押全国卷理综第13题 反应机理图分析、能垒图分析等创新题型及阿伏加德罗常数-备战2023年高考化学临考题号押题（云南，安徽，黑龙江，山西，吉林五省通用）（解析版）

押全国卷13题反应机理图分析、能垒图分析等创新题型及阿伏加德罗常数这题一般还会以物质(或微粒)变化示意图、能量变化图像或表示反应速率和平衡图像的形式呈现。侧重于基本概念、物质的性质和变化，以及基元反应、活化能、快慢反应、反应速率、化学键变化、外界条件对反应速率和化学平衡的影响等，涉及反应原理知识的考查。解题中需要重点关注①处理好已学知识与题目中提供的新信息之间的关系，主要是常用化学用语与题目中提供的微粒组成的关系，常见物质的性质与题目中提供的新物质的关系。②学科内各知识模块的综合分析。③两个或多个闭合循环图示的识别。④关注有机反应过程的分析，尤其是共价键的极性与反应机理的关系，有机反应过程中化学键的断裂与生成，有机反应过程中反应物、生成物、中间体以及催化剂之间的变化关系。命题概率在全国卷中常考题，主要以化学反应速率和化学平衡、化学键、化学反应与能量关系的形式出现考查理由承载对反应机理和变化过程、图示分析能力、化学反应速率和化学平衡基础知识的考查试题考向一是反应过程中的能量变化；二是反应过程中的微粒变化；三是化学反应速率和化学平衡外观特征试题情境因涉及反应过程的分析，因此一般为学术探索情境试题特征图示+文字型,能量图像一般为能量一反应过程的分析；物质(或微粒)的变化为一个闭合的图示结构；化学反应速率和化学平衡的图像考查要求必备知识侧重于化学用语与定义、物质变化与应用、反应变化与规律和物质结构与性质的考查关键能力侧重于理解与辨析能力、分析与推测能力。要求能够根据题给图示，分析反应过程中物质、能量和微粒的变化关系，分析外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响学科素养侧重于化学观念、思维方法。体现微粒观和变化观，体现能量守恒、原子守恒等守恒思想，体现外界条件对反应变化的影响高频考点一是对物质变化过程的分析，包括反应方程式的书写和判断，反应物、生成物、中间产物、催化剂的分析和判断；二是对反应过程中能量的分析，包括反应热、物质稳定性等；三是对反应速率、转化率、平衡移动、物质的量等变化的分析和判断 解答时注意题干信息的理解应用，通过分析化学反应过程，明确反应过程中反应物、生成物、中间物种(或中间体)、催化剂的作用和能量变化、化学键的变化等。反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物；生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物；中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　]”标出催化剂：催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上1．【2022年全国甲卷】能正确表示下列反应的离子方程式为A．硫化钠溶液和硝酸混合：S2-+2H+=H2S↑B．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3+2H2O=AlO+4NHC．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO+CO2+H2O=HSiO+HCOD．将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合：Ba2++2OH-+2H++SO =BaSO4↓+2H2O【答案】D【解析】A．硝酸具有强氧化性，可以将S2-氧化为S单质，自身根据其浓度大小还原为NO或NO2，反应的离子方程式为4H++2NO+S2-=S↓+2NO2↑+2H2O(浓)或8H++2NO+3S2-=3S↓+2NO↑+4H2O(稀)，A错误；B．明矾在水中可以电离出Al3+，可以与氨水电离出的OH-发生反应生成Al(OH)3，但由于氨水的碱性较弱，生成的Al(OH)3不能继续与弱碱发生反应，故反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，B错误；C．硅酸的酸性小于碳酸，向硅酸钠溶液中通入二氧化碳时，生成硅酸沉淀，二氧化碳则根据其通入的量的多少反应为碳酸根或碳酸氢根，反应的离子方程式为SiO+H2O+CO2=H2SiO3↓+CO(CO2少量)或SiO+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO(CO2过量)，C错误；D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1：2混合，Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水，Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的SO反应生成BaSO4沉淀，反应的离子方程为为Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O，D正确；故答案选D。2．【2022年全国乙卷】某白色粉末样品，可能含有、、和。取少量样品进行如下实验：①溶于水，得到无色透明溶液②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体逸出。离心分离。③取②的上层清液，向其中滴加溶液有沉淀生成。该样品中确定存在的是A．B．C．D．【答案】A【解析】由题意可知，①取少量样品溶于水得到无色透明溶液，说明固体溶于水且相互之间能共存，②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，溶液变浑浊，有刺激性气体放出，说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2O+2H+=S↓+H2O+SO2↑，离心分离，③取②的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成，则沉淀为BaSO4，说明固体中存在Na2SO4，不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3，Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫，Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳，而这些现象可以被Na2S2O3 与过量盐酸反应的现象覆盖掉，综上分析，该样品中确定存在的是：Na2SO4、Na2S2O3,答案选A。3．【2022年湖南卷】科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如A．b和c)，能将海洋中的转化为进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是A．过程Ⅰ中发生氧化反应B．a和b中转移的数目相等C．过程Ⅱ中参与反应的D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为【答案】D【解析】A．由图示可知，过程I中NO转化为NO，氮元素化合价由+3价降低到+2价，NO作氧化剂，被还原，发生还原反应，A错误；B．由图示可知，过程I为NO在酶1的作用下转化为NO和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NO+2H++e-NO+H2O，生成1molNO，a过程转移1mole-，过程II为NO和NH在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4，消耗1molNO，b过程转移4mole-，转移电子数目不相等，B错误；C．由图示可知，过程II发生反应的参与反应的离子方程式为：NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4，n(NO):n(NH)=1:1，C错误；D．由图示可知，过程I的离子方程式为NO+2H++e-NO+H2O，过程II的离子方程式为NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4，过程III的离子方程式为N2H4N2↑+4H++4e-，则过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO +NH=N2↑+2H2O，D正确；答案选D。4．【2022年山东卷】在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是A．含N分子参与的反应一定有电子转移B．由NO生成的反应历程有2种C．增大NO的量，的平衡转化率不变D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少【答案】D【解析】A．根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；B．根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；C．NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；D．无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误；答案选D。1．【2023·河北邢台·统考一模】Fe氧簇MOF催化与反应的机理如图所示。下列说法错误的是 A．总反应方程式为B．为该反应的催化剂C．该反应中存在极性键的断裂和非极性键的形成D．根据分子的结构推测其电子式为：【答案】D【解析】A．根据图中信息得到总反应方程式为，故A正确；B．开始时和反应生成中间体，因此为该反应的催化剂，故B正确；C．该反应中存在碳氢极性键的断裂，氮氮非极性键的形成，故C正确；D．根据分子的结构推测其电子式为：，故D错误。综上所述，答案为D。2．【2023·广东惠州·统考一模】关于下列转化过程分析不正确的是 A．中Fe元素的化合价为+2、+3B．该转化过程中FeO和均做催化剂C．过程Ⅱ的化学方程式为：D．该过程的总反应为：【答案】B【解析】A．中Fe元素的化合价为+2、+3，有一个+2价，两个+3价，故A正确；B．该转化过程中做催化剂，FeO是中间过程，故B错误；C．过程Ⅱ是水和氧化亚铁反应生成四氧化三铁和氢气，其反应的化学方程式为：，故C正确；D．根据图中信息整个反应是水变为氢气和氧气，则该过程的总反应为：，故D正确。综上所述，答案为B。3．【2023·全国·模拟预测】下列反应中涉及的离子方程式书写正确的是A．将2~3滴饱和溶液滴入沸水中：B．将过量通入NaClO溶液中：C．向溶液中滴加过量氨水：D．将少量溶液加入溶液中：【答案】D【解析】A．生成物是胶体，不能加沉淀符号，制取红褐色胶体向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，，A错误；B．NaClO具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，会发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子，，B错误；C．氨水是弱碱，不会与生成的反应，，C错误；D．少量完全反应生成碳酸钡沉淀和水，氢氧根离子过量，离子方程式为，D正确；故选D。4．【2023·河南·统考模拟预测】在溶液中用光照射Cu−PHI催化剂产生光电子和空穴h+ ，可以在常温常压下使甲烷转化为甲醇和氢气，其部分反应机理如图所示。下列说法错误的是A．空穴h+参与发生的反应为2H2O＋2h＋＝H2O2＋2H＋B．光电子参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2C．反应过程中水作还原剂D．该反应的化学方程式为CH4＋H2OCH3OH＋H2【答案】C【解析】A．根据图中信息，空穴h+与水反应，其参与发生的反应为2H2O＋2h＋＝H2O2＋2H＋，故A正确；B．氢离子得到光电子提供的电子，则参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2，故B正确；C．该反应的化学方程式为CH4＋H2OCH3OH＋H2，水中氢化合价降低，则反应过程中水作氧化剂，故C错误；D．根据图中信息常温常压下使甲烷和水转化为甲醇和氢气，则该反应的化学方程式为CH4＋H2OCH3OH＋H2，故D正确。综上所述，答案为C。5．【2023·湖北·武汉二中校联考二模】下列离子方程式正确且能准确解释相应实验现象的是A．向苯酚钠溶液中通入少量气体溶液变浑浊：B．溶液与溶液反应溶液变红棕色：C．向溶液中滴加溶液，红色褪去：D．向淀粉溶液中通入，溶液变蓝并产生淡黄色沉淀：【答案】D【解析】A．酸性：，，A错误；B．还原性，则NaClO先与I-反应再与Fe2+反应，，B错误；C．，C错误；D．向淀粉KI溶液中通入SO2 ，碘离子与二氧化硫发生氧化还原生成碘单质和硫单质，D正确；故答案为：D。6．【2023·北京门头沟·统考一模】下列方程式与所提供的事实不相符的是A．向氯水中通入SO2，溶液褪色：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4B．向NaHCO3溶液中滴入少量酚酞溶液，溶液变为浅红色：HCOCO+H+C．实验室制取氨气：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2OD．少量铁粉与稀硝酸反应：Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O【答案】B【解析】A．氯气有强氧化性，可以将+4价硫氧化为+6价硫，则相应的方程式为：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，A正确；B．溶液变为浅红色，说明该溶液显碱性，碳酸氢根离子水解导致溶液显碱性，水解方程式为：，B错误；C．实验室用氯化铵和氢氧化钙一起加热可以制备氨气，方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O，C正确；D．少量铁粉与稀硝酸反应可以生成+3价铁和一氧化氮，方程式为：Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O，D正确；故选B。7．【2023·湖南·校联考二模】过渡金属元素离子催化乙烯氧化成乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是A．和能够降低反应的活化能B．该反应历程中氢离子物质的量一直减小C．Pd的化合价在反应历程中未发生变化D．该历程的总反应为 【答案】D【解析】A．是中间产物，不是催化剂，不能降低反应的活化能，A错误；B．反应历程中氢离子的物质的量有增多和减少的过程，并不是一直减小，B错误；C．Pd元素化合价有从+2转化为0，也有从0到+2，C错误；D．该历程的总反应为，D正确；故选D。8．【2023·河北·模拟预测】与反应生成的反应机理如图。已知同一个碳原子上连接三个羟基极不稳定，会脱水形成羧基，下列说法错误的是A．的酸性强于B．1mol最多可以与4molNaOH发生反应C．反应中为催化剂，为中间产物D．反应②中，每生成1mol，转移2mol电子【答案】B【解析】A．F的电负性强于Cl，则分子中，O—H键的极性更强，更易发生电离，酸性更强，选项A正确；B．与NaOH发生反应的方程式为，则1mol最多可以与5molNaOH发生反应，选项B错误；C．根据机理图推测，反应中为催化剂，为中间产物，选项C正确；D．每生成1mol，有1mol0价Pd转化为＋2价Pd，即每生成1mol，转移2mol电子，选项D正确；答案选B。 9．【2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测】某溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Fe3+、Al3+、、等离子。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液的体积变化如图所示，下列说法正确的是A．d点溶液中含有的溶质只有Na2SO4和B．原溶液中含有的Fe3+和Al3+的物质的量之比为1：1C．ab段发生的离子反应为：Al3++3OH－=Al(OH)3↓，Mg2++2OH－=Mg(OH)2↓D．原溶液中含有的阳离子必定有H+、、Al3+，且Mg2+和Fe3+至少存在一种【答案】D【解析】根据图中信息得到oa是氢离子或碳酸氢根和氢氧根反应，cd段是氢氧化铝和氢氧根反应，说明没有碳酸氢根，一定含有氢离子，再根据电荷守恒，则一定含有硫酸根，bc段是铵根和氢氧根反应，ab段一定有铝离子和氢氧根反应，可能至少有镁离子或铁离子中一种离子与氢氧根反应。A．根据前面分析溶液中硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸根，bc段生成一水合氨，d点氢氧化铝刚好变为偏铝酸根，因此d点溶液中含有的溶质有Na2SO4、和NH3∙H2O，故A错误；B．原溶液中无法确定是否含有的Fe3+，故B错误；C．原溶液中无法确定是否含有的Mg2+，故C错误；D．根据前面分析原溶液中含有的阳离子必定有H+、、Al3+，且Mg2+和Fe3+至少存在一种，故D正确。综上所述，答案为D。10．【2023·贵州毕节·统考一模】高效率和高选择性将CO2转化为CH4是CO2资源化利用的途径之一，我国科研工作者开发了一种空腔串联反应器，为电催化还原CO2提供了一种可行的转化方案，其原理如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．22gCO2中所含共用电子对数目为4NA B．1molCH4中所含质子数和中子数均为10NAC．途径2生成标准状况下22.4LCH4，反应转移电子数为8NAD．途径1所得产物物质的量之比为l：1，形成共价键数目为6NA【答案】C【解析】A．CO2的结构式为C=O=C，含有4个共用电子对，22gCO2的物质的量为=0.5mol，所含共用电子对数目为2NA，故A错误；B．CH4中含有10个质子，6个中子，则1molCH4中含有10NA个质子和6NA个中子，故B错误；C．标准状况下22.4LCH4的物质的量为1mol，途径2生成CH4的过程中C元素化合价由+4价下降到-4价，反应转移电子数为8NA，故C正确；D．未说明所得产物物质的量，无法计算形成共价键数目，故D错误；故选C。11．【2023·安徽安庆·统考二模】绿水青山是构建美丽中国的伟大构想。一种以沸石笼为载体对NO进行催化还原的原理如图所示，下列说法正确的是A．反应过程中O原子的成键数目保持不变B．+作催化剂，虚线框内物质是中间体C．反应⑤中只起氧化剂的作用D．该原理的总反应为4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O【答案】D【解析】A．反应过程中O键数有3个、2个发生了变化，A项错误；B．四氨合铜离子与虚线框的物质都是反应中产生且后续消失的物质均为中间体，B项错误；C．该离子中铜化合价降低，但N元素化合价升高为0价，故该离子既是氧化剂又是还原剂，C项错误；D．从图看NO催化还原应该是NO与NH3 氧化还原反应，反应为4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O，D项正确；故选D。12．【2023·上海崇明·统考二模】一种新型人工固氮的原理如图所示，下列叙述不正确的是A．反应①中每生成1molLi3N转移电子数为3NAB．反应①②③均为氧化还原反应C．反应③中O2为氧化产物D．整个过程的总反应可表示2N2+6H2O=4NH3+3O2【答案】B【解析】由图可知，反应①为氮气与锂反应生成氮化锂，反应②为氮化锂与水反应生成氨气和氢氧化锂，反应③为电解氢氧化锂生成锂、氧气和水，整个过程的总反应为氮气与水反应生成氨气和氧气。A．由分析可知，反应①为氮气与锂反应生成氮化锂，则反应生成1mol氮化锂，转移电子数为1mol×3×NAmol—1=3NA，故A正确；B．由分析可知，反应②为氮化锂与水反应生成氨气和氢氧化锂，反应中没有元素发生化合价变化，属于非氧化还原反应，故B错误；C．由分析可知，反应③为电解氢氧化锂生成锂、氧气和水，反应中氧元素的化合价升高被氧化，氧气是反应的氧化产物，故C正确；D．由分析可知，整个过程的总反应为氮气与水反应生成氨气和氧气，反应的方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2，故D正确；故选B。13．【2023·河北石家庄·校联考一模】Fe氧簇MOF催化与反应的机理如图所示。下列说法错误的是 A．根据分子的结构推测其电子式为B．该反应中存在极性键的断裂和非极性键的形成C．为该反应的催化剂D．总反应方程式为【答案】A【解析】A．选项中电子式中N原子电子数超出了其最外层电子数，故A错误；B．由图示可知该过程中甲烷中C-H断裂，C-H键属于极性键，同时生成氮气，氮气中氮氮键属于非极性键，故B正确；C．反应起点作为反应物，终点做为生成物，是该反应的催化剂，故C正确；D．由机理图可知该过程的总反应为甲烷和反应生成和，反应方程式为：，故D正确；故选：A。14．【2023·河北石家庄·校联考一模】侯氏制碱法中涉及反应：。是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．溶液中所含配位键数目为 B．常温常压下，44g所含分子数目为C．1mol晶体中所含数目为D．17g溶于水所得溶液中和数目之和为【答案】B【解析】A．没有溶液体积不能计算溶质的物质的量，不能计算配位键数目，A错误；B．常温常压下，44g为1molCO2，则所含分子数目为，B正确；C．晶体中所含的是碳酸氢根离子，不是，C错误；D．17g为1mol，根据物料守恒，溶于水所得溶液中、、数目之和为，D错误；故选B。15．【2023·全国·模拟预测】稀土Er单原子光催化剂能高效催化的还原反应，其反应历程与相对能量如图所示(其中“*”表示稀土Er单原子光催化剂)。下列说法错误的是A．反应过程中所有步骤均发生了还原反应B．决速步骤为C．稀土Er原子若催化，需转移D．稀土Er原子提高了的催化转化效率【答案】C【解析】A．图示机理中所有步骤均得电子，发生了还原反应，A正确；B．决速步骤为活化能最大的反应步骤，为反应，B正确；C．根据题给反应机理可知，反应物为和 ，产物为和，故总反应为，催化，需转移，C错误；D．稀土Er原子是催化剂，能提高反应速率，即提高了的催化转化效率，D正确；故选C。16．【2023·山东·统考一模】在Fe+催化作用下，C2H6与N2O制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是A．X为C2H5OH，是中间产物之一B．过程①~⑥，Fe元素的化合价均发生了变化C．增加Fe+的量，C2H6平衡转化率不变D．每消耗1molN2O，可制备0.5molCH3CHO【答案】C【解析】根据反应机理图示，是反应物，是生成物，其余为中间产物。A．根据反应③，X为，是生成物，A错误；B．根据反应③④，涉及的中间产物中Fe元素化合价相同，B错误；C．是催化剂，增加的量时，实质是增加的量，催化剂只改变反应速率，不改变反应物的平衡转化率，C正确；D．反应③显示其是制备过程的副反应，会生成X（乙醇），因此每消耗1molN2O，制备不了0.5molCH3CHO，D错误；故选C。