專題01化學(xué)反應(yīng)歷程、反應(yīng)機理圖分析1.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的,了解基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論。2.知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程,了解簡單的催化機理及其對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率的重要意義。知識點一基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論及活化能1．基元反應(yīng)：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)，_______反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)；先后進行的基元反應(yīng)反映了反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱__________。如H2和O2的反應(yīng)需經(jīng)歷多步基元反應(yīng)才能完成，主要的4步基元反應(yīng)如下：（1）H2→2H·(速率最小，稱為__________)；（2）H·＋O2→·OH＋O·；（3）O·＋H2→·OH＋H·；（4）·OH＋H2→H2O＋H·。2．過渡態(tài)理論過渡態(tài)理論認為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到生成物的變化過程中要經(jīng)歷一個中間狀態(tài)，這個狀態(tài)稱為________。AB＋C→[A…B…C]→A＋CB反應(yīng)物過渡態(tài)生成物過渡態(tài)是反應(yīng)過程中具有__________的一種結(jié)構(gòu)狀態(tài)，過渡態(tài)的能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當于__________，__________越高，此步基元反應(yīng)速率越小。關(guān)鍵要點分析=1\*GB3①該反應(yīng)的反應(yīng)物為__________，過渡態(tài)（中間體）為__________，生成物為__________。②由A、B生成C的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，由C生成D的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。③第一步為慢反應(yīng)，第二步為快反應(yīng)，決定總反應(yīng)快慢的是__________。3．活化能與反應(yīng)機理使用催化劑，可以改變__________，改變反應(yīng)機理，在反應(yīng)機理中每一步反應(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____________________，增大反應(yīng)速率，如下圖所示：E1為總反應(yīng)的活化能；E2、E3為使用催化劑后，反應(yīng)機理中各步的活化能。關(guān)鍵要點分析①在無催化劑的情況下：E1為正反應(yīng)的活化能；E2為逆反應(yīng)的活化能；E1－E2為此反應(yīng)的__________。②有催化劑時，總反應(yīng)分成了兩個反應(yīng)步驟(也可能為多個，如模擬演練題1中圖像所表示的)，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。③催化劑的作用：__________，但不影響__________，反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于起點(反應(yīng)物)能量和終點(生成物)能量的相對大小特別注意：催化劑三大特征催化劑是通過降低反應(yīng)__________，從而改變了反應(yīng)的途徑，此即催化劑加速化學(xué)反應(yīng)的主要原因所在?？偨Y(jié)起來，催化劑的特征主要表現(xiàn)在這樣幾個方面：特征1，催化劑可以改變反應(yīng)速率，但其自身在反應(yīng)前后的____________________不變。特征2，催化劑不改變__________。即催化劑既能加快正向反應(yīng)的速率，也能加快逆向反應(yīng)的速率，從而縮短化學(xué)反應(yīng)達到平衡的時間。特征3，催化劑具有特殊的__________，不同類型的反應(yīng)，需要選擇不同的催化劑。同一種反應(yīng)物，使用不同的催化劑，可以得到不同的產(chǎn)物。4．解答能量變化圖像“四關(guān)鍵”（1）明確圖像橫縱坐標的含義：一般是橫軸表示反應(yīng)過程，縱軸表示能量變化。（2）細致觀察各個步驟的變化：起始態(tài)、過渡態(tài)、最終態(tài)等。（3）厘清圖像變化與概念間的關(guān)系：吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)、活化能、ΔH、穩(wěn)定性等的正確判斷。（4）結(jié)合題意進行決速步驟的判斷，ΔH的計算等。知識點二常見的反應(yīng)機理圖像及策略圖像解讀催化劑與化學(xué)反應(yīng)(1)在無催化劑的情況下：E1為正反應(yīng)的活化能；E2為逆反應(yīng)的活化能；E1－E2為此反應(yīng)的__________。(2)有催化劑時，總反應(yīng)分成了兩個反應(yīng)步驟(也可能為多個，如模擬演練題1中圖像所表示的)，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為__________。(3)催化劑的作用：降低E1、E2，但不影響ΔH，反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于起點(反應(yīng)物)能量和終點(生成物)能量的相對大小“環(huán)式”反應(yīng)對于“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像，位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入環(huán)”的物質(zhì)為__________，如①和④，“出環(huán)”的物質(zhì)為__________，如②和③1,2丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機理催化劑與中間產(chǎn)物催化劑：在連續(xù)反應(yīng)中從一開始就參與了反應(yīng)，在最后又再次__________，所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有發(fā)生變化，實則是消耗多少后續(xù)又生成了多少。中間產(chǎn)物：在連續(xù)反應(yīng)中為第一步的產(chǎn)物，在后續(xù)反應(yīng)中又作為反應(yīng)物被__________，所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有生成，實則是生成多少后續(xù)有消耗多少。例1：在含少量I的溶液中，H2O2分解的機理為：H2O2+I→H2O+IO慢H2O2+IO→O2+I+H2O快在該反應(yīng)中I為催化劑，IO為中間產(chǎn)物。例2：而在機理圖中，先找到確定的反應(yīng)物，反應(yīng)物一般是通過一個箭頭進入整個歷程的物質(zhì)，(__________一般多是通過一個箭頭最終脫離這個歷程的物質(zhì))與之同時反應(yīng)的就是__________，并且經(jīng)過一個完整循環(huán)之后又會生成；中間產(chǎn)物則是這個循環(huán)中的任何一個環(huán)節(jié)。如下圖中，MoO3則是該反應(yīng)的__________，圖中剩余的三個物質(zhì)均為__________。能壘與決速步驟能壘：簡單可以理解為從左往右進行中，向上爬坡最高的為__________，而包含此能壘的反應(yīng)我們稱之為決速步驟，也成為__________。例如圖中，從第一個中間態(tài)到過渡態(tài)2的能量就是能壘，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化劑時該歷程的決速步驟。注意：①能壘越大，反應(yīng)速率__________，即多步反應(yīng)中能壘最大的反應(yīng)為決速反應(yīng)。②用不同催化劑催化化學(xué)反應(yīng)，催化劑使能壘降低幅度越大，說明催化效果__________。③相同反應(yīng)物同時發(fā)生多個競爭反應(yīng)，其中能壘越小的反應(yīng)，反應(yīng)速率越大，產(chǎn)物占比越高。知識點三催化反應(yīng)機理題的解題思路（1）通覽全圖，找準一“劑”三“物”一“劑”指__________催化劑在機理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的，以催化劑粒子為主題的多個物種一定在機理圖中的主線上三“物”指反應(yīng)物、生成物、中間物種(或中間體)反應(yīng)物通過一個箭頭__________整個歷程的物質(zhì)一般是反應(yīng)物生成物通過一個箭頭最終__________整個歷程的物質(zhì)多是產(chǎn)物中間體通過一個箭頭脫離整個歷程，但又生成的是中間體，通過兩個箭頭進入整個歷程的中間物質(zhì)也是中間體，中間體有時在反應(yīng)歷程中用“[]”標出（2）逐項分析得答案根據(jù)第一步由題給情境信息，找出催化劑、反應(yīng)物、生成物、中間體，再結(jié)合每一選項設(shè)計的問題逐項分析判斷，選出正確答案。（3）重新認識催化劑①催化劑具有的三大特征催化劑是通過降低反應(yīng)活化能，從而改變了反應(yīng)的途徑，此即催化劑加速化學(xué)反應(yīng)的主要原因所在?？偨Y(jié)起來，催化劑的特征主要表現(xiàn)在這樣幾個方面：第一，催化劑可以改變__________，但其自身在反應(yīng)前后的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)__________。第二，催化劑不改變__________。即催化劑既能加快正向反應(yīng)的速率，也能加快逆向反應(yīng)的速率，從而縮短化學(xué)反應(yīng)達到平衡的時間。第三，催化劑具有特殊的__________，不同類型的反應(yīng)，需要選擇不同的催化劑。同一種反應(yīng)物，使用不同的催化劑，可以得到不同的產(chǎn)物。②常見催化劑的四大誤區(qū)誤區(qū)1催化劑不參加化學(xué)反應(yīng)實際上，催化劑不是不參加化學(xué)反應(yīng)，而是在化學(xué)反應(yīng)前后，催化劑的化學(xué)性質(zhì)基本不變。例如在銅催化乙醇生成乙醛的反應(yīng)中，銅參與反應(yīng)的原理如下：第一步為2Cu＋O2=2CuO，第二步為CuO＋CH3CH2OH→Cu＋CH3CHO＋H2O，這兩步反應(yīng)方程式的加和為O2＋2CH3CH2OH→CH3CHO＋2H2O。顯然催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)。誤區(qū)2一種反應(yīng)只有一種催化劑實際上一個反應(yīng)可以有多種催化劑，只是我們常選用催化效率高的，對環(huán)境污染小，成本低的催化劑，如雙氧水分解的催化劑可以是二氧化錳，也可以是氯化鐵，當然還可以硫酸銅等。誤區(qū)3催化劑都是加快化學(xué)反應(yīng)速率實際上，催化劑有正催化劑與負催化劑，正催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率，負催化劑是減慢化學(xué)反應(yīng)速率的。誤區(qū)4催化劑的效率與催化劑的量無關(guān)實際上，催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)，是第一反應(yīng)物。既然是反應(yīng)物，催化劑的表面積，催化劑的濃度大小必然影響化學(xué)反應(yīng)速率。比如用酵母催化劑做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化劑的用量是會改變催化效率的。知識點四能壘1.能壘：簡單可以理解為從左往右進行中，向上爬坡__________的為能壘，而包含此能壘的反應(yīng)我們稱之為決速步驟，也稱為慢反應(yīng)。如圖所示，從第一個中間態(tài)到過渡態(tài)2的能量就是能壘，而HCOO*＋H*=CO2＋2H*是在Rh做催化劑時該歷程的決速步驟。2.模型（1）能壘越大，反應(yīng)速率__________，即多步反應(yīng)中能壘最大的反應(yīng)為決速反應(yīng)。（2）用不同催化劑催化化學(xué)反應(yīng)，催化劑使能壘降低幅度越大，說明催化效果__________。（3）相同反應(yīng)物同時發(fā)生多個競爭反應(yīng)，其中能壘越小的反應(yīng)，反應(yīng)速率越大，產(chǎn)物占比越高，產(chǎn)物的穩(wěn)定性__________。題型01基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論及活化能【典例】由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示。下列說法正確的是（）A．斷鍵吸收能量之和大于成鍵釋放能量之和B．反應(yīng)物總能量小于生成物總能量C．N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)△H=139kJ/molD．反應(yīng)生成1molN2時轉(zhuǎn)移4mol電子【變式】(2024·甘肅卷)甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應(yīng)的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是()A．E2＝1.41eVB．步驟2逆向反應(yīng)的ΔH＝＋0.29eVC．步驟1的反應(yīng)比步驟2快D．該過程實現(xiàn)了甲烷的氧化A．該反應(yīng)歷程分五步進行B．使用催化劑1時體系更快達到平衡狀態(tài)C．降低溫度有利于提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率D．達到平衡后向容器中加入一定量的Q，再次平衡后M和N的濃度均增大題型02催化劑與活化能【典例】2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)?H=akJ·mol1能量變化如圖所示。下列說法不正確的是

A．a(chǎn)<0B．反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和C．反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和D．過程Ⅱ使用催化劑可以提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率A．加壓體系的顏色加深，可利用勒夏特列原理解釋B．該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能比正反應(yīng)的活化能高D．使用催化劑可降低過渡態(tài)的能量，提高活化分子的百分數(shù)題型03“環(huán)式”反應(yīng)A．電極A上發(fā)生的反應(yīng)存在極性鍵的斷裂與生成B．若去掉隔水薄膜，會在A電極失去電子生成下列說法錯誤的是D．步驟③生成的物質(zhì)Z是題型04能壘下列說法正確的是【變式】（2025·江西·一模）銅催化乙炔選擇性氫化制1，3－丁二烯的反應(yīng)機理如圖所示(吸附在銅催化劑表面上的物種用*標注)。下列說法正確的是()A.反應(yīng)Ⅰ的速率大于反應(yīng)Ⅱ的速率B.若原料用丙炔，則會有2種分子式為C6H10的有機物生成C.增大Cu的表面積，可加快反應(yīng)速率，提高C2H2的平衡轉(zhuǎn)化率D.C2Heq\o\al(*,3)轉(zhuǎn)化成C4H6(g)過程中，有非極性鍵的斷裂和形成①催化劑Cat2條件下，450℃后，脫氮率隨溫度升高而下降的原因是?！眷柟逃?xùn)練】1．甲烷制備甲醇的反應(yīng)機理如圖。已知直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢。下列說法正確的是A．若FeO+與CHDB．反應(yīng)①和反應(yīng)②中均涉及氫原子成鍵變化C．升溫，正反應(yīng)速率的增大程度大于其逆反應(yīng)速率的增大程度D．FeO+與CH22．不同催化劑下合成氨反應(yīng)的歷程如圖，吸附在催化劑表面的物種用“*”表示。下列說法正確的是A．N2濃度過大，不利于產(chǎn)物分子解吸，反應(yīng)速率可能變慢B．合成氨反應(yīng)應(yīng)選用催化劑AC．及時分離出氨氣能加快合成氨反應(yīng)的速率D．常溫常壓下，合成氨反應(yīng)速率慢的根本原因是破壞HH需要吸收的能量太大3．零碳甲醇制備的原理是綜合利用焦爐氣中的副產(chǎn)物氫氣與工業(yè)尾氣中捕集的二氧化碳合成綠色甲醇，其反應(yīng)過程的能量變化曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是A．若該過程中使用催化劑，總反應(yīng)的ΔHB．過程①和過程②都是吸熱反應(yīng)C．降低溫度，將增大H2D．兩個過程中，決定總反應(yīng)速率的是過程②4．下圖是用釕(Ru)基催化劑催化CO2(g)和A．物質(zhì)Ⅱ、Ⅲ中Ru的化合價均為+2價B．物質(zhì)Ⅰ轉(zhuǎn)化為物質(zhì)Ⅱ過程中，存在極性鍵、非極性鍵的斷裂與形成C．圖示中物質(zhì)Ⅰ為該反應(yīng)的催化劑，物質(zhì)Ⅱ、Ⅲ為中間產(chǎn)物D．由題意知：HCOOH(l)=COD．CO2g和H2g生成HCOOHl故選B。5．羰基合成又稱氫甲酰化。烯烴與一氧化碳和氫氣在催化劑作用下，在烯烴雙鍵上同時加上氫原子和甲酰基(即醛基—CHO)生成比原來烯烴多一個碳原子的兩種異構(gòu)醛。催化丙烯制醛的反應(yīng)機理如圖所示。下列說法正確的是A．上述反應(yīng)過程中，除丁醛外，還可能有副產(chǎn)物2甲基丙醛生成B．上述循環(huán)過程中，無非極性共價鍵的斷裂和形成C．上述循環(huán)過程中，Co只能形成4個配位鍵D．HCoCO6．在超臨界水中進行加成反應(yīng)時存在兩條不同的路徑，其反應(yīng)機理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是A．比穩(wěn)定B．在超臨界水中進行加成反應(yīng)時，涉及H?OC．經(jīng)過過渡態(tài)Ⅰ進行加成的路徑最終為吸熱反應(yīng)D．選擇適當?shù)拇呋瘎?，可以加快兩反?yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率7．已知碘化氫分解吸熱，分以下兩步完成：2HI(g)→H2(g)+2I·(g)；2I·(g)→I2(g)，下列圖像最符合上述反應(yīng)歷程的是A． B．C． D．8．在某金Au5催化劑表面HCOOH下列說法錯誤的是A．首先斷裂的化學(xué)鍵是H-O鍵B．反應(yīng)HCOOH(g)→COC．HCOO*是反應(yīng)中間體D．反應(yīng)HCOOH?→9．在非水溶劑中，將CO2轉(zhuǎn)化為化合物的催化機理如圖所示。下列說法不正確的是A．該轉(zhuǎn)化過程中催化劑有AcOH和KIB．該轉(zhuǎn)化過程總反應(yīng)ΔC．該轉(zhuǎn)化過程中沒有碳碳鍵的斷裂與形成D．若用C18O10．（2425高二下·云南昭通·期末）乙烯是一種用途廣泛的有機化工原料，在現(xiàn)代石油和化學(xué)工業(yè)中具有舉足輕重的作用。由乙烷制乙烯的研究備受關(guān)注。回答下列問題：C2①4CH4②2CH4(1)C2H6(g)氧化生成C2H(2)我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了不同催化劑下乙烷脫氫階段反應(yīng)進程如圖1所示(吸附在催化劑表面的粒子用*標注，TS表示過渡態(tài))。圖中代表催化性能較好的催化劑的反應(yīng)歷程是(填“c”或“d”)，c歷程中的決速步驟是(寫出對應(yīng)方程式)。(3)乙烷直接脫氫制乙烯的過程中，可能發(fā)生多個反應(yīng)：?。瓹2H6ⅱ．C2ⅲ．C2反應(yīng)的平衡常數(shù)對數(shù)值(lgK)與溫度的倒數(shù)1①ΔH②僅發(fā)生反應(yīng)ⅰ時，假設(shè)起始投入1molC2H6(g)，容器體積為1L，C2③水蒸氣在乙烷直接脫氫制乙烯中起著重要作用。一定溫度下，當總壓恒定時，增加水蒸氣與乙烷的進料比，可提高乙烷的轉(zhuǎn)化率，其原因是。④結(jié)合圖2，分析工業(yè)上一般選擇溫度在1000K左右的可能原因是?！緩娀?xùn)練】11．（2425高一下·廣東東莞·期末）在有氧條件下，一種使用廉價催化劑，高效綠色合成羰基化合物的反應(yīng)，其過程機理如圖所示。下列說法不正確的是A．物質(zhì)Ⅰ分子中含有的?OH名稱是羥基 B．過程②C．Cu(Ⅱ)在整個過程中起催化作用 D．物質(zhì)Ⅱ能與新制的銀氨溶液反應(yīng)A．和互為同分異構(gòu)體B．由圖可知，的加成反應(yīng)一定為放熱反應(yīng)C．相同條件下，生成D．的速率更快已知：①反應(yīng)中CO2插入催化劑的SnO鍵中得以活化；②H2O會降低該催化劑的活性。A．若加入縮醛可以防止催化劑失活B．I→II過程中有非極性鍵的形成D．壓縮體積增大壓強可以提高碳酸二甲酯的平衡產(chǎn)率14．（2425高二下·河北邯鄲·期末）在濃硫酸作用下，苯與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)的部分反應(yīng)歷程如圖。下列說法正確的是A．上述反應(yīng)歷程中僅存在極性鍵的斷裂與形成B．圖示反應(yīng)歷程中“中間體→產(chǎn)物1”反應(yīng)的活化能最小C．苯的硝化反應(yīng)歷程經(jīng)過了加成反應(yīng)和消去反應(yīng)D．苯的硝化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，苯的硝化反應(yīng)的ΔH15．（2425高二下·浙江麗水·期末）在某催化劑作用下由CH4和CO2合成催化劑用字母“M”表示，下列有關(guān)說法不正確的是A．①→②的過程中放出能量，并形