2023高考化学反应机理分析.pdf

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1、核心精讲1.多步反应的活化能及与速率的关系一 匚一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，温及达到该过渡态所需要的活化能（如图区、局）。基元反应的活化能越大，反应物达到过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应。的速率就取决于速率最慢的基元反应。2.分析方法对于反应机理循环图像，最重要的是判断反应物，产物以及催化剂。一般催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的；通过一个箭头进入整个历程的物质则是反应物；而通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物。典例精研【典例】（2021 湖南选择考）铁的配合物离子（用L-Fe-H+表示）催化某反应的一种反应机理和相对玲

2、、过渡态I 军 过 渡 态2能量的变化情况如图所示:2.6IV+6U+,OOOH.6、-22.ln+g+HOOJH，,一31U+HOOUH0.-I0+HOOUH+,oooHrOE.PO/fl善至HCOOHID下列说法错误的是（）反应进程A.该过程的总反应为HCOOH里丝鹭CCM+H2TB.H+浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D.该过程的总反应速率由u-m步骤决定 解题思维 解答本题的思维;罐如下:取息提信反应机理循环图反应过程中相对能量变化图信息转化根据循环图中箭头方向判断反应物、中间产物和生成物，判断Fe元素化合价的变化情况根据能量图可书与反应方

3、程式，比较各步反应的活化能，根据反应速率的快慢判断决速步联想质疑此反应的反应热是多少？反应中最大能垒是多少？【解析】选D。由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO-与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离子转化为氢气，所以化学方程式为HCOOH里C O 2T+H2T,故A正确；若氢离子浓度过低，则反应i n-i v的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制甲酸的电离，使甲酸根浓度降低，反应工1 I I速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，故B正确；由反应机理可知，Fe在反应过程中，化学邮目发生变化，则化合价也发生变化，故C正确；由反应进程可知，反应

4、I V-I能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，故 腌 误。迁移应用 命题角度一：反应历程能量变化图1.研究表明c o与N2。在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为:N20 +Fe+=N2+FeO+；FeO+C O=C O2+Fe+(K)0 下列说法正确的是()A.反应是氧化还原反应，反应是非氧化还原反应B.两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定C.Fe+使反应的活化能减小，FeO+是中间产物D.若转移1 mol电子，则消耗1L2LN2。能量冲。+吵2#Li o0*鸟一 V-，F e+N 2O F eO+N 2，F eO+C O f=V

5、eC h 1反应历程【解析】选C发生FeO+CO=CO2+F e+d*),元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故A错误；总反应由反应慢的决定，即由反应决定，故B错误；Fe十作催化剂，使反应的活化能减小，FeO+是中间产物，故C正确；气体存在的条件未知，则不能确定物质的量，故D错误。2.（2022 张家界模拟）CO2（g）+H2（g）-C 0（g）+H20（g）为可逆水煤气变换反应，简称RWGS,该反应历程的微观示意图和相对能量（eV）变化图如下所示（。催化剂、C原子、。0原子、H原子，用*表示物质在催化剂上吸附）。下列说法正确的是（）*,O.VVCO+O+0,26 eVB.使用高效催化剂可以

6、减小A H,加快化学反应速率C.历程表明OH键释放的能量为1.23 eV D.由图可知，历程是RWGS的控速步骤【解析】选A。由图知CO2转变为c o 和O,需经历，贝!JCO2=C O +O-O.lleV-（-0.37eV）=+0.26eV,故AIE确；使用高效催化剂能大幅降低反应的活化能，加快化学反应速率，但AH不变，故B错误；由图知，吸附过程也会产生能量变化，历程是在吸附在催化剂表面的粒子之间形成OH键时放出能量L23eV,不能表明单纯气态氧原子和氢原子形成OH键释放的能量，故C错误；活化能最大的是决速步，由图可知，历程是RWGS的控速步骤，故D错误。3.(双选)活泼自由基与氧气反应一直

7、是研究人员关注的焦点。理论研究表明，HNO自由基与。2反应历程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.产物P止 匕P 2稳定B.该反应为放热反应C.相同条件下，由中间产物Z转化为不同产物的速率：v(P i)v(P 2)D.该历程中正反应的活化能中最大的为186.19 kJmol-1ooooo-1-2-3!-.3面募蕤-HNO过渡态I0月51HM产物X：-12.16；过渡态IV-18.92:过渡态n：1等8;过渡态巩；!-200.59 号 雷 要 丫 中 嬴 物z-205.11产物Pi(H-O-O-N=O)-202.00产物-320.40 O【解析】选A、C。A物质的能量越高，物质越不稳定，

8、根据图像可知，产物P i的能量高于产物P 2，故产物的稳定性：P iv(P 2),故C错误；D.最大的正反应的活化能出现在由中间产物Z到过渡态I V时，即最大正反应的活化能E正二-18.92kJ-mol1-(-205.11 kJ m o l1)=186.19 kJ m o l1,故D正确。命题角度二：反应历程循环图4.据文献报道，某反应的反应历程如图所示，下列有关该历程的说法错误的是（)A.Ti4+NH2N=0是中间产物催 伊 剂B.总反应化学方程式为4NH3+3O2 2N2+6H2OC.4+是催化剂D.Ti4+N H 2N=0-Ti4+N2+玲0属于分解反应【解析】选民观察图中置4+NH2N

9、=0是某一步反应生成物，又是另一步反应的反应物，所以 4十 NH2N=0是中间产物，AIE确；分析图中参加反应的有。2、NH3和N 0,生成物有N2和H20f可以写出反应方程式为：4N0+4NH3+02 4N2+6H2O,错误；图中记+是开始参加，最后又生成，所以是催化剂，C正确；根据概念分析，Td+NHzN=0一4+用+丛0属于分解反应，D正确。5.（2021年河北适应性测试）氯化铝可以催化乙烯制备乙醛（Wacker法），反应过程如图:下列叙述错误的是（）A.CuCl被氧化的反应为2CuCl+2HC1+O2=2 CUC12+H2OB.催化剂PdCb再生的反应为2CUC12+Pd=PdCl2+

10、2CuCli PdCl2 CuCl2c.制备乙醛的总为C H 2-C H 2+O 2F T-C H 3C H。D.如果原料为丙烯，则主要产物是丙醛【解析】选 D。根据图示可知在反应中CuCl被。2氧化产生CuCl2 f同时产生H2Of反应方程式为2CuCl+2HC1+1 O2=2 CUC12+H2O,A 正确；由流程图可知：PbCl2再生的过程有 C/+、C1-参加，2CUC12+Pd=PdC l2+2CuCl,B lES；PbCl2.PdCl2,CuCl2C11CI2在反应中起催化剂作用，反应方程式为CH2-CH2+5 o2 一 的 CH3C H O,H ci /PdC1Z C 正确；如果原

11、料为丙烯，主要产物不一定为丙醛，中间产物为 OHJ 时 得 至!的产物为丙酮，D 错误。co26.（双选）（2022长沙模拟）甲酸（HCOOH）在Pd/C催化剂表面催化释氢的机理如图所示。已知第f第三步是快反应，第二步是慢反应。下列说法正确的是（）A.反应HCOOH-CO2+4的速率由第一步和第三步决定B,使用更高效的催化剂，该总反应的A/坏 变C.第一步与第二步断裂的化学键相同D.用气化甲酸（HCOOD或DCOOH）代替HCOOH,得至U的是HD和CO?【解析】选B、D。A.已知第一步与第三步是快反应，第二步是慢反应，化学反应速率由慢反应决定，所以反应HCOOH-CO2+H2的速率由第二步决

12、定，故A错误；B.催化剂能够改变反应速率，但不影响焰变，所以使用更高效的催化剂，该总反应的A/坏 变，故B正确；C.结合图示可知，第一步断裂氧氢键，第二步断裂碳氢键，断裂的化学键不同，故C错误；D.催化分解的最终产物是田和C02 r由图可知甲酸中的两个氢结合生成H 2,因此其中一个氢原子换成气原子后，生成了H D,故D正确。7.（2022常德模拟）可闻声波诱导液体振动产生的法拉第波可以调节氧气分子在水中的溶解，从而诱导有差别的时空分布，有的区域呈氧化性，而同时有的区域呈还原性。研究人员选择了如图所示的氧化还原平衡体系。已知：声波频率提高可促进氧气的溶解。下列说法错误的是（）A.MV?+被S O 还原形成自由基阳离子MV.+的过程伴随着颜色的改变B .开启可闻声波能够促进MV2+再生C.持续补充SDT才能维持蓝色D.向体系中加入1 mol S D T,转移电子为2 moi【解析】选D。被还原形成自由基阳离子的过程中，溶液颜色由无色变为蓝色，A正确；开启可闻声波后，溶液中氧气浓度增大，平衡正向移动，促进MV?十再生，B正确；持续补充S D T,增大浓度，平衡移动生成蓝色，C正确；向体系中加入Im olS D T,仅有部分转化为SO2,转移电子小于2 mol,D错误。