新教材宁陕2024届高考化学一轮复习学案第7章化学反应的方向限度与速率第43讲热点强化18化学反应历程反应机理的分析与应用鲁科版.doc

热点强化18化学反应历程反应机理的分析与应用

1．大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。

如反应：H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下：

(1)H＋＋H2O2H3Oeq\o\al(＋,2)

(2)H3Oeq\o\al(＋,2)＋Br－===H2O＋HOBr

(3)HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2

2．基元反应过渡态理论

基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。

AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC

反应物过渡态反应产物

过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH

3．活化能与反应机理

使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示：

E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。

1．对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：

第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡

第二步NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2慢反应

第三步NO＋NO3―→2NO2快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是()

A．v(第一步的逆反应)v(第二步反应)

B．反应的中间产物只有NO3

C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效

D．第三步反应活化能较高

2．科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应：A＋B―→AB(K为催化剂)，①A＋K―→AKEa1，②AK＋B―→AB＋KEa2。下列说法错误的是()

A．第①步为决速步骤

B．升高温度，该反应的速率加快

C．该反应的ΔH＝－EakJ·mol－1

D．催化剂降低了活化能，加快了反应速率

3．(2023·南昌模拟)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的“清洁能源”，科学家研究在酸性条件下，用甲醇可合成二甲醚，反应历程中相对能量变化如图所示。

下列叙述错误的是()

A．循环过程中，催化剂参与了中间反应

B．该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为1.31kJ·mol－1

C．制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式为―→CH3OCH3＋H＋

D．总反应方程式为2CH3OHeq\o(=====,\s\up7(催化剂))CH3OCH3＋H2O

4．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是()

A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H发生断裂

C．①→②放出能量并形成了C—C

D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

5.(2022·哈尔滨质检)已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.0kJ·mol－1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：

过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g)

ΔH＝＋313.2kJ·mol－1

过程Ⅱ：……

下列说法不正确的是()

A．过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4转移2mol电子

B．过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)ΔH＝＋128.9kJ·mol－1

C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能

D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点

6．(2021·湖南，14改编)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能量的变化情况如图所示：

下列说法错误的是()

A．该过程的总反应为HCOOHeq\o(=====,\s\up7(催化剂))CO2↑＋H2↑

B．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元素的化合价未发生变化

D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定

7．(2021·山东，14)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：＋OH－eq\o(,\s\up7(Ⅰ),\s\do5(Ⅱ))eq\o(,\s\up7(Ⅲ),\s\do5(Ⅳ))＋CH3O－，能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是()

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A．反应Ⅱ、