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压轴题08 化学反应机理与历程
反应机理是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应,机理详细描述了每一步转化的过程,包括过渡态的形成,键的断裂和生成,以及各步的相对速率大小等。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。通过反应历程或机理可以帮助我们了解物质结构的知识,形成“结构决定性质” 的观念,从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。近来年出现考查考生对反应热、活化能、催化剂对反应历程的影响与能量变化,反应历程分析等,且考查内容越来越多元化
预计在2023年高考中,会以反应机理真实情境进行分析,思维转化大,考查考生的迁移运用能力和创新思维,具有一定的难度;故非常有必要从催化剂的特性、催化的机理等角度进行深入的分析,找到解决新情境问题的思维方法。
明确反应物:解答这类题图时,最重要的要看清图示中的箭头,明确哪些物质进行循环体系,哪些物质离子循环体系,进行循环体系的物质为总反应的反应物,离子循环体系的物质为总反应的生成物。
明确催化剂和中间产物:从循环图示中找出分解的若干反应,通过分步反应区分哪些是催化剂,哪些是中间产物。
写出总反应:依据质量守恒定律,确定循环 图示中没标出的物质,利用氧化还原反应的配平方法进行配平,写出总反应,同时标出催化剂和反应条件。
一“剂”指催化剂
催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的,以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上
三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体)
反应物
通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物
生成物
通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物
中间体
通过一个箭头脱离整个历程,但又生成的是中间体,通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体,中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出
1.反应过程Ⅰ、Ⅱ都能将反应物(M)转化为产物(N)。其能量与反应进程的关系如下:
下列有关说法正确的是( )
A.进程Ⅰ是吸热反应 B.X是催化剂
C.M·X比N·X稳定 D.反应热:Ⅰ>Ⅱ
2.(2022•湖南选择性考试)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下图所示:
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( )
A.进程Ⅰ是放热反应 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
3.通过理论计算发现,CH2=CH-C≡CH与HBr发生加成反应时,通过不同的路径都可以生成有机物④,其反应过程及相对能量变化如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应物经过渡态2生成中间体发生的是1,4-加成
B.推测物质的稳定性顺序为:④>③>②
C.反应路径1中最大能垒为
D.催化剂不会改变总反应的
4.我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的历程如图(吸附在催化剂表面的物质用标注)。下列说法正确的是( )
A.反应历程中第一步化学反应为决速步骤
B.催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变(ΔH)
C.过渡态物质的稳定性:过渡态2小于过渡态1
D.吸附过程为吸热过程
5.某反应分两步进行,其能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应①的活化能E1=-177 kJ·mol-1
B.该反应过程中,反应速率由反应②决定
C.总反应的热化学方程式为C2H6(g)+ CO2(g)C2H4(g)+ CO(g) )+ H2O(g) ΔH=+346 kJ·mol-1
D.增大C2H6(g)的浓度,可以增大活化分子百分数,提高化学反应速率
6.H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)能量曲线如图。描述正确的是( )
A.反应①为放热反应,反应②为吸热反应
B.若加入催化剂可降低反应热
C.热化学方程式为H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)-218kJ
D.若反应的生成物为2HCl(g)+I2(s),则反应热数值将变大
7.“天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热∆H = -283 kJ·mol-1,则2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的反应热∆H (kJ·mol-1)为( )
A.-152 B.-76 C.+76 D.+152
8.在亚纳米金属钯(Pd)团簇作用下,过氧化氢可以直接将苯高效催化转化为苯酚,催化剂中掺杂碱金属离子可改变催化能力,反应历程如图(*表示吸附态,TS表示过渡态),下列说法错误的是( )
A.苯与H2O2反应生成苯酚是放热反应
B.反应历程中,存在反应+O*→
C.使用Pd-Na+催化剂后,每一步的产物均比使用Pd催化剂更稳定
D.其他条件相