2026届高三化学二轮专题复习课件第1部分主题4选择题突破1

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主题四　化学反应能量与机理、速率与平衡
选择题突破(一)　化学反应能量与机理
1．化学动力学与反应历程化学动力学是研究化学反应进行的速率和反应历程(即机理)的科学。所谓反应历程就是反应物按什么途径，经过哪些步骤，才能转化为最终产物。选择适当的反应途径，可以使热力学由预期转变为现实。2．过渡态理论
3．催化机理能垒图在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理：H2O2＋I－―→H2O＋IO－　慢，H2O2＋IO－―→O2＋I－＋H2O　快；在该反应中I－为催化剂，IO－为中间产物。每步基元反应的快慢取决于其能垒的大小，能垒越大，反应速率越慢。例如：在Rh催化下，甲酸分解制H2反应的过程如图所示。
其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决速步骤的化学方程式为HCOOH*===HCOO*＋H*；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－0.16NA eV·ml－1。
4．反应机理循环图示及分析
(1)位于“环上”的物质⑤是催化剂，⑥、⑦、⑧是中间体。(2)“入环”的物质为反应物，如①和④。(3)“出环”的物质为生成物，如②和③。
【高考失分点】1．过渡态理论图中，处于能量最高点的是反应的过渡态，波峰的个数等于过渡态数；在多步反应中两个过渡态之间的是反应的中间体，波谷个数就是中间体的数目；整个反应ΔH＝Ea正－Ea逆，还等于每一个基元反应的ΔH之和。2．催化机理能垒图中，(1)在催化机理能垒图中，有几个活化状态(自由基状态)，就有几个基元反应；(2)整个反应的反应速率是由能垒最大反应最慢的一步决定，又称为决速步骤；(3)用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好；(4)相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
1．(2025·云南高考)铜催化下，由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是(　　)
2．(2025·广东高考)某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上(　　)
A．负极反应的催化剂是ⅰB．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】　C【解析】　该燃料电池为氢氧燃料电池，由题图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，作负极，电极方程式为H2－2e－===2H＋；氧气发生还原反应，作正极，电极方程式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。由分析可知，氧气发生还原反应，作正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；图a中，ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程，根据题中信息，O2获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；氢气发生氧化反应，作负极，电极方程式为H2－2e－===2H＋，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H＋通过质子交
换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误。
下列说法错误的是(　　)A．反应ⅰ是吸热过程B．反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69 eVC．反应ⅲ包含2个基元反应D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中【答案】　D
【解析】　观察历程图可知，反应ⅰ中Ga2O3(s)＋NH3(g)的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成Ga2O2NH(s)和H2O，此时的相对能量为0.05 eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确；反应ⅱ中因H2O(g)脱去步骤需要经过TS5，则活化能为 0.70 eV与TS5的相对能量差，即3.39 eV－0.70 eV＝2.69 eV，B正确；反应ⅲ从Ga2ON2H2(s)生成2GaN(s)＋H2O(g)经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确；整个反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的反应步骤(活化能为3.07 eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误。
【解题攻略】　化学反应历程与机理题型解题方法突破
2．(2025·湖南益阳三模)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系，高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成，C40H20(g),H·C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．图示历程包括3个基元反应，其中第三个反应的反应速率最慢B．该过程中没有极性键的形成C．C40H10纳米碗中有6个五元环和10个六元环结构D．加入催化剂既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率【答案】　D