程式为2CH CH OH+O 2CH CHO+2H O，故B错误；由图可知，反应过程中断裂和形成最多的
3 2 2 3 2
键是Pd—H，故C正确；金属钯单质为0价，反应过程中形成了Pd—H，Pd的化合价发生变化，故D错
误。]
7.D
[过程Ⅳ消耗Cu2+，过程Ⅴ生成Cu2+，过程Ⅰ消耗PdCl2- ，过程Ⅳ生成PdCl2- ，所以PdCl2-
和Cu2+在
4 4 4
反应中都起到催化剂的作用，故A正确；由图可知，过程Ⅱ中存在水分子中O—H断裂，过程Ⅴ生成水分
子时有氢氧极性键形成，故B正确；过程Ⅴ中O 与Cu+反应生成Cu2+，反应的离子方程式为4Cu+
2
+O +4H+===4Cu2++2H O，故C正确；反应中，CH ==CH 最终被O 氧化为CH CHO，则乙烯催化氧化反应
2 2 2 2 2 3
的化学方程式为2CH CH +O 2CH CHO，故D错误。]
2 2 2 38.D [芳胺中的R若为烷基，烷基是推电子基团，所以其碱性会增强，A错误；根据题意，发生反应：
+2 +2HBr，理论上1 mol 最多能消耗2 mol
，C错误；若原料用 和 ，反应的主产物是 ，副产物为
和 ，D正确。]
9.C [由图可知，催化剂作用下二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为CO (g)+3H (g)
2 2
CH OH(g)+H O(g)，故A正确；由图可知，反应中经历了In—C、In—O的形成和断裂，故B正确；由
3 2
题给信息可知，二氧化碳制备甲醇的反应为放热反应，副反应为吸热反应，升高温度，主反应平衡向逆反
应方向移动，副反应平衡向正反应方向移动，甲醇在平衡时的选择性降低，故C错误；二氧化碳制备甲醇
的反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，副反应是气
体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，则加压可以提高二氧化碳的平衡转
化率，故D正确。]
10.C [两种机理的各步反应中，①和④中元素化合价无变化，二者均为非氧化还原反应，A项错误；反应
②中存在极性键的断裂、极性键和非极性键的形成，不存在非极性键的断裂，B项错误；NH ―SCR催化
3
反应为4NH +4NO+O 4N +6H O，D项错误。]
3 2 2 2
11.B [根据图示，氧空位与二氧化碳作用，氧空位浓度高，有利于增强CO 的吸附能力，故A正确；根据
2
图示，CO 活化位点是氧空位，与H 活化位点不相同，故B错误；根据图示，脱附过程表示为
2 2
H CO*+H*===CH OH+2*，故C正确；降低氢化过程的活化能，氢化过程的速率加快，总反应速率由慢反
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应决定，所以不一定能有效加快甲醇的生成速率，故D正确。]
