熱點(diǎn)強(qiáng)化18化學(xué)反應(yīng)歷程反應(yīng)機(jī)理的分析與應(yīng)用

B熱點(diǎn)精講

1.大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的，其中的每一步反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。

+

如反應(yīng)：H2θ2+2BΓ+2H=Br2+2H2θ,通過大量實(shí)驗(yàn)提出它們微觀過程如下：

+

(I)H+H2O2H3O?

(2汨3。；+Br-=H2θ+HOBr

(3)H0Br+H+BF=H2O+Br2

2.基元反應(yīng)過渡態(tài)理論

基元反應(yīng)過渡態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài)，

這個(gè)狀態(tài)稱為過渡態(tài)。

AB+C—4A???B-C]—*A+BC

反應(yīng)物過渡態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物

過渡態(tài)是反應(yīng)過程中具有最高能量的一種結(jié)構(gòu)狀態(tài)，過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值

相當(dāng)于活化能[活化能(能壘)越高，此步基元反應(yīng)速率越慢]。例如，一濱甲烷與NaoH溶液反

應(yīng)的過程可以表示為CMBr+OH->[Br-CH3-OH]—-Br+CH3OH

一溟甲烷與Nac)H溶液反應(yīng)歷程示意圖

3.活化能與反應(yīng)機(jī)理

使用催化劑，可以改變活化能，改變反應(yīng)機(jī)理，在反應(yīng)機(jī)理中每一步反應(yīng)的活化能不同，且

均比總反應(yīng)的活化能低，故一般使用催化劑可以降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，如圖所示:

El為總反應(yīng)的活化能，E2、&為使用催化劑反應(yīng)機(jī)理中各步的活化能。

B熱點(diǎn)專練

1.對于反應(yīng)2N2θ5(g)-4Nθ2(g)+C>2(g),提出如下反應(yīng)歷程：

第一步N2O5NO2+NO3快速平衡

第二步NO2+NO3-NO+NO2+O2慢反應(yīng)

第三步No+NO-2NO2快反應(yīng)

其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步反應(yīng)的平衡。下列表述正確的是（)

A.。（第一步的逆反應(yīng)）＜o(jì)（第二步反應(yīng)）

B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NCh

C.第二步中NO2與No3的碰撞僅部分有效

D.第三步反應(yīng)活化能較高

2.科學(xué)家結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究出了均相催化的思維模型?？偡磻?yīng)：A+

B-AB（K為催化劑），①A+K-AKEai,②AK+B-AB+KEa20下列說法錯(cuò)誤的

是（）

A.第①步為決速步驟

B.升高溫度，該反應(yīng)的速率加快

C.該反應(yīng)的A”=一EakJ?moL

D.催化劑降低了活化能，加快了反應(yīng)速率

3.（2023?南昌模擬）二甲醛（CH.QCH3）被稱為21世紀(jì)的“清潔能源”，科學(xué)家研究在酸性條

件下，用甲醇可合成二甲醛，反應(yīng)歷程中相對能量變化如圖所示。

下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.循環(huán)過程中，催化劑參與了中間反應(yīng)

B.該歷程中最小的能壘（基元反應(yīng)活化能）為kJ?moΓ'

H1

I

+

C.制約總反應(yīng)速率關(guān)鍵步驟的基元反應(yīng)方程式為CHS()CH,--CH3OCH3+H

D.總反應(yīng)方程式為2CH3OH≡≡CH3OCH3+H2O

4.我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該

歷程示意圖如下。

A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%

B.CH4-CH3COOH過程中，有C—H發(fā)生斷裂

C.①一②放出能量并形成了C—C

D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率

5.(2022?哈爾濱質(zhì)檢)已知：2出0⑴=2H2(g)+O2(g)AH=+kJmol'0以太陽能為熱源分

解Fe3O4,經(jīng)熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如下：

過程I：2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)

?λ∕=÷kJ?moΓl

過程∏:……

下列說法不正確的是()

A.過程I中每消耗232gFe3O4轉(zhuǎn)移2mol電子

B.過程II的熱化學(xué)方程式為3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)△〃=+kJ?moΓl

C.過程I、∏中能量轉(zhuǎn)化的形式依次是太陽能一化學(xué)能一熱能

D.鐵氧化合物循環(huán)制H2具有成本低、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點(diǎn)

6.(2021.湖南，14改編)鐵的配合物離子(用[L-Fe-H]+表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理和相

對能量的變化情況如圖所示:

(,1?過渡態(tài)1綽過渡態(tài)2

二

O

E0.τ0

?+必

HH

)oπ+2

/N?-46.

喇Od-

O+oI

溫HH+++

Oga

笑+Ho

,OO+D

0UO+

0HbZ

?！鮫H

HH+

o,

HO

O

D

H

反應(yīng)進(jìn)程

下列說法錯(cuò)誤的是（）

該過程的總反應(yīng)為空空

A.HCooHCo2t+H2f

B.H卡濃度過大或者過小，均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低

C.該催化循環(huán)中Fe元素的化合價(jià)未發(fā)生變化

D.該過程的總反應(yīng)速率由Ilfnl步驟決定

7.（2021?山東，14嚴(yán)0標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaoH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示

18OI18O

HC-C-OCH

Il,13

能量

為：HC-C-()CH.OH-OHRHiC-C-()H+CH3O-,

3+IV

18O-,HOH

II

H3C-C-OCH3H3C-C-OCH3

變化如圖所示。已知OHO-為快速平衡，下列說法正確的是（）

能量

過渡態(tài)1

過渡態(tài)2

/H3C-C→X2H.?

'OOH

HiC-C-OCH10

+OH-Il

HtC-C-OH

+CH,0-

反應(yīng)進(jìn)程

A.反應(yīng)H、In為決速步

B.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在謳0H

C.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在CH3∣8OH

D.反應(yīng)I與反應(yīng)IV活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的熔變

8.（2022?遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬）均相芬頓反應(yīng)原理是高級氧化技術(shù)的經(jīng)典工藝之一，如圖所示的

和心為速率常數(shù)）。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.相同條件下，基元反應(yīng)I比∏的活化能低

B.基元反應(yīng)I中氧元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化

3+2++

C.基元反應(yīng)II的化學(xué)方程式為H2O2+Fe=HO2-+Fe+H

D.芬頓反應(yīng)進(jìn)行的過程中，整個(gè)體系的PH會(huì)發(fā)生變化（忽略體積變化）

9.如圖是CE與Zr形成過渡金屬化合物的過程。下列說法正確的是（）

I

∈

?~1

S

-1

狀態(tài)

A.加入合適的催化劑待反應(yīng)完成時(shí)可增大過渡金屬化合物的產(chǎn)率

1

B.Zr+CH4—?CHa—Zr…H的活化能為kJ?mol^

C.整個(gè)反應(yīng)的快慢由狀態(tài)1前→CH3-Zr-H的反應(yīng)快慢決定

1

D.Zr+CH4—<H-Zr-H3△”=一kJ?moΓ

10.我國科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在銅催化劑條件下將DMFKCH3)2NCHO］轉(zhuǎn)化為三甲胺［N(CH3)3］0計(jì)

算機(jī)模擬單個(gè)DMF分子在銅催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示，下列說法正確的是()

>O(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)

30.

--()J?.

fi-.5(CH3)2NCHoH?+3FΓN(CH3)1(g)+H2O(g)

≡-1?-1.02

.O5-123(CH,)2NCH,+OH?+2H

≡--l.-1.55

-2.。-l.77.

r2.16,<-2.2L

χ

(CH3)2NCH,OH+2H?^√

4H,^N(CH3),+OH?+H?

A.該歷程中最小能壘的化學(xué)方程式為(CH3)2NCH2OH=(CH3)2NCH2+OH*

B.該歷程中最大能壘(活化能)為eV

C.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g)ΔW=-1.02eV?mol1

D.增大壓強(qiáng)或升高溫度均能加快反應(yīng)速率，并增大DMF的平衡轉(zhuǎn)化率

11.［2019?全國卷I,28(3)］我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上

水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

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8