届高考化学考点39催化剂的考查必刷题.docx

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届高考化学考点39催化剂的考查必刷题

考点三十九催化剂的考查

1．下列关于催化剂的说法不正确的是

A．催化剂在适宜的温度范围时的催化效果更好

B．使用催化剂，可以增大活化分子百分数，加快反应速率

C．催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变是因为催化剂不参加化学反应

D．锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快反应速率，但硫酸铜不作催化剂

【答案】C

【解析】在化学反应中催化剂参与反应，增大活化分子百分数，加快反应速率，只不过质量和化学性质

不变，所以C错误；D中是发生了置换反应，铜与锌构成了原电池，加快反应速率。

2．关于催化剂的理解中不正确的是

A．由催化剂反应前后质量不变知催化剂不参加化学反应

B．催化剂具有高度的选择性（即催化的专一性）

C．酶是生物体内的一类催化剂

D．催化剂在化学反应前后的化学性质、质量不变

【答案】A

3．2010年诺贝尔化学奖授予理查德·赫克等三位科学家，以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究。

下面关于催化剂的说法正确的是

A．催化剂只改变反应的正反应速率

B．催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率

C．催化剂能够改变反应的反应热

D．催化剂不能改变反应物的转化率

【答案】D

【解析】A．催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，故A错误；B．催化剂在化学反应中降低反应的活化能，故B错误；C．反应热只与反应的始末状态有关，与催化剂不能改变反应热，故C错误；D．催化剂不能改变反应的平衡状态，则不能改变反应物的转化率，故D错误。

4．下列关于催化剂的说法不正确的是

A．温度越高，催化剂的催化效果越好

B．汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放

C．催化剂可以改变化学反应速率，但反应前后质量和化学性质不变

D．催化剂可以降低反应所需要的活化能，但不能改变反应热

【答案】A

【解析】适宜的温度下，催化剂的催化效果越好，故A错误。

5．下列关于催化剂的说法不正确的是（）

A．温度越高，催化剂的催化效果越好

B．汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放

C．催化剂可以改变化学反应速率，但厦应前后质量和化学性质不变

D．锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快反应速率，但硫酸铜不作催化剂

【答案】A

6．下列关于催化剂的说法正确的是

A．使用催化剂可以增大正反应速率，减小逆反应速率

B．使用催化剂可以使化学平衡正向移动

C．使用催化剂可以降低反应的活化能

D．使用催化剂可以改变反应的平衡常数

【答案】C

【解析】A、使用催化剂可以增大正反应速率，同时也增大逆反应速率，A错误；B、使用催化剂能同等程度改变正逆反应速率，因此不能使化学平衡移动，B错误；C、使用催化剂可以降低反应的活化能，从而加快反应速率，C正确；D、使用催化剂不能改变平衡状态，因此不可以改变反应的平衡常数，D错误，答案选C。

7．下列关于催化剂的说法不正确的是（　　）

A．温度越高，催化剂的催化效果越好

B．汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放

C．催化剂可以改变化学反应速率，但反应前后质量和化学性质不变

D．锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快化学反应速率，但硫酸铜不作催化剂

【答案】A

【解析】某些催化剂会因温度过高而失去活性，即失去催化作用，故催化剂不是温度越高催化效果越好。

8．2017年11月1日，中国环境网报道，近日，从中科院大连化物所获悉，该所催化基础国家重点实验室王集杰博士、李灿院士等人开发了一种双金属固溶体氧化物催化剂，实现了二氧化碳（CO2）高选择性高稳定性加氢合成甲醇。

传统用于合成气制甲醇的Cu基催化剂应用于二氧化碳加氢制甲醇时，突出问题是甲醇选择性低（50～60%）.研究团队开发的一种不同于传统金属催化剂的双金属固溶体氧化物催化剂ZnO-ZrO2，在二氧化碳单程转化率超过10%时，甲醇选择性仍保持在90%左右，是目前同类研究中综合水平最好的结果。

据此判断下列说法不正确的是（）

A．一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，某些化学反应并非只有唯一的催化剂

B．使用传统Cu基催化剂不改变二氧化碳加氢制甲醇的化学反应速率，因此甲醇选择性低

C．使用双金属固溶体氧化物催化剂ZnO-ZrO2和Cu基催化剂，前者所得产物甲醇的纯度高

D．二氧化碳加氢制甲醇等燃料及化学品可实现全球二氧化碳减排和碳资源可持续利用

【答案】B

9．美国科学家理查德·赫克（RichardF,Heck）和日本科学家根岸英一（Ei-ichiNegishi）、铃木章（AkiraSuzuki）因在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究获诺贝尔化学奖。

这一成果广泛应用于制药、电子工业和先进材料等领域，为化学家们提供“精致工具”，大大提升合成复杂化学物质的可能性。

下列有关催化剂的表述错误的是

A．催化剂是改变化学反应速率最有效的手段之一

B．催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化

C．同一反应可以有不同的催化剂，同一催化剂也可用于不同的反应

D．上图中b表示使用催化剂的情况，a表示无催化剂的情况

【答案】D

10．已知：

2N2（g）+6H2O（g）

4NH3（g）+3O2（g）△H=+QkJ·mol，下图为该反应在不同初始浓度的N2和不同催化剂I、Ⅱ作用下（其他条件相同），体积为2L的密闭容器中n（NH3）随反应时间的变化曲线，下列说法正确的是

A．0～6h内，催化剂I的催化效果比催化剂Ⅱ的好

B．a点时，催化剂I、Ⅱ作用下N2的转化率相等

C．0～5h内，在催化剂I的作用下，O2的反应速率为0.12mol/（L·h）

D．0～12h内，催化剂Ⅱ作用下反应吸收的热量比催化剂I的多

【答案】D

【解析】A.催化剂I和催化剂Ⅱ的条件下，N2的初始浓度不同，催化剂I和催化剂Ⅱ的催化效果没法比较，A错误；B.N2的初始浓度不同，a点时生成NH3的物质的量相等，因此N2的转化率不相等，B错误；C.由图像可知0～5h内，在催化剂I的作用下，生成NH3的物质的量为0.8mol，根据方程式可知生成O2的物质的量为0.6mol，所以O2的反应速率为：

=0.06mol/（L·h），C错误；D.0～12h内，催化剂Ⅱ作用下生成NH3的物质的量比催化剂I的多，因此催化剂Ⅱ作用下反应吸收的热量比催化剂I的多，D正确。

11．某化学反应的能量变化如右图所示。

下列有关叙述正确的是

A．该反应的反应热ΔH＝E1－E2

B．a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化

C．催化剂能降低反应的活化能

D．催化剂能改变反应的焓变

【答案】C

12．碳酸二甲酯（DMC）是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料．在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯：

CO2+2CH3OH→CO（OCH3）2+H2O。

某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究催化剂用量分别对转化数（TON）的影响来评价催化剂的催化效果．计算公式为TON＝转化的甲醇的物质的量／催化剂的物质的量．根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图，判断下列说法不正确的是

A．由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义

B．在反应体系中添加合适的吸水剂，将提高该反应的TON

C．当催化剂用量为1.2×10-5mol时，该反应的TON达到最高点

D．当催化剂用量高于1.2×10-5mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率逐渐降低

【答案】D

13．如图为某烯烃在催化剂作用下发生加成反应的能量变化图，下列有关叙述错误的是

A．催化剂能降低该反应的活化能

B．催化剂能改变该反应的焓变

C．该反应为放热反应

D．由图可知，在催化剂作用下，该反应不是一步完成的

【答案】B

【解析】B．催化剂能改变该反应的活化能，正催化剂主要是降低了反应物发生化学反应时所需要的活化能，但不能改变反应的焓变，错误；

14．一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收，使SO2转化生成为S。

催化剂不同，相同其他条件（浓度、温度、压强）情况下，相同时间内SO2的转化率随反应温度的变化如下图:

下列说法不正确的是（）

A．不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3作催化剂可以节约能源

B．相同其他条件下，选择Cr2O3作催化剂，SO2的平衡转化率最小

C．a点后SO2的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了

D．选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340～380℃温度范围

【答案】B

15．已知CoxNi（1－x）Fe2O4（其中Co、Ni均为+2价）可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性，通常由两种不同方法制得。

右图为二种方法制得的催化剂，在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化的曲线图。

下列说法错误的是

A．该催化剂中铁元素的化合价为+3价

B．Co、Ni、Fe均为ⅧB族元素

C．由图中信息可知，Co2+、Ni2+两种离子中催化效果较好的是Co2+

D．由图中信息可知，微波水热法制取的催化剂活性更高

【答案】B

【解析】A、CoxNi（1－x）Fe2O4（其中Co、Ni均为+2价），所以根据物质的元素的化合价代数和为0计算，铁的化合价为+3，正确，不选A；B、三种元素在Ⅷ族，错误，选B；C、x数值越大，催化效果越好，说明Co2+越多效果越好，所以正确，不选C；D、从图分析，微波水热法速率大，效果好，正确，不选D。

16．已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，进程的变化示意图。

下列说法正确的是（）

A．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率

B．a表示的催化剂效率高于b表示的催化剂效率

C．改变催化剂．既能改变反应热．也能改变活化能

D．该反应可自发进行

【答案】D

17．三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是

A．在转化过程中，氮元素均被还原

B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程

C．还原过程中生成0.1molN2，转移电子数为0.5mol

D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化

【答案】D

18．常温常压时烯烃与氢气混合不反应，高温时反应很慢，但在适当的催化剂存在时可氢气反应生成烷，一般认为加氢反应是在催化剂表面进行。

反应过程的示意图如下：

下列说法中正确的是

A．乙烯和H2生成乙烷的反应是吸热反应

B．加入催化剂，可减小反应的热效应

C．催化剂能改变平衡转化率，不能改变化学平衡常数

D．催化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合，得到中间体

【答案】D

【解析】A、根据图示，得到：

反应物的能量高于产物的能量，所以该反应是放热反应，故A错误；B、催化剂只会加快反应速率，不会引起反应热的变化，反应的热效应不变，故B错误；C、催化剂只会加快反应速率，不能改变平衡转化率，不能改变化学反应的平衡常数，故C错误；D、根据化学反应的历程：

化加氢过程中金属氢化物的一个氢原子和双键碳原子先结合，得到中间体，故D正确；故选D。

19．将CO2转化为CH4，既可以减少温室气体的排放，又能得到清洁能源。

已知：

CO2（g）＋2H2O（g）

CH4（g）＋2O2（g）ΔH=+802kJ·mol-1

右图为在恒温、光照和不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ）作用下，

体积为1L的密闭容器中n（CH4）随光照时间的变化曲线。

下列说法正确的是

A．0～16h内，v（H2O）Ⅰ=1.5mol/（L·h）

B．0~25h内，催化剂Ⅰ的催化效果比催化剂Ⅱ的效果好

C．在两种不同催化剂下，该反应的平衡常数不相等

D．反应开始后的15h内，第Ⅰ种催化剂的作用下，得到的CH4最多

【答案】A

20．诺贝尔化学奖得主——德国科学家格哈德·埃特尔对一氧化碳在铂表面氧化过程的研究，催生了汽车尾气净化装置。

净化装置中催化转化器可将CO、NO、NO2等转化为无害物质。

下列有关说法不正确的是

A．催化转化器中的铂催化剂可加快CO的氧化

B．铂表面做成蜂窝状更有利于提高催化效果

C．使用铂催化剂，可以提高CO、NO、NO2的平衡转化率

D．在铂催化下，NO、NO2可被CO还原成N2

【答案】C

【解析】A、在铂催化剂的作用下，NO、NO2将CO氧化为CO2，选项A正确；B、将铂表面做成蜂窝状，增大了反应物的接触面积，有利于提高催化效果，选项B正确；C、催化剂只能改变化学反应速率而不能改变化学反应限度（即不能使化学平衡发生移动），选项C不正确；D、NO、NO2变成N2，氮元素的化合价降低，被还原，选项D正确；答案选C。

21．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。

下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生

C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强

D．催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e一=HCOOH

【答案】C

22．稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比（空气与燃油气的体积比）条件下的燃烧。

随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。

不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。

（1）稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是_______（填一项）。

排放到大气中的NOx会导致酸雨、________等环境问题（填一项）。

（2）某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。

为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是_______________________________________________。

（3）若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。

将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体：

①纯NO气体，②汽车尾气。

消耗NH3的物质的量较多的可能是______________（填字母），原因是____________。

A．①　　　B．②　　　C．都有可能

【答案】

（1）减少CO和碳氢化合物的污染　光化学烟雾

（2）溶液显色所需要的时间

（3）A　汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物，少消耗NH3

（或B　汽车尾气中含有一定量的NO2，多消耗NH3

或C　汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体，二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少）

23．碳酸二甲酯（DMC）是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。

在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：

CO2＋2CH3OH―→CO（OCH3）2＋H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。

某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数（TON）的影响来评价催化剂的催化效果。

计算公式为TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。

（1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为ΔH1和ΔH2，则上述反应在25℃时的焓变ΔH3＝________。

（2）根据反应温度对TON的影响图（图1）判断该反应的焓变ΔH____0（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是________。

（3）根据反应时间对TON的影响图（图2），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10－5mol，计算该温度下，4～7h内DMC的平均反应速率：

________；计算10h时，甲醇的转化率：

________。

（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图（图3），判断下列说法正确的是________。

a．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义

b．在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON

c．当催化剂用量低于1.2×10－5mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高

d．当催化剂用量高于1.2×10－5mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降

【答案】

（1）2ΔH1－ΔH2（3分）

（2）＜（1分）　经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应的正反应是放热反应，所以ΔH<0;

（3）1×10－3mol·L－1·h－1（3分）　8.4×10－2%（3分）；（4）a、b（3分）。

1×10-3mol/（L·h）.在10h时，甲醇的TON是35，甲醇的转化物质的量Δn（CH3OH）=35×0.6×10-5mol=2.1×10-4mol,所以甲醇的转化率是：

2.1×10-4mol÷0.25mol=8.4×10-4=8.4×10－2%;（4）a．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义，正确；b．在反应体系中添加合适的脱水剂，即减小生成物的浓度，平衡正向移动，因此将提高该反应的TON[，正确；c．当催化剂用量低于1.2×10－5mol时，随着催化剂用量的增加，催化剂的催化效果增大，错误；d．当催化剂用量高于1.2×10－5mol时，随着催化剂用量的增加，催化剂的催化效果急剧下降，错误。

只有在催化剂用量等于1.2×10－5mol时，催化效果最好。

24．

（1）生产水煤气过程中有以下反应：

①C（s）＋CO2（g）2CO（g）　ΔH1；

②CO（g）＋H2O（g）

H2（g）＋CO2（g）　ΔH2；

③C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）　ΔH3；

上述反应ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系为__________________________________。

（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为

2CH4（g）＋3O2（g）

2CO（g）＋4H2O（g）

ΔH＝－1038kJ·mol－1。

工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）：

①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；

根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________（填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是_____；

（3）请画出

（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

【答案】

（1）ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

（2）Z　催化效率最高其活性温度低，节能（或催化活性高、速度快、反应温度低）

（3）

【解析】

（1）①C（s）＋CO2（g）

2CO（g）　ΔH1

②CO（g）＋H2O（g）

H2（g）＋CO2（g）　ΔH2

两式相加

C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。

（2）选择催化剂，应看温度和催化效率，Z的催化效率最高时，温度低，且速率快，所以Z合适。

（3）画图时，应注意在有催化剂时，反应物、生成物的总能量不变，ΔH不变，活化能减少。

25．NOx会引起光化学烟雾等环境问题，在催化剂存在条件下，以NH3或尿素将尾气中NOx

还原为N2的技术，即NH3或尿素-SCR技术，是去除NOx最为有效且应用最广的技术之一，其中最重要的催化剂体系是钒基催化剂。

（1）NH3去除尾气中的NOx，当v（NO）：

v（NO2）=l:

1时称为“快速SCR反应”，该反应化学方程式为_________。

（2）不同钒含量的催化剂（V2O5/TiO2）添加WO3对NO去除率的影响如下图，从图中可以得出其它条件相同时添加WO3，对NO去除率的影响是_____（填“增大”、“减小”或“无影响”）。

根据图中所示，随着温度升高NO去除率的变化趋势为_____，该变化趋势的一种可能原因是___________。

（3）在制备钒基催化剂时，添加的各种成型助剂中碱金属或碱土金属（如Na、K、Ca）能够使催化剂中毒（催化性能下降）,K、Ca的毒化作用与Na相似。

下列适合做成型助剂有_____。

A．LiB．MgC．酸性铝溶胶D．酸性硅溶胶

请设计实验研究添加金属K对催化剂活性的影响（只需写出实验思路，不需要具体实验

操作）_____________。

（4）在NOx催化去除过程中，NH3储罐存在危险性，更多应用为尿素-SCR技术。

在该技术过程中，发生如下两个反应：

①CO（NH2）2=NH3+HNCO

②HNCO（g）+H20（g）====NH3（g）+CO2（g）

在此过程中一分子尿素可以生成两分子NH3，因此尿素被视为是NH3的有效储存源。

反应②的平衡常数表达式为_______。

目前商用的尿素溶液浓度为32.5%（密度为1.05g/mL），常称为“AdBlue”。

1L该商用尿素溶液发生“快速SCR反应”，理论上最多可消除NO和NO2在标准状况下的体积为______L。

【答案】2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O增大减小低温阶段，温度升高反应速率加快导致NO去除率增大；高温阶段，温度升高平衡逆向移动导致NO去除率下降；②低温阶段，温度升高反应速率加快导致NO去除率增大；高温阶段，发生NH3的非选择性氧化NOx反应。

③低温阶段，温度升高反应速率加快导致NO去除率增大；高温阶段，催化剂活性下降。

（其它合理答案均可）C、D分别向催化剂中添加1%K、2%K，并控制与（3）题中相同实验条件下，然后测定不同温度下的NO去除率，绘制成图表。

[c（NH3）・c（CO2）]/[c（HNCO）・c（H2O）]254.8