大单元六 综合与应用
高考特训14 化学反应原理小综合 化学反应机理
1. (2024·常州期末)固载Ru基催化剂催化反应CO2(g)＋H2(g)===HCOOH(g)是实现CO2资源化的重要途径。将一定比例的CO2和H2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，在反应器出口处检测到大量CO，其选择性高达90%以上。下列说法错误的是(D)
A. HCOOH既有酸性，又有还原性
B. 该反应的平衡常数K＝()()()cCO2·cH2(cHCOOH)
C. 该反应中每消耗1 mol H2，转移电子的数目约为2×6.02×1023
D. 该反应可能经历了以下过程：①CO2＋H2===CO＋H2O、②CO＋H2O===HCOOH，且反应①的活化能大于反应②
【解析】 HCOOH可以继续被氧化为CO2，分子中含有—COOH，故其既有还原性，又有酸性，A正确；反应物和生成物都是气体，均可列入平衡常数表达式中，B正确；由CO2(g)＋H2(g)===HCOOH(g)知，每消耗1 mol H2，转移2 mol 电子，则转移电子的数目约为2×6.02×1023，C正确；在反应器出口处检测到大量CO，其选择性高达90%以上，说明反应②的速率较慢，故反应②的活化能大于反应①，D错误。
2. (2024·苏锡常镇一模)对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列有关说法正确的是(D)
A. 该反应的ΔS>0
B. 该反应平衡常数的表达式为K＝()()()cSO2·cO2(cSO3)
C. 反应中每消耗22.4 L O2(标准状况)，转移电子数约为2×6.02×1023
D. 温度不变，提高c起始(O2)或增大反应压强，均能提高反应速率和SO2的转化率
【解析】 该反应前后气体分子数减少，则ΔS<0，A错误；该反应平衡常数的表达式为K＝()()()c2SO2·cO2(c2SO3)，B错误；每消耗1 mol氧气时，转移4 mol电子，转移电子数约为4×6.02×1023，C错误。
3. (2024·南京、盐城一模)反应CH4(g)＋2NO2(g)CO2(g)＋N2(g)＋2H2O(g)可用于尾气脱硝。下列说法正确的是(D)
A. 该反应的ΔS<0
B. 该反应达到平衡后，移除部分H2O(g)，正反应速率增大
C. 提高n(NO2)∶n(CH4)的比例，可增大NO2的平衡转化率
D. 该反应每消耗1 mol NO2，转移电子的数目约为4×6.02×1023
【解析】 该反应为气体分子数增加的反应，则ΔS>0，A错误；H2O(g)是生成物，在该反应达到平衡后，在移除部分H2O(g)的瞬间，逆反应速率减小而正反应速率不变，化学平衡正向移动，B错误；若提高n(NO2)∶n(CH4)的比例，相当于n(CH4)不变、增大n(NO2)，CH4的平衡转化率增大，但NO2的平衡转化率降低，C错误。
4. (2024·南通一模)反应2C2H4(g)＋6NO(g)＋3O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)可用于去除氮氧化物，Cu＋催化该反应的过程如图所示。下列说法正确的是(D)
A. 反应过程中，Cu＋参与反应，降低了反应的焓变
B. 该反应的平衡常数
K＝()()()()()c2C2H4·c6NO·c3O2(c4CO2·c3N2)
C. 其他条件不变时，增大()()nNO(nO2)，NO的平衡转化率下降
D. 步骤Ⅲ中每消耗1 mol Cu＋(NO2)，转移电子数目约为4×6.02×1023
【解析】 Cu＋是反应的催化剂，对反应的焓变无影响，A错误；水为气态，应列入平衡常数表达式，B错误；增大()()nNO(nO2)，NO的平衡转化率上升，C错误；步骤Ⅲ中N元素化合价由＋4下降到0，则步骤Ⅲ中每消耗1 mol Cu＋(NO2)，转移电子数目约为4×6.02×1023，D正确。
5. (2024·无锡期末)电催化是利用催化剂电极进行电解以实现物质转变的前沿方法。使用单原子催化剂电催化将CO2转化为CO的部分机理如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 该催化过程在电解池的阳极进行
B. 该催化过程CO2发生了氧化反应
C. 甲、乙中的C原子的杂化类型不同
D. 催化剂原子吸附CO2中带负电的部分
【解析】 CO2转变为CO的过程中需要得到电子，故该过程在电解池的阴极进行，A错误；该催化过程中，C元素的化合价降低，CO2发生了还原反应，B错误；CO2分子中的C原子采取sp杂化，CO2分子得一个电子后，C原子的杂化方式改变，则甲、乙中C原子的杂化类型不同，C正确；催化剂吸附CO2中的C原子，CO2分子中的C原子带正电荷，故催化剂原子吸附CO2中带正电的部分，D错误。