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微专题6 反应历程(机理)的分析及应用
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专题六 化学反应与能量
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[高考必备]
1.催化剂和反应中间体的判断
(1)催化剂:分步反应中,参与第一步反应,并在最后一步重新生成的物质。
(2)反应中间体:除最初反应物、最终生成物及催化剂外,其他物质一般都是反应中间体。
2.物质的能量变化及稳定性的判断
(1)物质的能量变化:根据反应物和生成物的总能量的相对高低,判断吸热反应和放热反应;根据物质具有能量或共价键的键能确定反应热(ΔH)。
(2)物质稳定性的判断:先确定物质具有能量的相对高低,一般情况,物质具有的能量越低,其稳定性越强。
3.化学反应速率的比较
(1)若化学反应分为多个基元反应,一般来说,活化能(Ea)越大,基元反应的反应速率越慢,反之则反应速率越快。
(2)多步反应中,整个反应的总反应速率是由慢反应步骤决定。
[真题演练]
[例1] (2021·湖南卷,14)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\up17(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元素的化合价发生了变化
D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
[解析] D [A项,由反应机理可知,HCOOH电离出氢离子后,HCOO-与催化剂结合,放出二氧化碳,然后又结合氢离子转化为氢气,所以化学方程式为HCOOHeq \o(=====,\s\up17(催化剂))CO2↑+H2↑,故A正确;B项,若氢离子浓度过低,则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低,反应速率减慢,若氢离子浓度过高,则会抑制甲酸的电离,使甲酸根浓度降低,反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢,所以氢离子浓度过高或过低,均导致反应速率减慢,
故B正确;C项,由反应机理可知,Fe在反应过程中,化学键数目发生变化,则化合价也发生变化,故C正确;D项,由反应进程可知,反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大,反应速率最慢,对该过程的总反应起决定作用,故D错误;故选D。]
[例2] (2020·全国高考卷Ⅱ,11)据文献报道:Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.OH-参与了该催化循环
B.该反应可产生清洁燃料H2
C.该反应可消耗温室气