2027届高三化学（鲁科版）一轮复习课件热点专攻14 化学反应机理（历程）及分析

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化学反应机理的分析及应用是新高考命题的热点之一,此类试题大多以“能量—历程转化”“物质转化循环”等为载体,考查吸热(或放热)反应的判断、共价键及其变化、活化能与反应速率等,侧重考查考生的“理解与辨析能力”“分析与推测能力”等关键能力。
1.能量—反应历程图像及分析
(1)在无催化剂的情况下:E1为正反应的活化能;E2为逆反应的活化能;E1-E2为此反应的焓变(ΔH)。(2)有催化剂时,总反应分成了两个反应步骤,反应①为吸热反应,产物为总反应的中间产物,反应②为放热反应,总反应为放热反应。(3)催化剂的作用:降低E1、E2,但不影响ΔH,反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小。
2.物质转化—循环图示及分析
(1)位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤⑥⑦⑧。(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。(4)依据判断出的反应物和生成物,即可快速写出反应的方程式。
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
解析:观察反应历程图可知,反应ⅰ反应物的相对能量为0,产物的相对能量为0.05 eV,反应ⅰ为吸热过程,A项正确;反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤经过TS5,该步骤的活化能为3.39 eV-0.70 eV=2.69 eV,B项正确;反应ⅲ要经过TS6和TS7,说明包含2个基元反应,C项正确;速控步的活化能最大,速控步包含在反应ⅲ中,最大活化能为6.37 eV-3.30 eV=3.07 eV,D项错误。
下列说法正确的是(　　)A.总反应是放热反应B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同C.和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定D.①转化为②的进程中,决速步骤为*CH3CH2CH3→*CH3CHCH3+*H
解析:由图可知反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,A项错误;化学平衡常数只与温度有关,催化剂不影响平衡常数大小,B项错误;由图可知,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态能量低,更稳定,C项正确;①转化为②的进程中,决速步骤应为能垒最大的一步:*CH3CHCH3+*H→ *CH3CHCH2+2*H(或*CH3CHCH3→CH3CHCH2+*H),D项错误。
3.(2025·安徽卷节选)通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应:①HCOOH(g) ══CO(g)+H2O(g)　ΔH1=+26.3 kJ·ml-1②HCOOH(g) ══ CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-14.9 kJ·ml-1一定温度下,使用某催化剂时反应历程如下图,反应①的选择性接近100%,原因是_______________________________________________________;升高温度,反应历程不变,反应①的选择性下降,可能的原因是__________________________________________。 
反应①的活化能比反应②的活化能低,反应①化学反应速率快
催化剂在升温后对反应①的催化活性降低
解析:使用某催化剂时反应①的选择性接近100%,观察图示(反应历程)知: Ea①