2023届高三化学二轮复习：化学反应历程图像分析课件

化学反应历程图像分析 (一)反应历程 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.基元反应与非基元反应 例如H＋＋OH－===H2O，反应几乎没有过程，瞬间平衡一步到位，称为简单反应；而2HI===H2＋I2的实际机理是分两步进行的，每一步都是一个基元反应：2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2，存在未成对电子的微粒称为自由基，反应活性高， 寿命短，2HI===H2＋I2称为非基元反应。 (二)有效碰撞理论与活化能   活化能 活化分子数 单位体积内活化分子数 有效碰撞 增大浓度/压强 不变 不变 增多 增加 升高温度 不变 增多 增多 增加 催化剂 下降 增多 增多 增加 A—比例系数，Ea—活化能，R—常数，T—开氏温度。从公式可以判断出，T越高，速率常数越大，反应速率越大。Ea越小，速率常数越大，反应速率越大。 (三)过渡态与中间体 1.过渡态 A＋B－C―→[A…B…C]―→A－B＋C 备注：(1)以上为一种基元反应，其中正 反应活化能Ea正＝b－a，逆反应活化能 Ea逆＝b－c，ΔH＝Ea正－Ea逆。(2)过渡态 (A…B…C)不稳定。 2.中间体 备注：处于能量最高点的是反应的过渡态，在多步反应中两个过渡态之间的是中间体，中间体很活泼，寿命很短，但是会比过渡态更稳定些。 (四)能垒与决速步 能垒：可以简单理解为从左往右进行中，向上爬坡吸收的能量，而包含最高能垒的反应我们称之为 决速步骤，也称为慢反应。 例如图中，从第一个中间体 到过渡态2的能量就是最高 能垒，而HCOO*＋H*===CO2 ＋2H*是在Rh做催化剂时该历 程的决速步骤。 (五)催化剂与中间产物 催化剂：在连续反应中从一开始就参与了反应，在最后又再次生成，所以仅从结果上来看似乎并没有发生变化，实则是消耗多少后续又生成了多少。 中间产物：在连续反应中为某一步的产物，在后续反应中又作为反应物被消耗，所以仅从结果上来看似乎并没有生成，实则是生成多少后续又消耗多少。 在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为 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。 而在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)，与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。 如图中，MoO3是该反应的催化剂， 为中间产物。   1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理 1.(2022·湖南，12改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 A.进程Ⅰ是吸热反应 B.平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z没有催化作用 √ 2.(2020·全国卷Ⅰ，10)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。 下列叙述错误的是 A.CH3COI是反应中间体 B.甲醇羰基化反应为CH3OH＋ CO===CH3CO2H C.反应过程中Rh的成键数目保 持不变 D.存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O √ 3.(2020·全国卷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体CO2 D.该催化循环中Fe的成键数目发生 变化 √ 4.[2019·全国卷Ⅰ，28(3)]我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注。 可知水煤气变换的ΔH_____0(填 “大于”“等于”或“小于”)。 该历程中最大能垒(活化能)E正＝ ______eV，写出该步骤的化学 方程式：____________________ ____________________________________________。 小于 2.02 COOH ＋H ＋H2O ===COOH ＋2H ＋OH (或H2O ===H ＋OH ) 能量反应过程图分析 1.亚硝酰氯在有机合成中有重要应用。2NO(g)＋Cl2(g)===2NOCl(g)的反应历程如图所示。下列说法错误的是 A.催化剂能提高反应物的